ZigBee會被時代淘汰嗎？

ZigBee問世已將近20年，技術(shù)上已經(jīng)很成熟，和藍(lán)牙、WIFI在短距離通信領(lǐng)域三分天下。但短距離通信協(xié)議的后起之秀層出不窮，各種淘汰ZigBee的謠言也不斷四起。那么ZigBee是否有被淘汰的可能呢？

在此之前，我們不如先來了解一下ZigBee有哪些特點(diǎn)，再來探討這個問題。

Mesh組網(wǎng)應(yīng)用

首先，ZigBee基于IEEE802.15.4技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，與WIFI的IEEE802.11，藍(lán)牙的802.15.1都有各自獨(dú)有的特點(diǎn)，它們之間的關(guān)系只有互補(bǔ)，無法相互取代。

在以上的IEEE技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，IEEE802.15.4和IEEE802.11的物理特性都比較相似，采用了基于CCA載波偵聽的CSMA/CA通信方式，非常適合設(shè)備多對多通信，因此在多設(shè)備通信的Mesh網(wǎng)絡(luò)中，有極高的通信效率。

而IEEE802.15.1采用HFSS跳頻原理，不容易實(shí)現(xiàn)類似的信道檢測功能，只能按照主從機(jī)模型的時隙進(jìn)行工作，在BLE Mesh應(yīng)用中是以廣播的方式通信，而且在BLE Mesh應(yīng)用中會盡量避免多個設(shè)備同時與同一個設(shè)備通信的情況出現(xiàn)。因此在Mesh網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中，ZigBee的兼容性和可靠性遠(yuǎn)勝于BLE Mesh。

ZigBee的缺點(diǎn)就是控制端無法集成在智能手機(jī)上，需要通過網(wǎng)關(guān)來進(jìn)行控制。當(dāng)然也有通過ZigBee Dongle或者ZigBee遙控器作為控制端但也必須有網(wǎng)關(guān)授權(quán)，不像BLE Mesh這樣“想來就來想走就走”的“公共廁所”式的接入，總之就是BLE Mesh接入更方便但ZigBee的接入更安全。

互聯(lián)互通性

ZigBee從誕生開始就制訂了一套設(shè)備控制標(biāo)準(zhǔn)，叫ZCL（ZigBee Cluster Library）。在早期版本的ZigBee協(xié)議中，ZCL很不完善，被起步較早的智能家居廠商和其它應(yīng)用方案商棄用。導(dǎo)致不同的設(shè)備廠商的產(chǎn)品互不兼容，甚至這些產(chǎn)品從一開始就要故意設(shè)計(jì)得互不兼容。

但是隨著ZigBee 3.0的推出將ZCL作為必選項(xiàng)，而且芯片廠商也在芯片中強(qiáng)制使用ZCL，導(dǎo)致設(shè)備廠商需要額外花費(fèi)研發(fā)成本將自己產(chǎn)品做得和其它廠商不兼容，這就導(dǎo)致很多設(shè)備廠商為了圖方便被迫讓自己的產(chǎn)品與別人的產(chǎn)品互聯(lián)互通。

低功耗特性

和ZigBee一樣，支持低功耗的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議也不計(jì)其數(shù)。但任何物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議，低功耗的下限都逃不過兩樣?xùn)|西的制約：芯片制程和射頻功耗。因此一些新出來的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的芯片工藝比一些老舊的ZigBee芯片工藝有技術(shù)代差，看上去ZigBee的低功耗優(yōu)勢就不明顯。

但是ZigBee芯片的工藝也在進(jìn)步，以TI的芯片為例，經(jīng)典的CC2530的CPU工作電機(jī)就高達(dá)8mA，RX電流就高達(dá)20mA，而最新的CC2651的這兩個電流分別就只有3mA和6.4mA。

射頻功耗是物聯(lián)網(wǎng)芯片的用電大戶。而ZigBee的低功耗設(shè)備如果只發(fā)消息不收消息，功耗可以做到更低，因?yàn)閆igBee的物理連接更自由，不需要維持常連接，即使沒有持續(xù)不斷的握手信號也不會導(dǎo)致設(shè)備斷開。因此在設(shè)計(jì)ZigBee低功耗設(shè)備時可以采取只在有需要的情況下才通信，把有限的電能資源全部花費(fèi)在刀刃上。

可維護(hù)性

ZigBee組網(wǎng)是一種靜態(tài)常連接的方式。設(shè)備一旦組好網(wǎng)后不會輕易斷開，即使設(shè)備關(guān)機(jī)了下次開機(jī)還在網(wǎng)絡(luò)中，不需要重新設(shè)置。如果組好網(wǎng)的設(shè)備需要改變組網(wǎng)狀態(tài)，要么需要進(jìn)行退網(wǎng)操作，要么強(qiáng)制恢復(fù)出廠，而且前者的行為會被網(wǎng)關(guān)記錄下來。

另外ZigBee是Mesh網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備和設(shè)備之間可以繞開網(wǎng)關(guān)直接通信，比如ZigBee遙控器直接控制窗簾，ZigBee開關(guān)直接控制燈，都不需要經(jīng)過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)，而且這種連接關(guān)系也可以一直維持。因此ZigBee很適合一些無人值守或者禁止使用智能手機(jī)的場所，例如機(jī)房的溫控系統(tǒng)，中小學(xué)的智慧教室系統(tǒng)，工廠流水線的智能管理設(shè)備。

Matter能否取代ZigBee呢？

在ZigBee的ZCL上衍生出了Matter，而且Matter也有ZigBee聯(lián)盟為期站臺，那么Matter能否取代ZigBee？答案是不能。

首先，Matter表面看是打通了WIFI和低功耗設(shè)備的連接，但是Matter需要一個IEEE802.15.4和IEEE802.11的橋接設(shè)備，即“邊緣網(wǎng)關(guān)”，因此Matter還是需要依賴網(wǎng)關(guān)。

其次，Matter設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)時，需要在設(shè)備端進(jìn)行人機(jī)交互，因此很多Matter芯片都是ZigBee和BLE雙模芯片，接入時使用BLE來設(shè)置，接入后切換到與ZigBee相同的IEEE802.15.4模式上。

另外，Matter基于IPv6，因此協(xié)議棧對芯片的資源消耗比ZigBee大得多，雖然芯片可以通過數(shù)量來降低成本，但是軟件開發(fā)成本和軟件維護(hù)成本Matter也高于ZigBee。

其實(shí)Matter并不是為了取代ZigBee，而是為了和ZigBee互補(bǔ)。目前Matter只出來的1.0版本，遠(yuǎn)不及ZigBee 3.0成熟可靠。而且未來Matter會向下兼容ZigBee，由于Matter使用與ZigBee相同的IEEE802.15.4協(xié)議，而且Matter也是源于ZCL，未來可能會出現(xiàn)ZigBee和Matter的橋接設(shè)備。