前言

隨著5G+AIoT緊密結(jié)合，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的“春風(fēng)”讓人民生活變得更便利，多種智能設(shè)備在功能和實(shí)用性上，持續(xù)帶給客戶(hù)最好的智能化體驗(yàn)。IoT設(shè)備是智能家居行業(yè)發(fā)展的核心產(chǎn)品，通過(guò)技術(shù)不斷更新，突破了傳統(tǒng)的多種束縛，IoT產(chǎn)品在外觀、功能和便捷程度上，改變了智能家居產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，迎合了消費(fèi)者需求，解決了眾多智能家居發(fā)展的痛點(diǎn)和難題。

IoT設(shè)備在研發(fā)過(guò)程中，Mesh網(wǎng)絡(luò)是關(guān)鍵的組成部分。由于智能家居在安全、節(jié)能、舒適等方面優(yōu)勢(shì)明顯，使得用戶(hù)對(duì)智能設(shè)備的接受程度比過(guò)去更高，但用戶(hù)也對(duì)智能產(chǎn)品提出了更高的要求，包含對(duì)智能產(chǎn)品的需求程度、功能多樣化和售后服務(wù)等。IoT設(shè)備通過(guò)多年的研發(fā)后，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中扮演了舉足輕重的角色。

在智能家居系統(tǒng)構(gòu)成中，Mesh網(wǎng)絡(luò)隨著行業(yè)變化，在持續(xù)更新和優(yōu)化，Zigbee協(xié)議、BLE Mesh、Wi-Fi Mesh、LoRa組網(wǎng)和基于IEEE 802.11等是智能家居發(fā)展很重要的協(xié)議。由于智能家居系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)在不斷增加，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)要做到負(fù)載平衡，需要合理創(chuàng)建路由和選擇路由，Mesh網(wǎng)絡(luò)的選擇和搭建也要持續(xù)優(yōu)化。本文將針對(duì)IoT應(yīng)用設(shè)計(jì)的Mesh網(wǎng)絡(luò)，分析不同協(xié)議下Mesh組網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，結(jié)合IoT Mesh系統(tǒng)解決方案企業(yè)案例，解讀適合不同IoT場(chǎng)景中的Mesh網(wǎng)絡(luò)，分析應(yīng)用Mesh網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的創(chuàng)新趨勢(shì)。

概念認(rèn)知：從Wi-Fi Mesh到Matter

無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)由路由器和客戶(hù)端組成，通過(guò)互相連接、通信的路由器和終端組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，它使用最可靠的通信鏈路，實(shí)現(xiàn)從一個(gè)設(shè)備到另一個(gè)設(shè)備完成的信息傳遞過(guò)程。與傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)相比，無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)屬于新型無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。Wi-Fi Mesh網(wǎng)絡(luò)是一種基于多跳路由和對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，最早在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域內(nèi)被廣泛應(yīng)用，但由于不同廠(chǎng)商的路由器不兼容，導(dǎo)致Wi-Fi Mesh產(chǎn)品無(wú)法得到大面積推廣和應(yīng)用。

BLE Mesh是IoT設(shè)備中較為重要的全球通用無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，作為一種低功耗無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它是基于BLE的星形網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，每一個(gè)BLE設(shè)備都是節(jié)點(diǎn)，通過(guò)采用多對(duì)多的通信方式，讓數(shù)據(jù)在節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行傳遞，從而具備構(gòu)建大范圍網(wǎng)絡(luò)覆蓋的通信效能。比如瑞瀛物聯(lián)BLE Mesh模組REX3T250，它為客戶(hù)提供完整、高性能、低功耗和低成本的2.4GHz BLE系統(tǒng)，擁有出色的鏈路預(yù)算，最高可達(dá)110dBm，還具有豐富的存儲(chǔ)資源，可運(yùn)用在智能家居產(chǎn)品上，讓企業(yè)智能家居成品在行業(yè)市場(chǎng)中提高競(jìng)爭(zhēng)力。

Zigbee協(xié)議是一種低功耗、短時(shí)延、可容納大量節(jié)點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)上協(xié)議，在IoT設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用，同時(shí)也具有廣闊的使用前景。Zigbee協(xié)議主要有星形、樹(shù)形、環(huán)形等組網(wǎng)方式，Mesh網(wǎng)絡(luò)是Zigbee協(xié)議常采用的一種類(lèi)型。瑞瀛物聯(lián)是國(guó)內(nèi)首批研究Zigbee協(xié)議的企業(yè)之一，在Zigbee技術(shù)上有著深厚的經(jīng)驗(yàn)，是行業(yè)內(nèi)知名的Zigbee產(chǎn)品解決方案提供商。其著重解決Zigbee技術(shù)模組成本高、穩(wěn)定性、互操作性等問(wèn)題，在Zigbee普及上，瑞瀛物聯(lián)推出REXBEE Zigbee快速開(kāi)發(fā)套件，可以提供一整套應(yīng)用代碼，適合應(yīng)用市場(chǎng)各類(lèi)主流Zigbee芯片，讓Zigbee設(shè)備智能化變簡(jiǎn)單，讓客戶(hù)具備Zigbee研發(fā)能力，為推動(dòng)國(guó)內(nèi)智能家居Zigbee技術(shù)做出了重大貢獻(xiàn)。

LoRa Mesh網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的技術(shù)之一，它是一種單跳星形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是基于非授權(quán)頻譜的廣域網(wǎng)通信技術(shù)。Matter協(xié)議是一種基于IPv6 的智能家居互聯(lián)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)兼容不同的物理介質(zhì)和數(shù)據(jù)鏈路標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，目前大多數(shù)公司還處于研究階段。

利與弊：針對(duì)IoT設(shè)備應(yīng)用側(cè)重點(diǎn)不同

針對(duì)IoT設(shè)備應(yīng)用的無(wú)線(xiàn)協(xié)議，各有利弊，使用場(chǎng)景和應(yīng)用范圍不同，側(cè)重點(diǎn)也有區(qū)別。Wi-Fi Mesh網(wǎng)絡(luò)在穩(wěn)定性、高帶寬和非視距傳輸?shù)确矫鎯?yōu)勢(shì)大，而且安裝便捷度高，無(wú)需通過(guò)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)布局即可實(shí)現(xiàn)通訊，但Wi-Fi Mesh網(wǎng)絡(luò)缺點(diǎn)也明顯，在通訊延遲、安全性和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)容量限制等問(wèn)題上，讓W(xué)i-Fi Mesh網(wǎng)絡(luò)無(wú)法在IoT設(shè)備中得到深度拓展。

BLE Mesh網(wǎng)絡(luò)在IoT設(shè)備應(yīng)用中，具有數(shù)據(jù)丟失率低、延遲低、低成本和安全性等優(yōu)勢(shì)，得到了廠(chǎng)家的反復(fù)驗(yàn)證，弊端在于BLE Mesh網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場(chǎng)景有限，在低功耗領(lǐng)域應(yīng)用市場(chǎng)上開(kāi)拓程度不深。

Zigbee協(xié)議的優(yōu)勢(shì)在于低速、低功耗、支持大量網(wǎng)上節(jié)點(diǎn)，可滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)傳感器的低能量、高容錯(cuò)性等要求，由于Zigbee協(xié)議無(wú)法直接連接到互聯(lián)網(wǎng)，需要通過(guò)網(wǎng)關(guān)“中轉(zhuǎn)”，這在一定方面上阻礙了Zigbee的推廣。

LoRa Mesh網(wǎng)絡(luò)在數(shù)字?jǐn)U頻、數(shù)字信號(hào)處理和長(zhǎng)距離通訊技術(shù)等方面優(yōu)勢(shì)大，性能提升明顯，但在安全性、抗干擾性和有效負(fù)載等方面劣勢(shì)明顯。Matter協(xié)議在特性和基本構(gòu)想上，還需要經(jīng)過(guò)研究和市場(chǎng)的佐證，但Matter協(xié)議可以讓不同協(xié)議的智能家居設(shè)備互相通信，在概念和標(biāo)準(zhǔn)上的先進(jìn)性，使其成為未來(lái)智能家居領(lǐng)域主流協(xié)議之一，市場(chǎng)前景廣闊。瑞瀛物聯(lián)Matter協(xié)議也在持續(xù)研究中，致力于為客戶(hù)提供最好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

適合不同IoT場(chǎng)景中的Mesh網(wǎng)絡(luò)：性能、功耗、成本是關(guān)鍵指標(biāo)

在行業(yè)市場(chǎng)中，由于無(wú)線(xiàn)技術(shù)和Mesh網(wǎng)絡(luò)眾多，如何選擇契合智能家居發(fā)展的協(xié)議，成為多個(gè)廠(chǎng)商考量的方向。同時(shí)，選擇適合不同IoT場(chǎng)景中使用的Mesh網(wǎng)絡(luò)，對(duì)企業(yè)在產(chǎn)品的性能、可靠性、延遲性、成本和覆蓋范圍等方面有重大意義。在產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景上，智能照明是IoT設(shè)備技術(shù)的先驅(qū)應(yīng)用場(chǎng)景，后來(lái)，隨著市場(chǎng)需求擴(kuò)大，應(yīng)用場(chǎng)景更豐富，B端和C端需求增強(qiáng)之后，Mesh網(wǎng)絡(luò)在IoT中的地位變得更高。

隨著物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，平臺(tái)、廠(chǎng)商和服務(wù)商在廣闊的市場(chǎng)中如魚(yú)得水，設(shè)備之間互聯(lián)互通的趨勢(shì)更加明顯，也保持了高速增長(zhǎng)。在AIoT場(chǎng)景下，IoT設(shè)備需要包括多場(chǎng)景、多繁雜化的需求，不僅要滿(mǎn)足實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理要求，還需要有本地時(shí)延性需求，同時(shí)，在產(chǎn)品的安全性和便捷性上，對(duì)Mesh網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求。瑞瀛物聯(lián)通過(guò)多年的創(chuàng)新與努力，打造以Zigbee為核心的無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域，拓展Bluetooth協(xié)議和技術(shù)，同時(shí)，瑞瀛物聯(lián)利用自身Mesh網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，將Zigbee協(xié)議和BLE Mesh網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到IoT設(shè)備中，推出的全屋智能智能網(wǎng)關(guān)，它支持接入Zigbee、BLE Mesh、Wi-Fi Mesh等多個(gè)主流物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品間的互聯(lián)互通。

由于IoT設(shè)備網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫ǔ；谛切位驑?shù)形構(gòu)建，但隨著物聯(lián)網(wǎng)持續(xù)應(yīng)用，愈發(fā)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)成為趨勢(shì)，Mesh網(wǎng)絡(luò)憑借多對(duì)多通信的優(yōu)勢(shì)，可以有效地將數(shù)據(jù)從通用源路由到通用目的地，極大地提升數(shù)據(jù)傳輸效率，成為行業(yè)市場(chǎng)內(nèi)廠(chǎng)商重點(diǎn)發(fā)展的方向。針對(duì)市場(chǎng)中出現(xiàn)的多個(gè)Mesh網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)企業(yè)多年的適配經(jīng)驗(yàn)，在綜合考慮多種因素之后，適合不同IoT場(chǎng)景的Mesh網(wǎng)絡(luò)主要包含BLE Mesh網(wǎng)絡(luò)、Zigbee協(xié)議和未來(lái)具備廣闊前景的Matter協(xié)議。

總之，性能、功耗、成本是IoT設(shè)備快速應(yīng)用和普及的重要指標(biāo)因素。

產(chǎn)品創(chuàng)新趨勢(shì)：高性能、低功耗和低成本

隨著物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)逐步擴(kuò)大，企業(yè)之間的合作力度增強(qiáng)，基于BLE Mesh網(wǎng)絡(luò)、Zigbee協(xié)議和其它網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的產(chǎn)品投入到市場(chǎng)中，一些高性能、低功耗和低成本的模組得到了市場(chǎng)用戶(hù)的認(rèn)可，這些產(chǎn)品可互操作和可擴(kuò)展性強(qiáng)，產(chǎn)品內(nèi)部提供了一個(gè)靈活的中間層，從而解決了用戶(hù)諸多痛點(diǎn)，通過(guò)自主創(chuàng)新的方式，用創(chuàng)新型的產(chǎn)品助推行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展。瑞瀛物聯(lián)積極抓住行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，創(chuàng)新產(chǎn)品，推出的REX3TP Zigbee/藍(lán)牙雙無(wú)線(xiàn)模塊，它是一款可以提供完整、高性能、低功耗和低成本的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，符合 IEEE802.15.4規(guī)范和Zigbee 3.0標(biāo)準(zhǔn)，在智能家居、樓宇與自動(dòng)化監(jiān)控和可穿戴設(shè)備上具備廣闊的應(yīng)用前景。

產(chǎn)品是智能家居發(fā)展的核心，由于行業(yè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力逐年提高，如何提升產(chǎn)品的綜合創(chuàng)新力？如何更好地提供服務(wù)給客戶(hù)？在Mesh網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的構(gòu)建中，需要企業(yè)用實(shí)力說(shuō)話(huà)。瑞瀛物聯(lián)秉著IoT Mesh系統(tǒng)解決方案專(zhuān)家的初心，持續(xù)賦能產(chǎn)品，通過(guò)構(gòu)建系統(tǒng)體系化方式，搭載物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)新生態(tài)，利用瑞瀛物聯(lián)核芯技術(shù)，讓智能家居單品走出孤島，構(gòu)建智慧家庭智能生態(tài)鏈體系。

總 結(jié)

目前市場(chǎng)中存在各種不同的無(wú)線(xiàn)技術(shù)，不同的協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基本上解決了設(shè)備連接需求，滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)智能化的要求。未來(lái)Mesh網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)伸縮，將廣泛應(yīng)用于多個(gè)智慧場(chǎng)景之中。同時(shí)，安全是Mesh網(wǎng)絡(luò)一直重視的問(wèn)題，在IoT設(shè)備中，需要構(gòu)建安全標(biāo)準(zhǔn)，保證用戶(hù)信息安全，同時(shí)加強(qiáng)安全防衛(wèi)機(jī)制，讓智能家居領(lǐng)域的“蛋糕”越做越大。