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智能家居技术之争 ZigBee和Z-Wave正面交锋

发布时间:2016-03-22作者:小丸子1

  ZigBee和Z-Wave这两种短距离无线技术,在家庭局域网(home-areanetwork,HAN)的应用上,两者都是不错的选择。但他们的技术规格和应用还是有所区别的。

  1.联盟情况

  ZigBee联盟是由公司和其他组织构成的联合体,支持标准的开发和应用推广,目前有超过220个成员。Zigbee和IEEE802.15.4小组合作,IEEE802.15.4标准提供的是网络的第一层(物理层,PHY)和第二层(媒体接入控制器,MAC)的规范,而Zigbee协议栈软件提供的是网络层和应用层的规范。

  Z-Wave联盟由160家公司组成。虽然Z-wave也积极加入国际化标准组织,也有超过150家公司的加入,但是其市场号召力还是远远不如Zigbee。

  2.组网

  连接拓朴方面,Z-Wave只有一种拓朴型态,即是网状(Mesh),而ZigBee除了也有网状拓朴外,也支持星状(Star)、树状(Tree)等拓朴。

  ZigBee和Z-wave都有一个协调器节点作为主控节点来协调、控制其他的节点,如果某两个节点由于通讯距离过远不能直接通讯,那么和他们都能通讯得上的节点可以为他们传递通讯信号,起到中继器的作用。区别的是,ZigBee可支持6.5万个节点,而Z-Wave网络最多支持232个节点。

  3.协议复杂度

  ZigBee的协议更复杂,协议层的开发时间也更长。Z-Wave采用更简单的协议,开发更快也更简单。同时,ZigBee联盟设计出一套应用规范(profiles)来支持各种应用软件的开发和部署。这些应用规范包括家庭自动化、智能能源、通信、医疗、远程控制(RF4CE,用于消费电子的射频)、建筑自动化和零售服务。

  平心而论,Z-Wave在订立之初就以家庭自动化应用为目标,而ZigBee则是追求更广泛应用为目标,两者各在最初指导思想就有不同的考虑。Z-wave始终专注与家庭应用,他的目标应用领域更明确,因而其协议结构也相对简单的多。而ZigBee技术定位的领域则广泛得多,它比Z-Wave适用的场合更多也是理所当然的。

  4.通讯频率、传输速率

  ZigBee设备可运行于2.4GHz、915MHz以及868MHz等频率下,一般采用的是2.4GHz频段,在这个频段,ZigBee定义了16个频点,每个频点间隔5MHz。Zigbee可使用OQPSK或BPSK的调制方式,数据传输速率根据不同的通讯频率有250kbits/s、40kbits/s以及20kbits/s几种。

  Z-Wave在美国和加拿大,可运行在908.42MHz频率上,在其他国家则根据各国规定使用其他不同频率。调制方式是高斯移频键控(FSK)。数据速率可采用9600bits/s或40kbits/s。

  5.通讯距离

  在0dBm的发射功率下,传输距离取决于环境。在开阔空间中,最大距离可达30米,当然穿墙的话距离会大大减小。当然一般来说,Z-Wave运行在更低的工作频率下,因此Z-Wave的传输距离比ZigBee更大,连接也更稳定。

  当然,加大发射功率可以使通讯距离延长。例如2dBm的发射功率,其空旷传输距离可以达到50到100米。

  上面所说的指的是两个相邻节点之间的通讯距离,如果通过节点的信号中继的作用,传输距离会按照中继跳转的次数以倍数递增。

  6.芯片、模块供应

  Z-Wave芯片只能通过SigmaDesigns这一唯一来源获取。SigmaDesigns只卖给OEM、ODM和其它主要客户。

  ZigBee芯片厂商包括Ember、飞思卡尔、Microchip和德州仪器以及台湾的UBec公司等。ZigBee模块也可以通过多个厂商采购得到,包括Atmel、CEL、Digi、Jennic、Lemos和RFM。

  Zigbee由于芯片和模块提供商众多,而且由于竞争的关系,准入门槛也越来越低,比如Zigbee协议栈也逐步趋向于可以免费使用。所以在国内,Zigbee方案设计提供商越来越多,在工控、医疗、家庭智能化等行业采用Zigbee技术的产品不断推出。

  而于Z-wave则相对封闭、门槛较高,所以采用Z-wave技术的设计、生产厂商相对Zigbee的来说就少得多了。

  从以上特性可以看出,zigbee无线通讯技术比z-wave在智能家居的应用上,更广泛,更实用,由于芯片厂商的竞争,成本相对来说也更低一些。

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宜科(天津)电子有限公司是中国工业自动化的领军企业,于2003年在天津投资成立,销售和服务网络覆盖全国。作为中国本土工业自动化产品的提供商和智能制造解决方案的供应商,宜科在汽车、汽车零部件、工程机械、机器人、食品制药、印刷包装、纺织机械、物流设备、电子制造等诸多领域占据领先地位。宜科为智慧工厂的整体规划实施提供自系统层、控制层、网络层到执行层自上而下的全系列服务,产品及解决方案涵盖但不局限于云平台、MES制造执行系统、工业现场总线、工业以太网、工业无线通讯、机器人及智能设备组成的自动化生产线、自动化电气控制系统集成、智能物流仓储系统等,以实现真正智能化的生产制造,从而带来生产力和生产效率的大幅提升,以及对生产灵活性和生产复杂性的管理能力的大幅提升。多年来,宜科以创新的技术、卓越的解决方案和产品坚持不懈地为中国制造业的发展提供全面支持,并以出众的品质和令人信赖的可靠性、领先的技术成就、不懈的创新追求,在业界独树一帜。帮助中国制造业转型升级,加速智能制造进程,成为中国工业4.0智慧工厂解决方案当之无愧的践行者。

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