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智慧家居的未来,Zigbee?Z-wave?

 长庆wcqjs 2014-02-28
     很长时间内,人们一直在争论一个问题,究竟ZigBee和Z-wave哪个才是智慧家居最好的解决方案。很显然两者之中有一个更好的,但现在我们可以看到结论吗?
        根据ZigBee联盟的资料,ZigBee已经有了一套产品的全球标准。标准化也使得ZigBee可以控制更多的设备,家电,照明,环境,能源管理和安全以及任何可以连接到ZigBee eepw.com.cn/news/listbylabel/label/zigbee网络上的设备。另一方面,Sigma Designs提出了Z – Wave,它是一个以无线射频为基础的通信技术,通常应用于住宅以及小型商业地产环境控制以及状态读取。Z-wave在智慧家居中应用一般是家庭娱乐,照明和电器控制,HVAC系统和安全保证。
        两者是如此的相似。那么,他们究竟有什么区别呢?

        优缺点对比
        从以上的介绍我们可以得知,这两种技术工作环境以及功能都很相似。现在,让我们深入到细节,找出两者的差异,以及他们的优缺点。
        物理层和调制模式
        第一个显著的不同是物理层上的区别。Z-wave采用低于1Ghz频率,而ZigBee则工作在2.4GHz频率上。采用低于1GHz的智慧家居系统在不同的地区需要不同的SKU。澳大利亚和巴西的频率是921.4MHz,中国和新加坡是868.4MHz,印度是865.2MHz,美国是908.4MHz而日本则有两个频率。总而言之,ZigBee是标准化的,而Z-wave则更碎片化。
        Z-wave采用频移键控(FSK)调制,这对1GHz以下的环境不够友好。ZigBee则是基于更先进的直接序列扩频(DSSS)调制,这也使得ZigBee具有更好的鲁棒性。
        两个有用的信息
        ①   ZigBee和Z-wave都是网状网络,因此通过他们你都不是直接连接到远程设而是网状连接。
        ②   由于Z-wave运行在低于1GHz的频带上,因此你需要一个更大的天线(通常是2.5倍)。我们通常都喜欢更小型化的产品,因此这也成为了一个Z-wave的缺
        支持的芯片和解决方案
        ZigBee和Z-wave在芯片以及软件可用性方面,有很大的不同。
        目前,有很多厂商加入了ZigBee联盟,并推出了相应的解决方案。(如德州仪器,意法半导体,飞思卡尔,Atmel等等)。而Z-wave阵营目前只有Sigma Designs这个厂商。
        封装模块方面也是这样,ZigBee阵营的厂商数量完胜Z-wave阵营。(依旧只有Sigma Designs支持Z-wave)
        软件方面差距甚至更大。ZigBee有很多的厂商支持,一些大的芯片制造商都会给客户推出自己的软件,而Z-wave依旧只有一家支持。
        协议问题
        ZigBee以及Z-wave都支持网状网络拓扑结构,这也是物联网时代的趋势所在。
        理论上,单个Z-wave网络支持232个连接节点,当然实际上一般只会有10个连接。而单个ZigBee网络理论上则支持65000个连接节点,单个频道支持500个节点连接。IEEE 802.15.4网络(ZigBee的基础层)可以支持数千台设备同时连接。或许对于ZigBee来说,限制连接数的不是网络能力,而是设备的存储能力。ZigBee设备广泛的组内存选项(最高512K闪存,32KRAM),这也使得ZigBee能处理更多的连接数。
        兼容性是个大问题。由于Z-Wave协议不公开,企业只有取得Sigma Designs许可才能生产支持Z-wave的设备。因此,Z-wave几乎就谈不到兼容性。它目前最大的问题还是支持的设备数量太少的问题。ZigBee则相反,它是一个开放的工业标准,允许任何符合ZigBee标准的设备运行。ZigBee还给每个细分市场定义了不同的配置文件。因此ZigBee智慧家居标准完全兼容各种如门锁,感应器,报警器,烟雾探测器,百叶窗,电机控制的设备。
        相同的设备也能运行在不同的协议上。目前只有一些芯片厂商提供完全的解决方案。德州仪器的CC2538既能完全兼容ZigBee智慧家居标准,ZigBee光连接以及ZigBee智能节能网络。
安全性
ZigBee支持基于芯片层,网络层,应用层的多层安全措施。大多数厂商都会将安全层集成到芯片上。德州仪器给他们的最新设备CC2538集成了ECC和 RSA。Silicon Labs也给他们的AES128集成了硬件引擎。Z-wave最近添加了AES128级安全层。
支持的体系结构
由于Z-wave软硬件封闭的特性,它只提供了一些基于一体化的TRX或系统级芯片的限制架构选项。ZigBee的选项更多:只收器,IEEE 802.15.4 MAC应用处理器,ZigBee应用处理器,完整SoC。这使得ZigBee设备可以和不同的设备互相配合。例如:一个电池供电的温度传感器与一个运行在 安卓的家用显示器互相配合。
联盟和客户
ZigBee联盟在2002年成立,到目前为止,已经有了500个公司加入。Z-wave联盟则是在2005年成立,目前为止有着150个会员。由于公司 经常改变他们的策略,这些数字经常变化。ZigBee联盟的主要推动力是产品制造商(艾默生,克罗格,Itron,罗格朗,兰迪斯,GYR,施耐德电气, 飞利浦等等)以及芯片制造商(德州仪器,Silicon Labs,飞思卡尔等)。而Z-wave联盟的主要力量则是Sigma Designs以及2GIG,丹佛斯,Evole,FAKRO,Ingersoll和Jasco。
       

 
结论
消费者一直都在寻找一种简便,现成的解决方案来控制照明以及智慧家居应用。大多数用户将易用性,安全性作为优先因素。根据IMS的研究结果,统一的标准,一个共同的频率有利于全球的互通性。因此,我们认为ZigBee是用户更需要的那个技术。

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