本文由Silicon Labs撰写

智能家居设备正变得越来越流行和多样化，但它们也面临着互操作性的挑战。不同的设备使用不同的协议相互通信以及与集线器或控制器通信，这可能导致兼容性问题、安全风险和性能问题。为了应对这一挑战，智能家居行业广泛使用两种现有标准：Matter和Z-Wave。通过这篇博文，您将了解这些标准是什么、它们有何不同以及它们对智能家居用户和开发人员意味着什么。

Matter是什么？

Matter 协议旨在为智能家居设备创建统一且安全的连接标准。它由连接标准联盟 (CSA)（原名 Zigbee 联盟）开发，该联盟的成员包括亚马逊、苹果、谷歌等大型科技公司，三星、惠而浦和 LG 等消费公司以及 Silicon Labs 等半导体公司。Matter 基于互联网协议 (IP)，这意味着它可以使用现有的 Wi-Fi、以太网或 Thread 技术来连接设备。Matter 还支持低功耗蓝牙 (Bluetooth LE) 来进行设备设置和调试。

Matter 的设计理念是简单、可靠和安全。它定义了一个通用的应用层，指定设备之间以及与云之间的交互方式，而不管底层网络层如何。它还提供端到端加密、设备认证和轻松入门。Matter 与 Alexa、Siri 和 Google Assistant 等语音助手兼容，并支持多种设备类型，例如灯、锁、摄像头、恒温器等。

什么是Z-Wave？

Z-Wave 是一种低功耗网状网络协议，工作在 800-900 MHz 频段。它由 Z-Wave 联盟开发，该联盟包括 300 多家生产 Z-Wave 认证设备的公司。Z-Wave 广泛应用于智能家居设备，尤其是安防、照明、气候控制和门禁控制。

Z-Wave 的设计目标是可靠、可扩展、安全且向后兼容。它使用网状网络拓扑，这意味着每个设备都可以充当中继器并扩展网络范围。它还使用加密和设备身份验证来防止未经授权的访问和黑客攻击。Z-Wave 网络最多可以处理 232 个设备（节点），包括主控制器。

Matter 和 Z-Wave 有何不同？

Matter 和 Z-Wave 都是智能家居连接的流行标准，但它们有一些关键区别。以下是区分它们的一些主要方面：

应用层：Matter 是一种基于 IP 的应用层协议，可以使用 Wi-Fi、以太网或 Thread 等其他技术的较低层。Z-Wave 是一种涵盖物理层到应用层的完整协议，它是一种使用 sub-GHz ISM 频段的非 IP MESH 协议。

设备类型：Matter 支持的设备类型比 Z-Wave 更广泛，包括相机、扬声器、电视等。Z-Wave 专注于需要低功耗和可靠通信的低带宽设备，例如安全系统、传感器、开关和锁。

安全性：Matter 提供端到端加密、设备认证和云集成，可以增强智能家居设备的安全性和隐私性。Z-Wave 也提供加密和设备认证，但没有内置云服务。

兼容性：Matter 与流行的语音助手和其他基于 IP 的设备兼容，这可以使其更容易与现有的智能家居生态系统集成。Z-Wave 需要 Z-Wave 特定的网关或集线器，但拥有大量可以协同工作的兼容设备。

Z-Wave LR：下一代 Z-Wave

随着智能家居市场的发展，对更先进、更通用的解决方案的需求也在不断增长。因此，支持和推广 Z-Wave 的公司联盟 Z-Wave Alliance 宣布了一项名为Z-Wave 长距离（Z-Wave LR）。

Z-Wave LR 是现有 Z-Wave 协议的扩展，旨在解决当前技术的一些限制和挑战。与标准 Z-Wave 相比，Z-Wave LR 可以提供多种好处和优势，例如：

范围更广：Z-Wave LR 可支持高达标准 Z-Wave 范围的四倍，视线可达一公里。这意味着 Z-Wave LR 设备可以覆盖更大的区域和距离，例如室外空间、多层建筑或乡村地产。

网络规模更大：Z-Wave LR 每个网络最多可支持 4,000 个节点，而标准 Z-Wave 节点限制为 232 个。这意味着 Z-Wave LR 可以容纳更多设备和传感器，从而实现更复杂、更多样化的智能家居场景。

向后兼容性：Z-Wave LR 可以与现有的 Z-Wave 集线器和设备配合使用，只要它们更新到最新的固件和软件即可。这意味着 Z-Wave LR 可以利用现有的 Z-Wave 生态系统和基础设施，而无需用户更换或丢弃其现有设备。

Z-Wave LR 并非旨在取代标准 Z-Wave，而是对其进行补充并扩展其功能。Z-Wave LR 可用于需要更长范围或更大网络规模的设备，而标准 Z-Wave 仍可用于需要网状网络的设备。由于 Z-Wave 和 Z-Wave LR 处于 800-900 MHz 频段，因此它们还可以与其他 2.4 GHz 协议（如 Matter 和 Wi-Fi）共存而不会造成干扰，即使是具有高输出功率和长范围的 Z-Wave LR 也不会造成干扰。

Z-Wave LR 可以为智能家居用户和开发者开辟新的可能性和机会，他们可以从其增强的功能和性能中受益。

Matter 和 Z-Wave 有哪些应用？

Matter 和 Z-Wave 具有不同的应用和用例，具体取决于智能家居用户和开发人员的需求和偏好。以下是一些如何使用它们的示例：

Matter：可用于打造无缝且安全的智能家居体验，不同品牌和平台的设备可以协同工作，并通过语音或应用进行控制。Matter 还可以实现新特性和功能，例如视频流、多房间音频和智能显示。

Z-Wave：可用于创建可靠且可扩展的智能家居网络，其中设备可以相互通信并与集线器通信，而不会产生干扰或延迟。Z-Wave 还可以实现自动化和自定义，例如场景、时间表和触发器。

虽然它们服务于类似的应用程序，但 Matter 真正专注于多生态系统支持，因为来自主要生态系统的设备支持 Matter，而 Z-Wave 专注于使用 sub-GHz 技术实现更长距离和可靠的通信，并在 Z-Wave 生态系统内进行互操作。

Z-Wave LR 的应用

Z-Wave LR 可应用于各种智能家居场景和设备，例如：

户外和周边安全：Z-Wave LR 可实现传感器、门锁和照明的无线连接，无需中继器或扩展器。Z-Wave LR 还可以覆盖更大的区域，例如花园、车道或后院，并在恶劣的天气条件下提供更可靠的通信。

多户住宅和大型住宅：Z-Wave LR 可以克服墙壁、地板和天花板造成的障碍和干扰，并为大型住宅或建筑不同楼层和房间的智能家居设备提供无缝连接。Z-Wave LR 还可以在单个网络中支持更多设备，最多 4,000 个节点，让用户可以为其住宅添加更多智能家居功能，并让多户住宅物业经理在单个网络上覆盖建筑物或综合体。

电池供电和低功耗设备：Z-Wave LR 通过使用更高效的调制方案和更低的占空比，可以降低功耗并延长智能家居设备（如传感器、恒温器或烟雾探测器）的电池寿命。Z-Wave LR 还可以使这些设备更频繁、更及时地进行更新，从而提高其响应能力和准确性。

Z-Wave LR 和 Matter 是两种不同的技术，具有不同的目标和用例。Z-Wave LR 是一种低功耗、长距离无线协议，专为与中央集线器或网关通信的智能家居设备而设计。Matter 是一种跨平台、可互操作的标准，专为相互通信和与云通信的智能家居设备而设计。Z-Wave LR 和 Matter 可以在智能家居生态系统中共存并相互补充，具体取决于用户的需求和偏好。

因此，说 Z-Wave LR 优于 Matter 或反之亦然并不公平，因为它们具有不同的优势和局限性。Z-Wave LR 可以为远离集线器或网关的电池供电和低功耗设备提供更可靠和安全的通信，例如室外和周边安全设备或多层和大型住宅。Matter 可以为支持多种协议和平台的设备提供更大的灵活性和兼容性，例如语音助手、智能扬声器或智能电视。这两种技术都可以增强智能家居设备的用户体验和功能，用户可以根据自己的特定需求选择最佳选项。

Matter 的一个关键目标是能够轻松地在消费者家中添加智能设备，而无需弄清楚产品兼容哪个平台。随着 Matter 进入智能家居领域，一个常见的问题是：“我现有的使用其他技术的设备能否与 Matter 设备兼容？”挑战在于，为了协同工作，智能家居设备需要使用相同的语言；然而，智能家居中存在多种现有语言。虽然 Matter 原生支持 Wi-Fi、以太网和 Thread，但它的目标是简化智能家居，包括那些已经拥有使用其他网络技术（如 Zigbee 或 Z-Wave）设备的智能家居。为了实现这一点，Matter 通过桥接器允许使用其他协议的设备通过在它们之间进行转换来与 Matter 设备一起工作。桥接器可以内置到各种硬件设备中，例如集线器、电视、路由器或智能扬声器，从而在现有的非 Matter 和 Matter 设备之间提供无缝的用户体验。

结论

Matter 和 Z-Wave 是两种现有的智能家居连接标准，它们具有不同的优势和挑战。Matter 是一种统一且安全的基于 IP 的协议，可以支持多种设备类型和语音助手。Z-Wave 是一种可靠且可扩展的 Sub-GHz 非 IP 协议，可以支持需要低功耗和可靠通信的设备。这两种标准都有各自的应用和用例，它们可以在智能家居行业共存并相互补充。作为智能家居用户和开发者，了解这些标准之间的差异以及它们如何影响智能家居设备的未来非常重要。