2020年2月19日,10 分钟阅读,作者:Vinicius Bastos

智能家居用Zigbee还是Wi-Fi:有什么区别?

Zigbee还是Wi-Fi?看看两者在智能家居中的区别、Zigbee断网能否工作,以及开关和传感器该选哪种。

智能家居用Zigbee还是Wi-Fi:有什么区别?

想拥有一个互联的家,却不知从何入手?要打造智能家居,有多种自动化系统可选,比如Zigbee和Wi-Fi。不过,它们之间有一些区别,选择时需要留意。

Zigbee和Wi-Fi有什么区别?

区别在于网络。使用Wi-Fi时,每个设备都直接连接到你家里现有的路由器;而Zigbee设备会组成一张自己的低功耗无线网络,由设备彼此转发信息,并且需要一个网关才能连到路由器。

Zigbee是一种基本上专为智能家居通信而设计的协议。而Wi-Fi就是我们平时用来上网的那套系统。实际使用中,Wi-Fi不需要网关,设备不多时是最简单的方案;Zigbee则需要网关,但更能应对大量设备和电池供电的传感器。

这些都是你开始打造智能家居的可选方案。想进一步了解这些系统吗?继续往下读,掌握全部信息!

Zigbee和Wi-Fi各有什么特点?

正如开头所说,两者都是通过无线网络连接设备,让人用手机控制它们。下面介绍每种协议的特点。

Zigbee

这是一种能组建连接网络的无线协议。它为低功耗而设计,并以网关作为系统中心,把多台设备连接起来,通过这张网络交换信息。

在智能家居设备中,Zigbee通常使用2.4 GHz频段,与Wi-Fi相同(该标准也规定了1 GHz以下的频段)。因此,最好规划好信道,让Zigbee和Wi-Fi共存而互不干扰。

Wi-Fi

这种连接是在设备和你家自己的网络之间建立的。设备连接到路由器,把网络当作通信通道,并通过智能手机上的App来控制。

智能家居中最常见的Wi-Fi模块成本低,采用Wi-Fi 4标准,只工作在覆盖范围更大的2.4 GHz频段。它们最初并不是为智能家居设计的,因此存在一些局限,下文会讲到。

各自有哪些优点?

我们已经看到,这两种自动化系统的工作方式相似,都不用布线。不过,它们带来的好处不同,这会影响你的选择。

Zigbee

Zigbee在室内的覆盖范围来自Mesh网络,下面会解释。而且由于使用网关,Zigbee不需要互联网就能把指令送到设备。

当我们向一个离网关稍远的设备发送消息时,沿途的其他设备会充当中继,把指令一路转发到目标设备。这种方式叫作Mesh(网状网络),这一协议的设备都自带这项功能。

据负责Zigbee的机构Connectivity Standards Alliance(CSA,连接标准联盟)统计,Zigbee芯片的销量已超过10亿颗,数百家企业在生产采用这项技术的产品,其中包括智能家居中常用的插座、灯泡以及人体和光照传感器。此外,这些设备的覆盖范围为10到30米,而且耗电很少。

Zigbee设备响应也很快,电池供电的设备(比如门锁)即使处于待机状态,也能被远程控制。而且这一标准还在不断演进:2025年11月,CSA发布了Zigbee 4.0,兼容Zigbee 3.0设备,加强了安全性,与电池供电设备的通信也更可靠。

Zigbee可以搭配多协议网关使用,比如Samsung SmartThings Hub,它也能与其他技术通信,与Samsung的产品互联,还能在手机上用语音控制。如今,一些智能音箱也能担当这个角色:Amazon最新的Echo系列,比如Echo Dot Max,内置了智能家居网关,兼容Zigbee、Matter和Thread。

Wi-Fi

这可能是在家里部署成本最低的系统。只需要一个无线网络,以及能连接Wi-Fi的设备即可。

你可以使用单品,逐步安装,让你的家更加自动化。其中包括人体传感器、燃气传感器,以及装在门窗上的传感器。

另外,这些Wi-Fi设备在家里安装起来更容易,也不需要网关这样的中控来控制。

有哪些缺点?

了解了这些系统的种种能力之后,也要看看它们不那么有利的地方。

Zigbee

这一协议需要网关来控制家中的所有设备。选择它的人,需要购买组建这张网络所需的全部产品:网关、系统和兼容的设备。

这样一来,部署系统时可能要多花一些钱。此外,每个设备的覆盖范围为10到30米,需要在沿途安装能转发信息的设备,确保消息送达目的地。

在Zigbee中,只有直接通电的设备(插在插座上或接入电网)才会转发消息。电池供电的设备为了省电会进入待机(stand-by)状态,这时不转发信息。

另一个问题是兼容性。由于并非所有厂家都为产品做认证,不同品牌之间存在差异,并不是每个Zigbee设备都能和任意网关良好配合。

网关之间也各不相同。网关(hub或gateway)负责把Zigbee指令转换到家庭网络(TCP/IP),不同型号在硬件和固件版本、可控制的设备数量以及天线覆盖范围上都有差别。

Wi-Fi

Wi-Fi网络最大的问题之一,是很多设备要靠互联网保持连接:任何断网或信号弱都可能导致连接中断。

此外,Wi-Fi设备比Zigbee设备更耗电,电池供电的设备需要更频繁地充电或换电池。

为了省电,电池供电的Wi-Fi传感器需要「休眠」,只有被实际触发时才会「唤醒」。这会让响应变慢,而且门锁这类设备在待机时无法被远程控制。

网络上连接的设备太多,会影响网络性能。除了智能家居设备,还有手机、电脑和平板,让网络负担更重。而本已拥挤的2.4 GHz频段,只有三个互不重叠的信道:1、6和11。

由于每个Wi-Fi设备都必须直接连到路由器(或无线接入点),没有Zigbee那样的Mesh网络,设备离得太远时,连接很可能不稳定。这种情况下,家里就需要更多接入点,比如一套Mesh系统,再加上一台好路由器。

在路由器和接入点上省钱的人,常会遇到IP地址分配问题、连接故障,以及设备频繁离线。而且一旦网络名称或密码改了,每个Wi-Fi设备都得重新配置。

Wi-Fi 6(802.11ax)改善了这种情况。现在已经有面向物联网的Wi-Fi 6芯片,同样工作在2.4 GHz,具备TWT(Target Wake Time,目标唤醒时间)功能,设备可以和路由器约定唤醒时间。据芯片厂商Espressif介绍,这样可以做出电池续航数年且不掉线的设备。要用上这项功能,路由器也必须是Wi-Fi 6并支持TWT。

Zigbee断网还能用吗?

能。Zigbee网络是本地网络:网关通过无线电与开关、传感器和门锁通信,不经过互联网;在网关本地运行的自动化,断网时也会继续工作。

断网时,依赖云端的功能会失效:在外面用App控制、放在厂家服务器上的自动化,以及一般来说的语音助手,比如Alexa和Google。以Tuya平台为例,只有当一条自动化涉及的所有设备都连在同一个网关上时,它才能在断网时运行,这就是所谓的本地联动。至于Wi-Fi,要看设备和App:很多依赖厂家的云端,也有一些支持通过局域网接收指令。两种情况下,开关按键本身都照常可用。

什么时候该用哪种协议?

可以看出,Zigbee和Wi-Fi目的相同,但工作方式不同。要在两者之间做决定,就要看哪些特点更符合你的情况。

做决定之前,请考虑:

  • 需要多少个设备;

  • Wi-Fi网络覆盖是否良好;

  • 需要覆盖的面积是否很大;

  • 你的预算是否足以购买这些设备。

对于需要更大带宽的设备,比如摄像头和可视门铃,以及电量监测设备,Wi-Fi仍然是最佳选择。Zigbee则更适合电池供电的传感器、门锁,以及分布在全屋的开关。

开关选Zigbee还是Wi-Fi?

如果只有一两个开关,用Wi-Fi就够了,不需要网关。如果要做全屋智能,Zigbee往往是更好的选择:几十个开关不会压垮Wi-Fi,能充当中继的开关会增强网状网络,自动化也可以在网关上运行,不依赖互联网。

如果网状网络对你的项目很重要,请在开关的规格书上确认它能否作为Zigbee网络的路由器(中继)。

如何选择设备

对大多数人来说,建议购买同一平台的网关和设备,选择能保证相互兼容并提供技术支持的品牌。技术基础较好的人可以使用Zigbee2MQTT,这是一个开源方案,能把Zigbee指令转换为MQTT协议,并接入Home Assistant和Homebridge等系统。

在专业项目中,最好选择会针对当地市场调整产品的厂家。巴西的电网是127 V或220 V、60 Hz;而中国的电网是220 V、50 Hz。只为中国市场设计的产品,在巴西可能会出现兼容和运行问题。

那Bluetooth、Thread和Z-Wave呢?

除了Wi-Fi和Zigbee,Bluetooth在智能家居中也很常见。BLE(Bluetooth Low Energy)耗电少,常见于门锁和传感器;BLE Mesh像Zigbee一样以网状方式中继信号,但可选设备仍然不多。看看Zigbee、BLE和BT Mesh是如何工作的。

Z-Wave和Thread也各有亮点,但产品种类仍少于Wi-Fi、Zigbee和Bluetooth。Thread因为是Matter所用的网络之一而势头渐强,下面就来讲Matter。

Matter会改变这个选择吗?

2021年,Zigbee联盟(Zigbee Alliance)更名为Connectivity Standards Alliance,并于2022年10月发布了Matter 1.0,这是一项让不同品牌设备协同工作的标准。Matter运行在Wi-Fi、Thread和以太网之上(Bluetooth只用于初次配置),Zigbee设备则通过桥接器(bridge)接入。

实际上,在Zigbee和Wi-Fi之间做选择依然有意义:Matter并不取代这些协议,而是在设备与Alexa、Google Home、Apple Home和SmartThings等生态之间建立一种通用语言,让同一台设备可以同时接入多个生态。进一步了解Matter标准。

本文介绍了Zigbee和Wi-Fi这两种自动化系统,让你了解各自的特点。重要的是弄清它们的区别,从而买到最适合自己需求的设备。

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