什么是 Zigbee?为什么它对智能家居很重要

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智能家居连接,不仅仅只有 Wi-Fi 和蓝牙这些大家熟悉的技术,还有一些更加符合智能家居应用的行业专有协议,比如Zigbee,Z-Wave 和 Thread等等。

 

 

当谈到家庭自动化时,市场上有各种各样的产品可以让你轻而易举地控制从照明到取暖的一切。由于 Alexa、Google Assistant 和 Siri 等语音助手的普及,你甚至可以确保来自不同制造商的设备可以协同工作。

这在一定程度上要归功于 Zigbee、Z-Wave 和 Thread 等无线标准。这些标准允许将指令(例如在特定时间点亮某种颜色的智能灯泡)一次发送到多个设备,前提是你拥有一个兼容的智能家居网关,可以与你的所有智能家居设备进行通信。

与 Wi-Fi 不同,这些智能家居标准仅使用很小的电量,这意味着许多智能家居设备可以使用无需频繁更换电池,有的甚至几年都不需要更换。

什么是 Zigbee?

正如我们已经提到的,Zigbee 是一种无线网络标准,其规范由成立于 2002 年的非营利组织 Zigbee 联盟(现已更名为“连接标准联盟”)维护和更新。有 400 多家科技公司支持该标准,包括像苹果、亚马逊和谷歌这样的IT巨头,以及贝尔金、华为、宜家、英特尔、高通和昕诺飞等众多大家熟知的品牌。

Zigbee可以在室内大约75 到 100 米的距离内或在露天大约300 米的距离内无线传输数据,这意味着它可以轻松地在家庭中提供强大、稳定的覆盖。

Zigbee 是如何工作的?

Zigbee 在智能家居设备之间发送指令,例如从智能扬声器到灯泡,或从开关到灯泡——无需首先通过中央控制集线器,如 Wi-Fi 路由器。该信号也可以被接收设备发送和理解。不管是哪个厂家生产的。只要他们都支持 Zigbee,他们就可以理解同一种语言。

Zigbee 以网状网络运行,这意味着可以在连接到同一 Zigbee 网络的设备之间发送指令。理论上,每个设备都充当一个节点,向其他每个设备接收和传输数据,帮助指令数据进一步传播,智能家居网络可以覆盖大面积。

但是,使用 Wi-Fi,信号会随着距离的增加而减弱,或者可能会被旧房子的厚墙完全阻挡,这意味着命令可能根本无法到达最远的智能家居设备。

Zigbee 网络的网状结构也意味着网络中没有单点故障。例如,如果你的家里装满了兼容 Zigbee 的智能灯泡,你可能希望它们同时被点亮。如果其中一个不能正常工作,网格确保命令仍将能够传递到网络中的每个其他灯泡

然而,在现实中,情况可能并非如此。虽然许多支持 Zigbee 的智能家居设备充当通过网络传递指令的中继器,但有些设备可以发送和接收命令,但无法转发它们。

作为一般规则,由电源供电的设备充当中继器,广播它们从网络上的其他节点接收到的所有信号。电池供电的 Zigbee 设备通常不会这样做;相反,它们只是发送和接收命令。

这就是支持 Zigbee 的集线器发挥作用的地方,因为它可以确保将命令中继到所有正确的设备,而无需单独依赖 Zigbee 网格来传递它们。一些 Zigbee 产品带有自己的集线器,但是,支持 Zigbee 的智能家居设备也可以连接到支持 Zigbee 的第三方集线器,例如 Amazon Echo 智能扬声器或三星 SmartThings 集线器,这样可以解决更多问题负担得起,并确保你的家中没有多余的设备。

Zigbee 比 Wi-Fi 和 Z-Wave 更好吗?

Zigbee 使用 IEEE 的 802.15.4 个人区域网络标准进行通信,并在 2.4GHz、90MHz 和 868MHz 频率上运行。它的数据传输速率仅为 250kB/s,比任何 Wi-Fi 网络都要慢得多。但是因为只传输少量数据,所以 Zigbee 的速度慢并不重要。

可以连接到一个 Zigbee 网络的设备或节点的数量是有限制的。但智能家居用户不需要担心,因为这个数字高达 65000 个节点。所以,除非你以某种方式建造一座真正巨大的房子,否则一切都应该连接到一个 Zigbee 网络就好了。

相比之下,另一种无线智能家居技术 Z-Wave 限制为每个集线器 232 个设备(或节点)。出于这个原因,Zigbee 提供了更好的智能家居技术,但前提是你拥有一个特别大的房子并计划将其装满 超过232个 智能设备。

Z-Wave 可以更远地传输数据,大约 100 英尺,而 Zigbee 的传输距离在 30 到 60 英尺之间,但与 Zigbee 的 40 到 250kbps 相比,Z-Wave 速度较慢,数据传输速度在每秒 10 到 100 KB 之间。它们都比 Wi-Fi 慢得多,Wi-Fi 以每秒兆比特为单位,可以在大约 150 到 300 英尺之间传输数据,具体取决于障碍物。

哪些智能家居产品支持 Zigbee?

Zigbee 可能不像 Wi-Fi 那样普遍,但它也应用在数量惊人的产品中; 连接标准联盟拥有来自 35 个国家的 400 多个成员。该联盟还表示,目前有超过 2500 种 Zigbee 认证产品,迄今已生产超过 3 亿台。

在很多情况下,Zigbee 是一种在智能家居后台安静运行的技术。你可能安装了由 Hue Bridge 控制的飞利浦 Hue 智能照明系统,但不知道为其供电的无线技术是 Zigbee。这部分是 Zigbee(和 Z-Wave)等标准的重点,因为它们只是继续工作,而无需你像使用 Wi-Fi 一样配置它们。

 
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