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ZigBee与Z-Wave在智能家居领域的优劣分析
来源:深圳市聪明屋智能家电科技有限公司作者:陈昊2016/10/7 17:08:00

1.工作频率与传输速率比较

   作为一种基于IEEE 802.15.4标准的无线传输技术,zigbee可满足远程监视、控制和传感器网络应用等需求。它具有低速率、低功耗、低成本的特点,工作频率为868MHz、915MHz或2.4GHz,其中2.4GHz是一个***通用的ISM频率。随着技术的成熟和多家相关设备厂商的加盟,ZigBee在家庭自动化领域的应用已经起步。

   Z-Wave的主要工作频段有两个,一个是868.42MHz(欧洲),另一个则是908.42MHz(美国)。作为ZigBee的有力竞争者,该技术近年来在家庭自动化领域发展迅速,商用化程度较高,目前已在该市场占据主要份额。Z-Wave技术的开发商Zensys于2005年推出了面向Z-Wave通信的ZW0201芯片,到目前为止共有上百种基于Z-Wave技术的产品面市,主要用于照明控制、传感器、HVAC控制、家电控制、安防等领域。

   对传输速率进行比较,ZigBee工作在20至250kbps的较低速率,分别提供250kbps(2.4GHz)、40kbps(915MHz)和20kbps(868MHz)的原始数据吞吐率,可满足低速率传输数据的应用需求。而Z-Wave的传输速率更低,只有40kbps。实际上监控和控制应用等并不需要太高的传输速率,所以Z-Wave已足以应对家庭市场的需要。不过,有***人士认为,ZigBee的更高数据速率有助于进一步改善应用,特别是电池供电方案中的功耗问题。

   2.设计成本与功耗对比

   Z-Wave始终专注于家庭控制应用市场,在这一点上,它比ZigBee的应用领域更加明确,结构也更简单。ZigBee技术***是定位于建筑自动化及工业控制应用,近年来才开始进军家用市场。由于ZigBee面向的是多种应用,这意味着包含更多的协议,需要占用更多的内存,所以成本可能要更高一些。

   据了解,Z-Wave的设计成本仅相当于ZigBee的一半左右。但Z-Wave并不适合带宽密集应用,例如音频/视频传输。其带宽可以根据设计的具体应用进行定制,因此每节点成本也取决于具体应用。该技术采用创新的协议处理技术替代昂贵的硬件实现,以提供合适的价位点。与此同时,ZigBee阵营也开始对低端市场发力,据悉德州仪器即将会有一款低成本产品上市。

   这两种技术在功耗方面均有不俗表现,低耗电待机模式下,ZigBee系统用两节普通5号干电池可支持1个节点工作6至24个月,免去了充电或者频繁更换电池的麻烦。而Z-Wave的轻量级协议和简单结构有助于保持更低的功耗,其单芯片解决方案可以为电池驱动设备,如:温度调节器和传感器提供***的省电模式。

   3.互操作性创造互动商机

   家用设备种类繁多,并且很可能由不同的厂商制造,因而互操作性成为两种技术着重强调的性能之一。ZigBee联盟宣布将开始为ZigBee产品提供“ZigBee认证”标签,以保证产品完全互用,并易用于ZigBee网络。产品的互操作性不仅使其使用方便,而且在商用的过程中能创造互动商机。同样,凭借Z-Wave协议,各种不同类型的Z-Wave产品也可实现良好的兼容性。Z-Wave芯片的开发商Zensys公司亚太区总监Andy Wang指出,“任何厂商生产的Z-Wave产品,都可以与其它厂商采用Z-Wave技术生产的产品兼容”。也就是说,所有基于Z-Wave技术的产品均可以互通互用,从而便于实现产品的市场化和多元化。

   4.传输结构与安全性分析

   无线系统大都受距离和可靠性的限制,因此以往大部分控制系统需要有线连接来确保对整幢建筑的覆盖。Z-Wave可支持网状网络拓扑,其多点对多点的连接方式可提供更高的可靠性以及更大的覆盖范围。该技术中集成的动态路由机制实现了虚拟的***制信号传输范围,每个Z-Wave设备都可以将信号从一个设备重传至另一个,从而保证高度可靠的传输覆盖整个家庭范围。

   而ZigBee更可支持网状、星型和簇状网络拓扑。ZigBee的传输范围一般在10~100m之间,具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定。当然,这一数字指的是相邻节点间的距离,如果通过路由和节点间通信的接力,传输距离还可以更远。并且,如果某个节点传送失败,信息仍能够通过网络中的其它路径被传送出去,提高了通信的可靠性。

   无线通信还有一个困扰所有用户的问题,这就是数据安全性。ZigBee提供了三级安全模式,包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL)防止***获取数据以及采用***加密标准(AES128)的对称密码,以灵活确定其安全属性。目前的Z-Wave产品尚未提供此类功能。

   5.ZigBee技术开放性和互通性优势明显

   在通信领域,技术开放性和互通性无疑是一个非常重要的衡量指标。ZigBee技术凭借与IEEE 802.15.4小组的成功合作,将极有可能在今后的发展和推广中占据有利地位。这样,在商用化的过程中,不同厂商生产的ZigBee产品可以依据同一个标准方便地实现互联互通,从而缩短产品的上市时间。

   反观Z-Wave阵营在这方面却有较大差距。虽然Z-Wave也在积极加入***化组织,并于2005年组建了Z-Wave联盟,到现在共有超过125家业界***公司加入,包括Leviton、Wayne Dalton、Logitech、Cisco等公司。但从***范围来看,Z-Wave的市场号召力仍远不如ZigBee。

   另一方面,ZigBee背后有像Freescale、TI、Atmel、Ember等众多***芯片供应商的支持,从而有可能在未来很短的时间内大幅降低产品成本;而目前可提供Z-Wave芯片的开发商只有Zensys一家公司,这使得OEM面临着单一供应商的局面,产品量产后的供货情况和成本都让人有些心存疑虑。对此,Zensys公司充满信心的认为基于Z-Wave的产品是经过市场验证的成熟产品。随着Z-Wave技术的不断成熟,我们可以预期,Z-Wave和ZigBee将在家庭无线控制领域展开一场激烈的角逐。

陈昊 (业务联系人)

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