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一文讀懂WiFi、藍牙、ZigBee在MESH組網的優勢所在

作者:深圳藍奧聲科技有限公司 瀏覽: 發表時間:2021-01-15 16:57:47

在向下一代網絡演進的過程中,無線是一個不可缺的技術。在物聯網領域,ZigBee、藍牙和 Wi-Fi 是當前主流的無線互聯技術,而且這三種技術都可以mesh組網。

 

表面上看mesh的基本原理和無線中繼類似,都是通過無線信號連接放大的方式實現WiFi的大面積覆蓋,讓更多的智能設備實現上網。無線mesh可以與其它網絡協同通信,是一個動態的可以不斷擴展的網絡架構,任意的兩個設備均可以保持無線互聯。

 

mesh的網絡中不僅SSID統一,無線設備還可以自由尋找信號***的節點去連接,用戶手持設備可以在不同節點穿梭時進行無縫切換。就算是某個節點斷網的情況下,依舊可以維持運行。在網狀拓撲中,一部分無需考慮功耗的設備作為路由節點或中繼節點,除了處理自身業務數據外,它們還負責存儲並轉發數據。這使得路由器和終端節點的網絡變得更加分散。精心設計的路由機製和數據收發確認機製使mesh網絡可以更加可靠,可擴展。

 

等於mesh網絡是對智能設備來說是非常重要的。

 

WiFi的mesh組網就是多路由器組網,一般針對的是房子面積超過120米或者是牆壁多上網體驗不好的環境,如果智能設備能直接上WiFi那肯定是***的,但這樣也造成了網絡的負擔。特別是網絡出現不穩定時,對於智能設備就會出現掉線和丟包的狀況而影響到設備的使用。


 

對於物聯網設備而言,聯動控製主要有以下兩種方式:

 

1、雲端控製:通過網絡到達遙控或查看智能設備的狀態,讓不同協議的產品互相觸發,協同工作。在智能家居市場,大家無論走到哪裏都能查看家裏智能設備的實時狀況並且控製,在商業領域,總部也可以千裏之外查看現場狀況。

 

2、智能套件:通過定製化的智能設備套件,將設備互聯的方式直接設定在智能套件設備中。這種方式雖避免了對外部網絡的依靠,但其缺點是設備互聯方式不靈活,成本高等。

 

如果大家對自家網絡足夠自信的話,那麼第二個要考慮的問題就是功耗。

 

如果設備都是通上電的話,基本上也就不用考慮功耗了,但是比如智能鎖、感應計量設備就遠離電源,需要獨立供電的設備就不能使用WiFi模塊。而藍牙和ZigBee模塊都是低功耗、低成本的這是WiFi沒法比的。WiFi的優勢在於傳輸數據大,但通常一個路由器隻能支持0~50個設備連接。

 

藍牙mesh和Zigbee是兩種***的PAN(個人局域網)技術,都支持mesh網絡(即網狀拓撲)。Zigbee基於IEEE 802.15.4標準,而藍牙mesh則是SIG開發和發布的基於BLE之上網絡技術。

 

藍牙和ZigBee的mesh路由機製還是有差別的。

 

ZigBee基本是點對點的傳輸,雖然傳輸的數據量較小,但延時低,而藍牙mesh是對所有的設備進行廣播,但傳輸設備少時沒有問題,但當在鏈路上發送大於12個數據包的大小時,由於在網絡層執行分包和重組,藍牙mesh的延遲會更高一些。

 

另外,並非所有節點都中繼轉發數據包,隻有市電電源(不是電池供電)上的那些節點才能充當中繼節點(相當於ZigBee的路由節點)。

 

在中國,WiFi、藍牙和ZigBee都在2.4GHz頻段上,在某些***ZigBee也支持其他頻段,因此,彼此當然會有幹擾。

 

在傳輸速率上,BLE 4.2標準速率為1Mbps,而BLE 5.0提高了2倍,通訊速度***為2Mbps。


Zigbee基於802.15.4,該協議將數據速率限製為***250Kbps。在傳輸範圍上,理論上,Zigbee基本能做到100米,Zigbee(在2.4GHz)通常比BLE 4.0傳輸距離更遠,但在***發布的藍牙5 標準其覆蓋範圍卻能達到300米,所以基於BLE 5.0的藍牙mesh網絡將擁有更遠的傳輸距離。

 

如果不考慮網絡,ZigBee在智能家居領域應用已相當成熟,無論是組網能力、連接能力、通信範圍、安全性能、功耗水平等均已經接受了市場的檢驗,被主流廠商所接受,而藍牙隻是在做ZigBee很早之前就開始做的事,後面還有很長的路要走。

 

就生態而言,從公開數據來看,天貓精靈和亞馬遜Echo分別占據了國內、國外智能音箱市場的一哥位置,亞馬遜選擇Zigbee陣營因為海外用戶更容易接觸到Zigbee產品,根據***市場調研公司ON World指出Zigbee芯片的銷量截止目前已達到5億個。

 

而天貓精靈生態鏈選擇藍牙mesh陣營並且在持續擴張,想通過藍牙mesh技術優勢簡化設備聯網步驟和提高連接數量,彌補WiFi協議的不足。以天貓為代表的藍牙陣營希望實現不同品牌產品的數據互通,各家的網關始終無法去掉,這會給用戶帶來很大的困惑。

 

藍牙 mesh 網絡中每個智能家居硬件都可以是相互連接的,也就是說,網絡內的智能硬件之間能直接發送指令控製或者聯動另一個智能硬件,它更接近我們理想中的「物聯網」。

 

別看ZigBee現在陣營龐大,但藍牙更具有廣闊的應用前景,下面重點介紹藍牙mesh網絡不同於其他網狀網協議獨特的四大優勢:

 

1、手機直連

 

大量的消費電子產品尤其是手機中集成了藍牙的功能,如耳機、音箱、手環、智能手表、藍牙血糖儀、藍牙燈泡等都具備藍牙功能,因此藍牙能夠提供多品牌更廣泛的互通性。

 

這是藍牙獨特的地方所在,是當前主流的ZigBee等所望塵莫及的優勢。

 

在配網的過程中,手機作為管理者的角色,授權設備即可連入mesh網絡,非常簡便靈活,同時又確保了藍牙mesh網絡的安全性,並且用手機app對各種設備的控製更加的靈活、直接,大大滿足了用戶體驗感,而ZigBee必須要連上網關或類似於網關的設備才能接入手機。

 

2、低功耗

 

在藍牙mesh當中有兩種設備的特性: 一個是Friend,一個是Low power node。可以保證節點的低功耗性能。比ZigBee等協議的功耗都要低。

 

 

3、廣播技術用於定位和導航

 

藍牙廣播技術在mesh中也進行了應用,基於低功耗藍牙廣播技術的資產定位,運動軌跡描述和導航等,都是ZigBee所不具備的特點。從實際應用場景來看,定位和導航服務在物聯網的應用中迅猛發展,必然能催生更廣泛的應用。

 


藍牙mesh網絡技術是經行業認可且具備全球互通性的無線標準之一。市場經驗一再證明,當具備了多品牌間“互聯互通”的條件,市場發展會更為繁榮。這個特性也將吸引更多的芯片廠商、智能家居品牌加入進來。

 

藍奧聲科技發展在“星-雲-網-端”的網絡結構中,***實現網絡和智能設備終端連通的技術還是藍牙,如果將藍牙和WiFi的技術融合在一起,更好的實現雲端網絡和現場操控的有機聯合。為了更好的解決智能設備聯動問題還研發專利邊緣協同感知技術EISC,主要應用於藍牙同步群控、藍牙群控調光、藍牙場景聯動等技術。

 

藍牙mesh網絡無疑是後起之秀,支持多對多設備通信,適用於物聯網解決方案的開發人員及系統整合商。mesh網絡能夠讓多個、甚至成千上萬個裝置在穩定、安全的環境下進行傳輸。它為工業級設備網帶來了互通性更廣、值得信賴的藍牙技術生態系統。

 

藍牙和ZigBee技術在強化自己優點的同時試圖彌補自己的不足,藍牙和ZigBee技術在硬件上的趨同和共享最終受益***的會是我們的消費者。

 


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