浅析物联网无线(Bluetooth/Wi-Fi/Zigbee/Z-Wave/Cellular)通信协议

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我是靠谱客的博主烂漫鸡翅，最近开发中收集的这篇文章主要介绍浅析物联网无线(Bluetooth/Wi-Fi/Zigbee/Z-Wave/Cellular)通信协议，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

浅析物联网无线(Bluetooth/Wi-Fi/Zigbee/Z-Wave/Cellular)通信协议

物联网无线传输方案产品开发，通信协议(物联网应用生态)选择至关重要，简单分析一下常见的物联网通信协议蓝牙(Bluetooth), Wi-Fi,Zigbee, Z-Wave，观点仅供参考。

市场占有率排名：
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蓝牙(Bluetooth)：
蓝牙是应用最广泛的通信协议，传统蓝牙(Bluetooth BR/EDR)统治了无线音频市场，新的LE Audio技术抢占了TWS应用市场，蓝牙技术必然还是无线音频市场无可争议的第一，可穿戴Bluetooth LE会被NFC分流一部分，但前景依然很好，基于家居照明的SIG Mesh会对Zigbee/Z-Wave造成很大挑战，基于寻向和定位的AoA/AoD对标UWB。基于beacon的三角定位技术虽然精度不高，但依然能打。蓝牙在无线局域网内几乎无所不能，非常看好蓝牙技术在物联网领域的前景。

蓝牙优点

所有的智能手机和电脑都拥有蓝牙芯片，手机电脑等产品下载一个App就能控制蓝牙产品，不需要额外的本地遥控器设备(remote controller)。
蓝牙Mesh网络可以配合传统的BLE设备工作，蓝牙的AC设备可以做为信标进行室内定位。
蓝牙芯片年出货量大，所以相同条件下，蓝牙芯片比Zigbee/Wi-Fi芯片便宜。
全球最知名的5大互联网巨头都在物联网核心产品中加入了蓝牙连接技术(阿里巴巴-天猫精灵，小米-小爱同学，百度-小度音箱，亚马逊–Echo，谷歌-Google home)

Wi-Fi：
物联网技术顾名思义产品最终都需要接入互联网，Wi-Fi是因特网的入口，无论是蓝牙/Zigbee/Z-Wave产品都需要一个网关，通过Wi-Fi/LTE技术接入因特网。
所有家用路由器都支持Wi-Fi，家庭只需要购买一个Wi-Fi单品就可以体验智能化操作。
但是Wi-Fi为什么不是物联网的首选协议呢？

Wi-Fi功耗较大，不适合用于电池供电设备(Wi-Fi 6据说优化了功耗，可以解决电池供电问题)，从Wi-Fi 4到Wi-Fi 6E的发展轨迹来看，Wi-Fi明显走的是高频率，高速率，高功耗的发展线路。
Wi-Fi产品都是直接接入自家云服务器，不同公司的Wi-Fi产品产品无法互通。
Wi-Fi联盟没有定义一个通用的Mesh标准，普通家用路由器一般只能同时接入20个Wi-Fi设备(Wi-Fi 6更多)
面向低功耗长距离的Wi-Fi Halow技术使用的是sub ghz 频段，跟传统的2.4/5 GHz频段不兼容。
产品基于云构建，如果云服务被停用或破坏，则产品不能使用，蓝牙，Zigbee等产品在网关云平台损坏后只需要重新购买一个网关。

Zigbee/Thread：
Zigbee深耕智能家居智能照明市场20年，形成了完整的生态和应用场景(包括米家，飞利浦Hue，亚马逊Echo，三星SmartThings)，在较长的一段时期会维持稳定的增长态势。
不能和手机直联是Zigbee最大的痛点，在AIOT年代，智能手机肯定是最主要的智能设备，Zigbee技术发展了20年，没有一款主流的手机宣布支持Zigbee技术，随着蓝牙，Wi-Fi，Cellular(NB-IOT/LTE-M)等三大主流技术加大物联网的布局，Zigbee技术在智能家居行业依然会维持较长时间的领先地位，但Zigbee面临的挑战会越来越大。

Z-Wave
Z-Wave深耕智能家居智能照明市场近20年，形成了完整的生态和应用场景，互联互通和产品一致性是Z-Wave最大的卖点，又推出了Open Z-Wave，回应了生态封闭的问题，推出了Z-Wave LR切入广域物联网的领域。在欧美市场有较高知名度和丰富的应用场景，相对蓝牙/Zigbee/Wi-Fi来说，Z-Wave处于Sub-Ghz的频段，优点就是功耗低，距离远，成功的避开了2.4Ghz的干扰，缺点就是Sub-Ghz带宽低，每个国家的频段规定都不一样，产品不能全球通用。任何企业都不希望在芯片上被卡住脖子，Z-Wave只有一个芯片供应商(silicon labs)也限制了大型企业投资Z-Wave的热情。

Cellular(NB-IOT/LTE-M):
由3GPP制定的蜂窝物联网技术NB-IOT/LTE-M，优点数不胜数，低功耗，安全，远距离……
随着3GPP被纳入5G标准，NB-IOT/LTE-M是真正根正苗红的物联网全球标准，基本具备了成功的所有要素。
但是cellular技术的缺点是，cellular是电信运营商主导的，产品需要接入电信运营商提的基站，所以需要额外的收费。在家庭范围内很难和Bluetooth/Wi-Fi/Zigbee/Z-Wave等短距离网络竞争。
看好cellular技术在智慧城市和公共事业(智能路灯，智能电表，智能水表，智能燃气表)的应用。

matter:
Zigbee联盟更名为CSA联盟，matter成为CSA联盟的重点战略，matter应用是以Thread，Bluetooth LE和Wi-Fi为基础构建。谷歌、亚马逊、苹果、CSA联盟和其他制造商的智能家居外围设备将稳步采用新的matter协议。matter和Thread将迎来发展的黄金时代。由于Zigbee不是以IP为基础的协议，且有自己的应用层标准(Cluster)，matter不支持Zigbee。CSA联盟的工作重心必然不是己经落后的Zigbee协议，Zigbee的发展将变得缓慢，长期来看Zigbee新技术的推广将有可能停滞。
截至2021年6月，CSA联盟共认证4000款Zigbee设备，累计售出10亿颗Zigbee芯片，市面上有3亿活跃的Zigbee产品，市场不会立刻转向。短期来看Zigbee还会保持较快的增长速度。

常用无线协议对比表：
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