【精讀課03】智能家居技術必知不再搞錯Zigbee，Thread，Wifi，Matter

智能家居技術與標準精讀：技術及標準傻傻分不清

在智能家居領域，我們經常會聽到各種專業術語，但對於剛接觸的朋友來說，這些名詞可能會讓人感到困惑。為了幫助大家更好地理解這些術語，讓我們先來區分“技術”和“標準”的概念。

技術（Technology）：指的是實現某些功能的具體方法或流程，例如Bluetooth技術允許設備進行無線通信。
標準（Standard）：是一套規範，確保不同製造商生產的設備之間能夠互相兼容和通信，就像HDMI標準確保了不同品牌的電視和播放器能夠相連。

了解了這些基本概念，讓我們來看看Zigbee、Thread、WiFi這些技術，以及Matter這個標準分別是什麼，並且如何應用在智能家居中。

技術解讀

WiFi

WiFi是一項無線通信技術，它允許設備如手機、電腦和智能家居設備連接到互聯網。它是智能家居系統中不可或缺的一部分，因為它支持高速數據傳輸。

Zigbee

Zigbee是一種低功耗的無線通信技術，特別適用於需要長電池壽命和低帶寬的智能家居、工業和能源管理應用中。

Thread

Thread則是一種基於IPv6的無線網狀網絡協議，專為家庭自動化應用而設計。它允許多個智能家居設備形成一個網狀網絡，提升了家庭自動化系統的可靠性和範圍。

標準解讀

Matter

Matter是一個開放的全球標準，它確保了智能家居設備之間的互操作性，無論品牌如何。它承諾為消費者和開發者提供更統一的技術體驗。

比較

特徵	WiFi	Zigbee	Thread	Matter
類型	技術	技術	技術	標準
設計用途	高速數據傳輸	低功耗網狀網絡	家庭自動化網狀網絡	跨品牌設備互操作性
功耗	中到高	低	低	不適用
通信範圍	中到長	中	中	不適用

我地刻意包括Matter係以上個表，顯示出問Matter用幾多電，或者覆蓋範圍，係唔Make Sense的。

Zigbee 喎 Thread相同及差異詳細解讀

Zigbee和Thread在一些方面確實相似，因為它們都是為了智能家居設計的低功耗無線網狀網絡技術。然而，它們之間還是有一些關鍵的差異：

Zigbee

協議：Zigbee基於IEEE 802.15.4標準，這是一種專為低數據率無線個人區域網絡設計的規範。
應用：Zigbee經常用於家居自動化、工業控制和醫療監護等範疇，特別是在需要低功耗和長電池壽命的場景中。
互操作性：Zigbee的互操作性依賴於Zigbee聯盟制定的標準和規範，要求設備通過認證才能保證相互兼容。

優點：

低功耗：Zigbee對電池壽命的影響小，非常適合需要長期運行的設備。
廣泛的設備支持：許多智能家居製造商支持Zigbee，市面上存在大量兼容Zigbee的設備。
網狀網絡：Zigbee設備能夠互相通信，增強了網絡的範圍和穩定性。
安全性：提供了可靠的安全特性，包括加密和設備驗證。

缺點：

頻段干擾：Zigbee通常運作在2.4 GHz頻段，這可能會與WiFi和其他無線設備發生干擾。
互操作性問題：儘管有標準化，但不同製造商之間的設備有時仍存在兼容性問題。
需要智慧中心：是的，Zigbee設備通常需要一個稱為「智能中心」或「樞紐」（Hub）的中央設備來協調網絡中所有設備的通信。

智能中心也可以提供以下功能：

設備添加和移除：幫助用戶輕鬆地將新的Zigbee設備添加到網絡中或從網絡中移除設備。
設備管理：對網絡中的Zigbee設備進行配置和管理。
跨協議通信：智能中心可能支持多種通信協議，使Zigbee設備能夠與使用其他無線技術的設備協同工作。
遠程訪問和控制：通過智能中心，用戶可以遠程訪問和控制他們的Zigbee設備，即使不在家也可以進行。

然而，隨著智能家居技術的發展，一些新的Zigbee設備和控制器正在嘗試整合更多的功能，可能會減少對傳統智能中心的依賴。例如，某些智能插座或燈泡可以直接連接到WiFi網絡，而不需要通過Zigbee中心，但這種設備通常會使用內置的或集成的中心功能。此外，隨著Matter標準的推出，預計將來的智能家居生態系統將能夠更加無縫地跨協議整合，進一步降低對專門中心設備的需求。

Thread

基礎：Thread是基於同樣的IEEE 802.15.4無線標準，但它使用了不同的開放協議，特別是在網絡層使用了IPv6，因此它與互聯網技術更緊密地集成。
應用：Thread專門為家庭自動化設計，提供了一個具有自我修復能力的網狀網絡，這使得它在家庭環境中非常可靠。
互操作性：Thread的互操作性是建立在開放標準之上的，這意味著使用Thread技術的設備更容易與其他基於IP的家庭自動化設備進行集成。

優點：

基於IP的網絡：Thread設備使用IPv6，易於與互聯網及其他IP網絡整合。
無需中樞：Thread設備可以直接互聯，不需要中心化的樞紐設備，降低了系統複雜度。
自我修復能力：Thread網絡具有自我修復功能，提高了網絡的可靠性。
可擴展性：良好的擴展性使得添加新設備到網絡中變得簡單快捷。

缺點：

較新的技術：Thread相對較新，市面上兼容的設備數量較少。
需要支援IPv6：家庭網絡必須支援IPv6才能充分利用Thread技術，這對於某些用戶來說可能是一個障礙。
市場占有率：與Zigbee相比，Thread的市場占有率更低，因此使用者選擇較少。

總的來說，Zigbee更加成熟，並且已經在市場上有較廣泛的應用和產品生態。而Thread則是相對較新的技術，提供了更好的互聯網集成和可擴展性。Thread被設計來利用互聯網的優勢，例如使用IPv6地址，這使得每個設備都可以有自己的獨立地址，從而更好地與互聯網和其他IP網絡集成。

Wifi（智能家居視角）

通常，Zigbee裝置和WiFi裝置是使用不同的通訊協議，因此它們不能直接相互連接。Zigbee裝置使用Zigbee協議通過網狀網絡進行通信，而WiFi裝置則使用IEEE 802.11標準進行通信。這意味著，Zigbee裝置通常需要一個Zigbee智能中心或樞紐來連接到WiFi網絡。

然而，市場上有些產品被設計為多協議裝置，這意味著它們內置了Zigbee和WiFi的硬件，使得它們可以同時與Zigbee網狀網絡和WiFi網絡溝通。這些設備可以作為橋梁，將Zigbee裝置連接到WiFi網絡，使其可以通過互聯網進行遠程控制和管理。以下是一些可能具備此功能的裝置類型：

智能插座：部分智能插座設計為多協議裝置，可以直接連接到WiFi網絡，同時也支持Zigbee或其他無線協議。
智能燈泡：類似於智能插座，某些智能燈泡可能具有內建的WiFi和Zigbee功能。
智能樞紐/中心：一些智能家居中心或樞紐本身就是多協議裝置，它們可以作為Zigbee和WiFi之間的橋梁。
語音助手裝置：像亞馬遜Echo Plus這樣的設備既是語音控制助手，也內置了Zigbee智能家居樞紐，可以直接連接到WiFi。

要注意的是，即使這些裝置可以連接到WiFi網絡，它們通常還是需要一個相應的應用程式或服務來控制連接到它們的Zigbee裝置。此外，這些多協議裝置的功能和兼容性可能因品牌和模型而異。

在考慮購買這類裝置時，應詳細閱讀產品規格，以確保它們滿足您的需求並與您想連接的其他智能家居裝置兼容。隨著新標準如Matter的出現，預計未來會有更多的裝置設計成支持多協議連接。對新入手智能家居配件嘅你，只買Matter標准產品，係絕佳嘅策略。

當我們將Zigbee和Thread進行比較，以及考慮到新興的Matter標準時，我們可以從不同的層面來評估它們在智能家居應用中的優劣。

Zigbee 與 Thread 的比較

通信協議：
- Zigbee 是一種成熟的低功耗無線網狀網絡技術，它適用於需要長壽命電池和低數據傳輸速率的設備。
- Thread 則是一種基於IP的無線網絡技術，提供了更好的互聯網集成能力和自我修復的網狀網絡。
網絡穩定性與擴展性：
- Zigbee網絡依賴於中心化的樞紐設備來維持網絡的穩定性和設備管理。
- Thread網絡則允許設備直接互聯，不需要中心化的樞紐設備，並且具有自我修復的能力，這提高了網絡的可靠性並簡化了擴展。
市場支持與設備兼容性：
- Zigbee由於較早進入市場，支持它的設備種類較多，用戶可選擇範圍廣。
- Thread雖然為新興技術，但它的設備生態系統正在迅速增長，並且由於其開放標準的特性，預計會進一步提高設備間的互操作性。

與 Matter 的關聯

Matter是一個全新的智能家居連接標準，它的設計目標是使不同品牌與技術的智能家居設備能夠無縫協作。這對Zigbee和Thread技術來說都有重要意義。

技術與標準的結合：
- Matter旨在與包括Zigbee和Thread在內的多種通信技術兼容，這意味著它可以作為不同技術之間的橋梁。
- Matter的出現有望解決Zigbee和Thread之間的互操作性問題，尤其是在多品牌設備共存的智能家居環境中。
未來展望：
- 隨著Matter標準的推廣，我們預計會看到更多支持Matter的Zigbee和Thread設備，這將進一步統一智能家居市場，減少用戶對特定技術的依賴。
- Matter也可能推動Zigbee和Thread技術的創新，因為製造商將需要確保他們的設備不僅要支持各自的技術，還要與Matter標準兼容。

總結來說，Zigbee和Thread各有其獨特的優勢和挑戰，而Matter標準的出現，Zigbee與Thread兩者將面臨新的整合機會。Matter標準的推出，預計將推動智能家居設備的互操作性和未來的技術發展，並可能改變我們對於智能家居連接性的現有認知。