智能家居標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展與應(yīng)用一直都是行業(yè)比較關(guān)注的熱點(diǎn)話題，千家網(wǎng)近期也談?wù)摿嗽S多關(guān)于智能家居標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，包括Zigbee、Z-Wave、Thread和Dotdot等等。但對(duì)于智能家居最常用的兩種標(biāo)準(zhǔn)Zigbee和Z-Wave，很多新入門(mén)的小伙伴還是有些疑惑，二者有何區(qū)別，到底誰(shuí)更適合智能家居?

對(duì)于智能家居應(yīng)用，通常我們需要了解四種主要的無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。其中，有兩個(gè)是眾所周知的Wi-Fi和Bluetooth標(biāo)準(zhǔn)。而對(duì)于后兩者Zigbee和Z-Wave許多初體驗(yàn)智能家居的用戶(hù)來(lái)說(shuō)還是相對(duì)陌生。

這些無(wú)線技術(shù)都可以將智能家居設(shè)備連接在一起，但Zigbee和Z-Wave工作方式與Wi-Fi和藍(lán)牙不同。不同于WiFi需要通過(guò)路由器來(lái)橋接設(shè)備，Zigbee和Z-Wave是使用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)直接與設(shè)備進(jìn)行連接，其中數(shù)據(jù)從控制中心發(fā)送至一個(gè)設(shè)備，然后再?gòu)倪@個(gè)設(shè)備發(fā)送至下一個(gè)設(shè)備。這樣，數(shù)據(jù)可以傳輸?shù)娇刂浦行谋旧硇盘?hào)覆蓋范圍之外的設(shè)備，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)設(shè)備都可以充當(dāng)信號(hào)中繼轉(zhuǎn)發(fā)器將信號(hào)不斷向外擴(kuò)展。而WiFi網(wǎng)絡(luò)超過(guò)路由器信號(hào)覆蓋范圍就無(wú)法進(jìn)行傳輸控制，更重要的是WiFi功耗過(guò)大，尤其不適合于那些需要電池供電的傳感器設(shè)備。

在智能家居系統(tǒng)應(yīng)用中，所需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通常只是一條指令或一小部分信息。 例如，可能是打開(kāi)燈泡的控制命令，或者是查看濕度傳感器或溫控器的讀數(shù)。

Zigbee和Z-Wave設(shè)備運(yùn)行所消耗的功率都很小，在某些情況下可以持續(xù)使用數(shù)年甚至十年才需要更換電池。目前，市面上已經(jīng)有很多集成Zigbee和Z-Wave技術(shù)的設(shè)備，包括智能溫控器、智能門(mén)鎖、智能開(kāi)關(guān)、智能燈泡以及智能插座等等。它們都可以通過(guò)支持Zigbee或Z-Wave的控制中心進(jìn)行控制，例如Amazon Echo Plus。

Zigbee是由Zigbee聯(lián)盟控制的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，成立于2002年，最初是為了商業(yè)用途而創(chuàng)建，后面逐步過(guò)渡到智能家庭應(yīng)用。 Z-Wave由丹麥公司Zensys于2001年開(kāi)發(fā)的一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，主要設(shè)計(jì)用于家庭自動(dòng)化。2009年Z-Wave被Sigma Designs收購(gòu)，然后在2018年初又以2.4億美元的價(jià)格賣(mài)給了Silicon Labs。

網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)可以提供比Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)更全面地覆蓋區(qū)域，例如將網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍擴(kuò)展到更多房間甚至室外花園。這是因?yàn)閃i-Fi網(wǎng)絡(luò)僅在單個(gè)設(shè)備與路由器之間來(lái)回發(fā)送數(shù)據(jù);因此，距離較遠(yuǎn)的設(shè)備接收到的信號(hào)較弱，可能導(dǎo)致連接不穩(wěn)定等問(wèn)題。同時(shí)，如果家里多個(gè)房間都需要連接時(shí)，有的設(shè)備需要Wi-Fi信號(hào)穿過(guò)多層厚厚的墻壁才能達(dá)到，由此造成WiFi信號(hào)強(qiáng)度的極大削減。

而網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)則通過(guò)附近的設(shè)備來(lái)中繼信號(hào)克服了這一問(wèn)題，例如控制燈泡打開(kāi)的信號(hào)可能是從同一個(gè)房間的另一個(gè)性對(duì)靠近控制中心的設(shè)備(如智能插座)傳過(guò)來(lái)，控制中心先把控制命令傳輸?shù)街悄懿遄?，再由智能插座傳送給智能燈泡。 同樣，打開(kāi)房屋最遠(yuǎn)一端的燈的指令仍然也可以輕松傳到那里，因?yàn)檠赝疽粋€(gè)或幾個(gè)Zigbee或Z-Wave設(shè)備繼續(xù)充當(dāng)信號(hào)中繼轉(zhuǎn)發(fā)器。

這意味著智能家居設(shè)備可以在整個(gè)房屋內(nèi)暢通無(wú)阻的通信，并且安裝的設(shè)備越多，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍就越大。

Zigbee和Z-Wave各自網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的主要區(qū)別在于Z-Wave只允許信號(hào)或數(shù)據(jù)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中中繼四次，而Zigbee則沒(méi)有限制。Z-Wave最新的700系列(于2018年初推出)，在空曠環(huán)境下傳輸距離達(dá)300英尺(約90米)，如此算下來(lái)四次中繼范圍已經(jīng)超過(guò)300米，應(yīng)對(duì)普通大型豪宅別墅什么的也基本不是問(wèn)題了。盡管Zigbee傳輸距離略小于Z-Wave，但由于沒(méi)有中繼次數(shù)限制，在智能家居應(yīng)用場(chǎng)景中也就不存在太多傳輸距離問(wèn)題。

但是，實(shí)際傳輸距離都取決于設(shè)備所處的位置，就像Wi-Fi和藍(lán)牙一樣，墻壁同樣會(huì)造成信號(hào)減弱。不過(guò)門(mén)鎖網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)備彼此之間的距離都不會(huì)太遠(yuǎn)，在超出信號(hào)覆蓋范圍之前其它設(shè)備就已經(jīng)可以進(jìn)行復(fù)制中繼了。

Zigbee和Z-Wave之間的技術(shù)差異

盡管Zigbee和Z-Wave通過(guò)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)向智能家庭設(shè)備發(fā)送信息工作方式相似，但它們的某些功能還是有所不同。

例如，Zigbee使用915 MHz和2.4GHz射頻，可能很對(duì)很多人對(duì)于后者比較熟悉。沒(méi)錯(cuò)，這個(gè)頻段Wi-Fi也在用。因此，從理論上講，在擁有大量Zigbee和Wi-Fi設(shè)備的家庭中可能會(huì)引起相互干擾問(wèn)題。

雖然，從目前來(lái)看我們大部分人家里肯定充滿(mǎn)了各種WiFi設(shè)備，他們都是在2.4GHz頻段上運(yùn)行，如果再加上大量Zigbee設(shè)備，難免會(huì)引起一些用戶(hù)的擔(dān)憂(yōu)。但從智能家居設(shè)備操作控制頻率和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量來(lái)看，這似乎也不是什么大問(wèn)題。

相比之下，Z-Wave因?yàn)樗?00-900MHz較低的頻率范圍內(nèi)(且擁擠程度較小)工作，不受Wi-Fi干擾的影響。

除此之外，二者之間在單次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量和單個(gè)網(wǎng)絡(luò)支持設(shè)備數(shù)量上也有所不同。這次Zigbee要稍占上風(fēng)，與Z-Wave的每秒10-100KB相比，Zigbee數(shù)據(jù)傳輸速度為每秒40至250 KB;同時(shí)，一個(gè)Z-Wave網(wǎng)絡(luò)最多可以連接232個(gè)設(shè)備(或節(jié)點(diǎn))，而Zigbee則高達(dá)65000個(gè)。至于設(shè)備容量問(wèn)題，對(duì)于一般的家庭場(chǎng)景應(yīng)用而言，200+已經(jīng)夠了，但對(duì)超超大型別墅或商用環(huán)境來(lái)說(shuō)，可能會(huì)不夠。

盡管與Wi-Fi和蜂窩連接相比，這點(diǎn)速率小的可憐，但這并不影響Zigbee和Z-Wave的發(fā)展應(yīng)用，因?yàn)樗鼈儍H用于傳輸非常少量的數(shù)據(jù)，例如用于設(shè)備執(zhí)行操作的指令或從傳感器讀取的數(shù)據(jù)。而不需要像WiFi和蜂窩網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，需要經(jīng)常傳輸高清視頻等大文件。

最后，兩種技術(shù)都使用相同的AES-128加密來(lái)保護(hù)智能家居安全，這一點(diǎn)對(duì)于智能門(mén)鎖和安全監(jiān)控?cái)z像機(jī)等設(shè)備尤為重要。

行業(yè)生態(tài)

目前越來(lái)越多的知名品牌都已經(jīng)加入Zigbee聯(lián)盟，例如羅格朗、飛利浦、三星、LG、GE、Belkin、ADT安全中心、尚飛、霍尼韋爾、耶魯?shù)鹊取Ｉ踔?，包括蘋(píng)果、谷歌、亞馬遜等巨頭都已經(jīng)加入Zigbee聯(lián)盟陣營(yíng)，共同制定統(tǒng)一的連接標(biāo)準(zhǔn)。而在中國(guó)，云丁、歐瑞博、海曼、順舟智能等也都是Zigbee成員單位。

Zigbee聯(lián)盟會(huì)員(部分)

更多Zigbee聯(lián)盟，參見(jiàn)：https://zigbeealliance.org/members/

同樣，Z-Wave聯(lián)盟也吸引了一大批知名企業(yè)的加盟，而且大多數(shù)知名企業(yè)都同時(shí)加入了兩個(gè)聯(lián)盟。據(jù)稱(chēng)，Z-Wave聯(lián)盟擁有700多個(gè)成員，已有超過(guò)2600種認(rèn)證產(chǎn)品，這一數(shù)字從2017年的1700個(gè)和2005年的6個(gè)增長(zhǎng)到現(xiàn)在。全球共有超過(guò)1億個(gè)Z-Wave設(shè)備在運(yùn)行，Z-Wave聯(lián)盟聲稱(chēng)90%的領(lǐng)先安全公司都在其產(chǎn)品中使用Z-Wave。國(guó)內(nèi)如河?xùn)|電子、?？低暤榷际瞧涑蓡T。

Z-Wave聯(lián)盟主要會(huì)員(部分)

更多Z-Wave聯(lián)盟會(huì)員，參見(jiàn)：https://z-wavealliance.org/z-wave_alliance_member_companies/

相比之下，Z-Wave聯(lián)盟會(huì)員數(shù)量要多些，但是Zigbee聯(lián)盟有蘋(píng)果、谷歌、亞馬遜等巨頭參與，基于這些巨頭的用戶(hù)量與影響力，從智能家居行業(yè)生態(tài)角度來(lái)看，Zigbee聯(lián)盟更值得期待。

Zigbee和Z-Wave設(shè)備如何選擇?

盡管Zigbee和Z-Wave彼此不兼容，但是我們上面也看到有些智能家居制造商其實(shí)同時(shí)加入兩個(gè)聯(lián)盟，都推出了支持兩種協(xié)議的產(chǎn)品。那么，對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)應(yīng)該怎么選擇呢?

當(dāng)然，最安全的做法就是選擇兩種協(xié)議都支持的產(chǎn)品，其次更多的就要從價(jià)格、與已有設(shè)備兼容性、后期擴(kuò)展性等因素綜合考慮，兩種協(xié)議各有優(yōu)勢(shì)，選擇適合自己的才是正確的。

不過(guò)，隨著越來(lái)越多的智能家居產(chǎn)品與智能音箱的配合使用，普通用戶(hù)在構(gòu)建智能家居系統(tǒng)時(shí)將比以往更加靈活。(文/蒙光偉)