小米智能家庭套装为什么选择 ZigBee 协议?

小米智能家庭套装为什么选择 ZigBee 协议?

在刚刚过去的 2015 年极客公园创新大会上,小米首次在非官方平台上发布了新款产品:小米智能家庭套装。

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小米智能家庭套装由多功能网关、人体传感器、门窗传感器和无线开关四个产品组成,它们有一个共同的特点就是均支持 Zigbee 协议。目前众多智能设备都采用了 Wifi 和蓝牙技术,小米为什么看上了并不是很主流 ZigBee 协议呢?


蜜蜂的舞蹈

可能对于大部分人来说 ZigBee 协议有些陌生,ZigBee 是一个基于 IEEE802.15.4 标准(2.4 Ghz 频段)的低功耗局域网协议,是一种短距离、低功耗的无线通信技术。它也不是一个新鲜的产物了,早在 2004 年 Zigbee 联盟就成立了。

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就像「Bluetooth」一样,「ZigBee」这个名字的来源也非常有趣。

「ZigBee」来源于 ZigZag ,是一种蜜蜂的肢体语言。当蜜蜂新发现一片花丛后会用特殊「舞蹈」来告知同伴发现的食物种类及位置等信息,是蜜蜂群体间一种简单、高效的传递信息方式,因此 ZigBee 也被成为「紫蜂协议」。

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ZigBee 的特点正如蜜蜂的「舞蹈」一样:简单高效。虽然 ZigBee 协议工作在 20~250 kbps 较低速率上,但足以应对智能家居的低速传输需求。

与蓝牙的点对点传输方式相比,ZigBee 协议的优势在于自组网能力,最多支持 65000 个设备组网;对于智能家居来说,ZigBee 协议还有一个宝贵的优点就是它的安全性很高,至今全球尚未出现一起破解先例。

那么为什么 ZigBee 协议没有普及呢?

ZigBee 没有普及虽然与市场推广不足有一定关系,但受智能手机蓝牙和 WiFi 的普及影响更大。试想一下,一部智能手机只要装上相应的 App 就能对智能设备进行控制,但如果使用的是 ZigBee 协议,就需要使用适配器或连接控制中心才能使用。

随着近两年智能家居的潘多拉魔盒被打开,各类智能家居产品经历了从无到有的过程后,数量将会越来越多,Zigbee 协议才又重新走入了大众的视野。

为什么是 ZigBee?

在小米智能家庭套装中,除了多功能网关,其他三个产品都是靠内置电池供电的,可以持续使用 2 年以上。能达到这么长的续航时间,肯定离不开低功耗的传感器和传输协议。

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有一个普遍的观点是,凡是可以接入 220V 市电的智能设备,不需要考虑耗电问题,这时通过 WiFi 连接是最好的选择。但对于体积小、安装位置不固定的物联网设备来说,要想获得长久的续航时间,使用 WiFi 自然是不可行的,而且 WiFi 技术在安全性方面也有所欠缺,这可能会成为悬在智能家居头上的一把达摩克利斯之剑。

虽然从蓝牙 4.0 开始引入了低功耗蓝牙(BLE)的技术,但蓝牙也有很明显的短板:连接设备有限(理论上 7 个设备),不能自组网。对于一般的智能单品来说,蓝牙足够好了;但对于致力构建智能家居生态链(大量智能设备同时工作)的小米来说,蓝牙肯定是不够的。

而剩下的似乎只有 ZigBee 和 Z-Wave 协议可以选择了。

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虽然 Z-Wave 具有结构简单,性能可靠的特点,但目前想获得 Z-Wave 芯片的授权还比较困难,更为关键的是 Z-Wave 所用频段(865.2MHz-956MHz)在我国是非民用的。所以对小米智能家庭套装来说,ZigBee 协议更适合国内使用的情况,选择 ZigBee 协议一定是经过深思熟也是必然的结果。

事实上,小米在发布 Yeelight 智能灯时就开始探索 ZigBee 协议了。

Yeelight 智能灯的普通版本(Blue)采用了蓝牙连接方式,而小米路由器的定制版本(Sunflower)采用了 ZigBee 协议。同时因为小米路由器本身不支持 ZigBee 协议,所以定制版还配备了一个 USB 适配器。

在小米智能家庭套装发布后,这个 USB 适配器就可以「下岗了」,多功能网关就可以将所有 ZigBee 设备连接起来。ZigBee 协议对于小米来说,可以将未来搭载小米智能模块的众多设备连接起来,通过智能网关汇总到手机上,最终实现远程控制和智能操作。

不足与未来

不过 ZigBee 协议也存在一些不足,它虽然可以方便地组网但不能接入互联网,在 ZigBee 网络中必须有一个类似路由器的角色。目前的解决方案增加一个能够接入 WiFi 的控制中心,就像小米智能家庭套装中的多功能网关一样,通过这种方式来打通物联网和互联网的世界。

当然在未来的智能家居中,仅靠一种通信技术是解决不了所有问题的,一定会需要将多种技术融合使用。ZigBee 协议的意义在于其低功耗和自组网的特点可以将分布在家中的各类物联网设备连接起来,但不论是接入互联网还是与手机的连接,仍需要其他通信技术的帮助。

对了,Nest 与三星倡导的 Thread 联盟宣布向下兼容 ZigBee 协议;ZigBee 联盟也透露将在 2015 年公布 ZigBee 3.0 标准,这些都让我们对 ZigBee 协议多了一份期待。

ZigBee 协议小米家庭套装
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