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2021/07/22

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智能家居对于Wi-Fi与Zigbee该如何选择?- 2021广州国际建筑电气技术展览会

2021广州国际建筑电气技术展于2021年8月3日-8月6日在广州·中国进出口商品交易会展馆举行,邀您关注今日广州建筑电气展新资讯:

  智能家居对于Wi-Fi与Zigbee该如何选择?本文将探讨使用Wi-Fi与Zigbee的相对优缺点。了解这些差异至关重要,因为它可以极大地影响您对特定智能家居产品的购买决策。

智能家居对于Wi-Fi与Zigbee该如何选择?- 2021广州国际建筑电气技术展览会

  所有智能家电都依赖于与设备、应用程序或集线器的连接。对于整合一个互联家庭来说,Wi-Fi被视为无处不在的选择。当然,当您购买与Alexa或GoogleHome兼容的设备时,最好将它们与安全的Wi-Fi配对。您可以轻松地使用现有的家用路由器,而不必购买单独的智能集线器来添加设备。

  但是Wi-Fi有其局限性。仅依靠Wi-Fi网络运行的设备需要频繁充电,想想笔记本电脑、智能手机,甚至智能扬声器。此外,它们不能自我识别,您必须为每个新的无线设备手动输入密码。如果出于某种原因,网络连接速度降低,则可能使您的整个智能家居体验变成一场噩梦。

  在无线连接方面,蓝牙一直是第二选择。然而,最近几年,我们看到另一个物联网协议Zigbee的使用量呈指数级增长。智能灯制造商philipshue是Zigbee开放互操作标准的早期支持者。许多智能家居公司也纷纷效仿,如今Zigbee几乎和Wi-Fi一样流行。

  Zigbee与Wi-Fi:基本区别

  Zigbee协议成立于2003年,是一种基于IEEE802.15.4的开放式标准通信协议,该协议还管理其他低速率网络,例如6LoWPAN和Thread。Zigbee名称中的“bee”灵感来自蜜蜂在近距离传递信息时的之字形舞蹈。因此,Zigbee被认为是一种低功耗、低比特率、2.4ghz频段的短程协议,用于在“网状”设备之间进行有效通信。

  Zigbee的最高速度为250kbps,与Wi-Fi相比是微不足道的,显然,这不是它受欢迎的原因。如图所示,与运行2.4GHz(和915Mhz)无线电的物理(PHY)层相比,Zigbee设备对象(ZDO)位于更高的应用层。这样的设计适合Zigbee设备更长的电池寿命特性。因此,与在类似的2.4GHz频谱上运行的Wi-Fi无线电设备相比,Zigbee设备的功耗要少几个数量级。

  Wi-Fi成立于1997年,是一种基于IEEE802.11标准的无线网络协议。其带宽更高,范围从32Mbps(802.11a/b/g)到700Mbps(802.11ax),也称Wi-Fi6。Wi-Fi最初用于连接局域网或广域网中的计算机和网络设备,现已迅速发展为支持智能手机、智能扬声器、智能电视和其他智能消费类家用电器的通信。Wi-Fi标准由Wi-Fi联盟在全球范围内维护,以确保Wi-Fi产品的兼容性和互操作性。

  与使用“协调器”(Hub)设备加入Zigbee节点的Zigbee不同,Wi-Fi是使用无线路由器、Wi-Fi设备或便携式热点来管理的。同样与Zigbee不同的是,Wi-Fi的设计会消耗更多的电池电量,并且大多数与Wi-Fi兼容的商用设备都有一个用于与无线接入点(即Wi-Fi路由器)进行通信的Wi-Fi芯片。

  Wi-Fi和Zigbee产品之间的技术差异要比这个详细的多。这就解释了每种技术相对于其他技术的主要优缺点,以及为什么每种都适合于不同类型的智能家居应用。

  Zigbee的优势在哪里

  1、前后兼容性

  根据Zigbee联盟,Zigbee产品认证的一个关键亮点是它们被设计成与Zigbee的旧版和未来版本兼容。最新的ZigBee3.0设备允许向后兼容,同时,较旧的Zigbee设备可以根据允许的安全策略并通过空中更新来加入Zigbee3.0网络。使用Zigbee,如果您已经在网络中部署了智能家居设备,则可以确保它们将与新的Zigbee节点兼容。

  Wi-Fi当然不完全具有这一优势。虽然您可以将Wi-Fi6与以前的标准一起使用,但为早期版本Wi-Fi设计的设备不存在向前兼容性。

  2、容错能力

  Zigbee和Wi-Fi都遵循不同的网络拓扑。Zigbee围绕网格布置,每个节点不仅与“协调器”对话,而且还与其他节点对话,从而提高了容错能力。如果节点之一受到干扰/损坏,则不会影响其余网络。工业自动化(IIoT)使用Zigbee和Z-wave之类的网络是有原因的。同样的好处也适用于智能家居。

  Wi-Fi网络通常采用路由器和中继器的“星形”拓扑结构(尽管可以进行Wi-FI网格结构)。如果网络中的某个Wi-Fi中继器损坏,则故障将传递到连接到该中继器的所有终端节点设备。

  3、扩大覆盖面

  Zigbee允许每个Zigbee节点充当中继器,而不是像在Wi-Fi网络中那样手动添加中继器。只要ZDO通电,它就可以作为中继点向终端节点传输信号。因此,购买的Zigbee设备越多,覆盖范围就越广(尽管您应该担心Zigbee节点过多会造成信号中断)。

  4、无需每次输入密码

  使用Wi-Fi网络时,每次添加新设备时都需要输入密码。

  另一方面,Zigbee协议支持一种称为“设备发现服务”的功能,因为所有Zigbee端点均具有唯一的十六进制设备ID。将自动发现并连接到网络中的客户端节点,从而无需手动输入密码。

  5、减少对云的依赖

  与Wi-Fi兼容设备相比,Zigbee终端节点设备对云更新的依赖性较小。尽管它们确实提供了空中(OTA)更新服务,但所有Zigbee设备均在其自己的网格上运行。这样,他们就与供应商无关了。因此,如果设备制造商停止支持一个或多个功能,将不会影响现有部署的现场操作。

  6、低功耗设备

  如上所述,Zigbee设备已设计为在低功耗模式下运行。这样可以提供更多的待机时间和更连续的操作。更长的电池寿命是以比特率为代价的,而最高速度为250比特/秒,您只能将Zigbee用于家庭自动化。

  7、支持的设备类型

  Zigbee正在成为暖通空调控制、灯光管理、能源管理、照明监控、环境监控和商业建筑的普遍选择。Zigbee常用的一些应用包括无线和多功能网关、智能开关、调光器、LED灯泡(例如PhilipHue灯)和其他多用途组件。

  Wi-Fi胜过Zigbee的地方

  1、成本

  众所周知,Zigbee智能设备比为同样目的而设计的Wi-Fi设备更昂贵。这是因为Wi-Fi设备在市场上已经存在了很长时间。同样,对于给定应用,更多的设备制造商可能会支持Wi-Fi设备而不是Zigbee。这可能会限制您的选择。但是,Zigbee的成本由于您不需要单独购买中继器而有所降低。每个Zigbee设备都充当一个扩展中继器。

  2、范围

  大多数Zigbee设备面临的挑战是,由于短波物理特性,它们在短距离内工作得更好。相比之下,远程Wi-Fi可以支持最远100米的距离。这意味着与Zigbee设备相比,它们不容易受到信号干扰。无论如何,Zigbee信号都比较弱,如果在短距离内有太多Zigbee设备,则可能会增加失真和信号恶化。现代Wi-Fi网络通过提高服务质量克服了这一障碍,使其不易受到信号问题的影响。

  3、设备集成

  与Zigbee相比,在物联网设备上集成Wi-Fi连接更加容易。Wi-Fi芯片几乎组装在所有物联网板上,可帮助连接到任何无线接入点。

  4、安全

  相比Zigbee,Wi-Fi的安全性更高。由于Zigbee是一种开放标准技术,因此不同厂商的Zigbee设备之间的兼容性要比Wi-Fi更好。另一方面,所有Zigbee设备都说相同的通用语言,因此,不同供应商的应用程序是相互兼容的,这带来了更大的安全风险。

  5、消费者物联网应用

  Wi-Fi提供更高的带宽,无疑更适合消费物联网应用,如智能扬声器、智能床头柜和其他日常活动。您甚至无法使用Zigbee发送电子邮件,因此它不适用于可能需要持续用户交互的任何消费物联网应用。它们确实更适合智能家居自动化。

文章来源:安防展览会


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