三星Galaxy|蓝牙/WiFi /ZigBee 三种无线技术对比,谁更适合物联网?

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三星Galaxy|蓝牙/WiFi /ZigBee 三种无线技术对比,谁更适合物联网?

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【三星Galaxy|蓝牙/WiFi /ZigBee 三种无线技术对比,谁更适合物联网?】首先放一张概述图

原理蓝牙、WiFi 和 ZigBee协议 , 原理上它们都是通过把数据调制成电磁波信号发射出去 , 另一端再解调接收到的电磁波 , 实现无线的数据传输 。
只不过不同的协议 , 在支持的电磁波频率上有一定的区别 , 但他们都可以工作在2.4GHz的ISM (Industrial Scientific Medical Band)频段上 。 所以在射频性能上 , 会受2.4G信号的物理限制 。 例如同功率下 , 衍射性能就比不过更低频的电磁波 , 比如433MHz 。
所以在应用中 , 如果追求更远的通信距离 , 则应该使用频率稍低的无线模块 。 如果对传输速率有要求 , 才应该选择2.4G甚至是5.8GHz的产品 。

因为物理层面都工作在2.4GHz , 所以理论上讲 , 可以用一颗开放程度很高的2.4G射频芯片 , 自行开发这三个协议的协议栈 。 但是这个工作量非常大 , 协议非常复杂 , 专业的事交给专业的人 , 此文不赘述 。 我们的目的主要是关注如何选用 。
对比早期的时候 , 三家各司其职 。 Wifi主打高速率传输 , 蓝牙主打低成本低功耗 , zigbee主打组网功能 。 随着时代的发展 , wifi也有了Wifi Mesh可以组网 , 蓝牙也有了Sig Mesh 。
由于zigbee早年标准不统一 , 不同厂家之间不兼容 。 虽然后来在zigbee3.0中统一了 , 但是时间也比较晚了 。 加之成本高等弊端 , 于是现在zigbee的用得不是那么多 。 但是也得益于其信号的调制方式 , 导致抗干扰性能比较好(以波特率低为代价) 。 详细区别如下图 。 (因不同协议不同版本指标差别较大 , 所以数据不严谨 , 仅作感性认识 。 )

上图仅为2.4G频率下的对比 , 实际上随着新标准的发布 。 例如WiFi6标准中已经在更高频率上做到了Gbps量级的通信速率 , 蓝牙BLE 5.3标准中也引入了自适应发射功率的概念 , 理论上功耗还可以更低 。 只有zigbee更新得比较慢 。
应用WIFI
主要应用于高传输速率的场合 , 比如移动设备连接互联网、监控摄像头等 。 对稳定性、功耗等不敏感的场合 。 Wifi Mesh目前用的比较少 , 主要是成本比蓝牙mesh高
蓝牙
应用可参考下图 。

自蓝牙4.0发布BLE协议以来 , 蓝牙的功耗大幅降低 , 使用体验大幅上升 , 所以这两年应用非常广 。 加之BLE Mesh的发布 , 低功耗低成本的特点 , 大有要取代zigbee的趋势 。
以某米系智能家居产品为例 , 现在新发布的产品已经见不到zigbee的身影了 , 即使有组网需求也是用的BLE Mesh 。
Zigbee
主要应用于工业场合的组网 。 成本较高 , 但抗干扰性能强 , 组网稳定 , 延迟也较低 。