數量爆發式增長的背后,Wi-Fi、藍牙、Zigbee三大無線連接技術正上演一場“爭霸賽”。本文通過對三項技術的詳細對比,以分析三項技術在具體應用場景中的優劣勢。
根據前瞻產業研究院發布的《2018—2023年中國物聯網行業細分市場需求與投資機會分析報告》,2017年全球物聯網設備數量達84億臺,比2016年的64億臺增長31%,預計到2020年物聯網設備數量將達到204億臺。
試想全球即將有高達204億臺的物聯網設備,是全球人口數的2.7倍,人與人之間的溝通都有7000多種語言,形成重重隔閡,何況百億臺物聯設備之間的實時溝通?這對現有的通訊技術是極大的挑戰。
數量爆發式增長的背后,Wi-Fi、藍牙、Zigbee三大無線連接技術正上演一場“爭霸賽”。今天,本文通過對三項技術的詳細對比,以分析三項技術在具體應用場景中的優劣勢。
藍牙:功耗低、成本低、兼容設備豐富
藍牙是一項短距離無線通信技術,可實現固定設備、移動設備之間的短距離數據連接。
比如,藍牙技術可以在手機、平板電腦、筆記本電腦等設備之間進行無線信息傳輸。在實際應用中,智能設備也可通過藍牙協議與智能手機相連,并通過手機查看設備狀態。在消費者端普及程度已經相當高。
目前,藍牙技術已升級到5.0版本,不僅支持設備一對一連接,還支持星形拓撲的一對多連接。也就是說,一部手機能連接大量的藍牙設備,并進行控制。
藍牙技術具有功耗低、成本低、配網快、穩定性強、安全性高等優勢,傳輸速度上限為24Mbps,有效傳輸距離可達20—300米,配網只需3毫秒。在信息安全上,藍牙提供了兩層密碼保護,安全性達到了美國聯邦安全規范層級。
Wi-Fi:普及應用度高、傳輸速率高
Wi-Fi俗稱無線寬帶,屬于WLAN無線局域網,支持多個終端設備同時傳輸,即一對多的連接模式。據了解,Wi-Fi聯盟計劃今年秋季推出Wi-Fi 6認證計劃。屆時,傳輸距離、連接效率都將獲得進一步提升。
Wi-Fi傳輸速率高,傳輸距離在20—200米之間,可滿足日常辦公需求。此外,Wi-Fi是目前普及應用度最高的無線連接技術之一,手機、電腦等數碼產品均將Wi-Fi技術列入主流標準配置。
不過,Wi-Fi技術的安全性差,功耗較大,組網能力也比較弱,這點限制了其在智能家居領域的發展。
Zigbee:功耗低、工作頻段靈活
Zigbee也稱紫蜂,是一種低速短距離傳輸的無線網上協議,具備功耗低、網絡容量大、工作頻段靈活等優勢。
其中,工作頻段靈活是Zigbee區別于其它無線連接技術的最大優勢。它可以在2.4GHz(全球通用)、868MHz(歐洲通用)和915 MHz(美國通用)3個頻段上工作。此外,由于Zigbee自組網的功能讓每個節點模塊之間都能建立聯系,使得Zigbee傳輸信息的可靠性大大提升,幾乎不會出現掉線問題。
不過,Zigbee的有效傳輸距離較短,在10米—75米之間,主要適用于小型區域。
無線連接技術在智能家居中的應用
物聯網時代,催生了智能家居、智慧地產、智慧交通等多元化智能場景。無線連接技術則憑借獨有的特點和優勢,在不同的應用場景中發揮著關鍵作用。
從模塊成本、設備傳輸功耗和設備傳輸功耗三方面來比較,藍牙技術在智能家居場景中的應用優勢更為明顯。
首先,從單模塊成本來分析,Zigbee最不具備優勢,成本最高。其次是Wi-Fi,BLE Mesh是三項連接技術中成本最低的,成本僅約Zigbee的三分之一。
從設備傳輸功耗來看,BLE Mesh功耗最低,Zigbeb功耗略高于BLE Mesh,Wi-Fi由于是一項高速接入網絡的技術,功耗最大。
從單網絡設備連接數量來看,BLE Mesh主要用于建立多對多設備通信,支持設備的連接數最多,最適合智能家居場景中的多設備連接,是Wi-Fi的數倍以上。Zigbee支持設備連接數僅次于BLE Mesh,Wi-Fi支持設備連接數最少。
在智能家居場景中,藍牙技術憑借功耗低、成本低、兼容設備豐富、配網快、安全性高等特點,降低智能家居使用門檻的同時,也為用戶帶來了更低成本、更人性化、更智能化的家居體驗。此外,沒有用戶的許可,藍牙信號將無法連接和追蹤用戶設備,最大限度保護了用戶的隱私。
值得一提的是,在藍牙Mesh網絡中,可支持連接128個設備,而且只要增加一個網關,就能再加入128個設備,無障礙支持智能家居場景中設備的聯動。而Wi-Fi只能支持20個以下智能設備的穩定連接,雖然Zigbee可以支持超過100個智能設備的網絡連接,但其在支持實時應用時產生的時延會給用戶帶來不佳的體驗。
此外,采用了藍牙技術的智能設備即使不通過網絡,也能實現設備與設備之間的“對話”。而Wi-Fi一旦遭遇斷網,智能家居設備就無法繼續工作。
藍牙成智能照明場景中不可或缺的技術
再以智能照明場景為例,Wi-Fi照明系統對設備輸出指令均需通過路由器,如若路由器不能使用,設備的網絡則無法通信;而藍牙技術,則可以創建一個智能照明生態系統,不僅支持設備的雙向通信,處于藍牙網絡鏈條中的開關、傳感器、燈具等設備隨時都可以“相互溝通”。
全球化AI+IoT平臺涂鴉智能就基于藍牙技術推出了一站式LaaP(Light as a Platform)智能化照明解決方案。依托涂鴉智能AIoT平臺,將各類電工照明產品通過LaaP接入物聯網,為智能產品提供傳輸距離更長、功耗更低的藍牙連接技術。
目前,涂鴉智能的藍牙免開發方案已覆蓋包括球泡燈、燈帶、壁燈、筒燈、臺燈等所有主流照明產品。用戶通過手機,就可以隨意調節光線、色調、亮度等等。
結語:
藍牙技術聯盟最新發布的《2019藍牙市場最新資訊》顯示,預計到2023年,藍牙智能家居設備出貨量將達到11.5億。其中,藍牙住宅照明設備的年出貨量將增長4.5 倍;藍牙智能家電將以59%的年復合增長率增長。
不難看出,物聯網已成為藍牙技術應用的下一個藍海市場。隨著AIoT領域更多玩家的入場,競爭也將愈來愈激烈。未來,率先實現藍牙技術商用落地的企業,將在行業中獲得更大的話語權。
未來智能實驗室是人工智能學家與科學院相關機構聯合成立的人工智能,互聯網和腦科學交叉研究機構。
未來智能實驗室的主要工作包括:建立AI智能系統智商評測體系,開展世界人工智能智商評測;開展互聯網(城市)云腦研究計劃,構建互聯網(城市)云腦技術和企業圖譜,為提升企業,行業與城市的智能水平服務。
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原文標題:無線通信界的3大天王,誰能駕馭百億臺IoT設備?
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