智能家居

智能家居系统常用的几种无线技术

  和总线制智能家居系统相比,无线的好处是即插即用、免布线等。但主流的Wi-Fi、ZigBee、蓝牙在家庭的环境中都有各自的短板。网上有很多关于技术的介绍,我就不详细分析技术了,从应用上来聊聊。Wi-Fi是基于IEEE802.11的通信协议,被广泛使用在智能单品及智能家电中。原因是配网简单,用户熟悉度高,不需要额外的网关,可以和存量路由器直接通信。但Wi-Fi的问题是信道本身已经拥挤、接入数量多容易掉线,路由器能支持同时连接的设备数有限。BLE(低功耗蓝牙技术)有低功耗、快速与手机连接的特性,但早期都是以点对点产品为主。基于低功耗特性,蓝牙智能产品集中在可穿戴设备、健康监护设备等产品中。从蓝牙4.1协议开始,蓝牙 mesh产品具备了ZigBee才有的自组网特征,但蓝牙mesh还处在技术积累期,尤其是要解决为了组网而功耗增加的问题。以上两种协议在苹果的HomeKit中有完整定义,其他无线产品则需要通过“bridge”来接入。智能手机都标配这两种技术,用户都非常熟悉这些产品的配对、联网,这也是大量的智能硬件使用Wi-Fi和BLE的原因。Zigbee是基于IEEE802.15.4的通信协议, 它的特点是低功耗、自组网、节点数多。但手机中没有ZigBee模块,需要额外的网关接入ip网络。ZigBee mesh网络复杂、用户DIY的可能性小,可能更适用于工业物联网。早期的ZigBee智能家居产品有很多私有协议,使得产品互通困难。ZHA和ZLL做了不少互通尝试,ZigBee3.0也风风火火,都想解决iot时代互通问题。请注意以上三种技术都是基于2.4GHz频段的,在无线设备爆发的时代,这个信道变得越来越拥挤,相互之间干扰问题也会更严重。在无线产品中,频率越高则距离越短,穿墙性越差,这也是subGHz频段越来越被重视的原因。早期的小无线MHz频段,但由于频段宝贵,所以带宽很窄,因此一些成熟的通讯算法无法实现。这些早期产品给人的印象就是不稳定,抗干扰性差。随着通讯技术的发展,使用subGHz的低功耗广域网(LP-WAN)发展迅速,目前主要集中在LoRa和NB-iot两个技术标准上。利用数字扩频、纠错码、双工通讯、MAC层控制等技术使得LP-WAN既保留了低功耗、远距离、穿墙好等优点,又解决了抗干扰的问题,在iot领域有后来居上的优势。

  用户并不关心誉诚智能家居系统用的是什么无线技术,只要求联网简单、稳定。各种协议并存将长期存在,短期内还看不到一统江湖的无线标准。在BroadLink我们采取Wi-Fi加LP-WAN两种技术,同时在系统层面接入BLE、ZigBee以及KNX,485总线,供参考。

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