2018年6月9-12日，廣州國際建筑電氣技術及智能家居展覽會(GEBT)將如期在中國進出口商品交易會展館拉開帷幕。GEBT一直以促進行業(yè)建筑技術為交流目標，通過結合展示區(qū)和論壇的形式，令參展商在展示新產(chǎn)品亮點及顯示核心競爭力的同時，亦能獲得有關行業(yè)未來發(fā)展的新思路。值展會即將舉辦之際，GEBT廣州國際建筑電氣技術展覽會對Zigbee聯(lián)盟進行一次特別專訪，共同來探討Zigbee技術在智能建筑及智能家居中的應用。

問：當我們談到物聯(lián)網(wǎng)或智能家居時，總是會提到WiFi、Zigbee、NB-IoT、LoRa等一系列無線物聯(lián)網(wǎng)技術，請問，這些技術分別有哪些差異?為什么說Zigbee更符合智能家居的場景需求?

答：無線物聯(lián)網(wǎng)技術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，比如遠距離的5G，eMTC, NB-IoT;較遠距離的LoRa;和近距離的WiFi, Bluetooth和Zigbee; 也可以以網(wǎng)絡拓撲結構劃分，比如點對點的網(wǎng)絡Bluetooth Classic;星狀網(wǎng)絡WiFi;和網(wǎng)狀網(wǎng)絡Zigbee, Thread等等;另外也有按功耗、傳輸速率等等劃分方式。

實現(xiàn)智能家居的場景需要一個系統(tǒng)：有智能設備組成的“端”;由有線和無線技術將設備與設備連接為家庭網(wǎng)絡，以及將家庭網(wǎng)絡與因特網(wǎng)連接的“管”;和實現(xiàn)基本應用與服務場景的本地控制中心，乃至進一步深化和豐富應用場景的“云端”平臺。而各種無線技術主要應用于設備之間的互聯(lián)互通。我們熟悉的智能家居場景包括家庭安防、智能照明、環(huán)境控制、影音娛樂等等，而通過眾多傳感器收集環(huán)境和任的信息，然后通過預設邏輯或者更高端的深度學習和人工智能對信息進行處理后對設備進行控制是實現(xiàn)智能家居場景的基礎機制。而Zigbee特別適合搭建智能家居所需的傳感控制網(wǎng)絡，主要在于：

多節(jié)點的網(wǎng)狀網(wǎng)絡：典型的智能家居環(huán)境往往需要50-100個設備，單個Zigbee網(wǎng)絡就可以連接成百到幾百個設備，并通過自組網(wǎng)自修復的網(wǎng)狀網(wǎng)絡保證即便在某些節(jié)點故障的時候，網(wǎng)絡通信也能不受影響;

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

多樣的設備類型：與工業(yè)和商業(yè)應用不同的是，智能家居涉及的設備種類多樣，而Zigbee全棧標準所定義的設備類型達到40多種，涉及照明、安防、暖通、閉合等多個類別，能夠滿足家庭所需;

低功耗：無線網(wǎng)絡的一個很大的優(yōu)勢就是可以節(jié)約布線的成本和便于在各個位置安裝電池供電設備，低功耗的網(wǎng)絡可以延長電池使用壽命，減少維護成本。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設備可以加入網(wǎng)絡，無需維護;

成熟開放標準，全球市場：Zigbee使用全球通用無需授權的2.4G頻段，且標準問世已有十多年，經(jīng)過多次迭代，并經(jīng)過已經(jīng)部署在全球的成億設備的檢驗。通過測試認證程序造就了各個環(huán)節(jié)都有多個供應商(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，促進創(chuàng)新提供良好的市場環(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，談談為什么要自組網(wǎng)。

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

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

下面回答Zigbee的網(wǎng)狀網(wǎng): Zigbee設備可分為三種類型：終端設備、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)絡和只有路由器和終端設備的分布式網(wǎng)絡。Zigbee 設備同時支持這兩種模式，在未發(fā)現(xiàn)Zigbee網(wǎng)絡時，路由器或協(xié)調(diào)器設備自行組網(wǎng)生成路由，或在已經(jīng)存在Zigbee網(wǎng)絡時自動識別網(wǎng)絡模式，加入網(wǎng)絡。

網(wǎng)狀網(wǎng)絡首先可以在保證低功耗的情況下擴展網(wǎng)絡覆蓋面積，通過路由機制，設備可以與原先不在其通信范圍的設備通信，其次可以增加網(wǎng)絡的穩(wěn)定性，即自修復的功能，當出現(xiàn)某個節(jié)點被移動或斷電等無法通信的情況下，路由可以自動更新，不影響其他節(jié)點的通信。

問：為什么說Zigbee的抗干擾性能要高于Wi-Fi和藍牙技術?

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

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

Zigbee也采用一些動態(tài)管理機制，比如頻道的切換和功率測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現(xiàn)通信。在由多個節(jié)點組成的網(wǎng)狀網(wǎng)格中，這樣做能夠減少節(jié)點之間的干擾。

問：目前，Zigbee技術有哪些應用領域?

答：Zigbee標準已經(jīng)發(fā)布超過10年，聯(lián)盟也已經(jīng)認證了2,400多種產(chǎn)品，為今天眾所周知的物聯(lián)網(wǎng)IoT鋪設了道路，并被廣泛應用在各個領域和場景中，包括智能家居(照明，關閉，暖通空調(diào))、商業(yè)建筑(辦公室，工作區(qū)，會議室，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，應急服務)，以及大型的網(wǎng)格化運營和多式聯(lián)運等。

問：2016年，Zigbee聯(lián)盟就已經(jīng)推出了Zigbee (3.0)，請問，Zigbee (3.0)目前在我國的應用情況怎樣?未來的發(fā)展戰(zhàn)略是什么?

答：Zigbee 3.0是Zigbee聯(lián)盟以前發(fā)布的針對不同垂直行業(yè)的應用層標準的整合，使我們能用一個應用層的標準，令多樣化的設備和應用可以在同一個網(wǎng)絡協(xié)同工作，同時確保其向前和向后兼容性以保證已經(jīng)大量被部署的設備和現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)的平穩(wěn)過渡。

通過認證的支持3.0產(chǎn)品的兼容性平臺已經(jīng)達到近70款，來自多家芯片供應商，聯(lián)盟還推出了自動化測試工具，這些都有助于3.0產(chǎn)品加速開發(fā)和進入市場。我們也確實看到自3.0認證開放以來，認證產(chǎn)品的數(shù)量正加速增長，超過了以往針對特定垂直行業(yè)的標準。特別另人感到高興的是，來自中國成員所認證的產(chǎn)品占了其中不小的份額，立達信、九州光電、飛比、實益達、生迪、Ledvance都有了3.0認證產(chǎn)品，而立達信不僅認證了3.0的第一款燈泡和傳感器產(chǎn)品，而且認證產(chǎn)品的數(shù)量已達到13款。

Zigbee聯(lián)盟的使命是創(chuàng)建和推廣通用開放標準，促進物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。我們將專注于技術工具的更新和強化方便和簡化產(chǎn)品的開發(fā)、推動產(chǎn)品認證和促進跨生態(tài)圈的應用，并與更多標準組織開展合作，共同致力于物聯(lián)網(wǎng)的開放和整合。