WiFi已被邊緣化智能家居通信協(xié)議點評

俗話說無規(guī)矩不成方圓，可規(guī)矩太多的時候，這方圓也得變成混沌。當(dāng)WiFi成為PC領(lǐng)域通信主宰協(xié)議，看著藍(lán)牙、NFC等一幫小弟爭奪剩下市場份額時，智能家居領(lǐng)域卻顯得尤為混亂。WiFi、藍(lán)牙、ZigBee、Z-Wave……別說消費者如何選擇，恐怕就連開發(fā)者都會在選用哪種通信協(xié)議的時候頭大。在智能家居時代即將到來時，讓我們一同來“漲姿勢”吧！

關(guān)鍵的通信協(xié)議

通信協(xié)議（communications protocol）是指雙方實體完成通信或服務(wù)所必須遵循的規(guī)則和約定。協(xié)議定義了數(shù)據(jù)單元使用的格式、信息單元應(yīng)該包含的信息與含義、連接方式、信息發(fā)送和接收的時序，從而確保網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)順利地傳送到確定的地方。

通過通信信道和設(shè)備互連起來的多個不同地理位置的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，要使其能協(xié)同工作，實現(xiàn)信息交換和資源共享，它們之間必須具有共同的語言。交流什么、怎樣交流及何時交流，都必須遵循某種互相都能接受的規(guī)則。這個規(guī)則就是通信協(xié)議，我們常?？吹降腤iFi便是通信協(xié)議的一種。

邊緣化的WiFi

移動互聯(lián)時代，無線取代有線的趨勢已經(jīng)不可逆轉(zhuǎn)，但在智能家居領(lǐng)域，WiFi卻遠(yuǎn)不如在PC領(lǐng)域混得如意，大有被邊緣化的趨勢。其實在智能家居發(fā)展初期，由于WiFi技術(shù)開發(fā)難度小，很多初創(chuàng)企業(yè)均以WiFi為基礎(chǔ)開發(fā)智慧家居產(chǎn)品，但 其缺點也非常明顯。首先，WiFi最大的問題是安全性非常低，產(chǎn)品的無線穩(wěn)定性也比較差，用戶體驗度不好。最近外媒相繼報導(dǎo)了美國貝爾金等公司的智慧家居 產(chǎn)品被駭客輕松攻破，央視近日也報導(dǎo)了美國駭客展示了如何使用無人遙控飛機(jī)輕松獲取開啟WiFi功能手機(jī)用戶的所有訊息。很難想像，假如你的鄰居可以輕松 獲知你家所有訊息，可以知道你家是否有人、是否睡覺甚至連你正在看什么影片他都瞭如指掌，你又如何能夠安然入睡？

目前，WiFi網(wǎng)絡(luò)的實際規(guī)模一般不超過16個設(shè)備，而普通家庭內(nèi)開關(guān)、電燈、家電的數(shù)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過16個了，顯然基于WiFi技術(shù)的智慧家居系統(tǒng)可以連接的設(shè)備數(shù)量非常有限，未來發(fā)展空間受限。而且WiFi的功耗高也是其很大的弱點，這也導(dǎo)致其在智慧家居領(lǐng)域的應(yīng)用有限。由于其功耗較高，WiFi將不能用在諸如智慧門鎖、紅外轉(zhuǎn)發(fā)控制器、各種感應(yīng)器等產(chǎn)品內(nèi)，而智慧門鎖是智慧家庭不可或缺的產(chǎn)品之一。溫濕度感應(yīng)器、光照感應(yīng)器、煙霧探測器等各類感應(yīng)器也是智慧家居系統(tǒng)必不可少的部分。

規(guī)則亂戰(zhàn)

俗話說“三流企業(yè)賣力氣、二流企業(yè)賣產(chǎn)品、一流企業(yè)賣技術(shù)、超一流企業(yè)賣規(guī)則?！盬iFi在智能家電領(lǐng)域的弱勢讓不少企業(yè)看到了希望，ZigBee、Z-Wave、Thread你方唱罷我登場，都渴望成為智能家居的主流傳輸規(guī)格，占據(jù)絕大部分市場份額?，F(xiàn)在各家公司都有各自的通信協(xié)議，都在跑馬圈地各自為戰(zhàn)，都想在智能家居市場啟動的時候能分得一大杯羹。所以各家都說自己的無線通信協(xié)議更有優(yōu)勢，多少有些王婆賣瓜的態(tài)勢。

不同廠商之間也開始抱團(tuán)，成立了不同的物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，統(tǒng)一通信協(xié)議2013年12月成立，由高通主導(dǎo)的AllSeen聯(lián)盟，日前獲得微軟加盟；2014年6月，谷歌Nest和三星成立Thread Group；2014年7月英特爾、博通、三星、戴爾等組建“開放互聯(lián)聯(lián)盟（OIC）”。于是，紐約的初創(chuàng)公司Quirky與通用電氣合作開發(fā)了一款盒子（Hub）Wink，集成多種通信協(xié)議，全面兼容各類智能家居設(shè)備。Wink支持Wifi、Zigbee、藍(lán)牙和Z-Wave，所有與之相連的設(shè)備都可以通過Wink的手機(jī)客戶端進(jìn)行控制。Quirky的這一做法看似聰明，卻多少顯示出有些無奈。

七嘴八舌評規(guī)則

藍(lán)牙：雖然藍(lán)牙具有組網(wǎng)容易、功耗較低的優(yōu)勢，但藍(lán)牙傳輸距離較近，無法自行組網(wǎng)，其次藍(lán)牙堆棧（Stack）很容易崩潰等問題，決定著藍(lán)牙只適用于近場通訊和做短距離的遙控器使用，而非智能家居。

ZigBee：ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，ZigBee技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。這一名稱（又稱紫蜂協(xié)議）來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是靠飛翔和“嗡嗡”（zig）地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。其特點是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、高數(shù)據(jù)速率。主要適合用于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。

ZigBee技術(shù)誕生在應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜的工業(yè)場所，并得到了全球各地市場長時間的檢驗，并在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)積累了非常多的寶貴經(jīng)驗。ZigBee技術(shù)的安全性源于其系統(tǒng)性的設(shè)計，至今為止，ZigBee技術(shù)在全球還沒有發(fā)生一起破解先例，且ZigBee技術(shù)采用了極低功耗設(shè)計，理論上一節(jié)電池可以使用10年以上，實際應(yīng)用中一節(jié)電池可以使用2年左右，很符合智能家居使用。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。

當(dāng)然，ZigBee的缺點也很明顯，主要是產(chǎn)品開發(fā)難度大，開發(fā)周期長，產(chǎn)品成本高，一般的初創(chuàng)企業(yè)很難承受開發(fā)風(fēng)險，這也是ZigBee技術(shù)目前在全球也只有少數(shù)幾家企業(yè)掌握的重要原因。

Z-Wave：Z-Wave是由丹麥公司Zensys所一手主導(dǎo)的無線組網(wǎng)規(guī)格，Z-wave聯(lián)盟（Z-wave Alliance）雖然沒有ZigBee聯(lián)盟強(qiáng)大，但是Z-wave聯(lián)盟的成員均是已經(jīng)在智能家居領(lǐng)域有現(xiàn)行產(chǎn)品的廠商，該聯(lián)盟已經(jīng)具有160多家國際知名公司，范圍基本覆蓋全球各個國家和地區(qū)。

Z-Wave是一種新興的基于射頻的、低成本、低功耗、高可靠、適于網(wǎng)絡(luò)的短距離無線通信技術(shù)。工作頻帶為908.42MHz（美國）～868.42MHz（歐洲），采用FSK（BFSK/GFSK）調(diào)制方式，數(shù)據(jù)傳輸速率為9.6 kbps，信號的有效覆蓋范圍在室內(nèi)是30m，室外可超過100m，適合于窄帶寬應(yīng)用場合。隨著通信距離的增大，設(shè)備的復(fù)雜度、功耗以及系統(tǒng)成本都在增加，相對于現(xiàn)有的各種無線通信技術(shù)，Z-Wave技術(shù)將是最低功耗和最低成本的技術(shù)，有力地推動著低速率無線個人區(qū)域網(wǎng)。Z-Wave在訂立之初就以家庭自動化應(yīng)用為目標(biāo)，已從單純的家庭自動化應(yīng)用開始擴(kuò)展延伸到數(shù)字家庭領(lǐng)域，甚至是家庭自動化與數(shù)字家庭的接軌整合等。

Thread：由三星、ARM、Nest 三家公司強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手推出的Thread，改進(jìn)了上述協(xié)議中的不足，通過 6LoWPAN 技術(shù)支持 IPv6 。Thread 可支持 250 個以上設(shè)備同時聯(lián)網(wǎng)，能夠覆蓋到家中所有的燈泡、開關(guān)、傳感器和智能設(shè)備。優(yōu)化了功耗（超低能耗），設(shè)備可以運行數(shù)年。此外，Thread 是基于 ZigBee 的，也就是說原有的ZigBee設(shè)備只需更新軟件即可兼容 Thread。綜合來看，Thread 很可能像 Homekit、高通的 開源框架 AllJoyn 一樣，是一種在頂層工作的頂層架構(gòu)。

三星、Nest、ARM 聯(lián)手，整合了上游芯片、控制終端、硬件設(shè)備這三個智能家居最重要的環(huán)節(jié)。當(dāng)然，Thread要普及的話還需要說服更多的廠商支持，并建立一個真正統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

寫在最后

掌控規(guī)則 掌控市場

智能家居行業(yè)正迎來新的發(fā)展浪潮，2020年“智能家居”市場的規(guī)模將會達(dá)到1萬9千億美元，但未來仍然有許多重大挑戰(zhàn)。最簡單的就是兼容性，三星的冰箱現(xiàn)在還不能和用戶的索尼電視進(jìn)行溝通，因為每一個品牌都喜歡自己的專有技術(shù)，而不是與其他公司兼容。每一個規(guī)則的背后，不可避免的是一大堆利益鏈。智能家居要想高速發(fā)展，一定要解決消費者選擇困難的問題，從源頭入手，給出一個規(guī)范的、能夠被廣大廠商接受的。