解讀ZigBee3.0：如何實(shí)現(xiàn)智能家居的互聯(lián)互通？

　　二個(gè)月前，極客公園一篇《為什么要裝這么多 App 去控制我的“智能家電”》的文章在智能家居圈子引起了很大的反響，直擊了智能家居行業(yè)不同廠(chǎng)家的產(chǎn)品不能互聯(lián)互通的行業(yè)痛點(diǎn)。文章中寫(xiě)到智能家居行業(yè)中如此多的APP給用戶(hù)造成很大的困擾。用戶(hù)如果需要使用不同廠(chǎng)商生產(chǎn)的智能設(shè)備，必須購(gòu)買(mǎi)不同廠(chǎng)商的智能家居網(wǎng)關(guān)設(shè)備和使用不同廠(chǎng)家的APP去控制智能設(shè)備，這極大的降低了用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)和使用智能家居產(chǎn)品的熱情。那么造成智能家居不能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的根本原因是什么呢?那還得從智能家居產(chǎn)業(yè)鏈說(shuō)起。

　　智能家居的產(chǎn)業(yè)鏈

　　智能家居產(chǎn)業(yè)鏈分為協(xié)議(或稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn))提供商、IC芯片廠(chǎng)家(通常也是軟件協(xié)議棧提供商)、解決方案商、智能家居產(chǎn)品商。我們主要從智能家居產(chǎn)業(yè)鏈的源頭協(xié)議說(shuō)起。智能家居的主流協(xié)議主要分為Wi-Fi、ZigBee、Z-Wave。Wi-Fi協(xié)議主要由于高功率、組網(wǎng)相對(duì)復(fù)雜、節(jié)點(diǎn)少等原因不能夠大規(guī)模應(yīng)用于智能家居的設(shè)備中，但由于Wi-Fi高傳輸率的特性非常適合應(yīng)用于智能攝像頭等智能家居產(chǎn)品。所以Wi-Fi協(xié)議在智能家居中角色主要是作為補(bǔ)充協(xié)議存在。Z-Wave協(xié)議由于低成本、低功耗、高可靠、適于網(wǎng)絡(luò)的短距離無(wú)線(xiàn)通信、互通性高在歐洲得到了比較廣泛的應(yīng)用，Z-Wave的網(wǎng)關(guān)是可以控制不同廠(chǎng)家基于Z-Wave協(xié)議的設(shè)備，但是由于Z-Wave在頻段在908.42MHz(美國(guó))~868.42MHz(歐洲)之間，這個(gè)區(qū)間的頻段在中國(guó)屬于工業(yè)頻段，不能夠民用，所以Z-Wave協(xié)議在國(guó)內(nèi)計(jì)幾乎沒(méi)有應(yīng)用。剩下的ZigBee協(xié)議憑借低功耗、網(wǎng)狀組網(wǎng)、節(jié)點(diǎn)多、高安全性等屬性成為在智能家居行業(yè)應(yīng)用最廣泛的協(xié)議。只可惜，ZigBee協(xié)議最大的問(wèn)題是互通性不好，不同廠(chǎng)家雖然都是采用ZigBee協(xié)議，但是就是不能互相控制。原因也得從ZigBee的前世今生說(shuō)起。

　　ZigBee的前世今生

　　ZigBee協(xié)議的誕生源于對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的需求。為了滿(mǎn)足不同的應(yīng)用背景，ZigBee聯(lián)盟先后頒布ZigBee Home Automation (ZigBee HA)， ZigBee Light Link(ZigBee LL)， ZigBee Building Automation(ZigBee BA)， ZigBee Retail Services(ZigBee RS)， ZigBee Health Care(ZigBee HC)， ZigBee Telecommunication services(ZigBee TS) 等應(yīng)用層協(xié)議來(lái)滿(mǎn)足智能家居、智能照明、智能建筑、智能零售、智能健康、智能通信服務(wù)等領(lǐng)域。問(wèn)題是這些應(yīng)用層協(xié)議是獨(dú)立不互通的。比如ORVIBO歐瑞博采用了標(biāo)準(zhǔn)的ZigBee HA協(xié)議的智能開(kāi)關(guān)和飛利浦Philips采用標(biāo)準(zhǔn)的ZigBee LL的Hue智能燈泡是不能互相控制的。這里強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的ZigBee協(xié)議的原因是由于早期ZigBee版本由于標(biāo)準(zhǔn)化做的不好，給了廠(chǎng)商太多選擇，很多廠(chǎng)商雖然采用了ZigBee HA的協(xié)議，但是終端的智能家居廠(chǎng)商根據(jù)自家的需求定制化了ZigBee HA，而非標(biāo)準(zhǔn)ZigBee協(xié)議，導(dǎo)致不同廠(chǎng)家產(chǎn)品還是不能互聯(lián)互通。也有點(diǎn)類(lèi)似于Android，不同手機(jī)廠(chǎng)商都是采用Android系統(tǒng)，但是都進(jìn)行了大量的定制化，導(dǎo)致最后的手機(jī)系統(tǒng)也是千差萬(wàn)別。ZigBee聯(lián)盟對(duì)于ZigBee HA的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題也是傷透了腦筋，為此，還專(zhuān)門(mén)組織一批組織機(jī)構(gòu)做ZigBee HA認(rèn)證，比如最新的ZigBee HA1.2認(rèn)證，只要經(jīng)過(guò)ZigBee HA1.2認(rèn)證的產(chǎn)品就能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通。實(shí)驗(yàn)證明，采用標(biāo)準(zhǔn)ZigBee HA1.2的產(chǎn)品是可以互聯(lián)互通的，筆者親測(cè)過(guò)Smartthings的網(wǎng)關(guān)可以控制ORVIBO歐瑞博的智能開(kāi)關(guān)，ORVIBO歐瑞博的網(wǎng)關(guān)也可以控制GE的智能燈泡?？吹竭@里，我們大概可以了解到智能家居不能互聯(lián)互通的根本原因是應(yīng)用智能家居最廣泛的ZigBee協(xié)議有很多應(yīng)用層協(xié)議，不同的應(yīng)用層協(xié)議彼此是獨(dú)立不互通的;另外即使采用相同的應(yīng)用層協(xié)議，也有可能由于應(yīng)用協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化的問(wèn)題導(dǎo)致設(shè)備不兼容?？梢哉f(shuō)，ZigBee之前僅僅解決了智能設(shè)備的連接問(wèn)題，但是沒(méi)有解決智能設(shè)備的互聯(lián)互通的問(wèn)題。

　　ZigBee3.0 來(lái)了

　　終于，ZigBee3.0來(lái)了，來(lái)解決智能家居互聯(lián)互通了!今年5月初，ZigBee聯(lián)盟聯(lián)手ZigBee聯(lián)盟中國(guó)組成員在上海亞洲消費(fèi)電子展(CES Asia)舉辦新聞發(fā)布會(huì)暨剪彩儀式，正式向亞洲市場(chǎng)推出了ZigBee3.0!IC廠(chǎng)商TI、NXP、GreenPeak、Atmel，解決方案商O(píng)RVIBO歐瑞博、順舟智能科技，智能家居廠(chǎng)商飛利浦、美的等主要智能家居上下游玩家均參加了新聞發(fā)布會(huì)。ZigBee聯(lián)盟推出ZigBee3.0主要的任務(wù)就是為了統(tǒng)一ZigBee Home Automation (ZigBee HA)， ZigBee Light Link(ZigBee LL)， ZigBee Building Automation(ZigBee BA)， ZigBee Retail Services(ZigBee RS)， ZigBee Health Care(ZigBee HC)， ZigBee Telecommunication services(ZigBee TS)等應(yīng)用層協(xié)議，解決了不同應(yīng)用層協(xié)議之間的互聯(lián)互通問(wèn)題，比如ORVIBO歐瑞博采用ZigBee HA3.0的智能開(kāi)關(guān)可以和Philips Hue智能燈泡互聯(lián)互通，用戶(hù)只要購(gòu)買(mǎi)任意一個(gè)經(jīng)過(guò)ZigBee3.0的網(wǎng)關(guān)就可以控制不同廠(chǎng)家基于ZigBee3.0的智能設(shè)備。ZigBee3.0統(tǒng)一了采用不同應(yīng)用層協(xié)議的ZigBee設(shè)備的發(fā)現(xiàn)、加入和組網(wǎng)方式，使得ZigBee設(shè)備的組網(wǎng)更便捷、更統(tǒng)一。另外，ZigBee3.0也進(jìn)一步加強(qiáng)了ZigBee網(wǎng)路的安全性。稍顯遺憾的是，ZigBee3.0并沒(méi)有統(tǒng)一ZigBee Smart Energy 應(yīng)用層協(xié)議。ZigBee應(yīng)用層協(xié)議用于讀取電表的電量數(shù)據(jù)，比如應(yīng)用了ZigBee Smart Energy的智能家庭可以知道每個(gè)家庭每月，每個(gè)星期、甚至每天的電量數(shù)據(jù)，物業(yè)管理公司和電力公司可以實(shí)時(shí)知道每個(gè)家庭的電量消耗以便收取電費(fèi)。ZigBee聯(lián)盟也推出了ZigBee3.0認(rèn)證來(lái)規(guī)范各個(gè)廠(chǎng)商使用標(biāo)準(zhǔn)的ZigBee3.0協(xié)議，以保證基于ZigBee3.0設(shè)備的互通性。

　　智能家居上下游產(chǎn)業(yè)鏈怎么看待ZigBee3.0

　　智能家居上下游產(chǎn)業(yè)鏈非常歡迎ZigBee3.0的推出。TI、NXP等IC廠(chǎng)商表示將在2016年的Q3、Q4推出基于ZigBee3.0的芯片解決方式。國(guó)內(nèi)知名智能家居廠(chǎng)商O(píng)RVIBO歐瑞博也表示會(huì)及時(shí)跟進(jìn)ZigBee3.0，將會(huì)第一時(shí)間推出基于ZigBee3.0的智能家居產(chǎn)品。國(guó)際智能家居巨頭Philips也表示會(huì)盡快推出 ZigBee3.0的智能燈泡等產(chǎn)品。在ORVIBO歐瑞博研發(fā)總監(jiān)譚榮港看來(lái)，ZigBee3.0還是來(lái)的晚了一些。譚榮港對(duì)筆者表示：“智能家居不能互聯(lián)互通的問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重影響了智能家居的普及速度。ZigBee3.0的構(gòu)想已經(jīng)提了一年多，今年終于正式推出。ORVIBO歐瑞博會(huì)第一時(shí)間推出了基于標(biāo)準(zhǔn)的ZigBee3.0的智能家居產(chǎn)品，保證與其他廠(chǎng)商產(chǎn)品的互聯(lián)互通。ZigBee3.0已經(jīng)在ZigBee協(xié)議層面解決了互聯(lián)互通的問(wèn)題，但是在和其他協(xié)議的互聯(lián)互通還要繼續(xù)努力。”

　　ZigBee3.0解決了智能家居領(lǐng)域應(yīng)用最主流協(xié)議ZigBee不同應(yīng)用層協(xié)議互聯(lián)互通的問(wèn)題，也進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化了ZigBee協(xié)議，向智能家居的互聯(lián)互通邁出了一大步。可以推測(cè)到一兩年后，大部分ZigBee陣營(yíng)的智能家居產(chǎn)品可以互聯(lián)互通，用戶(hù)只需要用一個(gè)ZigBee網(wǎng)關(guān)和一個(gè)APP，就可以控制所有基于ZigBee的智能家居產(chǎn)品。相信到那時(shí)，智能家居可以更好的落地和普及。那么ZigBee3.0能徹底解決智能家居互聯(lián)互通的問(wèn)題?目前還有難度?？鐓f(xié)議互聯(lián)互通的問(wèn)題還沒(méi)有解決，這就需要不同的協(xié)議(或稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn))提供商繼續(xù)在底層協(xié)議合作和妥協(xié)，這個(gè)合作和妥協(xié)的過(guò)程可能會(huì)比較艱難。目前最好的解決方案可能就是智能家居廠(chǎng)商的網(wǎng)關(guān)設(shè)備支持多協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，做統(tǒng)一的UI交互。