解析Zigbee技术在智能家居应用中的优缺点

Posted 2020-08-21 从今往后

ZigBee技术最佳应用范围是无线传感网络中，例如水文监测，污染监测等场景中。这些应用场景往往需要多个节电自组网，相互之间传输数据，便于维护和扩容。今年来，国内外也有很多厂家把Zigbee技术应用在智能家居的场景中，下面，我们就看看Zigbee技术在智能家居中，到底有哪些优缺点呢？

　　ZIGBEE技术简介

　　Zigbee是基于IEEE802.15.4的通信协议，IEEE802.15.4处理低级MAC层和物理层协议，而Zigbee协议对网络层和API进行了标准化。Zigbee完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基本节点的4K字节或者作为Hub或路由器的协调器的32K字节。每个协调器可连接多达255个节点，而几个协调器则可形成一个网络，对路由传输的数目则没有限制。

　　Zigbee是一种新兴的近程（10米~100米）、低速率（250Kbps标称速率）、低功耗的无线网络技术，主要用于近距离无线连接。具有低复杂度、低功耗、低速率、低成本、自组网、高可靠、超视距的特点。主要适合应用于自动控制和远程控制等领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的、低功耗、自组网的近程无线通讯技术。

　　ZIGBEE在智能家居中的优点

　　Zigbee技术在智能家居中的应用，具有以下优点。

　　抗干扰力强：Zigbee收发模块使用的是2.4G直序扩频技术，比起一般FSK，ASK和跳频的数传电台来，具有更好的抗干扰能力。

　　保密性好：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用通用的AES-128，长达128位的密码给ZIGBEE信号传输的保密性提供了保障。

　　传输速度快：ZIGBEE传输数据多采用短帧传送，因此，传输速度快，实时性强。

　　可扩展性强：ZIGBEE组网容易，自恢复能力强，因此，便于在智能家居中进行扩展，增加新设备。

　　看起来很美的优点

　　但是，我们必须认识到，ZIGBEE的很多功能落实在智能家居的应用场景中之后，就变成了看起来很美的优点：

　　成本真的很低么？

　　目前ZIGBEE芯片出货量比较大的TI公司的CC2430，CC2530以及Freescale的MC1319X，MC1322X系列，其成本均在2~3美金左右，再考虑到其他外围器件和相关2.4G射频器件，BOM成本难以低于10美金，针对智能家居这种成本敏感而有需要大量节点的家用设备，其成本颇为尴尬。

通信真的稳定么？

　　目前国内Zigbee技术主要采用ISM频段中的2.5G频率，其衍射能力弱，穿墙能力弱。家居环境中，即使是一扇门，一扇窗，一堵非承重墙，也会让信号大打折扣。

　　当然，有些厂家会使用射频功放，对2.5G信号进行放大，但是这样会造成额外的辐射污染，同时也和ZIGBEE低功耗，节能的初衷背道而驰。

　　组网真的有用么？

　　Zigbee技术的主要特点是支持自组网能力强，自恢复能力强，因此，对于井下定位，停车场车位定位，室外温湿度采集，污染采集等应用非常具有吸引力。然而，对于智能家居的应用场景中，开关，插座，窗帘的位置一旦固定，一直不变，自组网的优点也就不复存在，但是自组网所耗费的时间和资源缺却依旧高企。

　　网络容量大

　　ZIGBEE虽然支持多达65000个节点，但是在家居场合，又需要多少个节点呢？一个别墅，所有的开关插座窗帘控制加起来，也不会超过100个，如果数量更多，也将超出用户能够使用的极限。因此，庞大的网络容量未必对智能家居应用带来价值。

　　综上所述，ZIGBEE技术在智能家居中，固然有着加密高，安全性好的优点。然而，我们不得不认识到，成本高，传输距离近，自组网和巨大的网络容量成了摆设，也制约着ZIGBEE技术在智能家居产品中的应用和推广。灵活运用ZIGBEE技术的优点，并且克服其缺点，才能够更好的提供高性价比，高可靠性的智能家居产品，引爆智能家居市场！