Thread 与蓝牙：哪一种更适合智能家居和智能建筑？

智能家居技术之所以日益普及，原因不胜枚举。试想一下：你走进家门，穿过走廊来到厨房，打开冰箱，给自己倒一杯牛奶。 在你被联网的家庭安防系统识别并经智能门锁放行后，在位监测器可能会根据你的喜好调整百叶窗、控制灯光并设定空调；与此同时，你的智能冰箱会感应牛奶的消耗量，并在必要时通过手机应用提醒你补充库存。

这一切发生在你甚至还没来得及让语音助手为你播放播客之前……

随着联网报警面板、门锁、照明、供暖和通风系统从边缘走向主流，各方正致力于协调这些系统所依赖的无线通信技术、协议和标准，以促进不同制造商之间的互操作性，从而简化应用过程。在讨论智能家居时被广泛提及的众多技术中，蓝牙®低功耗（Bluetooth® Low Energy）和Thread技术尤为突出。

蓝牙低功耗和 Thread都是短距离通信技术。因此，它们都需要通过本地网关才能接入互联网。既然蓝牙低功耗和 Thread 功能相似，那么，制造设备的智能家居解决方案开发商以及为家庭选购设备的终端用户，究竟应该选择哪一种呢？

在本篇博客中，我们将深入探讨这两项技术的共同点、差异之处，以及它们在智能家居部署中如何相互补充。

蓝牙低功耗与蓝牙网状网络

就知名度而言，蓝牙显然更胜一筹。如今市面上销售的大多数联网设备都内置了蓝牙低功耗技术，它提供了一条低功耗通信通道，可将传感器、开关和家电连接到智能手机，或通过网关连接到互联网。 蓝牙低功耗在 2.4 GHz 频段上进行通信，传输速率可达每秒 125 至 2000 千比特，主要用于数据传输。在常见的室内环境中，蓝牙低功耗的点对点通信距离在非视距条件下可达约 50 米。

与智能建筑部署特别相关的是蓝牙网状网络（Bluetooth mesh）。顾名思义，蓝牙网状网络能够将大量智能家居传感器、家电、灯具及其他设备连接成一个网状网络，在该网络中，消息会从一个节点依次中继到下一个节点，直至到达最终目的地。

蓝牙网状网络采用轻量级的泛洪式方法在网络中传输消息，将消息推送至所有邻近节点。这提高了网络的简便性、可靠性和可扩展性，并确保即使个别节点离线，消息仍能到达目的地。

蓝牙网状网络由任意数量的低功耗节点组成，例如传感器、支持低功耗节点的辅助节点、负责接收和传输消息的供电中继节点，以及将蓝牙低功耗设备与蓝牙网状网络连接起来的代理节点。

蓝牙低功耗（BLE）提供了四种安全级别来保护点对点链路：无安全保护、未经身份验证的配对链路、经身份验证的配对链路，以及最高安全级别的“LE 安全连接”。与此同时，蓝牙网状网络采用三层安全密钥机制，分别利用唯一的设备密钥、应用密钥和网络密钥。

Thread (802.15.4)

另一方面，Thread 却鲜为人知。其底层无线协议 IEEE 802.15.4 同样名不见经传。与蓝牙低功耗类似，Thread 也是一种在 2.4 GHz 频段上通信的低功耗技术。由于它是专为网状网络设计的，因此将 Thread 与蓝牙网状网络进行比较更为合理。

Thread 最具差异化的特点或许在于它基于互联网协议（IP）。 因此，它原生支持 IPv6，这使得构建能够与其他厂商设备无缝交互的解决方案变得尤为简单。这也是连接标准联盟（Connectivity Standards Alliance）推出的Matter 智能家居互联标准 选择 Thread 而非蓝牙低功耗（Bluetooth LE）作为设备间通信协议的关键原因。

蓝牙网状网络采用消息泛洪方式在网络中传输消息，而 Thread 则采用路由方式，消息可沿着预定义的路径在设备间逐级中继，直至到达目标目的地。如果路径上的某个节点暂时离线，网络会自动通过备用路径重定向消息，从而提高网络的弹性。

Thread 网状网络由三类不同的设备组成，每个网络最多可包含 16352 个节点。 终端设备（通常为传感器或开关）仅负责数据的收发。路由器（每个网络最多可有 32 个）是接收消息、放大信号并重新传输的节点。而边界路由器则基本上是智能家居网络与更广阔的互联网之间的网关。

Matter 标准选择 Thread 的另一个原因是边界路由器的成熟度，无论是在规范还是参考实现方面。由于它们支持 NAT64 和 DNS64（这两项技术有助于从 IPv4 向 IPv6 协议的过渡），因此目前已可用于实际部署。

Thread 通过主密钥对所有数据流量进行加密和保护，从而确保通信安全。要加入 Thread 网络，加入节点必须使用基于 PKI（公钥基础设施）或 PSK（预共享密钥）的密钥，通过 DTLS 会话向 Thread 领导节点进行身份验证。

共同点与差异

Thread 和蓝牙在许多方面具有可比性。两者均在 2.4 GHz 频段上提供短距离无线通信。两者均可用于构建网状网络，并具备这种拓扑结构带来的所有优势，包括覆盖范围的扩展和鲁棒性的增强。在功耗方面，两者也大致相当。

然而，这两项技术在某些关键领域以及一些更细微的方面仍存在差异。其中最关键的一点是，Thread 采用互联网协议（IP）进行通信。尽管这会增加数据开销，但解决方案开发人员可以像设计任何其他形式的有线或无线互联网通信一样，轻松管理基于 Thread 的通信。

与此同时，蓝牙支持部署规模更大的网络。凭借其庞大的生态系统和在该领域的广泛普及，蓝牙为智能家居设备与智能手机之间提供了天然的通信通道。此外，蓝牙设备不基于 IP 运行这一特点也带来了其独特的优势。 与连接互联网的设备相比，非IP设备面临的安全风险较小。因此，可以使用更轻量级的安全协议来保护它们，并降低安全开销。   

何时选用何种技术

蓝牙网状网络已在商业和工业建筑中的智能照明解决方案中得到广泛应用。另一方面，得益于被纳入Matter标准，Thread有望在智能家居应用场景中进一步扩大其应用范围。 在苹果、谷歌、三星、宜家、施耐德电气等业内巨头的大力支持下，Thread 甚至可能在该技术本身成为家喻户晓的名字之前，就被用于连接家庭中的智能设备。  

归根结底，针对特定部署的最优技术将取决于具体应用场景以及具体的互操作性要求。工业应用场景很可能继续青睐蓝牙低功耗和蓝牙网状网络。随着 Matter 标准在业界影响力日益增强，Thread 已成为智能家居和互联建筑中设备间连接的强有力竞争者。

与此同时，根据 Matter 标准，蓝牙低功耗（Bluetooth LE）将成为连接智能家居设备以进行调试和配置的首选通信通道，这得益于该技术在当今智能手机和平板电脑中的广泛普及。

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