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智能家居用 WiFi 连接?WiFi 的这些缺陷你可能不知道

  咱去市面上买两套智能家居产品,一套用 WiFi 连接,另一套使用一种名为 ZigBee 的无线网络连接。这两套产品可以实现类似的功能,你更倾向于买哪一套呢?

  这个提问给定的信息量太少了,况且作为普通消费用户,谁在意什么 WiFi 或者 ZigBee?我们也不想在意。但在试用一段时间后,却很容易发现,用 WiFi 的设备响应不够快:比如用开关开个灯,要等一小会儿;而且用 WiFi 的那颗开关得外接电源,装起来很不方便。

  


      这时再做选择,结果一目了然。所以对 WiFi 和 Zigbee 的了解,对于我们按选购智能家居产品,还是相当有益的,至少了解这些顺便让你在朋友面前装个叉还是没问题的。

  WiFi 其实不是为智能家居准备的

  Zigbee 这名字可能你不熟,但 WiFi 大约是全世界人民的基本需求了。WiFi 有多普及呢?许多人甚至以为 WiFi 就是无线网络的英语。实际上,无线通讯的方式有很多种,典型如蓝牙。作为智能移动设备全系标配, WiFi 在普及程度上相较其它技术,有这不可比拟的基数优势。

  但每种无线通讯技术都有专门的发展方向。比如蓝牙和 WiFi 并不存在谁替代谁的问题:用 WiFi 在手机上看 4K 视频是理所当然,用蓝牙下载 4K 电影就夸张了——但用蓝牙耳机听歌的人很多。这是蓝牙传输速率、距离的天然属性,决定其应用场景和 WiFi 必然不同。

  

市面上有挺多 WiFi 连接的智能家居产品,但你可能不知道,WiFi 天然不是为智能家居准备的,就如同 WiFi 不适用于耳机无线连接一样。Zigbee 可类比为轻量级的 WiFi,所以它才成为小燕科技,乃至很多同类品牌的选择。

 

  确立 Zigbee 标准的 Zigbee 联盟最初成员典型如 Honeywell——这是工控领域相当知名的一家企业。从 ZigBee 早在 1998-2002 年的初生来看,这种无线通讯方式特别适用于工业自动化。它的特点就是高可靠性,可抵抗工业现场的各类电磁干扰。

  

ZigBee 的主要特点包括近距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度。我们抛开那些听不懂的词汇,至少其中的“低功耗”“低复杂度”,决定了 ZigBee 在智能家居领域的生根是具备天然优势的。小燕科技的感应开关和无线门窗磁都用 ZigBee 通讯连接,内置电池驱动依然可以用上很久,但如果改用 WiFi 通讯......你也知道手机的省电模式会劝你把 WiFi 功能关闭,足见 WiFi 是个耗电大户。

  WiFi 可以下电影,ZigBee 可以做什么?

  说 ZigBee 省电,其核心在于这是一种低速率的通讯标准;其通讯速率最高为 250Kbps,比 WiFi 慢多了。但这个速度已经足够智能家居设备通讯——毕竟我们也不会用 Zigbee 去下载 10GB 的电影,这是它功耗低的一个原因。

  而 ZigBee 的另一大优势,在于组网灵活且高容量——说句人话就是通过 Zigbee 可以连接一堆智能家居设备。理论上 ZigBee 组建的一个网状网络,可以有 65000 个设备节点。即便受到 ZigBee 芯片的制约,可容纳的设备数量实际上没有这么多,但至少也能达到几十上百的数量——小燕科技家庭中心就支持连接至多 80-100 个设备。这样的基数已经是一般的家用 WiFi 路由器无力承担的了。

  


        WiFi 与 Zigbee 组网差异

  从使用过程来看,用户设置 Zigbee 设备的过程很简单,压根儿不用像 WiFi 那样需要多个连接步骤、还得输入密码。大部分人在设置智能家居 WiFi 连接的时候可能都会不耐烦。而 Zigbee 是可以做到自动连接的,设置体验方便得多。

  这是 ZigBee 组网灵活性的某种体现,设备可以组成如上图右侧的“网状网络”。若将 ZigBee 网络内的设备都看成“基站”,整个 ZigBee 网络犹如浓缩的手机移动网络,设备本身不仅能发挥自己的功能,还能与其它设备通讯、中转其它设备传来的数据。这让网络的工作变得非常可靠,速度更快。即便一台设备掉线,网络也会寻找其它路径进行通讯。WiFi 虽然也能实现这样的组网,但所需耗费的成本就高太多了。

  至于延承自其工控领域的特点,抗同频干扰能力强,比如和 WiFi 一样同样使用 2.4GHz 频段,ZigBee 的通讯会更靠谱。另外 ZigBee 也有高安全性的特点,比如小燕科技的全系产品,数据传输采用 AES-128 加密。

  

       
        除此之外,ZigBee 的优势实际还包括有网络延时短、物料相对低成本等。WiFi 芯片本身必须包含射频前端和基带,另外协议栈需在主机 MCU/CPU 中完成,其周边成本往往也更高。

  虽然 Zigbee 不像 WiFi 设备基数那么大,所以在选择 Zigbee 产品时,用户需要特别搭配一台协调器(coordinator)——比如小燕科技的家庭中心设备。但在平摊成本时,WiFi 普遍两颗芯片的方案也并不占优。只不过 Zigbee 对于产品研发来说,前期投入成本和难度往往是更高的。

  在这波智能家居浪潮中,“平台”化与组成“生态”是趋势。即要获得更好的智能家居体验,靠单品堆砌是很难成型的。唯有构建整套生态,实现协同控制,才真的能让生活方便起来。这也是 Zigbee 的一大优势。

  


        ZigBee 其实比你想象得名气更大

  Zigbee 中文名紫蜂协议,其名源自蜜蜂靠八字舞与同伴传递花粉所在方位信息。去年 11 月,Zigbee 拿到了 SEAD 的连接效能奖(Connected Efficiency Award)[1],这是对 Zigbee 能耗低的一种直观肯定,也是其天然适用于智能家居领域的佐证。其中得奖的 Zigbee 3.0 就是小燕科技智能家居产品选择的协议。

  



       从今年 1 月 Zigbee 官方发布的数据来看,Zigbee Certified 认证产品增长 25%,产品数量超过 3 亿。包括亚马逊、宜家、飞利浦照明、三星 SmartThings 以及小燕科技等在内的厂商都选择了 Zigbee 技术作为智能家居产品的无线连接方案。行业分析师也普遍将 Zigbee 与蓝牙、 Wi-Fi 一起并称为三大 networking 协议之一了[2]。在 Zigbee 3.0 统一各应用层协议、解决不同应用层协议间互联问题的当下,Zigbee 在智能家居领域有着可期的未来。

  我们说了这么一大堆,本质上是普通用户不需要关心的。它在产品中所呈现出的直接效果就是:更节能、更稳定、更迅速、更便捷。对我们来说,享受技术本身带来的便利就行了。

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