2018年6月9-12日，廣州國(guó)際建筑電氣技術(shù)及智能家居展覽會(huì)(GEBT)將如期在中國(guó)進(jìn)出口商品交易會(huì)展館拉開帷幕。GEBT一直以促進(jìn)行業(yè)建筑技術(shù)為交流目標(biāo)，通過(guò)結(jié)合展示區(qū)和論壇的形式，令參展商在展示新產(chǎn)品亮點(diǎn)及顯示核心競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí)，亦能獲得有關(guān)行業(yè)未來(lái)發(fā)展的新思路。值展會(huì)即將舉辦之際，GEBT廣州國(guó)際建筑電氣技術(shù)展覽會(huì)對(duì)Zigbee聯(lián)盟進(jìn)行一次特別專訪，共同來(lái)探討Zigbee技術(shù)在智能建筑及智能家居中的應(yīng)用。

問：當(dāng)我們談到物聯(lián)網(wǎng)或智能家居時(shí)，總是會(huì)提到WiFi、Zigbee、NB-IoT、LoRa等一系列無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，請(qǐng)問，這些技術(shù)分別有哪些差異?為什么說(shuō)Zigbee更符合智能家居的場(chǎng)景需求?

答：無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以按不同的方式加以區(qū)別，比較主要的有按通信距離劃分，比如遠(yuǎn)距離的5G，eMTC, NB-IoT;較遠(yuǎn)距離的LoRa;和近距離的WiFi, Bluetooth和Zigbee; 也可以以網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)劃分，比如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)Bluetooth Classic;星狀網(wǎng)絡(luò)WiFi;和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)Zigbee, Thread等等;另外也有按功耗、傳輸速率等等劃分方式。

實(shí)現(xiàn)智能家居的場(chǎng)景需要一個(gè)系統(tǒng)：有智能設(shè)備組成的“端”;由有線和無(wú)線技術(shù)將設(shè)備與設(shè)備連接為家庭網(wǎng)絡(luò)，以及將家庭網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)連接的“管”;和實(shí)現(xiàn)基本應(yīng)用與服務(wù)場(chǎng)景的本地控制中心，乃至進(jìn)一步深化和豐富應(yīng)用場(chǎng)景的“云端”平臺(tái)。而各種無(wú)線技術(shù)主要應(yīng)用于設(shè)備之間的互聯(lián)互通。我們熟悉的智能家居場(chǎng)景包括家庭安防、智能照明、環(huán)境控制、影音娛樂等等，而通過(guò)眾多傳感器收集環(huán)境和任的信息，然后通過(guò)預(yù)設(shè)邏輯或者更高端的深度學(xué)習(xí)和人工智能對(duì)信息進(jìn)行處理后對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制是實(shí)現(xiàn)智能家居場(chǎng)景的基礎(chǔ)機(jī)制。而Zigbee特別適合搭建智能家居所需的傳感控制網(wǎng)絡(luò)，主要在于：

多節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)：典型的智能家居環(huán)境往往需要50-100個(gè)設(shè)備，單個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)就可以連接成百到幾百個(gè)設(shè)備，并通過(guò)自組網(wǎng)自修復(fù)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)保證即便在某些節(jié)點(diǎn)故障的時(shí)候，網(wǎng)絡(luò)通信也能不受影響;

適當(dāng)?shù)膫鬏斁嚯x：室內(nèi)單跳傳輸距離為75-100米，通過(guò)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的路由機(jī)制可以輕松覆蓋幾百米的范圍，滿足智能家居所需;

多樣的設(shè)備類型：與工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用不同的是，智能家居涉及的設(shè)備種類多樣，而Zigbee全棧標(biāo)準(zhǔn)所定義的設(shè)備類型達(dá)到40多種，涉及照明、安防、暖通、閉合等多個(gè)類別，能夠滿足家庭所需;

低功耗：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)就是可以節(jié)約布線的成本和便于在各個(gè)位置安裝電池供電設(shè)備，低功耗的網(wǎng)絡(luò)可以延長(zhǎng)電池使用壽命，減少維護(hù)成本。而Zigbee更具備Green Power功能，使得那些不用換電池或者根本不需電池的傳感和開關(guān)設(shè)備可以加入網(wǎng)絡(luò)，無(wú)需維護(hù);

成熟開放標(biāo)準(zhǔn)，全球市場(chǎng)：Zigbee使用全球通用無(wú)需授權(quán)的2.4G頻段，且標(biāo)準(zhǔn)問世已有十多年，經(jīng)過(guò)多次迭代，并經(jīng)過(guò)已經(jīng)部署在全球的成億設(shè)備的檢驗(yàn)。通過(guò)測(cè)試認(rèn)證程序造就了各個(gè)環(huán)節(jié)都有多個(gè)供應(yīng)商(既包括名牌企業(yè)也有眾多初創(chuàng)公司)的生態(tài)圈，為降低成本，促進(jìn)創(chuàng)新提供良好的市場(chǎng)環(huán)境。

問：Zigbee所采用的自組網(wǎng)是怎么回事?為什么要采用這種方式通信?

答：首先跳出Zigbee，談?wù)劄槭裁匆越M網(wǎng)。

自組網(wǎng)并不是一項(xiàng)“讓人開心”的技術(shù)。相比點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)增加了大量的通信機(jī)制和管理工作，比如設(shè)備的組網(wǎng)、離網(wǎng)、參數(shù)分配、節(jié)點(diǎn)管理、路徑選擇、路徑恢復(fù)等等等等。這些操作在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信中都是不需要的。但是為什么要開發(fā)如此復(fù)雜的網(wǎng)狀網(wǎng)協(xié)議呢?原因是低功耗和大網(wǎng)絡(luò)的矛盾。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的功耗要求極其嚴(yán)格，而應(yīng)用規(guī)模常常又很大(想一想大規(guī)模部署的傳感器)。低功耗必然限制設(shè)備的發(fā)射功率，進(jìn)而限制RF有效傳播距離;而大規(guī)模應(yīng)用通常意味著巨大的地理空間和巨大的設(shè)備數(shù)量。如何使小能量的設(shè)備在巨大網(wǎng)絡(luò)中正常工作呢?我們(不得不)選擇實(shí)現(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)。可以說(shuō)，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是“短胳膊、大網(wǎng)絡(luò)”的無(wú)奈之舉，是任何低功耗通信進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的必然選擇。Zigbee和Thread天生如此，BLE mesh是適應(yīng)性進(jìn)化的范例。

下面回答Zigbee的網(wǎng)狀網(wǎng): Zigbee設(shè)備可分為三種類型：終端設(shè)備、路由器和協(xié)調(diào)器，和兩種安全模型：含協(xié)調(diào)器(信任中心)的集中式網(wǎng)絡(luò)和只有路由器和終端設(shè)備的分布式網(wǎng)絡(luò)。Zigbee 設(shè)備同時(shí)支持這兩種模式，在未發(fā)現(xiàn)Zigbee網(wǎng)絡(luò)時(shí)，路由器或協(xié)調(diào)器設(shè)備自行組網(wǎng)生成路由，或在已經(jīng)存在Zigbee網(wǎng)絡(luò)時(shí)自動(dòng)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)模式，加入網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)首先可以在保證低功耗的情況下擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積，通過(guò)路由機(jī)制，設(shè)備可以與原先不在其通信范圍的設(shè)備通信，其次可以增加網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，即自修復(fù)的功能，當(dāng)出現(xiàn)某個(gè)節(jié)點(diǎn)被移動(dòng)或斷電等無(wú)法通信的情況下，路由可以自動(dòng)更新，不影響其他節(jié)點(diǎn)的通信。

問：為什么說(shuō)Zigbee的抗干擾性能要高于Wi-Fi和藍(lán)牙技術(shù)?

答：Zigbee包含IEEE 802.15.4定義的載波監(jiān)測(cè)多路訪問(CSMA-CA)協(xié)議和直序擴(kuò)頻技術(shù)(DSSS)，包括沖突避免、接收能量檢測(cè)、鏈路質(zhì)量指示、空閑信道評(píng)估、消息確認(rèn)、安全性、支持保障時(shí)隙模式和數(shù)據(jù)包時(shí)效性等功能，可降低干擾其他用戶的可能性，另外Zigbee還使用數(shù)據(jù)的自動(dòng)重傳來(lái)確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)健性。

和其它常見的個(gè)域網(wǎng)技術(shù)相比，Zigbee采用了DSSS，這極大地降低了對(duì)信噪比的要求，進(jìn)而提高了通信的抗干擾性和有效傳輸距離。DSSS的技術(shù)代價(jià)是降低了數(shù)據(jù)率，但這在Zigbee的應(yīng)用中并非關(guān)鍵指標(biāo)(這也解釋了為什么數(shù)據(jù)率優(yōu)先的通信協(xié)議不會(huì)采用擴(kuò)頻通信)。

Zigbee也采用一些動(dòng)態(tài)管理機(jī)制，比如頻道的切換和功率測(cè)量功能以減少功率輸入。后者可以確保用所需的精確功耗實(shí)現(xiàn)通信。在由多個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)狀網(wǎng)格中，這樣做能夠減少節(jié)點(diǎn)之間的干擾。

問：目前，Zigbee技術(shù)有哪些應(yīng)用領(lǐng)域?

答：Zigbee標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)布超過(guò)10年，聯(lián)盟也已經(jīng)認(rèn)證了2,400多種產(chǎn)品，為今天眾所周知的物聯(lián)網(wǎng)IoT鋪設(shè)了道路，并被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域和場(chǎng)景中，包括智能家居(照明，關(guān)閉，暖通空調(diào))、商業(yè)建筑(辦公室，工作區(qū)，會(huì)議室，連鎖酒店)、制造業(yè)(工業(yè)小區(qū)，工廠)、智能城市(大型或小型城市、公民服務(wù)，應(yīng)急服務(wù))，以及大型的網(wǎng)格化運(yùn)營(yíng)和多式聯(lián)運(yùn)等。

問：2016年，Zigbee聯(lián)盟就已經(jīng)推出了Zigbee (3.0)，請(qǐng)問，Zigbee (3.0)目前在我國(guó)的應(yīng)用情況怎樣?未來(lái)的發(fā)展戰(zhàn)略是什么?

答：Zigbee 3.0是Zigbee聯(lián)盟以前發(fā)布的針對(duì)不同垂直行業(yè)的應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)的整合，使我們能用一個(gè)應(yīng)用層的標(biāo)準(zhǔn)，令多樣化的設(shè)備和應(yīng)用可以在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作，同時(shí)確保其向前和向后兼容性以保證已經(jīng)大量被部署的設(shè)備和現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)的平穩(wěn)過(guò)渡。

通過(guò)認(rèn)證的支持3.0產(chǎn)品的兼容性平臺(tái)已經(jīng)達(dá)到近70款，來(lái)自多家芯片供應(yīng)商，聯(lián)盟還推出了自動(dòng)化測(cè)試工具，這些都有助于3.0產(chǎn)品加速開發(fā)和進(jìn)入市場(chǎng)。我們也確實(shí)看到自3.0認(rèn)證開放以來(lái)，認(rèn)證產(chǎn)品的數(shù)量正加速增長(zhǎng)，超過(guò)了以往針對(duì)特定垂直行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。特別另人感到高興的是，來(lái)自中國(guó)成員所認(rèn)證的產(chǎn)品占了其中不小的份額，立達(dá)信、九州光電、飛比、實(shí)益達(dá)、生迪、Ledvance都有了3.0認(rèn)證產(chǎn)品，而立達(dá)信不僅認(rèn)證了3.0的第一款燈泡和傳感器產(chǎn)品，而且認(rèn)證產(chǎn)品的數(shù)量已達(dá)到13款。

Zigbee聯(lián)盟的使命是創(chuàng)建和推廣通用開放標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。我們將專注于技術(shù)工具的更新和強(qiáng)化方便和簡(jiǎn)化產(chǎn)品的開發(fā)、推動(dòng)產(chǎn)品認(rèn)證和促進(jìn)跨生態(tài)圈的應(yīng)用，并與更多標(biāo)準(zhǔn)組織開展合作，共同致力于物聯(lián)網(wǎng)的開放和整合。