Matter和Z-Wave有何不同？它們的應用有哪些？

智能家居設備正變得越來越流行和多樣化，但也面臨著互操作性的挑戰(zhàn)。設備使用不同的協(xié)議相互通信，并與集線器或控制器通信，這可能導致兼容性問題、安全風險和性能的影響。為了應對這一挑戰(zhàn)，Silicon Labs（亦稱“芯科科技”）廣泛支持智能家居行業(yè)中較具潛力的兩種現(xiàn)有標準：Matter 和 Z-Wave，并制作本篇博文幫助開發(fā)人員了解這兩項標準的特性、它們之間有何不同、它們對智能家居用戶和開發(fā)人員的意義，以及對應的解決方案和設計考量。

什么是 Matter？

Matter協(xié)議旨在為智能家居設備創(chuàng)建統(tǒng)一和安全的連接標準。它由曾被稱為 Zigbee 聯(lián)盟的連接標準聯(lián)盟（ConnectedStandard Alliance）所提出，其中包括亞馬遜、蘋果、谷歌和三星等主要生態(tài)系統(tǒng)，惠而浦和 LG 等消費品牌公司，以及包含芯科科技在內(nèi)的半導體公司等。Matter基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP），這意味著它可以使用現(xiàn)有的 Wi-Fi、以太網(wǎng)或 Thread 技術來連接設備。Matter 還支持用于設備設置和調試的低功耗藍牙（BluetoothLE）技術。

Matter簡單、可靠、安全。其提出一個通用的應用層，指定設備應該如何交互以及與云連接，而不受底層網(wǎng)絡的限制。它還提供端到端加密、設備認證和輕松的板載過程。Matter 與 Alexa、Siri 和 Google Assistant 等語音助手兼容，支持各種設備類型，如燈具、鎖具、攝像頭、恒溫器等。

Z-Wave 是什么？

Z-Wave是一種低功耗網(wǎng)狀網(wǎng)絡協(xié)議，可在 800-900 MHz 頻帶上運行。它由 Z-Wave 聯(lián)盟開發(fā)，該聯(lián)盟包括 300 多家生產(chǎn) Z-Wave 認證設備的公司。Z-Wave 廣泛用于智能家居設備，尤其是安全、照明、氣候控制和門禁控制。

Z-Wave可靠、可擴展、安全，可向后兼容。它使用網(wǎng)狀網(wǎng)絡拓撲，這意味著每個設備都可以充當中繼器并擴展網(wǎng)絡的范圍，它還使用加密和設備身份驗證來防止未經(jīng)授權的訪問和黑客攻擊。Z-Wave 網(wǎng)絡可處理包括主控制器在內(nèi)的最多 232 個設備（節(jié)點）。

Matter 和 Z-Wave 有何不同？

Matter和Z-Wave 都是智能家居連接的流行標準，但二者有一些關鍵差異。以下是區(qū)分二者的一些主要方面：

應用層：Matter 是一種基于 IP的應用層協(xié)議，可以使用 Wi-Fi、以太網(wǎng)或 Thread 等其他技術的底層。Z-Wave是涵蓋物理層到應用層的完整協(xié)議，是一種使用 1 GHz 以下 ISM 頻段的非 IP Mesh協(xié)議。

設備類型：Matter支持比Z-Wave 更廣泛的設備類型，包括攝像機、揚聲器、電視等。Z-Wave專注于需要低功耗和可靠通信的低帶寬設備，例如安全系統(tǒng)、傳感器、開關和鎖具。

安全性：Matter 提供端到端加密、設備認證和云集成，可增強智能家居設備的安全性和隱私性。Z-Wave還提供加密和設備身份驗證，但不提供內(nèi)置云服務。

兼容性：Matter 兼容流行的語音助手和其他基于IP的設備，可以更輕松地與現(xiàn)有的智能家居生態(tài)系統(tǒng)集成。Z-Wave需要一個專用的網(wǎng)關或集線器，但有大量的可協(xié)同工作的兼容設備。

Z-Wave LR：全新一代長距離連接標準

隨著智能家居市場的增長和發(fā)展，人們對更先進、更通用的解決方案的需求也在不斷增加。因此，Z-Wave 聯(lián)盟宣布推出名為Z-Wave遠程協(xié)議 (Z-Wave LR) 的新標準。

Z-WaveLR 是現(xiàn)有Z-Wave 協(xié)議的擴展，旨在解決當前技術的一些局限性和挑戰(zhàn)。與標準 Z-Wave 相比，Z-Wave LR 具有多種優(yōu)點和優(yōu)勢，例如：

長距離：Z-Wave LR 可支持高達標準 Z-Wave 四倍的范圍，相當于一公里的視線范圍。這意味著 Z-Wave LR 設備可以覆蓋更大的區(qū)域和更遠的距離，例如室外空間、多層建筑或農(nóng)村房屋。

更大的網(wǎng)絡規(guī)模：與標準 Z-Wave 的 4,000 個節(jié)點限制相比，Z-Wave LR 每個網(wǎng)絡最多可支持 232 個節(jié)點。這意味著 Z-Wave LR 可以兼容更多的設備和傳感器，從而實現(xiàn)更復雜和多樣化的智能家居場景。

向后兼容性：Z-Wave LR 可與現(xiàn)有的 Z-Wave 集線器和設備配合使用，只要它們更新到最新的固件和軟件即可。這意味著 Z-Wave LR 可以利用現(xiàn)有的 Z-Wave 生態(tài)系統(tǒng)和基礎設施，而無需用戶更換或放棄其當前設備。

Z-WaveLR 并非旨在取代標準Z-Wave，而是作為其補充并擴展其功能。Z-Wave LR 可用于需要更大范圍或更大網(wǎng)絡規(guī)模的設備，而標準 Z-Wave 仍可用于需要網(wǎng)狀網(wǎng)絡的設備。由于 Z-Wave 和 Z-Wave LR 位于 800-900 MHz 頻段，因此它們也可以與其他 2.4 GHz協(xié)議共存，例如Matter 和Wi-Fi，而不會造成干擾，即使 Z-Wave LR 具有高輸出功率和長距離特性。

Z-WaveLR 可以為智能家居用戶和開發(fā)人員開辟新的可能和機會，他們可以從其增強的功能和性能中受益。探索Z-Wave LR解決方案：https://cn.silabs.com/wireless/z-wave/z-wave-long-range-overview

Matter 和 Z-Wave 的應用有哪些？

Matter和Z-Wave 具有不同的應用和用例，具體取決于智能家居用戶和開發(fā)人員的需求和偏好。以下是一些使用示例：

Matter 可用于創(chuàng)建無縫、安全的智能家居體驗，來自不同品牌和平臺的設備可以協(xié)同工作，并由語音或應用程序控制。Matter 還可以實現(xiàn)新的功能，例如視頻流、多房間音頻和智能顯示。

Z-Wave 可用于創(chuàng)建可靠且可擴展的智能家居網(wǎng)絡，設備可以相互通信，并與集線器進行通信，而不會產(chǎn)生干擾或延遲。Z-Wave 還可以實現(xiàn)自動化和自定義，例如場景、計劃和觸發(fā)器。

雖然它們服務于類似的應用，但Matter專注于多生態(tài)系統(tǒng)支持，因為來自各關鍵生態(tài)系統(tǒng)的設備支持Matter，而Z-Wave專注于使用 1 GHz 以下技術進行更長距離的可靠通信，以及 Z-Wave 生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的互操作。

Z-Wave LR 應用

Z-WaveLR 可應用于各種智能家居場景和設備，例如：

室外和周邊安全：Z-Wave LR 可以實現(xiàn)傳感器、門鎖和照明的無線連接，無需中繼器或擴展器。Z-Wave LR 還可以覆蓋較大的區(qū)域，如花園、車道或后院，并在惡劣的天氣條件下提供更可靠的通信。

多住戶單元和大型住宅：Z-Wave LR 可以克服墻壁、地板和天花板造成的障礙和干擾，并為大型家庭或建筑的不同樓層和房間的智能家居設備提供無縫連接。Z-Wave LR 還可以在單個網(wǎng)絡中支持更多設備，最多 4,000 個節(jié)點，允許用戶在家中添加更多智能家居功能，并允許多住戶物業(yè)經(jīng)理在單個網(wǎng)絡上管理建筑或建筑群。

電池供電和低功耗設備：Z-Wave LR 通過使用更高效的調制方案和更低的占空比，降低功耗并延長傳感器、恒溫器或煙霧探測器等智能家居設備的電池壽命。Z-Wave LR 還可以在這些設備中實現(xiàn)更頻繁、更及時地更新，從而提高其響應能力和準確性。

Z-WaveLR 和Matter 是兩種具有不同目標和用例的不同技術。Z-Wave LR 是一種低功耗、長距離無線協(xié)議，專為與中央集線器或網(wǎng)關通信的智能家居設備而設計。Matter 是一種跨平臺、可互操作的標準，專為相互通信和與云通信的智能家居設備而設計。Z-Wave LR 和 Matter 可以在智能家居生態(tài)系統(tǒng)中共存并相互補充，具體取決于用戶的需求和偏好。

因此，不能說 Z-Wave LR 比 Matter 更好，反之亦然，因為它們具有不同的優(yōu)勢和局限性。Z-WaveLR 可以為遠離集線器或網(wǎng)關的電池供電和低功耗設備提供更可靠和安全的通信，例如室外和周邊安全設備或多層和大型家庭。Matter 可使支持多種協(xié)議和平臺的設備更加靈活，提高其兼容性，如語音助手、智能揚聲器或智能電視。這兩種技術都可以增強智能家居設備的用戶體驗和功能，用戶可以選擇滿足其特定需求的最佳選項。

Matter的關鍵目標是能夠在消費者家中輕松添加智能設備，而無需解譯產(chǎn)品兼容的平臺。隨著 Matter 進入智能家居，一個常見問題是：“使用其他技術的現(xiàn)有設備能否與 Matter 設備配合使用？雖然 Matter 原生支持 Wi-Fi、以太網(wǎng)和 Thread，但其目標在于簡化智能家居，包括那些已有設備使用Zigbee 或Z-Wave 等其他網(wǎng)絡技術的智能家居。為了實現(xiàn)這一點，Matter 橋接能夠在使用其他協(xié)議（即其他語言）的設備和Matter 設備之間進行翻譯，從而使之協(xié)同工作。橋接可以內(nèi)置到各種硬件設備中，如集線器、電視、路由器或智能揚聲器，為現(xiàn)有的非 Matter設備提供無縫的用戶體驗。探索Matter網(wǎng)絡橋接解決方案：https://cn.silabs.com/wireless/matter/matter-bridge-for-non-matter-devices

結論

Matter和Z-Wave 是智能家居連接的兩個現(xiàn)有標準，有著不同的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)。Matter 是基于 IP 的統(tǒng)一、安全的協(xié)議，可支持各種設備類型和語音助手。Z-Wave是一種可靠且可擴展的1 GHz 以下非IP 協(xié)議，可支持需要低功耗和可靠通信的設備。這兩個標準都有自己的應用和用例，可在智能家居行業(yè)共存并相互補充。作為智能家居用戶和開發(fā)人員，了解這些標準之間的差異及其如何影響智能家居設備的未來非常重要。