为什么智能家居设备用的协议五花八门
像摄像头这样电力供应充足的设备,和需要靠一颗电池撑上好几年的传感器,对"尽量省电""能覆盖多远、连接多少设备""需要多快传输多少数据"这些要求完全不同。正是这种差异,让Wi-Fi、Zigbee、Z-Wave、Thread等多种协议并存,而不是由单一协议统一解决所有场景。
基于Wi-Fi的智能家居设备
Wi-Fi智能插座、扫地机器人、智能摄像头可以直接连接家里已有的路由器,不需要额外的网关。缺点是Wi-Fi通信相对耗电较多,所以很少用在需要靠一颗电池撑几个月甚至几年的小型传感器上;而且随着Wi-Fi设备数量增多,单台路由器承受的负担也会变大。
什么是Zigbee
Zigbee是基于IEEE 802.15.4标准的低功耗无线协议,适合灯具、传感器这类只需交换少量数据的设备。它最大的特点是网状(mesh)网络结构——常年通电的设备(比如智能灯泡)会充当中继,把网络信号扩展到网关本身无法直接覆盖的房间。不过大多数Zigbee设备都需要配合专门的网关(桥接器)才能使用。
什么是Z-Wave
Z-Wave和Zigbee目的相似,同样是低功耗网状协议,但它使用的是各国略有不同的亚1GHz频段,而不是2.4GHz。由于这个频段不会和Wi-Fi、Zigbee、蓝牙都挤在一起的2.4GHz频段重叠,Z-Wave在信号拥挤的家庭环境中往往更不容易受到干扰。和Zigbee一样,Z-Wave通常也需要专门的网关才能与其他智能家居系统联动。
什么是Thread
Thread和Zigbee一样,也是建立在IEEE 802.15.4低功耗网状网络基础之上,但每台设备都拥有自己的IPv6地址,能够更直接地与IP网络通信,而不需要经过复杂的协议转换。由苹果、谷歌等多家智能家居厂商共同参与的Thread Group负责维护这一标准,而Thread网络仍然需要一台边界路由器设备,才能连接到互联网。
什么是Matter标准
长期以来,智能家居设备在Apple Home、Google Home、Amazon Alexa、三星SmartThings等不同生态之间,兼容性一直参差不齐。2022年推出的Matter标准由Connectivity Standards Alliance(前身为Zigbee联盟)主导,它是运行在Wi-Fi或Thread等通信方式之上的应用层通用规格,目标是让一台"通过Matter认证"的设备就能在多个平台上通用。
网状结构与星型结构的区别
Zigbee、Z-Wave、Thread设备会互相中继彼此的信号,形成网状结构,因此设备数量越多,整个网络的覆盖范围和稳定性往往反而会提升。而大多数Wi-Fi智能家居设备则是直接连接到路由器这一个中心节点的星型结构,每台设备的连接质量很大程度上取决于它与路由器之间的距离和障碍物。
添置新设备前值得确认的几点
添置新的智能家居设备前,最好先确认它是否与你已经在用的音箱、网关(比如某平台专用网关)或平台兼容。如今很多产品包装或详情页都会标注是否支持Matter,选择通过Matter认证的产品,可以降低日后更换平台时遇到兼容性问题的概率。