WiFi已被边缘化 智能家居通信协议点评

　　俗话说无规矩不成方圆，可规矩太多的时候，这方圆也得变成混沌。当WiFi成为PC领域通信主宰协议，看着蓝牙、NFC等一帮小弟争夺剩下市场份额时，智能家居领域却显得尤为混乱。WiFi、蓝牙、ZigBee、Z-Wave……别说消费者如何选择，恐怕就连开发者都会在选用哪种通信协议的时候头大。在智能家居时代即将到来时，让我们一同来“涨姿势”吧！

　　关键的通信协议

　　通信协议（communicationsprotocol）是指双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。协议定义了数据单元使用的格式、信息单元应该包含的信息与含义、连接方式、信息发送和接收的时序，从而确保网络中数据顺利地传送到确定的地方。

　　通过通信信道和设备互连起来的多个不同地理位置的数据通信系统，要使其能协同工作，实现信息交换和资源共享，它们之间必须具有共同的语言。交流什么、怎样交流及何时交流，都必须遵循某种互相都能接受的规则。这个规则就是通信协议，我们常常看到的WiFi便是通信协议的一种。

　　边缘化的WiFi

　　移动互联时代，无线取代有线的趋势已经不可逆转，但在智能家居领域，WiFi却远不如在PC领域混得如意，大有被边缘化的趋势。其实在智能家居发展初期，由于WiFi技术开发难度小，很多初创企业均以WiFi为基础开发智慧家居产品，但其缺点也非常明显。首先，WiFi最大的问题是安全性非常低，产品的无线稳定性也比较差，用户体验度不好。最近外媒相继报导了美国贝尔金等公司的智慧家居产品被骇客轻松攻破，央视近日也报导了美国骇客展示了如何使用无人遥控飞机轻松获取开启WiFi功能手机用户的所有讯息。很难想像，假如你的邻居可以轻松获知你家所有讯息，可以知道你家是否有人、是否睡觉甚至连你正在看什么影片他都瞭如指掌，你又如何能够安然入睡？

　　目前，WiFi网络的实际规模一般不超过16个设备，而普通家庭内开关、电灯、家电的数量已经远远超过16个了，显然基于WiFi技术的智慧家居系统可以连接的设备数量非常有限，未来发展空间受限。而且WiFi的功耗高也是其很大的弱点，这也导致其在智慧家居领域的应用有限。由于其功耗较高，WiFi将不能用在诸如智慧门锁、红外转发控制器、各种感应器等产品内，而智慧门锁是智慧家庭不可或缺的产品之一。温湿度感应器、光照感应器、烟雾探测器等各类感应器也是智慧家居系统必不可少的部分。

　　规则乱战

　　俗话说“三流企业卖力气、二流企业卖产品、一流企业卖技术、超一流企业卖规则。”WiFi在智能家电领域的弱势让不少企业看到了希望，ZigBee、Z-Wave、Thread你方唱罢我登场，都渴望成为智能家居的主流传输规格，占据绝大部分市场份额。现在各家公司都有各自的通信协议，都在跑马圈地各自为战，都想在智能家居市场启动的时候能分得一大杯羹。所以各家都说自己的无线通信协议更有优势，多少有些王婆卖瓜的态势。

　　不同厂商之间也开始抱团，成立了不同的物联网联盟，统一通信协议2013年12月成立，由高通主导的AllSeen联盟，日前获得微软加盟；2014年6月，谷歌Nest和三星成立ThreadGroup；2014年7月英特尔、博通、三星、戴尔等组建“开放互联联盟（OIC）”。于是，纽约的初创公司Quirky与通用电气合作开发了一款盒子（Hub）Wink，集成多种通信协议，全面兼容各类智能家居设备。Wink支持Wifi、Zigbee、蓝牙和Z-Wave，所有与之相连的设备都可以通过Wink的手机客户端进行控制。Quirky的这一做法看似聪明，却多少显示出有些无奈。

　　七嘴八舌评规则

　　蓝牙：虽然蓝牙具有组网容易、功耗较低的优势，但蓝牙传输距离较近，无法自行组网，其次蓝牙堆栈(Stack)很容易崩溃等问题，决定着蓝牙只适用于近场通讯和做短距离的遥控器使用，而非智能家居。

　　ZigBee：ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称（又称紫蜂协议）来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、高数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。

　　ZigBee技术诞生在应用环境复杂的工业场所，并得到了全球各地市场长时间的检验，并在工业领域内积累了非常多的宝贵经验。ZigBee技术的安全性源于其系统性的设计，至今为止，ZigBee技术在全球还没有发生一起破解先例，且ZigBee技术采用了极低功耗设计，理论上一节电池可以使用10年以上，实际应用中一节电池可以使用2年左右，很符合智能家居使用。简而言之，ZigBee就是一种便宜的低功耗的近距离无线组网通讯技术。

　　当然，ZigBee的缺点也很明显，主要是产品开发难度大，开发周期长，产品成本高，一般的初创企业很难承受开发风险，这也是ZigBee技术目前在全球也只有少数几家企业掌握的重要原因。

　　Z-Wave：Z-Wave是由丹麦公司Zensys所一手主导的无线组网规格，Z-wave联盟(Z-waveAlliance)虽然没有ZigBee联盟强大，但是Z-wave联盟的成员均是已经在智能家居领域有现行产品的厂商，该联盟已经具有160多家国际知名公司，范围基本覆盖全球各个国家和地区。

　　Z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术。工作频带为908.42MHz(美国)~868.42MHz(欧洲)，采用FSK(BFSK/GFSK)调制方式，数据传输速率为9.6kbps，信号的有效覆盖范围在室内是30m，室外可超过100m，适合于窄带宽应用场合。随着通信距离的增大，设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加，相对于现有的各种无线通信技术，Z-Wave技术将是最低功耗和最低成本的技术，有力地推动着低速率无线个人区域网。Z-Wave在订立之初就以家庭自动化应用为目标，已从单纯的家庭自动化应用开始扩展延伸到数字家庭领域，甚至是家庭自动化与数字家庭的接轨整合等。

　　Thread：由三星、ARM、Nest三家公司强强联手推出的Thread，改进了上述协议中的不足，通过6LoWPAN技术支持IPv6。Thread可支持250个以上设备同时联网，能够覆盖到家中所有的灯泡、开关、传感器和智能设备。优化了功耗（超低能耗），设备可以运行数年。此外，Thread是基于ZigBee的，也就是说原有的ZigBee设备只需更新软件即可兼容Thread。综合来看，Thread很可能像Homekit、高通的开源框架AllJoyn一样，是一种在顶层工作的顶层架构。

　　三星、Nest、ARM联手，整合了上游芯片、控制终端、硬件设备这三个智能家居最重要的环节。

　　写在最后

　　掌控规则掌控市场

　　智能家居行业正迎来新的发展浪潮，2020年“智能家居”市场的规模将会达到1万9千亿美元，但未来仍然有许多重大挑战。最简单的就是兼容性，三星的冰箱现在还不能和用户的索尼电视进行沟通，因为每一个品牌都喜欢自己的专有技术，而不是与其他公司兼容。每一个规则的背后，不可避免的是一大堆利益链。智能家居要想高速发展，一定要解决消费者选择困难的问题，从源头入手，给出一个规范的、能够被广大厂商接受的。

　　文/ASK

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