無線通訊協(xié)議是智能家居領域的關鍵技術(shù)，是連接設備、實現(xiàn)信息傳輸?shù)耐ǖ?，是實現(xiàn)智能產(chǎn)品之間互聯(lián)互通互控與協(xié)同的“橋梁”。不過，目前智能家居市場標準未定，多種無線協(xié)議并存，主要的通訊協(xié)議有WiFi、Zigbee、藍牙、Z-wave、Thread、MacBee、2.4G、RF射頻等。無線通信技術(shù)這么多，是否需要一個統(tǒng)一的標準？未來誰主沉??？

無線通信技術(shù)群雄割據(jù) 新生代MacBee、Zlink登場

當前智能家居領域中各種無線通訊協(xié)議，無論是安全性、穩(wěn)定性，還是流暢性、設備承載能力等方面，各有優(yōu)勢和缺點。

銀河風云董事長兼MacBee技術(shù)聯(lián)盟理事長曾雨在第三屆中國IOT大會上指出，每一種協(xié)議的興起都是因為滿足了某種場景的需要。如果一種協(xié)議可以滿足物聯(lián)網(wǎng)所有需求，那么根本不會誕生其它協(xié)議。事實上，每一種協(xié)議都會有各自最為擅長的場景。“藍牙是為耳機而生，WiFi是為手機、筆記本電腦而生，ZigBee是為M2M而生，MacBee為家庭物聯(lián)網(wǎng)而生。”曾雨表示，物聯(lián)網(wǎng)落地到智慧家庭，有很多協(xié)議，其中最成功的是WiFi。WiFi早已遍布家庭，但是WiFi已經(jīng)被大多數(shù)家庭驗證過，連接的物品數(shù)量一多，連接的穩(wěn)定性就備受考驗，而且WiFi的穿透性也是個問題。ZigBee雖然涉足的企業(yè)多，國內(nèi)市場上的智能家居產(chǎn)品很多也都是ZigBee協(xié)議，然而他們彼此之間不能對話。通俗點說，就是說它們都講中國話，但講的是方言，而且不能使用智能手機直接控制，需要通過額外網(wǎng)關。而基于Z-Wave協(xié)議的產(chǎn)品是少之又少，而且是否能互聯(lián)互通還是一個問題。

曾雨認為，做物聯(lián)網(wǎng)要極精極簡、安全可靠。他表示，幾年前銀河風云就朝這個目標推進。

MacBee技術(shù)是一種超低功耗微蜂窩無線物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議，從云端到應用到連接全球統(tǒng)一標準，采用了多協(xié)議兼容的自組網(wǎng)雙向聯(lián)動技術(shù)框架，服務架構(gòu)具備全球化、實時性、高可靠、高效率的特點，而且具有超高性價比。“MacBee強在最后一百米，連接穩(wěn)定，響應快速，并且功耗低、性價比高，適合各種場景。實質(zhì)上，MacBee的核心是依賴和利用已經(jīng)存在的技術(shù)設施。把復雜的事情交給身邊已有的技術(shù)設施，比如局域網(wǎng)或因特網(wǎng)。”據(jù)曾雨介紹，目前MacBee芯片銷量已經(jīng)突破30w，并且還在增長，預計17年落地后會產(chǎn)生1千萬到2千萬連接。

深圳市智安物聯(lián)科技有限公司（以下簡稱“智安物聯(lián)”），目前也在研發(fā)一個自由的2.4G自組網(wǎng)的協(xié)議棧ZNlink，類似Zigbee，同樣具有自組網(wǎng)、節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)、連接自愈、分組控制，數(shù)據(jù)加密等優(yōu)勢。“ZNlink是專門針對智能家居設備而進行了優(yōu)化，具有成本很低，距離更長，連接穩(wěn)定，靈活設計等優(yōu)點。目前已經(jīng)大量應用于照明、家庭傳感器等領域。” 智安物聯(lián)總經(jīng)理黃小良說，“我們期待我們的產(chǎn)品能夠成為百花齊放中的一朵鮮花。”深圳市智安物聯(lián)科技有限公司總經(jīng)理 黃小良

目前，為了爭奪潛力無限的智能家居市場，國內(nèi)外廠商都在發(fā)力。智能家居領域的各種無線通訊協(xié)議也越來越多，不少公司都有各自的通信協(xié)議。至于誰家的協(xié)議更安全、穩(wěn)定，信息傳輸更智能，還是要靠市場來檢驗。

統(tǒng)一標準沒必要？應用層和云端連接標準是互通突破口

在業(yè)界看來，智能家居無法真正落地的一大原因便是標準不統(tǒng)一。那么，這么多的無線通信技術(shù)標準是否需要一個統(tǒng)一的標準？未來誰會占據(jù)市場主導地位？

“智能家居無法落地的原因并不是因為標準不統(tǒng)一，而主要是目前成本太高，用戶體驗不夠，無法形成剛需。”黃小良直言，在眾多的無線標準中，并不看好ZigBee這樣的完整標準。“ZigBee把OSI協(xié)議架構(gòu)的第一層到第七層都定義好，想做到硬件產(chǎn)品上完全互聯(lián)互通，想法很好，但實行很難。另外，這樣的協(xié)議也不夠靈活，很龐大，成本也難以下降。 而且未來wifi、藍牙及其他無線技術(shù)也會具有Zigbee自組網(wǎng)的特性。”

黃小良比較看好Wi-Fi后期的AH標準，以及藍牙5.0標準。“因為這2個技術(shù)標準既解決了通用性問題，又具有近距離自組網(wǎng)的優(yōu)勢。”他表示，現(xiàn)在幾個常見的無線標準都不是特別實用，只是解決了一個家庭不需要很多個網(wǎng)關的問題，還是沒有解決設備互聯(lián)互通的問題，即便是現(xiàn)在的WiFi標準設備，也不能互聯(lián)互通，因為還有應用層的協(xié)議。

在黃小良看來，產(chǎn)品的互通最終還是應該靠云端或者其他應用層標準去解決。他指出，現(xiàn)在很多產(chǎn)品設計都不是一個獨立網(wǎng)關，一些常見的設備也會集成自有體系的網(wǎng)關，如Nest的溫控器也有可能加網(wǎng)關，可以連接很多設備，亞馬遜的Echo智能音箱，除了本身的音樂，聲控操作，也是內(nèi)置的網(wǎng)關，包括現(xiàn)在很多國內(nèi)的攝像頭也內(nèi)置了網(wǎng)關，可以連接一些傳感設備起到智能安防的作用。這些無線設備可以通過這些帶有網(wǎng)關功能的產(chǎn)品接入互聯(lián)網(wǎng)。“因此，家庭多‘網(wǎng)關’的現(xiàn)狀是可以共存的。智能家居無線標準各有各的優(yōu)勢，可以‘百花齊放’，關鍵是滿足用不同產(chǎn)品屬性需求，實用、夠用、高性價比就好了。”

“智能家居的無線通訊協(xié)議很難形成統(tǒng)一的標準，因為利益牽涉面太廣，而且也沒有必要。” 黃小良表示，“更重要的是應該推動智慧家庭行業(yè)的生態(tài)，標準的推動需要一些大的平臺公司做好規(guī)劃，如類似華為騰訊等這種級別的公司做好連接平臺，從底層硬件標準和云端連接標準二個角度去做到互聯(lián)互通。”

銀河風云對外戰(zhàn)略合作總監(jiān)凌華表示，當今物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議的形式如同當年互聯(lián)網(wǎng)的各個門戶網(wǎng)站角逐較量，都希望分得一塊大蛋糕，這對行業(yè)來說并不是壞事。至于哪種無線通信技術(shù)會成為主流，或其中某些技術(shù)會不會被取代，最終由市場說了算，最終市場會淘汰沒有競爭力的技術(shù)。深圳市銀河風云網(wǎng)絡系統(tǒng)股份有限公司對外合作戰(zhàn)略部總監(jiān) 凌華

“每種技術(shù)都有他DNA，MacBee的基因就是為物聯(lián)網(wǎng)而生的通信技術(shù)。”凌華稱，MacBee從12年開始從需收集起草14年發(fā)布1.0版本，15年芯片流片并正式推廣應用，到2016年上半年MacBee技術(shù)聯(lián)盟正式成立，整個過程一步一個腳印，銀河風云投入了巨大的人力財力才有今天的技術(shù)成果。目前，MacBee技術(shù)已經(jīng)完全滿足智能家居系統(tǒng)的應用需要，銀河風云的智能家居系統(tǒng)除視頻傳輸使用WiFi外，其他所有智能家居設備全部使用MacBee的無線雙向組網(wǎng)技術(shù)，包括照明、電工、安防、窗簾、門鎖、家電、傳感器等各類應用。“MacBee的低功耗和超低功耗二個大類模組下面，根據(jù)行業(yè)應用需要細分了十幾種模組滿足行業(yè)的應用需求，總之，MacBee已經(jīng)可以完全勝任組建智能家居系統(tǒng)的需要。”

多模SoC是芯片廠商研發(fā)方向

物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)這么多，這無疑給芯片商、模塊供應商和終端設備廠商帶來了一個難題。如何在眾多技術(shù)中挑最合適的技術(shù)？挑中的技術(shù)怎么和其它技術(shù)進行連接？那么，對于芯片廠商來說，集成多種協(xié)議的SoC是否是一大趨勢？從終端廠商的角度來說，他們傾向于選擇單模方案還是多模方案？

“目前從我們應用的客戶來說，一般廠商生產(chǎn)出一套產(chǎn)品，在能滿足應用需要的情況下并不會考慮多模重復投入。”凌華稱，硬件制造不像軟件，一般在制造過程增加10元的成本流通到用戶手上可能就增加了100元的購買成本。他舉例稱，以照明行業(yè)應用來說，這是一個竟爭非常激烈的行業(yè)，制造成本基本是按分來算，任合一個環(huán)節(jié)的成本都需要精算，像通信模塊這種大部件，目前一些無線模塊（如WiFi、ZigBee、藍牙、Z-wave）的成本可能都大于原來他們的照明驅(qū)動電源的總成本，這個壓力非常大。而銀河風云可提供高性價比的MacBee模塊及配套的智能云瑞方案，目前已經(jīng)得到了許多照明企業(yè)的認同。

黃小良也表達了同樣的觀點，他認為集成多個無線協(xié)議的無線模塊或SoC只是無故增加產(chǎn)品成本而已，沒有必要。“作為終端廠家，只需要根據(jù)自身產(chǎn)品的特點，設計出實用、夠用的產(chǎn)品就好了。實際上，除了滿足功能，且性能穩(wěn)定外，成本也是非常重要的因素。”他同樣舉了照明的例子稱，如一些客戶做無極調(diào)光燈泡，本身物料成本也大概3~4美金，沒有理由花費在無線連接上的成本高過燈泡本身。因為燈泡的主要功能是發(fā)光，物聯(lián)只是錦上添花。不過，這并不具有普遍性，那些定位高端的差異化產(chǎn)品除外。

實際上，由于無線通訊協(xié)議眾多，對于硬件設計者來說，跟隨哪一個標準成為關鍵。不過，對于芯片廠商來說，多模依然是其研發(fā)方向。“對于硬件設計者來說 ，怎么用最低的成本最快速讓你的產(chǎn)品適應現(xiàn)在市場上已經(jīng)存在的標準，成為一個關鍵。”在第三屆中國IOT大會上，Silicon Labs無線產(chǎn)品銷售經(jīng)理劉俊如是說。

• Silicon Labs無線產(chǎn)品銷售經(jīng)理 劉俊*

具體來看，物聯(lián)網(wǎng)設備的基本要求包括如下幾個方面：一是可以簡單配備；二是可以遠程訪問，也可以本地控制；三是可以滿足不同的無線需求，在無法改變存在多個無線協(xié)議和多個無線連接的情況下，盡量去適應更多的生態(tài)系統(tǒng)；四是基于標準生態(tài)系統(tǒng)的互操作性；五是維持專有或舊有系統(tǒng)的互操作性，對原有系統(tǒng)的兼容，這也是對現(xiàn)有設備的兼容；六是電池壽命，即低功耗一定是未來物聯(lián)網(wǎng)最基本的需求；七是，在復雜的連接需求下還要保持低成本的市場競爭優(yōu)勢。

基于以上幾點要求，在大約四年前，SiliconLabs就在投入多模芯片的研發(fā)。目前，已經(jīng)推出多協(xié)議片上系統(tǒng)（SoC）Wireless Gecko產(chǎn)品系列，Wireless Gecko SoC提供了業(yè)內(nèi)最全面的協(xié)議組合，支持用于網(wǎng)狀網(wǎng)絡的ZigBee和Thread協(xié)議棧，以及點對點連接的Bluetooth Smart和Sub-GHz私有協(xié)議。

根據(jù)應用場景，SiliconLabs定義了如下多協(xié)議模式：一是可編程模式，二是可切換，三是動態(tài)多協(xié)議，四是并存模式。劉俊進一步解釋稱，可編程模式，即在簡化的供應鏈上，在一個版上支持多種協(xié)議中的一個，就是說硬件設計可以通過編程的方式，讓它只是藍牙設備或ZigBee設備等單一的狀況?？汕袚Q模式，即設備在BLE模式下調(diào)試，然后轉(zhuǎn)換到其他網(wǎng)絡下（ZigBee或Thread），兩個協(xié)議可以切換。并發(fā)模式，即網(wǎng)關上同時支持ZigBee、藍牙、Thread和sub-GHz私有協(xié)議。“我們叫Concurrent模式，最終極目標是實現(xiàn)多頻點，即wifi、藍牙、ZigBee、Thread四個協(xié)議同時在網(wǎng)。這是我們與高通、華為等正在做的事情。”

對于動態(tài)多協(xié)議模式，劉俊舉例稱，比如接近智能門鎖，智能手機從門鎖取得一組藍牙信標，應用程序通過藍牙LE連接到門鎖，并發(fā)送指令開鎖。當用戶晚上在家時， 可使用Thread家居控制器鎖上門。再比如，智能家居的家庭安防系統(tǒng)，可使用專有sub-GHz無線協(xié)議的家庭安全系統(tǒng)，也可以使用智能手機的藍牙裝置對該地區(qū)設備進行某種維護。

“很多時候，客戶需要在不增加成本的情況下，做到既支持藍牙Beacon，又支持ZigBee控制的應用場景。我們用單一的解決方案去解決客戶多種復合的需求。”劉俊稱，智能家居歸根到底尋求的是安全感，所以，2016年智能門鎖成為爆發(fā)點。現(xiàn)在市面上的門鎖大多是基于藍牙連接，但未來門鎖也會有互動，比如打開門時燈就會亮，這就需要與原來的智能燈泡做一個聯(lián)動。但現(xiàn)在藍牙燈泡還沒辦法做開源的切換，所以可能會連入更大的網(wǎng)絡，比如ZigBee網(wǎng)絡。“這是很多客戶正在尋求的一個方案，既支持ZigBee，又支持藍牙的門鎖，而且不希望增加成本，不希望有兩根天線，不希望有兩個MCU。”

劉俊指出，多協(xié)議需求帶來的一個變革就是需要操作系統(tǒng)。因此，Silicon Labs收購了在業(yè)界領先的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）實時操作系統(tǒng)（RTOS）軟件供應商Micrium。“原來單線程的方式?jīng)]辦法做到更多協(xié)議棧處理，所以合并進來，以做到多協(xié)議、多頻點。” 劉俊直言，這不管對客戶還是半導體廠商來說，都有挑戰(zhàn)。一方面，對于開發(fā)者來說，由于任務的管理，必須對操作系統(tǒng)比較了解，但這是必須經(jīng)歷的一個過程。另一方面，在動態(tài)多協(xié)議演進過程中，有更多架構(gòu)在不斷演進，大家普遍認為會基于RTOS，把各種協(xié)議放在基于這個OS來進行管理。這對半導體公司來說，有了OS，怎么保持低功耗，怎么讓各個協(xié)議更好合作，怎么讓這個軟件更小，都是挑戰(zhàn)。“作為芯片供應商、協(xié)議棧供應商，甚至操作系統(tǒng)solution提供商，Silicon Labs嘗試給客戶一個完整的解決方案，讓客戶只需關心應用層，不用去關心底層操作系統(tǒng)和無線協(xié)議棧。”

劉俊認為，物聯(lián)網(wǎng)設備需要多協(xié)議解決方案，消費者和產(chǎn)品制造商正推動創(chuàng)新應用案例。而軟件架構(gòu)是多協(xié)議的關鍵因素。“你可以通過硬件載體給客戶提供更多的服務，但改善用戶體驗的關鍵在于軟件。目前，硬件已經(jīng)準備好，關鍵是讓硬件給客戶帶來附加值。軟件將是未來的一個重點。”

5G商用是否會打破標準隔閡？

雖然在大家看來，智能家居不需要統(tǒng)一的無線通信標準，必定是百花齊放的狀態(tài)。不過，被認為是實現(xiàn)萬物互聯(lián)最核心通信方式的5G，如果在2020年商用，會打破標準隔閡，加速智能家居落地嗎？

從技術(shù)角度看，5G支持大規(guī)模數(shù)據(jù)連接，具備了高帶寬、高速和低時延等各種優(yōu)點。凌華表示，5G作為下一代的大帶寬數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，速度雖然比WiFi快，那也不能取代WiFi技術(shù)。他認為，5G商用程度最終取決于運營商，其它低功耗低帶寬低成本近距離的無線通信技術(shù)的應用與5G并不相沖突。但5G模塊應用到物聯(lián)網(wǎng)的每一個傳感設備則會大材小用。

黃小良直言，5G相當于把路修寬了點，通信更加及時（時延降低），但只解決了接入端的問題，還需要后臺服務端承接起來，才能發(fā)揮最大的能效。不可否認，5G肯定有助于家居產(chǎn)品的發(fā)展，但加速落地還需要時間沉淀，短時間內(nèi)難見成效。他表示，更看好NB-IOT等低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）這類的無線技術(shù)標準。“一旦成本降低普及起來，那將是真正的萬物互聯(lián)時代，這也是現(xiàn)在三大運營商必爭的重要陣地。”他舉例稱，如家里的水電氣表通過物聯(lián)網(wǎng)直接報送到相應的運營公司， 工廠設備的運行狀態(tài)也可以及時上報給生產(chǎn)廠家，便于維護等。這些方便實用的應用場景非常多。

不過，也有業(yè)內(nèi)人士指出，雖然5G會成為未來的核心網(wǎng)，而且也是物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模普及的關鍵技術(shù)，但只是4G的延伸而已，而不是一項革命性的技術(shù)，即便沒有5G，物聯(lián)網(wǎng)照樣存在。他表示，5G商用后的主戰(zhàn)場依然是移動互聯(lián)網(wǎng)，而不是物聯(lián)網(wǎng)。因為在幾百億的物聯(lián)網(wǎng)設備中，對帶寬以及數(shù)據(jù)流量的應用場景只是很少的一部分。5G只是物聯(lián)網(wǎng)廣泛網(wǎng)絡集合的一部分。