Zigbee和Z-Wave是目前主要的智能家居網絡標準協議,Thread則是一個強大的新來者,而Dotdot作為新的Zigbee -Thread聯合協議,可能會變得更好。

如果你擁有SmartThings或Nest之類的智能家居產品,則可能熟悉它們背后的一些技術。 例如,Zigbee和Z-Wave等網絡協議目前主導著整個智能家居行業,而較年輕的網絡標準Thread作為爭奪市場份額的有力競爭者正在取得不錯進展。 盡管這看起來像是行業領導者之間的持久競爭,但競爭格局遠遠要比從中選擇一個更為復雜。

技術概述

在深入探討具體細節之前,有必要了解這些協議棧的工作方式及其含義。

智能家居技術標準:Zigbee、Z-Wave、Thread和Dotdot

如上圖所示,這是一個標準協議典型的4層(連接層、網絡層、傳輸層和應用層)模型結構,Zigbee,Z-Wave,Thread和其它數據通信協議都是明確定義了從設備硬件向最終用戶傳輸信息的方法。如果設備制造商不遵循這些規范,則其產品可能無法與行業中的其他產品或平臺進行通信。

Zigbee

Zigbee建立在IEEE 802.15.4標準規范基礎上。它定義了可以在短距離內傳輸少量數據的無線個域網(WPAN)。可以通過使用網狀網絡來擴展此范圍,該網狀網絡使用附近的設備能夠將信息傳送到更遠的設備上。

Zigbee主要在2.4GHz無線電頻段中運行,但是,某些設備在MHz范圍的高頻段運行(例如,歐盟的868MHz,美國的915MHz)。如今,Zigbee產品已被全球消費者廣泛采用。但是,也正是由于它廣泛地使用在了從家庭自動化到智能能源和醫療保健等等各種應用上,因此制造商之間的互操作性受到限制。



Zigbee協議棧,應用層ZigBee Cluster Library 現在稱為:Dotdot

Z-Wave是另一個網狀網絡,但是,它在918/860MHz的較低頻段上運行。它是以降低數據速率為代價,實現了更好的設備間信號傳輸范圍。 與Zigbee一樣,Z-Wave支持多種產品,從智能鎖到聯網的恒溫器。在某些情況下,Z-Wave可以與Zigbee產品一起使用。例如SmartThings Hub。


Z-Wave協議棧

Thread

與上述兩個技術相比,Thread是一個更年輕,建立較少的網狀網絡標準。它也是基于IEEE 802.15.4標準構建,使用2.4GHz頻率。Thread并未定義應用層,這意味著可以使用其他應用層協議,例如MQTT。 盡管其產品市場供應較少,但Nest Thermostat等設備可具備較好競爭優勢,例如節省能源,從而讓消費者在Zigbee/Z-Wave生態系統之外,有更多選擇的空間。


Thread 協議棧

DotDot及智能家居技術的未來

在過去的幾年中,定義各自標準的Zigbee聯盟和Thread Group共同合作開發了DotDot,DotDot是針對各自設備應用層的開放標準。DotDot的目的是促進跨技術和平臺的互操作性,以統一智能家居產品。該統一協議從理論上解決了不同類型的Zigbee設備內的互操作性問題,以及不同智能家居技術堆棧(例如Thread)之間的互操作性問題。 

Dotdot 1.0規范于2019年1月發布。不同于ZigBee是一“完整”的解決方案,dotdot語言并非局限于IEEE 802.15.4標準。dotdot可以使用其它形式的連接,諸如Wi-Fi、藍牙、以太網、甚至有線等等,因此即使設備不具有ZigBee兼容性也可連接。

同時,2019年12月,谷歌宣布,將與亞馬遜和蘋果(三大智能家居廠商)一起致力于為智能家居采用聯合無線物聯網標準,這項新的連接標準旨在使智能家居產品之間的連接互動更加容易。

由此,我們可以預見,隨著智能家居行業領導者的合作與努力,交叉相互兼容的智能家居消費體驗離我們又進了一步。(文/蒙光偉