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米家智能插座背后的两种无线协议——Wi-Fi与ZigBee

百家作者：OFweek 2019-05-03 04:57:11

随着科技的发展，智能家居的概念深入人心，人们利用智慧不断开创新的生活。比尔盖茨是第一个智能家居的使用者，也许很多人会认为智能家居的高端性符合像比尔盖茨那样有“钱”的人，其实不然，随着Wi－Fi的普及和5G的发展，智能家居慢慢走进大众的视野，只需一个智能插座或音箱，就可以开启你的智能家居生活。

米家智能插座分为Wi－Fi版、ZigBee版、普通版和加强版。可根据无线协议，将这四种插座简化为两类：Wi－Fi版、ZigBee版，因为普通版、增强版和Wi－Fi版都是使用Wi－Fi版无线协议，而ZigBee版使用的是ZigBee无线协议。那Wi－Fi和ZigBee到底是什么？

首先，Wi－Fi和ZigBee是两种不同的无线协议。Wi－Fi无线协议：全称Wireless Fidelity，又称802.11b标准，也叫做WIFI或是WLAN功能。ZigBee无线协议：也称紫蜂，是一种低速短距离传输的无线网上协议，底层是采用IEEE 802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层。那么Wi－Fi版和ZigBee版无线协议在米家智能插座上的使用区别体现在哪？

是否依赖网络

Wi－Fi无线协议：支持通过米家APP控制家电，问题就是，如果家里断网，则控制功能失效；ZigBee无线协议：同样支持通过米家APP控制家电，家中断网后仍可正常使用。

功耗问题

除了是否联网会影响使有之外，二者还存在很大的差别。Wi－Fi的功耗高，不插电的设备，例如门窗、人体传感器等都是有内置的电池进行供电，功耗高的话需要频繁充电或更换电池，会给用户带来麻烦和不好的体验，相比之下，ZigBee的功耗较低，在低耗电待机模式下，仅2节5号干电池可支持1个节点工作6～24个月，甚至更长，而Wi－Fi仅可工作数小时，这是ZigBee的突出优势，十分符合低功耗的要求。

传输速率

ZigBee的传输速率比较低，发射功率仅为1mW，分别提供250 kbps（2.4GHz）、40kbps（915 MHz）和20kbps（868 MHz）的原始数据吞吐率，而且它采用了休眠模式，正因如此，ZigBee设备才非常省电。相比之下，Wi－Fi的传输速率就高得多，是目前传输速度最快的技术，最高可达11Mbit／s。

传播距离

Wi－Fi与ZigBee一样，同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。ZigBee技术的主要采用ISM频段的2.4GHz，衍射能力弱，穿墙能力弱，容易受到障碍物的影响，传播距离较近，一般有效传播距离为10－75m，主要适用于小型办公区域和家庭使用。同样走的2.4GHz频段，Wi－Fi采用无线电波传输，实现基站与终端的点对点无线通讯，链路层采用以太网协议为核心，以实现信息传输的寻址和校验，传输范围较广，覆盖范围高达100m，甚至可以覆盖整栋大楼。

网络容量

随着智能家居的发展，家里的智能电器会越来越多，设备多了之后路由器的负载会很大，使用Wi－Fi协议需要占用Wi－Fi带宽资源，而Wi－Fi可连接设备有限，普通家用路由器可带16个左右。ZigBee协议不需要占用Wi－Fi资源，并有着大规模的组网能力，ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点；同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000 个节点的大网，每个网络支持65000个节点，可带设备达100个以上，随着智能家居的不断发展，开关、照明、家电的数量肯定会远远多于16个，WiFi有着相当大的局限性。

成本问题

对于一个产品，成本问题不可忽视。ZigBee通过大幅简化协议，协议降低了对通信控制器的要求，而且ZigBee免协议专利费，每块芯片的价格大约为2美元。Wi－Fi芯片对硬件的要求比较高，常见的Wi－Fi都是射频前端加上基带，所有协议栈都需要在主机MCU／CPU完成的，并且绝大多数MCU／CPU都是需要跑linux，所以都是2颗芯片的方案，而单芯片的Wi－Fi解决方案成本高的吓人，在7～10美金左右。