电子发烧友网报道(文/黄山明)如今正处于智能家居爆发的前夜,吸引众多厂商入局该赛道。但之所以说是前夜,而非已经爆发的一个重要原因在于受到众所周知的原因,智能家居各家生态无法相容,导致用户使用智能家居时,体验非常割裂。
好在Matter的出现,让产业看到打破生态壁垒的希望。而Matter主要由CSA连接标准联盟所推出,该联盟前身为ZigBee联盟,是否意味着ZigBee将被Matter所取代。
Matter的由来
Matter的前身为CHIP(Connected Home Over IP),是早期由谷歌、苹果、亚马逊、CSA联盟等牵头主导并开源的一个用于解决IoT碎片化的协议,该协议在2021年5月正式改名Matter,而Matter创立的目标便是解决智能家居互联互通与安全性的问题。
自2020年初以来,主要参与到Matter协议中的厂家已经为该项目投入了专人与资源,到了2021年10月,Matter Spec规范已经基本确定,参与其中开发的公司数量超过了210家。
技术层面来看,Matter主要是一个应用层规范,可以在任何支持IPv6的设备中运行。在最初的规范中,Matter支持的网络层包括Wi-Fi、Thread和以太网(使用BLE进行配网),同时有Matter规范希望自己能把蜂窝通信,电缆接口规范(DOCSIS)和数字用户线(DSL)都囊括进来,这样能够将Matter扩展至广域网(WAN)连接范围中。并且Matter规范还在开发二维码与NFC配网功能,以及UWB室内定位等相关应用。
这意味着终端用户只需要拿起手机,打开蓝牙,扫描相关设备便可以轻松加入Matter网络。对于现有设备而言,Matter的最大改动主要是网关,对于终端设备的改动较少。同时Matter协议在最上层的应用层通信,是直接使用了ZigBee联盟的ZCL(ZigBee Cluster Library)规范,统一了各种设备类型的通信语言,如开关都是通过On Off Cluster进行。
因此,针对Matter的这些特点,市场中突然传出一些声音,认为ZigBee已经没有了前景,最终将被Matter所取代。
ZigBee将被Matter取代?
当前,ZigBee技术问世超20年,技术上已经相当成熟,在短距离通信领域上与蓝牙、Wi-Fi几乎处于同等地位。ZigBee技术优点包括功耗低、节点容量大、时延短等,是智能家居核心无线组网连接技术。
从技术标准来看,ZigBee基于IEEE802.15.4,与WIFI的IEEE802.11,蓝牙的802.15.1都有各自独有的特点。比如IEEE802.15.4和IEEE802.11的物理特性都比较相似,采用了基于CCA载波侦听的CSMA/CA通信方式,非常适合设备多对多通信。
当然,如今在智能家居时代,ZigBee最大的缺点在于无法将控制端集成在手机上,需要通过网关来进行控制,即便是通过ZigBee Dongle或者ZigBee遥控器作为控制端但也必须有网关授权。
ZigBee有一套设备控制标准,即ZCL。但问题在于,早期的ZCL由于不完善,导致不同的设备厂商产品互不兼容,甚至一些产品是被故意设计成互不兼容。但从ZigBee3.0开始,ZCL作为了必选项,在芯片中强制使用ZCL,这使得想要做互不兼容的设定,只能额外花费一定成本,不然只能让自己的产品与其他产品互联互通。
虽然这对用户而言是一件好事,但对于厂商而言可能不会那么乐意,毕竟谁也不希望自己的收集的数据被其他厂商免费共享。
而Matter则是在ZigBee的ZCL上衍生出来的,并且如今来看,Matter很有可能彻底打破智能家居中互联互通的壁垒,这是否意味着Matter将取代ZigBee?
这需要分情况来看,目前Matter打通设备之间的连接仍然需要采用桥接设备,即“边缘网关”。并且Matter是基于IPv6,因此协议栈对于芯片的资源消耗比ZigBee大得多,软件开发及维护成本也要高于ZigBee。
但在未来,Matter将向下兼容ZigBee,目前来看主要是与ZigBee进行互补。
ZigBee的真正对手
虽然目前来看,Matter即便出现,暂时还无法取代ZigBee,但这不意味着ZigBee可以高枕无忧。目前ZigBee的真正对手已经到来,那便是蓝牙Mesh。
ZigBee和蓝牙同属2.4GHz频段,在低功耗、安全性上表现相当。而蓝牙带宽更大信道更多,从技术角度ZigBee最大的问题就是带宽这方面,比如智能门铃这种就无法完成了。
而蓝牙最大的问题在于简单的1对1或者1对多,无法进行智能家居的组网,但蓝牙Mesh可以。
相比ZigBee,蓝牙Mesh的最大优势在于可以使用手机当做网关,而ZigBee则需要一个额外的网关。同时每年数十亿手机的销量,将蓝牙模组成本摊得非常薄,开发人员开发蓝牙Mesh的意愿也比ZigBee高得多。这些优势,都让蓝牙Mesh成了ZigBee的真正对手。
国产ZigBee代表厂商
尽管如此,目前ZigBee市场仍然巨大,全球市场规模约在3亿颗左右,国内如果不含OEM市场,规模在3000万颗左右。国内从事ZigBee芯片的厂商也有许多,以下是其中几家具有代表性的企业。
泰凌微(Telink),泰凌微是业内最早推出支持低功耗多模无线物联网芯片的公司之一,也是国产ZigBee芯片规模最大的一家。此前泰凌微主要专注于ZigBee的终端节点,不过随着TLSR921x的发布,补齐了其在Router端的布局。
奉加微(PHYPLUS),其主营业务为蓝牙芯片,在2021年7月推出了ZigBee3.0的认证协议栈,并获得了CSA连接标准联盟颁发的ZigBee兼容平台认证,其发布的PHY62系列芯片更是将ZigBee与BLE结合起来。
博流智能(Bouffalo Lab),从Wi-Fi入局的玩家,也开始在ZigBee领域尝试整合更多通信协议,比如所发布的BL702,便是一颗Zigbee,Thread,BLE三模合一的芯片。
乐鑫科技(Espressif),当前国内IoT Wi-Fi的龙头企业,从布局ZigBee领域可以看到,同样是走多合一路线,并且发布了支持ZigBee、Thread、BLE5.2的芯片,具有丰富资源。
可以看到,目前国内对于ZigBee的布局,将是朝着多模方向前进,或许这也是未来ZigBee的发展趋势。
好在Matter的出现,让产业看到打破生态壁垒的希望。而Matter主要由CSA连接标准联盟所推出,该联盟前身为ZigBee联盟,是否意味着ZigBee将被Matter所取代。
Matter的由来
Matter的前身为CHIP(Connected Home Over IP),是早期由谷歌、苹果、亚马逊、CSA联盟等牵头主导并开源的一个用于解决IoT碎片化的协议,该协议在2021年5月正式改名Matter,而Matter创立的目标便是解决智能家居互联互通与安全性的问题。
自2020年初以来,主要参与到Matter协议中的厂家已经为该项目投入了专人与资源,到了2021年10月,Matter Spec规范已经基本确定,参与其中开发的公司数量超过了210家。
技术层面来看,Matter主要是一个应用层规范,可以在任何支持IPv6的设备中运行。在最初的规范中,Matter支持的网络层包括Wi-Fi、Thread和以太网(使用BLE进行配网),同时有Matter规范希望自己能把蜂窝通信,电缆接口规范(DOCSIS)和数字用户线(DSL)都囊括进来,这样能够将Matter扩展至广域网(WAN)连接范围中。并且Matter规范还在开发二维码与NFC配网功能,以及UWB室内定位等相关应用。
这意味着终端用户只需要拿起手机,打开蓝牙,扫描相关设备便可以轻松加入Matter网络。对于现有设备而言,Matter的最大改动主要是网关,对于终端设备的改动较少。同时Matter协议在最上层的应用层通信,是直接使用了ZigBee联盟的ZCL(ZigBee Cluster Library)规范,统一了各种设备类型的通信语言,如开关都是通过On Off Cluster进行。
因此,针对Matter的这些特点,市场中突然传出一些声音,认为ZigBee已经没有了前景,最终将被Matter所取代。
ZigBee将被Matter取代?
当前,ZigBee技术问世超20年,技术上已经相当成熟,在短距离通信领域上与蓝牙、Wi-Fi几乎处于同等地位。ZigBee技术优点包括功耗低、节点容量大、时延短等,是智能家居核心无线组网连接技术。
从技术标准来看,ZigBee基于IEEE802.15.4,与WIFI的IEEE802.11,蓝牙的802.15.1都有各自独有的特点。比如IEEE802.15.4和IEEE802.11的物理特性都比较相似,采用了基于CCA载波侦听的CSMA/CA通信方式,非常适合设备多对多通信。
当然,如今在智能家居时代,ZigBee最大的缺点在于无法将控制端集成在手机上,需要通过网关来进行控制,即便是通过ZigBee Dongle或者ZigBee遥控器作为控制端但也必须有网关授权。
ZigBee有一套设备控制标准,即ZCL。但问题在于,早期的ZCL由于不完善,导致不同的设备厂商产品互不兼容,甚至一些产品是被故意设计成互不兼容。但从ZigBee3.0开始,ZCL作为了必选项,在芯片中强制使用ZCL,这使得想要做互不兼容的设定,只能额外花费一定成本,不然只能让自己的产品与其他产品互联互通。
虽然这对用户而言是一件好事,但对于厂商而言可能不会那么乐意,毕竟谁也不希望自己的收集的数据被其他厂商免费共享。
而Matter则是在ZigBee的ZCL上衍生出来的,并且如今来看,Matter很有可能彻底打破智能家居中互联互通的壁垒,这是否意味着Matter将取代ZigBee?
这需要分情况来看,目前Matter打通设备之间的连接仍然需要采用桥接设备,即“边缘网关”。并且Matter是基于IPv6,因此协议栈对于芯片的资源消耗比ZigBee大得多,软件开发及维护成本也要高于ZigBee。
但在未来,Matter将向下兼容ZigBee,目前来看主要是与ZigBee进行互补。
ZigBee的真正对手
虽然目前来看,Matter即便出现,暂时还无法取代ZigBee,但这不意味着ZigBee可以高枕无忧。目前ZigBee的真正对手已经到来,那便是蓝牙Mesh。
ZigBee和蓝牙同属2.4GHz频段,在低功耗、安全性上表现相当。而蓝牙带宽更大信道更多,从技术角度ZigBee最大的问题就是带宽这方面,比如智能门铃这种就无法完成了。
而蓝牙最大的问题在于简单的1对1或者1对多,无法进行智能家居的组网,但蓝牙Mesh可以。
相比ZigBee,蓝牙Mesh的最大优势在于可以使用手机当做网关,而ZigBee则需要一个额外的网关。同时每年数十亿手机的销量,将蓝牙模组成本摊得非常薄,开发人员开发蓝牙Mesh的意愿也比ZigBee高得多。这些优势,都让蓝牙Mesh成了ZigBee的真正对手。
国产ZigBee代表厂商
尽管如此,目前ZigBee市场仍然巨大,全球市场规模约在3亿颗左右,国内如果不含OEM市场,规模在3000万颗左右。国内从事ZigBee芯片的厂商也有许多,以下是其中几家具有代表性的企业。
泰凌微(Telink),泰凌微是业内最早推出支持低功耗多模无线物联网芯片的公司之一,也是国产ZigBee芯片规模最大的一家。此前泰凌微主要专注于ZigBee的终端节点,不过随着TLSR921x的发布,补齐了其在Router端的布局。
奉加微(PHYPLUS),其主营业务为蓝牙芯片,在2021年7月推出了ZigBee3.0的认证协议栈,并获得了CSA连接标准联盟颁发的ZigBee兼容平台认证,其发布的PHY62系列芯片更是将ZigBee与BLE结合起来。
博流智能(Bouffalo Lab),从Wi-Fi入局的玩家,也开始在ZigBee领域尝试整合更多通信协议,比如所发布的BL702,便是一颗Zigbee,Thread,BLE三模合一的芯片。
乐鑫科技(Espressif),当前国内IoT Wi-Fi的龙头企业,从布局ZigBee领域可以看到,同样是走多合一路线,并且发布了支持ZigBee、Thread、BLE5.2的芯片,具有丰富资源。
可以看到,目前国内对于ZigBee的布局,将是朝着多模方向前进,或许这也是未来ZigBee的发展趋势。
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