短距离无线通信协议在诸多产业领域中已经历了多轮搏弈,ZigBee、WiFi、蓝牙、NFC、Thread、Weave、Z-Wave、Mesh、UWB 各自找到了适合自己的发展途径。
 

尽管蓝牙已被边缘化,但是蓝牙 5.0 的启动似乎又带来了新生命力。ZigBee 联盟发布可跨网协作 IoT 通用语言 dotdot,拿下通往物联网时代产业生态的入场券。WiFi HaLow 号称可以弥补以前的 WiFi 技术在与蓝牙对比时的短板。在物联网时代,蓝牙 5.0、WiFi HaLow、ZigBee 将成为竞技的主要明星。
 

本期《趣科技》,与非网小编就来讲讲蓝牙 5.0、WiFi HaLow 与 ZigBee 如何成为物联网时代的三剑客。


蓝牙 5.0

提到蓝牙,大家都不陌生,因为很难再能找到一款不支持蓝牙的手机了。蓝牙是一种尖端的开放式无线通讯标准,是基于数据包、有着主从架构的协议,支持点对点及点对多点通信。蓝牙技术让各种便携设备之间能够无线沟通。

 

 

相比于红外、WiFi 而言,蓝牙的加密措施更完善,具有传输过程稳定、兼容性强等优点。然而如今的蓝牙 5.0 时代来之并不易,与非网小编带大家看一下蓝牙的发展史。

 

蓝牙发展史

- 1994 年,蓝牙技术“萌芽”于爱立信在移动电话和其他配件间进行低功耗、低成本无线通信连接的方案;

- 1998 年,爱立信、诺基亚、东芝、IBM 和英特尔联合开展短程无线通信技术的标准化活动时提出了蓝牙技术;

- 1999 年,爱立信、诺基亚、东芝、IBM 和英特尔成立了蓝牙“特别兴趣组”,即蓝牙技术联盟的前身,为蓝牙技术成为无线通信标准开启大门。随后,微软、摩托罗拉、三星、朗讯等巨头联合蓝牙特别小组,成立了蓝牙技术推广组织;

- 1999 年 7 月,蓝牙 1.0 标准公布,包括提供设计标准的基础核心协议与提供互操作性准基础应用规范则。

- 2001 年,蓝牙 1.1 成为首个正式商用的版本,因是早期设计,容易受到同频率之产品所干扰下影响通讯质量。

 

值得注意的是,蓝牙 1.0 并不是首个版本。1998 年,推出蓝牙首个版本——0.7 版本,支持 Baseband 与 LMP 通讯协定两部分。在随后一年,蓝牙版本历经 0.8 版、0.9 版、1.0 Draft 版以及 1.0a 版,并开始了大规模宣传工作,不过当时蓝牙设备价格昂贵,根本无法得到普及。

不到 20 年时间的发展,蓝牙 5.0 到来了。蓝牙 5.0 的多位前辈中以 1.1、1.2、2.0、2.1、3.0、4.0、4.1 和 4.2 为主,用一张表格对蓝牙版本及技术特点进行概括介绍:


 

蓝牙 5.0 通信距离提升 4 倍,通信速率是提升 2 倍以及广播包的数据承载量是上一个版本的 8 倍。这些技术亮点,使得蓝牙 5.0 的应用场景将更加的多元化,自动化、工业控制、智慧家庭等。

 

 

 

如何部署大规模的网络一直是蓝牙面临的一大问题,传统上讲蓝牙只能在独立网络中连接少量设备。而蓝牙 5.0 支持无连接式的数据传输,设备可以自己分辨需要传输信息的连接类型。蓝牙 5.0 使蓝牙设备与终端不再仅有点对点以及延伸模式,而是使各蓝牙装置之间可彼此相连,同时也可借此网路模式延伸蓝牙管理的距离。

 

WiFi  HaLow

WiFi 是一种允许电子设备连接到一个无线局域网(WLAN)的技术,通常使用 2.4G UHF 或 5G SHF ISM 射频频段。


WiFi 诞生于众多企业为 IP 网络寻找一个无线标准的时候,1997 年。传统的 WiFi 网络工作在 2.4,3.6 和 5GHz 的频段,传输速率在数百 Mbps 甚至可以达到 Gbps。在 WiFi 网络中最大的连接数量取决于无线路由器,无线路由器的作用就是容纳更多的连接。
 

2016 年 1 月,WiFi 联盟发布在 900MHZ 频段工作的 WiFi HaLow 标准。这个标准提供的一个新的功能是睡眠模式,可以有效地延长电池的使用寿命。使用更低频率频段的另外一个好处是网络的穿透能力更强。对于 众多传感器、可穿戴设备,体积并不大所以并不可能携带太多的电量而言,WiFi HaLow 带来了新的希望。

 


WiFi HaLow 面临着两大挑战,首先 900MHz 的方案需要建立与现存 WiFi 网络不同的通信基础设施;实际部署距离技术提出的空窗期太长,因为 WiFi 联盟计划 2018 年才会开放 HaLow 产品的认证。

 

HaLow 与其他低功率协定相比,有众多优胜之处,比如网路安全、IP 连接、网路稳固性。HaLow 可以在信号微弱的情况下建立稳固的连线,且无须重复器(Repeater)或多个接取点(AP)。此外,Wi-Fi 长期以来已经在消费市场建立起品牌,这项优势也是其他物联网 技术标准暂时还望尘莫及的。

 

HaLow 将不仅发力于物联网,居家智能装置、智能汽车、远端医疗照护监测、智能城市、零售、工业、农业等都能得到很好的应用。

 

 

ZigBee

ZigBee 又称紫蜂协议是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率,适用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。ZigBee 就是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术。


ZigBee 协议是由 ZigBee 联盟制定的无线通信标准,该联盟成立于 2001 年 8 月。2002 年下半年,英国 Invensys 公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司共同宣布加入 ZigBee 联盟,研发名为“ZigBee”的下一代无线通信标准,这一事件成为该技术发展过程中的里程碑。

 


 

ZigBee 联盟发布可跨网协作 IoT 通用语言 dotdot,拿下通往物联网时代产业生态的入场券。以 2016 年 ZigBee3.0 应用层协议和 2017 年跨网协作 IoT 通用语言 dotdot 的先后发布为标志,ZigBee 产业生态已形成。

 

尽管 zigbee 联盟发布的推进物联网统一的路线图的具体内容还不清楚,但 ZigBee 联盟发布的可跨网协作 IoT 通用语言 dotdot 标志 ZigBee 产业生态已形成。这一应用层协议栈在物联网产业生态连接性、开放性实现了新的突破,具有里程碑意义。

 

WiFi HaLow 与蓝牙 5.0 正面 PK

虽为物联网时代的三剑客,但是 WiFi HaLow 与蓝牙 5.0 的 PK 更正面。

 

蓝牙的优势在于更低功耗、小体积、低成本,适用于几台设备之间的短距离数据传输。Wi-Fi 的优势在于高带宽、长距离、更多的连接设备数目,适用于大规模、大范围的数据传输和信号覆盖。

 


而蓝牙 5.0 的升级主要提高了带宽和传输范围,Wi-Fi HaLow 的升级主要是降低功耗延长电池续航。很明显,双方在向对方的优势面发展。这意味着原来各走各的路,现在有了重合点,正面较量的意味更加强烈。比如在家庭物联网设备的应用上,两者已正式站在了同一水平线。未来的家庭物联网设备中很可能会出现这样的场景:用户对数据流量需求大的设备使用 Wi-Fi ,而其余智能家居设备使用蓝牙。

 

三星 S8 将全球首用蓝牙 5.0 标准,而 WiFi HaLow 的落地要等到 2018 年。显然,蓝牙 5.0 有了时间上的优势。消费者领域物联网设备将是蓝牙 5.0 与 Wi-Fi 的一大战场,似乎很难断言孰强孰弱;在企业级物联网市场,蓝牙 5.0 有着抢占先机的优势。

 

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