智能家居Zigbee與藍牙mesh誰能笑傲江湖
智能家居Zigbee與藍牙mesh 相愛相殺,有種既生瑜何生亮的感慨。相愛的是兩者技術都在不斷進步,共同推進無線智能家居發展;相殺的是性能相似度非常高,都希望有天能夠徹底取代對方。那到底誰更能夠滿足智能家居互聯互通的發展需要呢?接下來我們從技術性能及國內外生態產業鏈來作個對比。
技術性能
藍牙Mesh和Zigbee是兩種最流行的PAN(個人局域網)技術,都支持Mesh網絡(即網狀拓撲)。Zigbee基于IEEE 802.15.4標準,而藍牙Mesh則是SIG開發和發布的基于BLE之上網絡技術,二者都屬于短距離無線傳輸組網技術。
詳細技術分析
1.Mesh路由機制的差異


對于較小節點數量的網絡,兩者的性能相似。
藍牙Mesh使用泛洪方法來路由網狀數據包。這稱為受控這種廣播模式也稱為網絡泛洪。當網絡中節點數量較小時,此機制非常有效。藍牙Mesh假定在大多數典型使用情況下,所有端節點在任何情況下都將需要相同的命令,例如”打開燈”??紤]到照明是物聯網最突出的場景之一,這種方法可以提供很好的性能。當節點處于移動狀態時,Zigbee的路由機制可能會受影響,因為ZigBee的動態路由維護,將交換大量路由協議消息以更新路由表,這可能會導致網絡擁塞。
由于Zigbee節點對較大數據包的延遲較小,因此它可以封裝較高層的幀頭和命令,同時提供良好的性能。它可以與單播和廣播結合使用以提高可靠性。當在鏈路上發送大于12個數據包的大小時,由于在網絡層執行分包和重組,藍牙Mesh的延遲會更高一些。因此,與Zigbee相比,在傳輸大量需要分包和重組的消息命令當中,藍牙Mesh的時延會更高一些,而Zigbee表現會更好一些。
2.數據速率
BLE 4.2標準速率為1Mbps,而BLE 5.0提高了2倍,通訊速度最高為2Mbps。Zigbee基于802.15.4,該協議將數據速率限制為最高250Kbps。因此,與Zigbee相比,藍牙Mesh具有更快的數據速率。
3.傳輸距離
節點到節點范圍的計算取決于多個因素,例如發射功率,工作頻率,接收器靈敏度,天線等。Zigbee(在2.4GHz)通常比BLE 4.0傳輸距離更遠,兩者都不加PA(功率放大器)的情況下,Zigbee基本能做到100米。而最新發布的藍牙5 標準的覆蓋范圍是藍牙4.2 的4 倍。也就是300米,所以基于BLE 5.0的藍牙Mesh網絡將擁有更遠的傳輸距離。
4.功耗
Zigbee和BLE的功耗相當。此外,Zigbee中采用的路由機制使其電源效率略高。但是隨著藍牙5的速率提升,發送相同大小的數據包藍牙Mesh將會更快,發射機和接收機的工作時間也將進一步縮短。
5.安全
兩者本質上都是安全的。兩者都提供身份驗證和數據加密的選項。
6.成本
藍牙Mesh基于BLE,有更大的生態系統,幾乎所有的智能設備都集成有藍牙,與Zigbee相比,BLE芯片組的大規模生產降低了IC的成本。Zigbee對網關的需求進一步增加了整個系統的成本?;贐LE的系統也可以提供有限的功能(除了Internet連接以外的所有功能),而無需網關。因此,如果我們認為兩者的軟件成本可以忽略不計,則基于BLE的藍牙Mesh在成本優勢上面得分會更高。此外,Zigbee的授權許可比BLE更加貴且復雜一些。
7.開放性
Zigbee 3.0 統一了Zigbee各應用層的協議,建立起不同設備之間的通信連接網絡,使所有智能家居產品能都統一到同一個網絡中,讓家居體驗更加智能便捷。藍牙mesh技術對所有芯片制造商、軟件開發人員和照明設備制造商都是開放的。藍牙不屬于任何一方的產品,也不歸任何一方所有,而是一個已經由藍牙技術聯盟成功管理二十年的全球知名品牌。每個人都可以加入并貢獻自己的力量,且所有規范都是公開的。
藍牙Mesh是一個軟件堆棧,因此可以輕松在現有智能手機上實現完整的藍牙Mesh協議,直接控制基于BLE的藍牙Mesh設備,而無需使用任何網關進行臨時連接,與藍牙Mesh相比,Zigbee網絡中的每個設備,幾乎無法直接觸達消費終端設備,而需要使用額外的網關進行數據的轉發。但是,對于完整的物聯網連接和對Internet(或云)的控制,在藍牙Mesh和基于Zigbee的系統中都需要一個網關。
國內外生態產業鏈
平臺端
Zigbee:谷歌、蘋果、亞馬遜和Zigbee聯盟宣布,基于IP(網際協議)智能家居互聯,共同成立工作組,開發和推廣一種新的開源連接協議。以Zigbee為基礎,谷歌、蘋果、亞馬遜各自的AI助手將在新的連接協議上彼此兼容。
藍牙mesh:小米及阿里天貓精靈藍牙Mesh產品及生態日益成熟并且在持續擴張。
芯片原廠
Zigbee:TI、NXP、SiliconLab等
藍牙mesh:Nordic、SiliconLab、泰凌微等
智能家居主要品牌
Zigbee:國內綠米、歐瑞博、海爾、美的、螢石、南京物聯;國外亞馬遜、三星、飛利浦等
藍牙mesh:小米,易來,天貓精靈等
其實無論平臺,芯片原廠還是終端智能家居品牌都希望支持更多可能性,并未推翻Zigbee或者藍牙mesh,甚至任何一種技術,目前市場上看Zigbee比藍牙mesh用戶要多,主要原因也是由于基于BLE5.0的藍牙Mesh網絡近兩年才被大規模的商用。
結論
從上面的描述中我們可以客觀地看到藍牙Mesh和Zigbee基本性能是不相上下的,未來智能家居留到最后的是Zigbee還是藍牙mesh,又或者是WiFi、5G,誰也不能保證,但或許還有另一種方式就是共存,支持多種通訊協議融合或許是智能家居實現萬物互聯的最佳途徑。作為終端用戶來說,并不太關心用的哪些技術,要的是能滿足個性化需求場景、體驗好、夠安全、性價比高的產品,通過哪些技術能夠滿足用戶實際需求,那它就能笑傲江湖。


