在智能家居控制系統(tǒng)應(yīng)用中，有線控制網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)并存，互為補(bǔ)充。而在智能家居無(wú)線技術(shù)中，主要是ZigBee和Z-Wave無(wú)線技術(shù)。ZigBee和Z-Wave都是短距離無(wú)線技術(shù)，在較小的區(qū)域控制如智能家居控制系統(tǒng)中，ZigBee和Z-Wave均可用于無(wú)線控制和數(shù)據(jù)采集。ZigBee和Z-Wave的技術(shù)規(guī)格和應(yīng)用是存在差異的，本文介紹的是這兩種無(wú)線通信技術(shù)的特點(diǎn)及它們的應(yīng)用差異。
一、ZigBee無(wú)線通信技術(shù)
在智能家居無(wú)線技術(shù)中，ZigBee一直是市場(chǎng)上應(yīng)用比較廣泛的一種技術(shù)。ZigBee基于IEEE的802.15.4個(gè)人局域網(wǎng)（PAN）無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)提供的是網(wǎng)絡(luò)的第一層（物理層，PHY）和第二層（媒體接入控制器，MAC）的規(guī)范，而Zigbee協(xié)議棧軟件提供的是網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的規(guī)范。
ZigBee標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建于九十年代后期，作為除Wi-Fi和藍(lán)牙之外的另一個(gè)選擇應(yīng)用于某些場(chǎng)合。作為無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，ZigBee可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直接通信，但大多數(shù)應(yīng)用是基于星形或樹(shù)狀拓?fù)渚W(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。主機(jī)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)控制其他的節(jié)點(diǎn)，如果某兩個(gè)節(jié)點(diǎn)由于通訊距離過(guò)遠(yuǎn)不能直接通訊，那么和他們都能通訊得上的節(jié)點(diǎn)可以為他們傳遞通訊信號(hào)，起到中繼器的作用。ZigBee可支持6.5萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)。
ZigBee設(shè)備運(yùn)行于免費(fèi)的、不需要認(rèn)證申請(qǐng)的工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療（ISM）頻段，一般采用的是2.4GHz頻段。ZigBee定義了16個(gè)頻點(diǎn)，每個(gè)頻點(diǎn)間隔5MHz。Zigbee使用OQPSK的調(diào)制方式，最高數(shù)據(jù)傳輸速率為250kbits/s。ZigBee也BPSK的調(diào)制方式。在美國(guó)，可運(yùn)行于915MHz上，采用40kbits/s的傳輸速率為，或者在歐洲使用868MHz頻率，采用20kbits/s的傳輸速率。
ZigBee的典型功耗在1mW或0dBm，開(kāi)闊空間的通信范圍為10米，但是也可以根據(jù)需要提高發(fā)射規(guī)律傳輸更遠(yuǎn)的距離。ZigBee和Wi-Fi以及藍(lán)牙使用相同的頻段，如何避免相互干擾、達(dá)到共存的目的是個(gè)大問(wèn)題。大多的射頻收發(fā)器都有避免干擾的機(jī)制，Zigbee有16個(gè)有效的信道，這使它可以選擇一個(gè)合適的信道來(lái)使干擾減到最小。
ZigBee聯(lián)盟是由公司和其他組織構(gòu)成的聯(lián)合體，支持標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用推廣，目前有超過(guò)220個(gè)成員。聯(lián)盟為所有應(yīng)用ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品提供測(cè)試認(rèn)證。
ZigBee的一大優(yōu)勢(shì)是靈活性。ZigBee聯(lián)盟設(shè)計(jì)出一套應(yīng)用規(guī)范（profiles）來(lái)支持應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)和部署。應(yīng)用規(guī)范和ZigBee的協(xié)議棧進(jìn)行通訊，讓制造商更快、更容易地推出實(shí)現(xiàn)某些具體功能的無(wú)線產(chǎn)品。應(yīng)用規(guī)范包括家庭自動(dòng)化、智能能源、通信、醫(yī)療、遠(yuǎn)程控制（RF4CE，用于消費(fèi)電子的射頻）、建筑自動(dòng)化和零售服務(wù)。
二、Z-Wave無(wú)線通信技術(shù)
近年，一種為智能家居控制系統(tǒng)專門(mén)開(kāi)發(fā)的全新的無(wú)線通訊技術(shù)——Z-wave無(wú)線技術(shù)在智能家居應(yīng)用中快速崛起。Zensys開(kāi)發(fā)了Z-Wave無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，后被Sigma Designs收購(gòu)。Sigma Designs的產(chǎn)品是IC、電力線通信（PLC）以及無(wú)線相關(guān)設(shè)備提供商。Z-Wave標(biāo)準(zhǔn)不像很多無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)那樣開(kāi)放，只有Zensys、Sigma Design以及他們的主要客戶可以使用。不可否認(rèn)的是，Z-wave無(wú)線技術(shù)在智能家居專屬領(lǐng)域還是獲得的市場(chǎng)廣泛認(rèn)可。
Z-Wave無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)讓任何節(jié)點(diǎn)都能直接或間接地和通信范圍內(nèi)的其它臨近節(jié)點(diǎn)通信。一個(gè)主控節(jié)點(diǎn)控制其他的節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)可以直接和通訊范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通訊。如果兩個(gè)不在通信范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)想要通信，則可以通過(guò)這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都能連接得上的另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交換，也就是通過(guò)第三個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)中繼達(dá)到間接通訊的目的。Z-Wave網(wǎng)絡(luò)最多支持232個(gè)節(jié)點(diǎn)。
Z-Wave使用Part 15免費(fèi)ISM頻帶，在美國(guó)和加拿大，可運(yùn)行在908.42MHz頻率上，在其他國(guó)家則根據(jù)各國(guó)規(guī)定使用其他不同頻率。調(diào)制方式是高斯移頻鍵控（FSK）。數(shù)據(jù)速率可采用9600 bits/s或40kbits/s。輸出功率為1mW和0 dBm。和其他無(wú)線技術(shù)類似，傳輸距離取決于環(huán)境。在開(kāi)闊空間中，最大距離可達(dá)30米，當(dāng)然穿墻的話距離會(huì)大大減小。
Z-Wave主要針對(duì)家庭和小型商用建筑的監(jiān)控和控制，廣泛適用于照明控制、安全和氣候控制。其它應(yīng)用包括煙霧探測(cè)器、門(mén)鎖、安防傳感器、家電和遠(yuǎn)程控制。Z-Wave還可以用于智能電表，提供家用設(shè)備能量消耗的數(shù)據(jù)。
Z-Wave聯(lián)盟由160家公司組成，這些公司設(shè)計(jì)和銷售基于Z-Wave標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線家庭控制產(chǎn)品，在Z-Wave系統(tǒng)中扮演主要角色
三、ZigBee和Z-Wave無(wú)線技術(shù)差異
ZigBee比Z-Wave適用的場(chǎng)合更多，幾乎可以用來(lái)部署實(shí)現(xiàn)任何短距離無(wú)線功能，Zigbee提供的應(yīng)用規(guī)范也可以大大縮短應(yīng)用層軟件的開(kāi)發(fā)時(shí)間。但是ZigBee的協(xié)議更復(fù)雜，協(xié)議層的開(kāi)發(fā)時(shí)間也更長(zhǎng)。Z-Wave是專門(mén)針對(duì)智能家居開(kāi)發(fā)的無(wú)線技術(shù)，采用更簡(jiǎn)單的協(xié)議，開(kāi)發(fā)更快也更簡(jiǎn)單。因此，在智能家居這個(gè)領(lǐng)域，Z-wave技術(shù)具有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
就開(kāi)放性而言，Z-Wave芯片只能通過(guò)Sigma Designs這一唯一來(lái)源獲取。Sigma Designs只賣給OEM、ODM和其它主要客戶。ZigBee芯片廠商包括Ember、飛思卡爾、Microchip和德州儀器以及臺(tái)灣的UBec公司等。ZigBee模塊也可以通過(guò)多個(gè)廠商采購(gòu)得到，包括Atmel、CEL、Digi、Jennic、Lemos和RFM。
在0dBm的發(fā)射功率下，Z-Wave的范圍比ZigBee更大，這是因?yàn)閆-Wave運(yùn)行在更低的工作頻率下。這也意味著Z-Wave在某些應(yīng)用中連接也更穩(wěn)定。
ZigBee使用應(yīng)用廣泛的2.4GHz ISM頻段，因此必須與Wi-Fi、藍(lán)牙和其它無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)共享頻段，會(huì)產(chǎn)生干擾。大多數(shù)ZigBee設(shè)備都有有助于緩解干擾的避免碰撞、共存之功能，但潛在的2.4GHz干擾比Z-Wave所處的908.42MHz通道更大。
