后裝、靈活、低成本，無線連接正成為全屋智能主流方案

隨著智能家居囊括的設備越來越多，單品智能已經(jīng)逐漸成為消費者眼中的“偽智能”。當前，智能家居已經(jīng)進入3.0時代——全屋智能。作為一種系統(tǒng)式、主動式的智能系統(tǒng)，全屋智能服務形態(tài)聚焦用戶，能夠大幅提升人們對智能家居的認同感，打造更加舒適的居住和辦公環(huán)境，但也需要更好的連接技術。

全屋智能的核心要義是“萬物智能”，是在萬物互聯(lián)的基礎上進一步發(fā)展而來。隨著互聯(lián)設備數(shù)量的增加，單純基于有線技術的全屋智能已經(jīng)越來越難以適應市場需求，尤其是在民居場景下，需求的多樣性和定制化更明顯，無線連接逐漸成為主流的部署方案。

無線讓全屋智能更靈活、更包容

在行業(yè)發(fā)展初期，全屋智能方案主要聚焦在酒店和辦公樓等前裝市場，由于是提前部署，建筑物內(nèi)各空間里的設備情況較為固定，同時對系統(tǒng)穩(wěn)定性有很高的要求，因此方案商一般都采取有線連接的方式部署全屋智能。

常見的有線通訊系統(tǒng)有KNX、485、Modbus、CAN、IP等，控制方式一般會分為分布式和集中式兩種，并在系統(tǒng)末端支持各種拓撲結構，比如燈光的一燈多控。然而，有線方式的全屋智能一旦部署完成，再更改的成本高昂，基本相當于重新裝修。并且，隨著智能家居設備品類逐漸豐富，有線部署的全屋智能逐漸顯現(xiàn)出走線復雜、布線成本高的缺點。

為了提升全屋智能方案的靈活性，更好地應對后裝需求，無線方案在全屋智能中的重要性由此飆升。下圖是方案商狄耐克現(xiàn)階段的全屋智能部署方案，可以看到，已經(jīng)開始采取有線和無線搭配的方案。

圖1：全屋智能CAN總線部署方案

（圖源：狄耐克）

通過上圖還能夠看到，網(wǎng)關通過ZigBee與各個智能組件通訊，服務器和消費電子設備則是通過Wi-Fi通信，均不需要物理的連接線。總體而言，無線連接的優(yōu)勢是低成本、靈活性高、可擴展性強以及支持后裝，讓全屋智能能夠根據(jù)時代發(fā)展和用戶需求變化進行調(diào)整。

當前，在室內(nèi)場景里，雖然有Matter協(xié)議在應用層嘗試統(tǒng)一全屋智能的無線連接，不過在具體的網(wǎng)絡層，依然是藍牙、ZigBee、Wi-Fi、Z-Wave等各有各的地盤。主要原因在于這些通信技術各有各的優(yōu)點，比如Wi-Fi的優(yōu)勢在于高帶寬和更好的穿墻性，藍牙的優(yōu)勢在于低功耗和遠距離，ZigBee和Z-Wave則在自組網(wǎng)方面優(yōu)勢突出。這也是為什么在Matter協(xié)議出現(xiàn)之前，智能家居領域會顯得很割裂。

圖2：Matter從應用層統(tǒng)一無線連接

（圖源：CSA官網(wǎng)）

在Matter協(xié)議的統(tǒng)領下，大家在打造全屋智能方案時，可以綜合考慮技術、成本、美觀等多方面的因素，在適合的地方部署藍牙、Wi-Fi、ZigBee、Z-Wave等無線通信技術。目前，藍牙在智能門鎖、智能音箱等領域被廣泛應用；Wi-Fi可用于智能大家電、智能手機和安防攝像頭等數(shù)據(jù)傳輸量比較大的領域；ZigBee部署在控制開關、智能網(wǎng)絡和傳感節(jié)點等環(huán)節(jié)。

然而，這么多通信協(xié)議，選取適合的天線都是一項“大工程”，一旦選到不合適的天線，無線系統(tǒng)性能將大打折扣。為了提升方案開發(fā)效率，幫助大家解決天線選取的“大麻煩”，在此我們推薦來自制造商TE的標準嵌入式天線解決方案。通過該頁面，大家可以了解到具體料號（如2118309-1）的詳細信息，進而找到合適的產(chǎn)品。

圖3：TE標準嵌入式天線解決方案之2118309-1

（圖源：TE）

TE標準嵌入式天線解決方案包括單、雙、四、五頻段天線，適用于800MHz、2.4GHz和5GHz頻帶等多種頻率范圍，包括專門針對802.11 a/b/g/n、藍牙、ZigBee、Wi-Fi、WiMAX、GPS、UMTS、WCDMA以及UWB設計的產(chǎn)品。因此，TE這套方案可以幫助大家從容應對全屋智能的無線挑戰(zhàn)，并支持表面貼裝、通孔、面板以及粘合/粘貼等多種安裝方式。

外部和廣域連接也很重要

當然，用戶對全屋智能系統(tǒng)的控制并不局限于房屋、房間或者辦公室場景下，且水表、電表等設備也需要遠程和國網(wǎng)系統(tǒng)通訊，因此蜂窩低功耗廣域網(wǎng)技術在全屋智能中也扮演重要角色。蜂窩低功耗廣域網(wǎng)技術主要是NB-IoT、LTE-M，兩者的應用場景不同。其中，NB-IoT通過星型拓撲結構可用于連接水表、電表、停車位和智能傳感器等方面；LTE-M則可以用于防盜門、窗簾控制、寵物跟蹤器、監(jiān)控器等方面。

當然，NB-IoT、LTE-M在全屋智能領域廣受歡迎，有一個重要的原因是兩種技術都能夠和5G長期共存，成為5G物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略中的一部分。在全屋智能應用里，5G在智能空調(diào)、智能燈控和智能影音等方面能夠帶來低延時、高速率的網(wǎng)絡傳輸。

又是5G，又是蜂窩低功耗廣域網(wǎng)技術，上面提到的問題又出現(xiàn)了——怎么找到適合的天線呢？在此，我們?yōu)榇蠹彝扑]來自制造商TE的5G、NB-IoT和LTE-M天線，大家可以在貿(mào)澤電子搜索料號2361492-2，然后在該器件的器件詳情頁就能看到完整的方案介紹。

圖4：TE 5G、NB-IoT和LTE-M天線

（圖源：貿(mào)澤電子）

TE 5G、NB-IoT和LTE-M天線涵蓋600MHz至6GHz頻段，具有強大的射頻性能，滿足蜂窩物聯(lián)網(wǎng)設備的寬頻段和各種帶寬需求，有助于實現(xiàn)5G和LPWAN通信的更低延遲和更高峰值數(shù)據(jù)速率連接。

這套天線從多個方面提升了方案設計的靈活性。首先是產(chǎn)品種類足夠豐富，且無需調(diào)諧，隨時可用；其次是能夠適應板上安裝、嵌入式天線、端子和外部安裝等各種安裝方式；此外，提供各種電纜長度和連接器可選。

除了全屋智能等智能樓宇方面的應用，TE 5G、NB-IoT和LTE-M天線的典型應用還包括小型蜂窩基站、WLAN、物聯(lián)網(wǎng)設備、跟蹤設備和智慧城市設備等。

設備通信穩(wěn)定性很重要

在全屋智能理念下，一個空間內(nèi)涵蓋的智能家居設備越來越多，設備數(shù)量增多難免會出現(xiàn)信號干擾的問題。并且，除了Wi-Fi和藍牙信號等工作在2.4GHz頻段，實際上微波爐等家電設備使用時也有可能產(chǎn)生2.4GHz頻段附近的信號。

在這種情況下，帶通濾波器的作用便凸顯出來。帶通濾波器是一個允許特定頻段的波通過同時屏蔽其他頻段的設備。一個理想的帶通濾波器能夠構建一個完全平坦的通帶，在通帶內(nèi)沒有放大或者衰減，并且在通帶之外所有頻率都被完全衰減掉。因此，要保障2.4GHz頻段的無線信號質量，就要選對濾波器。

在此，我們?yōu)榇蠹彝扑]來自制造商Murata的一款產(chǎn)品，貿(mào)澤電子官網(wǎng)上該產(chǎn)品的料號為LFB182G45BG2D280。

圖5：LFB182G45BG2D280特征參數(shù)

（圖源：Murata）

LFB182G帶通濾波器是一款平衡輸出匹配濾波器，采用ZigBee和藍牙低能耗技術，旨在用于廣泛的2.4GHz無線應用。需要特別指出的是，新型LFB182G帶通濾波器專為與TI的無線連接SoC、ZigBee和藍牙技術網(wǎng)絡的CC253x和CC254x以及CC85xx配套使用而設計。

正如上面的特征參數(shù)表所展現(xiàn)的，LFB182G帶通濾波器的一個顯著優(yōu)勢是小體積，測量體積僅1.6X0.8mm，在單個封裝中包含有匹配網(wǎng)絡、平衡-不平衡變壓器和濾波器的所有必需射頻電路。如此小的體積，使得LFB182G帶通濾波器在空間和BOM數(shù)量上有巨大的優(yōu)勢，為WLAN、藍牙、ZigBee、WiMAX應用帶來出色的信號保證。

全屋無線未來可期

作為智能家居里面一個新興的領域，全屋智能的發(fā)展依然順承智能家居產(chǎn)業(yè)的大趨勢——從有線通信向無線通信過渡。現(xiàn)階段，無線+物理總線這樣的綜合布線方式已經(jīng)成為主流。在打造具體方案時，出色的天線和各種信號處理器件能夠保障在全屋智能概念下，各設備之間穩(wěn)定的智能互聯(lián)。根據(jù)IDC機構初步測算，2022年中國全屋智能市場銷售額同比大幅增長54.9%，未來5年智能家居出貨量將保持15%-25%的高速增長，全屋智能也將成為萬億級的市場。在這個快速增長的市場里，全屋無線未來可期。

不過，隨著無線方案在全屋智能里的滲透率越來越高，我們也需要意識到多協(xié)議、多節(jié)點的無線通信必然伴隨著巨大的數(shù)據(jù)安全挑戰(zhàn)。尤其是在網(wǎng)關和橋接設備上，一旦被攻破，所連接的多款設備都將被監(jiān)聽。因此，硬件可信根、硬件虛擬化和安全開機等功能將逐漸成為設備標配。

在打造高穩(wěn)定性、高可靠性、高性能的全屋智能方案時，貿(mào)澤電子銷售的電子元器件，將會為大家提供源源不斷的支持。

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TE的5G、NB-IoT和LTE-M天線，了解詳情>>

Murata LFB182G帶通濾波器，了解詳情>>

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