智能家居用zigbee還是藍(lán)牙
今年的CES Asia 2019展幾乎就是智能家居、智慧城市、智能生活的天下,只不過不同智能家居設(shè)備制造商的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、生態(tài)不同。小米、華為、蘋果、亞馬遜這樣的平臺(tái)本來就在構(gòu)建自己的智能家居生態(tài),Signify、小燕科技這些智能家居制造商也在組建各自的生態(tài)。
更重要的是,無論是平臺(tái)還是制造商,所用的無線通訊標(biāo)準(zhǔn)還各不一樣:比如小燕科技以Zigbee為主,而BroadLink則強(qiáng)調(diào)Wi-Fi,米家有越來越多BLE Mesh設(shè)備。這些看來碎片化的狀況,可能會(huì)讓普通人不知從哪里入手;或者這種碎片化是否對(duì)行業(yè)本身的發(fā)展也更不利?

Silicon Labs展臺(tái)上,不同智能家居制造商的產(chǎn)品展示
廣告
實(shí)際上,這些無線通訊協(xié)議在應(yīng)用上也有各自的優(yōu)劣。Qorvo無線連接業(yè)務(wù)部總經(jīng)理Cees Links在《物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn):終局之戰(zhàn)》一文中頗具新意地將各種物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)切分成公共空間、私人空間和個(gè)人空間,比如LTE、NB-IoT是室外大范圍的標(biāo)準(zhǔn),而Wi-Fi、Zigbee則屬于室內(nèi)如家、辦公室的私人空間,BLE低功耗藍(lán)牙是更短距離的個(gè)人空間。不過這些“空間”又在彼此侵蝕。
各自補(bǔ)足短板
這兩天舉辦的CES Asia 2019展上,Silicon Labs的展位上展示了一套系統(tǒng),網(wǎng)關(guān)本身與智能音箱及智能家居設(shè)備采用Zigbee連接,而網(wǎng)關(guān)和手機(jī)則采用藍(lán)牙連接:手機(jī)一樣可以控制家中設(shè)備。這主要依托于Silicon Labs多協(xié)議支持的SoC,不過現(xiàn)場(chǎng)工作人員表示演示中的這套系統(tǒng)仍基于Wireless Gecko一代平臺(tái),前不久Series 2二代平臺(tái)也已經(jīng)發(fā)布了。


Silicon Labs展臺(tái)上展示的多協(xié)議支持
實(shí)際上,不同的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)始終在發(fā)展中取長(zhǎng)補(bǔ)短,企圖在各自的“空間”之外奪取屬于別家協(xié)議的空間。Silicon Labs近期的一些動(dòng)作也恰好表明了這一趨勢(shì)。前不久,Wireless Gecko針對(duì)Wi-Fi解決方案,通過降低發(fā)射接收電流、睡眠電流,使用較少的信道容量、重發(fā),將功耗降低一半。Wi-Fi應(yīng)用于智能家居的一個(gè)重要痛點(diǎn)就是其功耗相較藍(lán)牙、Zigbee都明顯更高。

Silicon Labs展臺(tái)上的藍(lán)牙Mesh演示
另外,隨2018年藍(lán)牙Mesh協(xié)議發(fā)布,藍(lán)牙也在補(bǔ)足相比Zigbee組網(wǎng)不靈活、網(wǎng)絡(luò)容量不夠的短板。今年Silicon Labs的藍(lán)牙Mesh也陸續(xù)應(yīng)用到了智能家居產(chǎn)品中。Silicon Labs物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)營(yíng)銷和應(yīng)用副總裁Matt Saunders,在CES Asia展會(huì)期間發(fā)起的媒體溝通會(huì)上特別提到,在不同的應(yīng)用領(lǐng)域,今年藍(lán)牙Mesh采用率也呈現(xiàn)出了高速增長(zhǎng)。
不同協(xié)議對(duì)其他協(xié)議的企圖滲透工作,其實(shí)都算不上成功。20年前藍(lán)牙就企圖取代Wi-Fi,現(xiàn)在看來幾乎是天方夜譚。而藍(lán)牙即便加上了mesh組網(wǎng)特性,似乎也并沒有對(duì)Zigbee產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的撼動(dòng)。Matt Sanders也提到,需求更高的可靠性和穩(wěn)定性,Zigbee仍是很好的選擇。Silicon Labs中國(guó)區(qū)總經(jīng)理周巍表示,BLE(低功耗藍(lán)牙)設(shè)備本身的功耗要求就低,這是優(yōu)勢(shì)所在,而藍(lán)牙在mesh網(wǎng)絡(luò)方面仍然“比較年輕”,這和藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟推這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的速度也有關(guān)。
擁抱多生態(tài)、多平臺(tái)
“光是用戶的情況就比較復(fù)雜,可能買個(gè)房子,地產(chǎn)商為房子搭建的智能家居系統(tǒng)用的是Zigbee,但可能主人的孩子又是小米的品牌粉絲,要用到BLE。沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在一個(gè)應(yīng)用層能夠壟斷。即便很多企業(yè)在推某一種標(biāo)準(zhǔn),遲早多通訊的東西會(huì)共存。我們的某些客戶已經(jīng)在做三合一的網(wǎng)關(guān)?!?

Silicon Labs物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)營(yíng)銷和應(yīng)用副總裁Matt Saunders
2018年4月,Silicon Labs收購Sigma Designs的Z-Wave業(yè)務(wù),很快就在Wireless Gecko平臺(tái)推出Z-Wave 700。Z-Wave也是具備mesh組網(wǎng)能力的一種技術(shù)。至此,Silicon Labs的一體化無線硬件、軟件產(chǎn)品組合的目標(biāo)就正式達(dá)成了。
“每家企業(yè)做生態(tài)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)不同,比如小米是BLE mesh,華為以Zigbee為主。我們就會(huì)幫助企業(yè)一起去制定標(biāo)準(zhǔn)。我們作為芯片供應(yīng)商,擁抱所有的協(xié)議、全部的標(biāo)準(zhǔn),我們要做的是標(biāo)準(zhǔn)的東西?!薄斑@兩年隨著大家都在走向成熟,小米、阿里都要做標(biāo)準(zhǔn)的東西,因?yàn)槲ㄓ袠?biāo)準(zhǔn)才能讓互聯(lián)網(wǎng)溝通?!?
針對(duì)各智能家居生態(tài)的搭建,“以飛利浦Hue系統(tǒng)為例,我們前一陣和飛利浦合作,把他們的要求做到SDK軟件層。這樣就能幫助很多客戶進(jìn)入到Hue生態(tài),這是很實(shí)際的例子。像這樣的生態(tài)鏈也有很作的合作伙伴,我們就能幫助企業(yè)進(jìn)到這樣的生態(tài)鏈中去?!?
所以Wireless Gecko Series 2支持包括Zigbee、Thread、藍(lán)牙、Z-Wave和Wi-Fi在內(nèi)的主流物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議,這是擁抱不同平臺(tái)、生態(tài)的基礎(chǔ)。而在性能方面,這次的二代產(chǎn)品采用Arm Cortex-M33處理器核心,速度相比第一代翻倍;集成的PA/LNA,鏈路預(yù)算可以達(dá)到125 dBm;另外集合了專用的安全內(nèi)核,支持硬件加密、安全啟動(dòng)、安全調(diào)試訪問和TRNG(真隨機(jī)數(shù)生成器)。

性能和安全性加強(qiáng)是這類平臺(tái)的常規(guī)迭代思路,不過其中的核心仍在功耗與體驗(yàn)。比如用一節(jié)紐扣電池驅(qū)動(dòng)的門窗磁傳感器,要保證長(zhǎng)達(dá)一年的續(xù)航,低功耗就成為了剛需。所以Wireless Gecko這類產(chǎn)品需在功耗方面下工夫。這一平臺(tái)的首款產(chǎn)品EFR32xG21功耗表現(xiàn)為8.8 mA RX(1 Mbit/s GFSK)和33.8mA TX @10dBm。
不過這個(gè)數(shù)據(jù)并沒有包含DC/DC,這款產(chǎn)品主體上還是針對(duì)AC供電的設(shè)備,例如智能燈泡、智能網(wǎng)關(guān)等。但這個(gè)數(shù)據(jù)也依然比一代更出色。Matt Saunders也說針對(duì)電池供電設(shè)備的產(chǎn)品會(huì)很快推向市場(chǎng)。

另一方面就是射頻性能了。Silicon Labs宣稱,EFR32xG21比同類產(chǎn)品多出2倍的覆蓋范圍。上面這張圖給出了其射頻在家中可覆蓋范圍的參考,對(duì)比的是鏈路預(yù)算(link budget)得出一個(gè)大致的概念;隨后通過提升抗干擾能力,重傳的需求會(huì)更低,提高可靠性——在此消彼長(zhǎng)的權(quán)衡關(guān)系中來降低功耗;配合安全方面注重“硬件加密”,硬件加密引擎就比軟件在負(fù)載和耗電上有了優(yōu)勢(shì)。
堅(jiān)持在IoT市場(chǎng)的投入
上述Silicon Labs“擁抱多平臺(tái)”的策略本質(zhì),都是為開發(fā)者或者廠商提供更多的選擇,要用哪種標(biāo)準(zhǔn),選擇何種生態(tài)都沒問題——甚至開發(fā)者要在將來轉(zhuǎn)換方向,都可以更靈活地過渡。這對(duì)Silicon Labs,或者開發(fā)者來說都是實(shí)現(xiàn)企業(yè)收益最大化的一個(gè)方法。
這應(yīng)該是Silicon Labs理念中“多通訊共存”的原因。所以Wireless Gecko二代的開發(fā)工具部分也極盡可能地做兼容,延續(xù)了一代的底板:一代開發(fā)者采購新的模組,通過原來的底板,這也有助于增強(qiáng)用戶粘性。SoC產(chǎn)品封裝雖然并未做到兼容,但API跟過去是一樣的,軟件也做到了完全兼容。

從Silicon Labs 2018年的財(cái)報(bào)來看,這家公司現(xiàn)如今過半的收益都來自IoT。而驅(qū)動(dòng)IoT的主要就是智能家居、工業(yè)、計(jì)量、照明等產(chǎn)品。就中國(guó)市場(chǎng),今年Q1中國(guó)移動(dòng)進(jìn)行了首次智能家居招標(biāo),Silicon Labs拿下了大單,產(chǎn)品系列甚至都出現(xiàn)在了標(biāo)書里。自然不難理解Silicon Labs對(duì)智能家居市場(chǎng)的熱情。

周巍說:“我大膽預(yù)測(cè),2019年中國(guó)智能家居行業(yè)會(huì)呈現(xiàn)出破竹般的上升趨勢(shì)?!边@從今年CES Asia展的幾個(gè)展館實(shí)際上都能看得出來。Matt Saunders還特別提到,即便在中美貿(mào)易戰(zhàn)之際,Silicon Labs也會(huì)堅(jiān)持在中國(guó)的投入;而且Silicon Labs對(duì)IoT的投入不會(huì)改變,只會(huì)更加堅(jiān)強(qiáng)。這是Silicon Labs的大勢(shì)所趨。