什么是 Zigbee 協(xié)議？

Zigbee 技術(shù)是一種連接距離短、功耗低、復(fù)雜程度低、數(shù)據(jù)傳輸量低的無(wú)線通信技術(shù)，其命名靈感源自于蜜蜂在群體中的信息傳輸。它主要通過(guò)網(wǎng)關(guān)與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信，并嵌入各種智能設(shè)備，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制。

同一個(gè) Zigbee 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備之間也可以直接發(fā)送消息，在網(wǎng)絡(luò)離線時(shí)實(shí)現(xiàn)本地控制。例如：照明遙控器和照明設(shè)備，窗簾遙控器和窗簾電機(jī)等，可以脫離網(wǎng)關(guān)使用。

一、Zigbee開(kāi)發(fā)框架簡(jiǎn)介

為了給開(kāi)發(fā)者提供簡(jiǎn)單易用、接口統(tǒng)一的開(kāi)發(fā)環(huán)境，涂鴉重磅推出 TuyaOS Zigbee 子設(shè)備開(kāi)發(fā)框架，它是屬于 TuyaOS 系統(tǒng)的一個(gè)子集，該框架基于業(yè)務(wù)包的概念所設(shè)計(jì)，提供了產(chǎn)品級(jí)的能力，同時(shí)高度封裝了 Zigbee 協(xié)議棧。這意味著開(kāi)發(fā)者無(wú)需關(guān)心具體的實(shí)現(xiàn)原理，使用業(yè)務(wù)接口即可快速開(kāi)發(fā) Zigbee 產(chǎn)品。

基于涂鴉提供標(biāo)準(zhǔn)的 API 開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)者可以在不同平臺(tái)之間實(shí)現(xiàn)應(yīng)用代碼的無(wú)縫移植，從而加速產(chǎn)品落地。本開(kāi)發(fā)框架提供了路由設(shè)備（Router）和終端設(shè)備（End Device）兩種 Zigbee 3.0 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備類型的開(kāi)發(fā)，接下來(lái)為大家具體介紹下。

二、重點(diǎn)功能介紹

1、設(shè)備配網(wǎng)方式更豐富

一個(gè) Zigbee 設(shè)備要想加入到另一個(gè) Zigbee 網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，必須先進(jìn)行配網(wǎng)操作。而 Zigbee 設(shè)備的入網(wǎng)流程，大體包括：發(fā)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)---請(qǐng)求關(guān)聯(lián)---交換密鑰---更新鏈接密鑰。

針對(duì)設(shè)備使用場(chǎng)景的不同，涂鴉 Zigbee 子設(shè)備框架還提供了多種設(shè)備配網(wǎng)方案：

普通配網(wǎng)

最常見(jiàn)的就是用戶在設(shè)備上進(jìn)行操作后（設(shè)備上電、按鍵），觸發(fā)子設(shè)備進(jìn)入配網(wǎng)狀態(tài)，開(kāi)始進(jìn)行掃網(wǎng)，在發(fā)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)后自動(dòng)進(jìn)入后續(xù)流程。

掃碼配網(wǎng)

在某些施工場(chǎng)景下，施工人員無(wú)法直接對(duì)子設(shè)備進(jìn)行操作。針對(duì)這類場(chǎng)景，該框架提供了掃碼配網(wǎng)的方案。

即用戶可以通過(guò) App 掃描子設(shè)備上的二維碼，然后通知網(wǎng)關(guān)開(kāi)啟配網(wǎng)，并主動(dòng)搜尋 Zigbee 子設(shè)備。一旦搜尋到子設(shè)備，就與其進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，協(xié)助子設(shè)備入網(wǎng)。

TouchLink

TouchLink 字面意思即接觸式連接，是 Zigbee3.0 標(biāo)準(zhǔn)中 ZLL（Zigbee Light Link）協(xié)議定義的一種組網(wǎng)方式。早期主要用于照明場(chǎng)景，之后逐步演化為一種標(biāo)準(zhǔn)的配網(wǎng)方式。

Touchlink 其實(shí)是一種近距離組網(wǎng)方式：一個(gè)設(shè)備被定義為發(fā)起者（Initiator），另一個(gè)設(shè)備被定義為目標(biāo)者（Target）。發(fā)起者和目標(biāo)者直接建立連接，全程都無(wú)需網(wǎng)關(guān)和 App 參與，配網(wǎng)速度更快更便捷。

①發(fā)起者的職責(zé)是掃描目標(biāo)設(shè)備。通常情況下終端設(shè)備（End Device）會(huì)被定義成發(fā)起者。

②目標(biāo)者的職責(zé)是等待附近發(fā)起者的掃描請(qǐng)求。通常情況下，路由設(shè)備（Router）會(huì)被定義成目標(biāo)者，在配置時(shí)主要存在以下兩種情況：

---若得知發(fā)起者不存在網(wǎng)絡(luò)，則目標(biāo)者需要建立一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)；

---若得知發(fā)起者有網(wǎng)絡(luò)，則目標(biāo)者自動(dòng)加入發(fā)起者的網(wǎng)絡(luò)。

框架支持 ZLL 發(fā)起者角色開(kāi)發(fā)，也支持目標(biāo)者角色開(kāi)發(fā)。且支持配置 TouchLink 時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度，以調(diào)整 TouchLink 時(shí)兩個(gè)設(shè)備之間的最大距離。

舉個(gè)例子：照明遙控器其實(shí)相當(dāng)于是發(fā)起者角色，燈具相當(dāng)于是目標(biāo)者角色，通過(guò) App 就能實(shí)時(shí)控制燈具狀態(tài)。

2、OTA時(shí)間更短

OTA 即 Over-the-Air，是一種通過(guò)無(wú)線通訊進(jìn)行固件升級(jí)的技術(shù)。TuyaOS 支持設(shè)備 OTA 升級(jí)能力：通過(guò)搭配涂鴉網(wǎng)關(guān)和云端，可以遠(yuǎn)程為設(shè)備固件進(jìn)行軟件升級(jí)，降低退貨返工等生產(chǎn)成本。

全量 OTA

一般 OTA 傳輸?shù)墓碳峭暾墓碳?，也稱全量 OTA 。全量 OTA 升級(jí)是 Zigbee 規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)用法。固件包的大小不同，整個(gè) OTA 過(guò)程大約需要10~15分鐘，傳輸時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。

差分 OTA

為了縮短 OTA 的時(shí)長(zhǎng)，該框架為開(kāi)發(fā)者提供了差分 OTA 升級(jí)方式。差分升級(jí)又叫增量更新，是將老版本固件與新版本固件做對(duì)比差分，得到升級(jí)部分的補(bǔ)丁即差分包。

設(shè)備下載了差分包后，將老版本固件與差分包進(jìn)行組合，以得到新版本的固件。當(dāng) OTA 固件與設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行固件差異較小時(shí)，差分 OTA 包也會(huì)很小，可極大縮短傳輸時(shí)間，整個(gè) OTA 過(guò)程可以縮短至 1 分鐘以內(nèi)。

群組 OTA

當(dāng)一個(gè)群組內(nèi)有多個(gè)相同的設(shè)備需要升級(jí)時(shí)，如果逐個(gè)進(jìn)行升級(jí)會(huì)非常耗時(shí)。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，該框架提供了群組 OTA 方案，支持同時(shí)對(duì)群組內(nèi)的相同設(shè)備統(tǒng)一進(jìn)行固件升級(jí)，從而縮短總體時(shí)長(zhǎng)。群組內(nèi)相同設(shè)備數(shù)量越多，效果越明顯，且差分 OTA 和群升 OTA 可以同時(shí)使用。

三、產(chǎn)品應(yīng)用實(shí)例

1、無(wú)線開(kāi)關(guān)

如今，控制智能產(chǎn)品的外部媒介越來(lái)越多樣化，如 App、智能音箱、語(yǔ)音控制等，已經(jīng)成為相當(dāng)主流的控制方式。而由于設(shè)備眾多且使用對(duì)象各異，控制媒介在實(shí)際應(yīng)用中常常存在許多痛點(diǎn)，比如：

不方便掏出手機(jī)控制；

部分智能場(chǎng)景需要配置 App，對(duì)老人和小孩來(lái)說(shuō)有操作難度；

一些商業(yè)場(chǎng)合需要產(chǎn)品互聯(lián)，但通過(guò)總線配置的方案太復(fù)雜，因此無(wú)線開(kāi)關(guān)應(yīng)運(yùn)而生，化繁為簡(jiǎn)。

(無(wú)線開(kāi)關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，支持4路按鍵）

特點(diǎn)：

DIY 聯(lián)動(dòng)動(dòng)作

通過(guò)按鍵可自定義配置單擊、雙擊、長(zhǎng)按等動(dòng)作，并一鍵喚醒專屬場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)。

反轉(zhuǎn)雙控

支持你在配置場(chǎng)景開(kāi)關(guān)時(shí)一鍵取反，快速讓無(wú)線開(kāi)關(guān)和被控設(shè)備組成雙控聯(lián)動(dòng)。

步進(jìn)調(diào)節(jié)

選擇調(diào)高/調(diào)低，即可通過(guò)無(wú)線開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)檔位、亮度。

自發(fā)電

依托 Zigbee 標(biāo)準(zhǔn) green power 技術(shù)，無(wú)線開(kāi)關(guān)可擺脫電池供電的模式，通過(guò)按鍵按下的動(dòng)能就能持續(xù)供電，用戶不用再為突然沒(méi)電而煩惱。

目前，同樣應(yīng)用該技術(shù)的，還有自發(fā)電智能門鈴，產(chǎn)品已經(jīng)相當(dāng)成熟。不耗一度電，也能時(shí)刻保持在線工作。即使你不在家，也能通過(guò)手機(jī) App 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程呼叫提醒，可以一鍵開(kāi)鎖，并在進(jìn)門后聯(lián)動(dòng)其他智能設(shè)備來(lái)豐富應(yīng)用場(chǎng)景。

場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)

支持在 Wi-Fi 離線的環(huán)境下，網(wǎng)關(guān)能聯(lián)動(dòng)家中所有 Zigbee 產(chǎn)品；并在網(wǎng)關(guān)和 Wi-Fi 都在線的環(huán)境下，按下按鍵，動(dòng)態(tài)場(chǎng)景就會(huì)聯(lián)動(dòng)調(diào)光開(kāi)關(guān)、窗簾開(kāi)關(guān)，對(duì)燈具的亮度或窗簾開(kāi)合百分比進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。

2、智能門鎖

忘帶鑰匙一直是大家的日常痛點(diǎn)，但有了智能鎖就能完美解決這個(gè)問(wèn)題。涂鴉智能鎖方案支持指紋、密碼、門卡、人臉、指靜脈等多種解鎖方式。基于每個(gè)用戶的自定義設(shè)置，門鎖開(kāi)門后可聯(lián)合全屋其他智能設(shè)備，觸發(fā)對(duì)應(yīng)聯(lián)動(dòng)場(chǎng)景，滿足居家不同需求。

比如開(kāi)門后聯(lián)動(dòng)燈具自動(dòng)打開(kāi)，對(duì)于老人非常方便，可以有效避免摸黑開(kāi)燈導(dǎo)致的意外。

特點(diǎn)：

解鎖方式多元

支持手機(jī)、指紋、密碼、門卡、人臉、指靜脈等多種解鎖方式，無(wú)需鑰匙就能輕松出門。

開(kāi)門記錄查詢

智能鎖可以成為你的管家，告知你家門口發(fā)生的一切動(dòng)靜，包括實(shí)時(shí)開(kāi)門記錄、門鈴呼叫、家人回家提醒等。

可視對(duì)講聯(lián)動(dòng)

當(dāng)訪客到家時(shí)，主人可以遠(yuǎn)程通過(guò)智能可視門鈴來(lái)進(jìn)行可視對(duì)講，支持一鍵為訪客開(kāi)門，且涂鴉生態(tài)內(nèi)所有可視門鈴與智能門鎖均可支持聯(lián)動(dòng)功能。

第三方語(yǔ)音控制

智能鎖支持接入 Amazon Alexa、Google Assistant 兩大主流智能音箱。語(yǔ)音控制支持以下三個(gè)核心功能：語(yǔ)音檢查門鎖狀態(tài)、語(yǔ)音控制開(kāi)鎖和關(guān)鎖。