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)的問題，包括Zigbee、Z-Wave、Thread和Dotdot等等。但對于智能家居最常用的兩種標(biāo)準(zhǔn)Zigbee和Z-Wave，很多新入門的小伙伴還是有些疑惑，二者有何區(qū)別，到底誰更適合智能家居?

對于智能家居應(yīng)用，通常我們需要了解四種主要的無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。其中，有兩個是眾所周知的Wi-Fi和Bluetooth標(biāo)準(zhǔn)。而對于后兩者Zigbee和Z-Wave許多初體驗(yàn)智能家居的用戶來說還是相對陌生。

這些無線技術(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需要通過路由器來橋接設(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)送至一個設(shè)備，然后再從這個設(shè)備發(fā)送至下一個設(shè)備。這樣，數(shù)據(jù)可以傳輸?shù)娇刂浦行谋旧硇盘柛采w范圍之外的設(shè)備，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中的每一個設(shè)備都可以充當(dāng)信號中繼轉(zhuǎn)發(fā)器將信號不斷向外擴(kuò)展。而WiFi網(wǎng)絡(luò)超過路由器信號覆蓋范圍就無法進(jìn)行傳輸控制，更重要的是WiFi功耗過大，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、智能門鎖、智能開關(guān)、智能燈泡以及智能插座等等。它們都可以通過支持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，后面逐步過渡到智能家庭應(yīng)用。 Z-Wave由丹麥公司Zensys于2001年開發(fā)的一種無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，主要設(shè)計(jì)用于家庭自動化。2009年Z-Wave被Sigma Designs收購，然后在2018年初又以2.4億美元的價(jià)格賣給了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)僅在單個設(shè)備與路由器之間來回發(fā)送數(shù)據(jù);因此，距離較遠(yuǎn)的設(shè)備接收到的信號較弱，可能導(dǎo)致連接不穩(wěn)定等問題。同時，如果家里多個房間都需要連接時，有的設(shè)備需要Wi-Fi信號穿過多層厚厚的墻壁才能達(dá)到，由此造成WiFi信號強(qiáng)度的極大削減。

而網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)則通過附近的設(shè)備來中繼信號克服了這一問題，例如控制燈泡打開的信號可能是從同一個房間的另一個性對靠近控制中心的設(shè)備(如智能插座)傳過來，控制中心先把控制命令傳輸?shù)街悄懿遄儆芍悄懿遄鶄魉徒o智能燈泡。 同樣，打開房屋最遠(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€或幾個Zigbee或Z-Wave設(shè)備繼續(xù)充當(dāng)信號中繼轉(zhuǎn)發(fā)器。

這意味著智能家居設(shè)備可以在整個房屋內(nèi)暢通無阻的通信，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只允許信號或數(shù)據(jù)在整個網(wǎng)絡(luò)中中繼四次，而Zigbee則沒有限制。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)，如此算下來四次中繼范圍已經(jīng)超過300米，應(yīng)對普通大型豪宅別墅什么的也基本不是問題了。盡管Zigbee傳輸距離略小于Z-Wave，但由于沒有中繼次數(shù)限制，在智能家居應(yīng)用場景中也就不存在太多傳輸距離問題。

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，墻壁同樣會造成信號減弱。不過門鎖網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)備彼此之間的距離都不會太遠(yuǎn)，在超出信號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，可能很對很多人對于后者比較熟悉。沒錯，這個頻段Wi-Fi也在用。因此，從理論上講，在擁有大量Zigbee和Wi-Fi設(shè)備的家庭中可能會引起相互干擾問題。

雖然，從目前來看我們大部分人家里肯定充滿了各種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，難免會引起一些用戶的擔(dān)憂。但從智能家居設(shè)備操作控制頻率和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量來看，這似乎也不是什么大問題。

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，一個Z-Wave網(wǎng)絡(luò)最多可以連接232個設(shè)備(或節(jié)點(diǎn))，而Zigbee則高達(dá)65000個。至于設(shè)備容量問題，對于一般的家庭場景應(yīng)用而言，200+已經(jīng)夠了，但對超超大型別墅或商用環(huán)境來說，可能會不夠。

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加密來保護(hù)智能家居安全，這一點(diǎn)對于智能門鎖和安全監(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踔粒ㄌO果、谷歌、亞馬遜等巨頭都已經(jīng)加入Zigbee聯(lián)盟陣營，共同制定統(tǒng)一的連接標(biāo)準(zhǔn)。而在中國，云丁、歐瑞博、海曼、順舟智能等也都是Zigbee成員單位。

Zigbee聯(lián)盟會員(部分)

更多Zigbee聯(lián)盟，參見：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)都同時加入了兩個聯(lián)盟。據(jù)稱，Z-Wave聯(lián)盟擁有700多個成員，已有超過2600種認(rèn)證產(chǎn)品，這一數(shù)字從2017年的1700個和2005年的6個增長到現(xiàn)在。全球共有超過1億個Z-Wave設(shè)備在運(yùn)行，Z-Wave聯(lián)盟聲稱90%的領(lǐng)先安全公司都在其產(chǎn)品中使用Z-Wave。國內(nèi)如河?xùn)|電子、海康威視等都是其成員。

Z-Wave聯(lián)盟主要會員(部分)

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

相比之下，Z-Wave聯(lián)盟會員數(shù)量要多些，但是Zigbee聯(lián)盟有蘋果、谷歌、亞馬遜等巨頭參與，基于這些巨頭的用戶量與影響力，從智能家居行業(yè)生態(tài)角度來看，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)同時加入兩個聯(lián)盟，都推出了支持兩種協(xié)議的產(chǎn)品。那么，對于消費(fèi)者來說應(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，選擇適合自己的才是正確的。

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