ZigBee和Z-Wave技术在智能家居方面的应用

http://www.wuliannanjing.com 2015年09月26日        

 

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  Zigbee智能家居具有双向通讯、免布线、移动灵活和扩展方便等特点,无需专业的安装人员,用户可以自己在家对照说明书自行组合安装,体验自制的乐趣。自动组网,顺利地实现升级换代,这也是ZigBee智能家居的区别于其他无线技术的一个重要特点,它可以无限制地添加智能设备,做到即插即用,快速方便。POLYHOME在成功运用这一技术的同时,又通过自主技术研发,攻克了“Zigbee单火取电技术”的世界难题,通过一根火线即可实现智能家居取电,彻底做到了不需布线的智能家居,打破了安装智能家居必然破坏装修的弊端,满足了家庭二次装修的需求。

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