ZigBee和藍牙Mesh作為兩種流行的無線通信技術，它們都適用于構建大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡。盡管它們有一些相似之處，但在性能、網(wǎng)絡管理及生態(tài)系統(tǒng)等方面存在明顯差異。那么，智能家居更適合選ZigBee還是藍牙Mesh呢？

ZigBee

ZigBee聯(lián)盟于2004年底發(fā)布了官方IEEE 802.15.4-2003 ZigBee規(guī)范，此后該規(guī)范經(jīng)過多次修訂，其被廣泛視為Wi-Fi和藍牙設備的替代品。ZigBee非常適合需要小規(guī)模帶寬的低功耗設備。ZigBee網(wǎng)絡在單個網(wǎng)絡上最多支持65000個節(jié)點。作為一項開放的全球標準，ZigBee還可在2.4 GHz、900 MHz和868 MHz的未授權頻段上運行。目前最新的是ZigBee 3.0協(xié)議。

ZigBee網(wǎng)絡

主要特點

? 協(xié)議棧：ZigBee基于IEEE 802.15.4標準，使用ZigBee聯(lián)盟定義的高層協(xié)議。

? 網(wǎng)絡拓撲：支持星型、樹型和網(wǎng)狀（Mesh）網(wǎng)絡拓撲。

? 數(shù)據(jù)傳輸：使用2.4GHz頻段（也有915MHz和868MHz頻段的版本），傳輸速率最高可達250kbps。

? 網(wǎng)絡管理：ZigBee網(wǎng)絡中有一個協(xié)調(diào)器（Coordinator），負責網(wǎng)絡的初始化和管理。

? 設備角色：包括協(xié)調(diào)器、路由器和終端設備。

? 安全性：支持AES-128加密，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

藍牙Mesh

藍牙Mesh相對較新，但憑借藍牙技術的廣泛普及和強大的生態(tài)系統(tǒng)，正迅速獲得市場認可。藍牙技術聯(lián)盟（SIG）于2017年發(fā)布了該標準，為用戶提供了無需網(wǎng)關即可使用本地智能手機連接的便利，采用洪泛消息中繼方法，基于對等。節(jié)點之間直接傳輸信號。由于沒有集中式節(jié)點，因此消除了單點故障。目前最新的是Mesh 1.1。

BLE網(wǎng)絡類型

主要特點

? 協(xié)議棧：基于Bluetooth Low Energy（BLE）標準，使用藍牙SIG定義的Mesh Profile。

? 網(wǎng)絡拓撲：僅支持網(wǎng)狀（Mesh）網(wǎng)絡拓撲。

? 數(shù)據(jù)傳輸：使用2.4GHz頻段，傳輸速率最高可達1Mbps。

? 網(wǎng)絡管理：沒有中心化的協(xié)調(diào)器，網(wǎng)絡中的每個節(jié)點都可以參與網(wǎng)絡管理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

? 設備角色：包括節(jié)點（Node）、中繼器（Relay）、代理（Proxy）和朋友（Friend）。

? 安全性：支持AES-CCM加密，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

技術成熟度

技術的成熟度之所以重要，有三個原因。首先，所有新技術都有缺陷和問題，需要時間來解決。其次，隨著時間的推移，文檔會變得更加全面。最后一個原因是兼容硬件需要時間才能上市。

ZigBee的成熟度與藍牙Mesh相當，但硬件兼容性則是另一回事。目前有許多專用的ZigBee微控制器和SoC（片上系統(tǒng)），但藍牙Mesh采用的是如今已經(jīng)廣泛使用的BLE硬件，這引出了藍牙Mesh的第一個亮點。ZigBee和藍牙Mesh均可在全球2.4GHz頻譜中免許可工作，但各種設備都具有BLE功能，因此也具有藍牙Mesh功能。而ZigBee并非如此，這意味著ZigBee網(wǎng)狀網(wǎng)絡需要網(wǎng)關才能與大多數(shù)其他設備（如智能手機）進行通信。

覆蓋范圍

ZigBee和藍牙Mesh網(wǎng)絡的節(jié)點間范圍限制相似——根據(jù)條件不同，范圍從10米到100米不等。但ZigBee可以在網(wǎng)格中支持更多節(jié)點，藍牙Mesh的理論限制為32000個節(jié)點，而ZigBee的理論限制為65000個節(jié)點。這意味著ZigBee網(wǎng)狀網(wǎng)絡在理論上可以覆蓋兩倍的區(qū)域。但在實踐中，在接近達到任一協(xié)議支持的最大節(jié)點數(shù)之前，其他實際問題很可能會限制網(wǎng)絡規(guī)模。

ZigBee組網(wǎng)結構

藍牙Mesh組網(wǎng)結構

設備功耗

功耗是工程師必須考慮的一個實際問題，特別是當節(jié)點由電池供電時。所有充當路由器的ZigBee和藍牙Mesh節(jié)點都必須處于活動狀態(tài)才能在網(wǎng)格中傳輸數(shù)據(jù)。但是，如果兩種協(xié)議中的終端設備不需要參與網(wǎng)格，它們可以處于休眠狀態(tài)。處于活動狀態(tài)時，藍牙Mesh節(jié)點所需的電量低于ZigBee節(jié)點。更重要的限制是每個網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)速率。在這方面，藍牙Mesh再次獲勝——至少乍一看是這樣。它的空中數(shù)據(jù)速率為1Mbps。ZigBee的空中數(shù)據(jù)速率為250Kbps。但單憑空中數(shù)據(jù)速率會產(chǎn)生誤導，因為數(shù)據(jù)在多個節(jié)點之間跳躍。數(shù)據(jù)通過網(wǎng)狀網(wǎng)絡所遵循的路徑?jīng)Q定了數(shù)據(jù)傳輸效率。

即使使用單一協(xié)議，網(wǎng)狀網(wǎng)絡架構也會有所不同。節(jié)點的物理位置和網(wǎng)絡的邏輯結構都決定了架構。ZigBee是可配置的。例如，如果終端設備需要休眠，ZigBee網(wǎng)狀網(wǎng)絡可以利用靠近終端設備節(jié)點集群的多個路由器節(jié)點。如果不考慮功耗，則需要的路由器節(jié)點要少得多。

應用場景

ZigBee最適合短距離連接，例如智能家居環(huán)境。它安裝簡單，并且通過其固有的低功耗使用來延長電池壽命。但是，ZigBee的安全協(xié)議不如藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡強大的多層安全措施先進。ZigBee網(wǎng)絡可以融入涉及家庭和樓宇自動化、無線傳感器網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)收集、工業(yè)控制系統(tǒng)、嵌入式傳感等的應用。

藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡主要用于照明和家庭自動化應用。作為洪泛消息網(wǎng)絡，藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡是可靠的，但速度/效率可能會受到影響，因為傳輸必須導航整個網(wǎng)狀網(wǎng)絡才能成功傳遞信號。

產(chǎn)品推薦

億佰特ZigBee無線通信模塊及網(wǎng)關有E18、E180、E72、E75等系列，支持ZigBee3.0通信協(xié)議，低功耗、高可靠性。部分型號產(chǎn)品集成快捷易用的自組網(wǎng)功能，組網(wǎng)結構靈活、覆蓋范圍遠，化繁為簡，大幅簡化無線產(chǎn)品復雜的開發(fā)過程。

藍牙模塊主要有BLE 4.x/5.x、BLE Mesh、雙模藍牙、音頻藍牙、星閃模塊系列，全面覆蓋常用應用場合。藍牙Mesh自組網(wǎng)模塊支持SIG Mesh V1.0標準，單網(wǎng)絡理論最大可容納上萬節(jié)點設備。設備入網(wǎng)后自動記憶網(wǎng)絡信息，手機APP可任意節(jié)點代理入網(wǎng)，實現(xiàn)Mesh網(wǎng)絡遠程控制。