米家智能插座背后的两种无线协议——Wi-Fi与ZigBee区别体现在哪?

[导读] 随着科技的发展,智能家居的概念深入人心,人们利用智慧不断开创新的生活。比尔盖茨是第一个智能家居的使用者,也许很多人会认为智能家居的高端性符合像比尔盖茨那样有“钱”的人,其实不然,随着Wi-Fi的普及和5G的发展,智能家居慢慢走进大众的视野,只需一个智能插座或音箱,就可以开启你的智能家居生活。

随着科技的发展,智能家居的概念深入人心,人们利用智慧不断开创新的生活。比尔盖茨是第一个智能家居的使用者,也许很多人会认为智能家居的高端性符合像比尔盖茨那样有“钱”的人,其实不然,随着Wi-Fi的普及和5G的发展,智能家居慢慢走进大众的视野,只需一个智能插座或音箱,就可以开启你的智能家居生活。

米家智能插座分为Wi-Fi版、ZigBee版、普通版和加强版。可根据无线协议,将这四种插座简化为两类:Wi-Fi版、ZigBee版,因为普通版、增强版和Wi-Fi版都是使用Wi-Fi版无线协议,而ZigBee版使用的是ZigBee无线协议。那Wi-Fi和ZigBee到底是什么?

首先,Wi-Fi和ZigBee是两种不同的无线协议。Wi-Fi无线协议:全称Wireless Fidelity,又称802.11b标准,也叫做WIFI或是WLAN功能。ZigBee无线协议:也称紫蜂,是一种低速短距离传输的无线网上协议,底层是采用IEEE 802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层。那么Wi-Fi版和ZigBee版无线协议在米家智能插座上的使用区别体现在哪?

是否依赖网络

Wi-Fi无线协议:支持通过米家APP控制家电,问题就是,如果家里断网,则控制功能失效;ZigBee无线协议:同样支持通过米家APP控制家电,家中断网后仍可正常使用。

功耗问题

除了是否联网会影响使有之外,二者还存在很大的差别。Wi-Fi的功耗高,不插电的设备,例如门窗、人体传感器等都是有内置的电池进行供电,功耗高的话需要频繁充电或更换电池,会给用户带来麻烦和不好的体验,相比之下,ZigBee的功耗较低,在低耗电待机模式下,仅2节5号干电池可支持1个节点工作6~24个月,甚至更长,而Wi-Fi仅可工作数小时,这是ZigBee的突出优势,十分符合低功耗的要求。

传输速率

ZigBee的传输速率比较低,发射功率仅为1mW,分别提供250 kbps(2.4GHz)、40kbps(915 MHz)和20kbps(868 MHz)的原始数据吞吐率,而且它采用了休眠模式,正因如此,ZigBee设备才非常省电。相比之下,Wi-Fi的传输速率就高得多,是目前传输速度最快的技术,最高可达11Mbit/s。

传播距离

Wi-Fi与ZigBee一样,同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。ZigBee技术的主要采用ISM频段的2.4GHz,衍射能力弱,穿墙能力弱,容易受到障碍物的影响,传播距离较近,一般有效传播距离为10-75m,主要适用于小型办公区域和家庭使用。同样走的2.4GHz频段,Wi-Fi采用无线电波传输,实现基站与终端的点对点无线通讯,链路层采用以太网协议为核心,以实现信息传输的寻址和校验,传输范围较广,覆盖范围高达100m,甚至可以覆盖整栋大楼。

网络容量

随着智能家居的发展,家里的智能电器会越来越多,设备多了之后路由器的负载会很大,使用Wi-Fi协议需要占用Wi-Fi带宽资源,而Wi-Fi可连接设备有限,普通家用路由器可带16个左右。ZigBee协议不需要占用Wi-Fi资源,并有着大规模的组网能力,ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构,由一个主节点管理若干子节点,最多一个主节点可管理254个子节点;同时主节点还可由上一层网络节点管理,最多可组成65000 个节点的大网,每个网络支持65000个节点,可带设备达100个以上,随着智能家居的不断发展,开关、照明、家电的数量肯定会远远多于16个,WiFi有着相当大的局限性。

成本问题

对于一个产品,成本问题不可忽视。ZigBee通过大幅简化协议,协议降低了对通信控制器的要求,而且ZigBee免协议专利费,每块芯片的价格大约为2美元。Wi-Fi芯片对硬件的要求比较高,常见的Wi-Fi都是射频前端加上基带,所有协议栈都需要在主机MCU/CPU完成的,并且绝大多数MCU/CPU都是需要跑linux,所以都是2颗芯片的方案,而单芯片的Wi-Fi解决方案成本高的吓人,在7~10美金左右。

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Wi-Fi协议与ZigBee协议各有其优缺点,强行将二者分个高下没有太大的意义,只有结合产品的需求,才能选择最适合的技术。

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