ZigBee会被时代淘汰吗？

ZigBee问世已将近20年，技术上已经很成熟，和蓝牙、WIFI在短距离通信领域三分天下。但短距离通信协议的后起之秀层出不穷，各种淘汰ZigBee的谣言也不断四起。那么ZigBee是否有被淘汰的可能呢？

 

 

 

在此之前，我们不如先来了解一下ZigBee有哪些特点，再来探讨这个问题。

Mesh组网应用

 

首先，ZigBee基于IEEE802.15.4技术标准，与WIFI的IEEE802.11，蓝牙的802.15.1都有各自独有的特点，它们之间的关系只有互补，无法相互取代。

 

在以上的IEEE技术标准中，IEEE802.15.4和IEEE802.11的物理特性都比较相似，采用了基于CCA载波侦听的CSMA/CA通信方式，非常适合设备多对多通信，因此在多设备通信的Mesh网络中，有极高的通信效率。

而IEEE802.15.1采用HFSS跳频原理，不容易实现类似的信道检测功能，只能按照主从机模型的时隙进行工作，在BLE Mesh应用中是以广播的方式通信，而且在BLE Mesh应用中会尽量避免多个设备同时与同一个设备通信的情况出现。因此在Mesh网络的应用中，ZigBee的兼容性和可靠性远胜于BLE Mesh。
 

 

ZigBee的缺点就是控制端无法集成在智能手机上，需要通过网关来进行控制。当然也有通过ZigBee Dongle或者ZigBee遥控器作为控制端但也必须有网关授权，不像BLE Mesh这样“想来就来想走就走”的“公共厕所”式的接入，总之就是BLE Mesh接入更方便但ZigBee的接入更安全。

 

互联互通性

 

ZigBee从诞生开始就制订了一套设备控制标准，叫ZCL（ZigBee Cluster Library）。在早期版本的ZigBee协议中，ZCL很不完善，被起步较早的智能家居厂商和其它应用方案商弃用。导致不同的设备厂商的产品互不兼容，甚至这些产品从一开始就要故意设计得互不兼容。

 

但是随着ZigBee 3.0的推出将ZCL作为必选项，而且芯片厂商也在芯片中强制使用ZCL，导致设备厂商需要额外花费研发成本将自己产品做得和其它厂商不兼容，这就导致很多设备厂商为了图方便被迫让自己的产品与别人的产品互联互通。

 

低功耗特性

 

和ZigBee一样，支持低功耗的物联网协议也不计其数。但任何物联网通信协议，低功耗的下限都逃不过两样东西的制约：芯片制程和射频功耗。因此一些新出来的物联网协议的芯片工艺比一些老旧的ZigBee芯片工艺有技术代差，看上去ZigBee的低功耗优势就不明显。

 

但是ZigBee芯片的工艺也在进步，以TI的芯片为例，经典的CC2530的CPU工作电机就高达8mA，RX电流就高达20mA，而最新的CC2651的这两个电流分别就只有3mA和6.4mA。

射频功耗是物联网芯片的用电大户。而ZigBee的低功耗设备如果只发消息不收消息，功耗可以做到更低，因为ZigBee的物理连接更自由，不需要维持常连接，即使没有持续不断的握手信号也不会导致设备断开。因此在设计ZigBee低功耗设备时可以采取只在有需要的情况下才通信，把有限的电能资源全部花费在刀刃上。

 

可维护性

 

ZigBee组网是一种静态常连接的方式。设备一旦组好网后不会轻易断开，即使设备关机了下次开机还在网络中，不需要重新设置。如果组好网的设备需要改变组网状态，要么需要进行退网操作，要么强制恢复出厂，而且前者的行为会被网关记录下来。

 

另外ZigBee是Mesh网络，设备和设备之间可以绕开网关直接通信，比如ZigBee遥控器直接控制窗帘，ZigBee开关直接控制灯，都不需要经过网关转发，而且这种连接关系也可以一直维持。因此ZigBee很适合一些无人值守或者禁止使用智能手机的场所，例如机房的温控系统，中小学的智慧教室系统，工厂流水线的智能管理设备。

 

 

Matter能否取代ZigBee呢？

在ZigBee的ZCL上衍生出了Matter，而且Matter也有ZigBee联盟为期站台，那么Matter能否取代ZigBee？答案是不能。

首先，Matter表面看是打通了WIFI和低功耗设备的连接，但是Matter需要一个IEEE802.15.4和IEEE802.11的桥接设备，即“边缘网关”，因此Matter还是需要依赖网关。
 

 

其次，Matter设备接入网络时，需要在设备端进行人机交互，因此很多Matter芯片都是ZigBee和BLE双模芯片，接入时使用BLE来设置，接入后切换到与ZigBee相同的IEEE802.15.4模式上。

 

另外，Matter基于IPv6，因此协议栈对芯片的资源消耗比ZigBee大得多，虽然芯片可以通过数量来降低成本，但是软件开发成本和软件维护成本Matter也高于ZigBee。

 

其实Matter并不是为了取代ZigBee，而是为了和ZigBee互补。目前Matter只出来的1.0版本，远不及ZigBee 3.0成熟可靠。而且未来Matter会向下兼容ZigBee，由于Matter使用与ZigBee相同的IEEE802.15.4协议，而且Matter也是源于ZCL，未来可能会出现ZigBee和Matter的桥接设备。