ZigBee、Z-Wave、Thread和WeMo有什么区别?

没有数字设备我们就无法继续工作。我们口袋里装着智能手机，钱包和背包里装着平板电脑。甚至我们的家也在变得自动化，让我们可以在任何地方控制我们的物联网设备，无论是在汽车上、办公室还是在半个大陆上。

但随着我们的家庭变得“更智能”，我们看到了许多相互竞争的无线网络标准。这不仅包括大家熟悉的Wi-Fi和蓝牙，还包括Thread、WeMo、ZigBee和Z-Wave等。这些新标准有什么不同?它们能共存于同一个家庭或办公室吗?

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智能家居需要什么

理想的智能家居设备应该使用无线发射器和接收器，只需很少的电力，这样设备就可以在不需要新电池的情况下运行数月，甚至数年。它的信号可以穿过房间内外的墙壁和地板，而不会干扰其他无线网络。

信号将会加密出于安全原因，用户可以很容易地将设备添加到网络中。同一网络上的所有设备将能够相互“交谈”。最后，该标准应该能够在一个网络上处理几十甚至数百个设备。

标准的Wi-Fi耗电很大，所以不太符合标准。低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy, LE)在节能方面做得更好，但在信号范围和设备数量上都有限制(然而，新的蓝牙网格标准可以解决其中一些问题)。

这些新标准大多创建了分散的“网状”网络，其中每个设备都可以直接与范围内的任何其他设备通信。如果两个设备相距太远，它们的信号会沿着中间设备跳。设备可以随意进出网络而不影响网络的整体强度。

然而，大多数这些网络还需要一个“主”设备作为网络控制器。如果主设备退出服务，其他设备通常可以接管。智能手机或平板电脑的接口可以通过集线器来处理，集线器是一种商用设备，通常可以兼容两种或两种以上的标准，还可以兼容Wi-Fi或蓝牙。两个主要的中心，三星SmartThings和Wink 2,不仅可以接收Zigbee、Z-Wave、蓝牙和Wi-Fi，还可以将智能设备连接在一起，当一个设备满足一定条件时，另一个设备就会激活。

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他们如何比较

z - wave

Z-Wave和ZigBee一样，是当今智能家庭中使用最广泛的无线标准之一。Z-Wave联盟称，目前市场上有1300多台经过认证的设备，已售出3500万台。

“ZigBee和Z-Wave已经存在很多年了，”Kerber解释说，每个协议定义了所有兼容设备的所有网络功能，以确保与运行该协议的其他设备最大限度地兼容。“由于互操作性，所有提供智能手机解决方案的服务提供商都使用ZigBee和Z-Wave。”

Z-Wave和ZigBee都使用AES-128对称加密(与一些网上银行提供的相同)来保护通信，使用这两种标准的设备都很容易设置，也不需要消费者进行任何布线。

霍尼韦尔（Honeywell）等大品牌使用Z-Wave，家庭安全设备公司ADT和First Alert也使用Z-Wave。其他客户包括AT&T、Jasco（GE品牌家用产品制造商）、LG和Verizon。

尽管ZigBee和Z-Wave有相似之处，但它们之间并不兼容。从消费者的角度来看，很难选择其中一种，尽管每种协议的支持者可能会有不同意见。

“Z-Wave是市场上唯一一种提供应用程序级互操作性并保持所有版本向后兼容性的技术，”Sigma Design公司的Z-Wave现场应用程序工程师Ben Garcia说，Sigma Design是一家总部位于加利福尼亚的公司，拥有并许可Z-Wave标准。“当某个产品通过Z-Wave认证时，它将与任何其他Z-Wave产品一起工作，包括过去、现在和未来。”

z波产品包括多个智能锁（也有Zigbee）以及GoControl车库门开启器. 由于Z-Wave使用低频无线电频段（在美国为908.4 MHz），其设备不会干扰Wi-Fi网络，尽管它们可能会干扰无绳固定电话。

位于华盛顿埃德蒙兹的战略和研究公司NextMarket Insights的创始人兼首席分析师迈克尔·沃尔夫(Michael Wolf)说，从历史上看，Z-Wave的互操作性比Zigbee更好。“一般来说，所有的Z-Wave设备都是与其他Z-Wave设备协同工作的，没有例外。”

西格玛设计通过使用Z-Wave来赚钱，使用该标准的设备可能比使用其他协议的设备更贵。就像dvd一样，由于不同的无线电频率，Z-Wave设备不能在它们“家乡”以外的地区使用——例如，北美的Z-Wave设备不能与澳大利亚的设备连接。

Z-Wave的速度也相对较慢，数据传输速率高达100千比特每秒(kbps)。相比之下，它的竞争对手ZigBee在某些波长可以达到250kbps，而最新版本的Wi-Fi比ZigBee或Z-Wave耗电更大，可以达到1g / s，即100万kbps。

齐格比

与专有Z-Wave标准不同，ZigBee是基于IEEE 802.15.4无线数据规范的开放标准。ZigBee设备制造商包括GE家电和照明、LG、罗技、，飞利浦色光和三星。(其中一些制造商还使用Z-Wave、蓝牙或Wi-Fi。)Comcast和时代华纳有线也在其机顶盒中使用ZigBee，家庭网关路由器和卫星接收器以及其他熟悉的设备也使用ZigBee巢学习恒温器亚马逊甚至将Zigbee整合到其最新的Alexa智能扬声器中加上回响。

在美国，ZigBee可以在915mhz的频率上工作，这允许低功耗但限制数据量为40kbps，或者在2.4 GHz频率上工作，这允许高达250kbps，但可能会干扰Wi-Fi网络。ZigBee产品包括飞利浦Hue智能灯泡、罗技Harmony终极家居控制中心、博世和Indesit洗衣机制造的运动探测器。

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沃尔夫说：“当所有设备都使用相同的Zigbee配置文件时，它工作得很好。”。“[它]便宜且功耗极低，mesh技术非常适合家庭自动化。”

ZigBee还支持电池供电的设备，其中一些可以在一组电池上运行长达七年，以及不带电池的设备，如电灯开关。

ZigBee联盟战略营销总监Ryan Maley表示，ZigBee可靠且“强大”——低功耗、可与其他ZigBee设备互操作且安全。

“Wi-Fi是传递流媒体视频和音频等内容的合适选择。这对人们的互联网来说很好，”马利说。ZigBee是为设备之间的通信而设计的。这对物联网很有好处。”

由于这两种协议通信方式不同，ZigBee和Z-Wave设备常常不兼容。然而，许多智能家居集线器，如Lowe's Iris、Quirky's Wink集线器和三星SmartThings都支持这两种协议，尽管它们可能不会在包装上这么说。

Wolf说：“从历史上看，Zigbee在使用不同软件配置文件的各种实现中都存在互操作性问题。”。“他们似乎控制住了局面。”

如上所述，ZigBee比Z-Wave要快一些，而且对于设备制造商来说，实施ZigBee通常更便宜。然而，ZigBee的射程只有10米（35英尺），而Z波可以达到30米（100英尺）。

WeMo

接下来,我们有WeMo这是Belkin旗下的一个品牌，Belkin是一家网络设备和技术配件制造商，根本不是无线网络标准。取而代之的是，WeMo搭载了标准的Wi-Fi，这种Wi-Fi已经在联网的家庭中无处不在，这就消除了对集线器或控制器的需求，同时也使其设备与互联网兼容。WeMo设备通过Wi-Fi路由器相互发送信号，向更大的Wi-Fi本地网络和整个互联网发送信号。

贝尔金的产品管理总监彼得·泰勒(Peter Taylor)说，该公司选择使用Wi-Fi是因为它不想“引入其他技术”，从而使客户感到困惑。

与网状网络不同，WeMo依赖于在大多数家庭Wi-Fi设置中常见的“星形”网络配置，由一个中央路由器处理设备之间的所有流量，总体上控制网络。因为用户的智能手机已经安装了Wi-Fi，他或她可以安装WeMo应用程序，直接与WeMo设备交互。

但Wi-Fi也有一个缺点——它会占用大量电池寿命和处理能力。

沃尔夫说:“Wi-Fi比其他家庭无线技术更耗电。”“电池驱动的智能家居设备是Wi-Fi的糟糕选择。”

前往Belkin家庭自动化网站，你会看到超过25种WeMo产品，如WeMo LED照明启动器,WeMo洞察力开关和WeMo开关+运动集。WeMo还与一些品牌合作咖啡先生和克罗克电锅将其网络技术添加到这些设备中。

他解释说:“WeMo是基于应用的，所以拥有WeMo应用的设备可以像手机或平板电脑一样连接到它。”“其他使用微信的设备也可以连接到其他微信设备进行交谈和交流。”

一个例子是，当用户穿过前门时，WeMo运动检测器触发其他WeMo设备。这个亚马逊的回声也可以使用WeMo产品。那么，WeMo如何适应多样化的智能家居自动化行业？

泰勒说:“我们非常清楚其他的标准，以及不同的联盟和财团竞相创造新的标准。”“我们同意这些组织的使命，并将朝着采用获胜标准的方向前进，但目前我们还没有与任何组织或标准结盟。”

并非所有基于wi - fi的智能家居设备都能与WeMo设备“对话”。例如，SmartThings Hub支持WeMo Light Switch、Motion和Switch，但不支持WeMo Insight开关。(SmartThings Hub也支持ZigBee和Z-Wave设备。)

线程

Thread于2014年7月首次发布，是因为谷歌的Nest Labs、三星电子、ARM和其他公司希望智能家庭网络协议能够在未来几年支持物联网。Thread是一种开放式无线协议，本机处理IPv6（下一代互联网协议寻址），与ZigBee一样，它基于802.15.4无线电标准。（线程不处理较旧但更常用的IPv4 Internet地址标准。）

“ZigBee和Z-Wave的一个特点是它们不是基于ip的，”Kerber说，因此不能轻松地与基于互联网协议的标准(如Wi-Fi、以太网或4G LTE)合作。

“有一个适配层，将IPv6与其他非ip智能家庭网络标准的低层相匹配，”Kerber说，“这就是6LoWPAN。Thread便是基于此。”

Thread将与Nest Learning Thermostat和护巢感烟探测器Brillo是谷歌在2015年5月发布的用于物联网设备的Android精简嵌入式版本。(Brillo还可以支持Wi-Fi和蓝牙LE。)然而，线程不会与巢凸轮这款相机的前身是Dropcam，因为它没有必要的802.15.4芯片。

Thread集团总裁Chris Boross说:“Thread支持电池驱动的设备作为家庭网络的一部分。“这使得人们每天使用的设备——包括恒温器、照明控制、安全和安保产品——成为网络的一部分，而无需不断充电或频繁更换电池。”

然而，谷歌连接可能是一个缺点。

“许多制造商都不愿意使用基于谷歌/Nest(知识产权)的新技术，”Wolf说。

该协议创建了一个自修复的低功耗网状网络，可以连接250多台设备，Boross说Thread填补了其他无线协议中存在的安全漏洞。它使用2.4 GHz频段的无线电通信，这可能会干扰Wi-Fi信号。

因为ZigBee和Thread共享基本的物理规范，所以未来的软件修改，比如已经提到的6LoWPAN，很可能会在这两个标准之间创建某种程度的互操作性。

“Thread和ZigBee已经宣布，这两个组织正在合作，使ZigBee集群库[应用协议]能够在Thread网络上运行，”Boross说，这意味着Thread可能可以处理ZigBee设备，但可能不能反过来。

蓝牙网

Bluetooth mesh于2017年7月首次公布，它基于Bluetooth Low Energy标准，将允许设备在分布式网络中相互通信，与Zigbee和Z-Wave设备的方式非常相似。虽然它的传输距离要长得多，可达300英尺，但在理想情况下，它的低传输速率将使它无法用于视频等数据密集型应用。

由于其无处不在的特性，蓝牙网有潜力成为ZigBee或Z-Wave那样的大玩家，尽管现在做出准确的预测还为时过早。它应该能够与任何拥有蓝牙4.0 LE的设备兼容，不过采用与否取决于设备制造商是否为他们的设备发布更新。

他们是安全的吗?

这些技术有多安全?Mika Ståhlberg是芬兰反病毒公司F-Secure的战略威胁研究主管，他说大多数物联网设备传输加密数据。

Ståhlberg表示:“你的数据会直接发送到云端，或者先通过ZigBee、Z-Wave或类似的方式，发送到智能家居中心，然后再发送到云端。”“然后，你可以通过移动应用程序访问这些数据，并向你的设备发送命令，然后你使用，例如，你的Facebook账户将应用程序注册到云服务。”

黑客有可能通过盗取密码来获取个人数据或操纵设备。他还可以黑进该服务的云后端，或者通过物理访问访问设备数据。有人花时间侵入家中低功率无线电通信的可能性很小，但仍然有很大的人为错误空间。

Ståhlberg说：“尽管很可怕，但目前看来你的密码将取代你的房屋钥匙。”。“我们知道人们和服务人员在保护密码安全方面有多么出色。”

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目前，大多数物联网黑客劫持家用路由器、机顶盒和网络连接存储设备，不是为了获取它们所包含的个人数据，而是为了获取它们的计算能力，这些计算能力可以用来挖掘比特币、发送垃圾邮件和破解密码。大多数智能家居设备使用的处理器太弱，无法用于这些目的。

Ståhlberg表示:“我们预计这一趋势还将持续几年。”

但他认为，随着智能家居设备变得越来越强大，其中包含的个人数据变得越来越有价值，它们也可能成为目标。

他说:“随着房屋变得越来越智能化，直接针对房屋及其居民的袭击变得越来越有可能。”

接下来呢

从消费者的角度来看，选择哪种智能家庭无线标准并不重要，特别是因为ZigBee和Z-Wave在功能上几乎是相同的，WeMo仅限于一个品牌，蓝牙Mesh刚刚起步，Thread还没有起步。

最好的办法可能是决定你想要哪种智能家居设备，然后看看其中有多少在一种或另一种标准上可用。幸运的是，许多品牌的智能家庭网络集线器已经兼容其中两个或更多标准。

是否会有一个统一的标准来统治它们呢?只有时间才能证明。随着越来越多的设备进入市场，消费者用他们的钱包投票决定谁是赢家，谁是输家，我们可能会看到一场洗牌，只会导致一两个智能家庭无线标准的出现。

然而，Kerber指出，ZigBee和Z-Wave已经有10年的时间来建立联盟并认证设备，其结果是市场上有成千上万的兼容设备。他认为这两家公司，以及它们的新竞争对手，都将存在一段时间。

Kerber称，"我仍认为还需要10年时间才能看到任何整合。"