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智能家居Zigbee与蓝牙mesh,谁能笑傲江湖?

2021-10-09 08:25
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本文来源:物联传媒

本文作者:吴明明

智能家居Zigbee与蓝牙mesh 相爱相杀,有种既生瑜何生亮的感慨。相爱的是两者技术都在不断进步,共同推进无线智能家居发展;相杀的是性能相似度非常高,都希望有天能够彻底取代对方。那到底谁更能够满足智能家居互联互通的发展需要呢?接下来我们从技术性能及国内外生态产业链来作个对比。

技术性能

蓝牙Mesh和Zigbee是两种最流行的PAN(个人局域网)技术,都支持Mesh网络(即网状拓扑)。Zigbee基于IEEE 802.15.4标准,而蓝牙Mesh则是SIG开发和发布的基于BLE之上网络技术,二者都属于短距离无线传输组网技术。

详细技术分析

1.Mesh路由机制的差异

对于较小节点数量的网络,两者的性能相似。

蓝牙Mesh使用泛洪方法来路由网状数据包。这称为受控这种广播模式也称为网络泛洪。当网络中节点数量较小时,此机制非常有效。蓝牙Mesh假定在大多数典型使用情况下,所有端节点在任何情况下都将需要相同的命令,例如”打开灯”。考虑到照明是物联网最突出的场景之一,这种方法可以提供很好的性能。当节点处于移动状态时,Zigbee的路由机制可能会受影响,因为ZigBee的动态路由维护,将交换大量路由协议消息以更新路由表,这可能会导致网络拥塞。

由于Zigbee节点对较大数据包的延迟较小,因此它可以封装较高层的帧头和命令,同时提供良好的性能。它可以与单播和广播结合使用以提高可靠性。当在链路上发送大于12个数据包的大小时,由于在网络层执行分包和重组,蓝牙Mesh的延迟会更高一些。因此,与Zigbee相比,在传输大量需要分包和重组的消息命令当中,蓝牙Mesh的时延会更高一些,而Zigbee表现会更好一些。

2.数据速率

BLE 4.2标准速率为1Mbps,而BLE 5.0提高了2倍,通讯速度最高为2Mbps。Zigbee基于802.15.4,该协议将数据速率限制为最高250Kbps。因此,与Zigbee相比,蓝牙Mesh具有更快的数据速率。

3.传输距离

节点到节点范围的计算取决于多个因素,例如发射功率,工作频率,接收器灵敏度,天线等。Zigbee(在2.4GHz)通常比BLE 4.0传输距离更远,两者都不加PA(功率放大器)的情况下,Zigbee基本能做到100米。而最新发布的蓝牙5 标准的覆盖范围是蓝牙4.2 的4 倍。也就是300米,所以基于BLE 5.0的蓝牙Mesh网络将拥有更远的传输距离。

4.功耗

Zigbee和BLE的功耗相当。此外,Zigbee中采用的路由机制使其电源效率略高。但是随着蓝牙5的速率提升,发送相同大小的数据包蓝牙Mesh将会更快,发射机和接收机的工作时间也将进一步缩短。

5.安全

两者本质上都是安全的。两者都提供身份验证和数据加密的选项。

6.成本

蓝牙Mesh基于BLE,有更大的生态系统,几乎所有的智能设备都集成有蓝牙,与Zigbee相比,BLE芯片组的大规模生产降低了IC的成本。Zigbee对网关的需求进一步增加了整个系统的成本。基于BLE的系统也可以提供有限的功能(除了Internet连接以外的所有功能),而无需网关。因此,如果我们认为两者的软件成本可以忽略不计,则基于BLE的蓝牙Mesh在成本优势上面得分会更高。此外,Zigbee的授权许可比BLE更加贵且复杂一些。

7.开放性

Zigbee 3.0 统一了Zigbee各应用层的协议,建立起不同设备之间的通信连接网络,使所有智能家居产品能都统一到同一个网络中,让家居体验更加智能便捷。蓝牙mesh技术对所有芯片制造商、软件开发人员和照明设备制造商都是开放的。蓝牙不属于任何一方的产品,也不归任何一方所有,而是一个已经由蓝牙技术联盟成功管理二十年的全球知名品牌。每个人都可以加入并贡献自己的力量,且所有规范都是公开的。

蓝牙Mesh是一个软件堆栈,因此可以轻松在现有智能手机上实现完整的蓝牙Mesh协议,直接控制基于BLE的蓝牙Mesh设备,而无需使用任何网关进行临时连接,与蓝牙Mesh相比,Zigbee网络中的每个设备,几乎无法直接触达消费终端设备,而需要使用额外的网关进行数据的转发。但是,对于完整的物联网连接和对Internet(或云)的控制,在蓝牙Mesh和基于Zigbee的系统中都需要一个网关。

国内外生态产业链

平台端

Zigbee:谷歌、苹果、亚马逊和Zigbee联盟宣布,基于IP(网际协议)智能家居互联,共同成立工作组,开发和推广一种新的开源连接协议。以Zigbee为基础,谷歌、苹果、亚马逊各自的AI助手将在新的连接协议上彼此兼容。

蓝牙mesh:小米及阿里天猫精灵蓝牙Mesh产品及生态日益成熟并且在持续扩张。

芯片原厂

Zigbee:TI、NXP、SiliconLab等

蓝牙mesh:Nordic、SiliconLab、泰凌微等

智能家居主要品牌

Zigbee:国内绿米、欧瑞博、海尔、美的、萤石、南京物联;国外亚马逊、三星、飞利浦等

蓝牙mesh:小米,易来,天猫精灵等

其实无论平台,芯片原厂还是终端智能家居品牌都希望支持更多可能性,并未推翻Zigbee或者蓝牙mesh,甚至任何一种技术,目前市场上看Zigbee比蓝牙mesh用户要多,主要原因也是由于基于BLE5.0的蓝牙Mesh网络近两年才被大规模的商用。

结论

从上面的描述中我们可以客观地看到蓝牙Mesh和Zigbee基本性能是不相上下的,未来智能家居留到最后的是Zigbee还是蓝牙mesh,又或者是WiFi、5G,谁也不能保证,但或许还有另一种方式就是共存,支持多种通讯协议融合或许是智能家居实现万物互联的最佳途径。作为终端用户来说,并不太关心用的哪些技术,要的是能满足个性化需求场景、体验好、够安全、性价比高的产品,通过哪些技术能够满足用户实际需求,那它就能笑傲江湖。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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