面向智能家居的物聯(lián)網(wǎng)該如何解決

智能家居是非常廣泛的一類物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。目前國內(nèi)最常用的面向智能家居的無線協(xié)議有WiFi、Zigbee、433MHz無線技術(shù)，另外還有基于電力線載波的有線解決方案。今天我們聊一下常用于智能家居的技術(shù)有哪些?

433MHz及紅外

紅外與433MHz常用于對家電或照明系統(tǒng)的遙控上。電視、空調(diào)通常配備的遙控器都是紅外的。如果要通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的話，需要有一個能夠聯(lián)網(wǎng)的紅外轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，把網(wǎng)絡(luò)指令轉(zhuǎn)換為遙控電器的紅外信號。

BroadLink萬能遙控器由手機(jī)通過WiFi控制，集成了紅外及433MHz遙控能力

433MHz與2.4GHz一樣，也是一個免授權(quán)的頻段，常用于遙控。與紅外相比，433MHz的傳輸距離更遠(yuǎn)，不受視距限制，不需要對準(zhǔn)被控物體，適合比較大的環(huán)境。目前有一些遙控電燈、遙控開關(guān)面板，都是基于433MHz的。

Zigbee

ZigBee應(yīng)用廣泛

Zigbee與WiFi都常用于智能家居的解決方案中。Zigbee協(xié)議基于IEEE 802.15標(biāo)準(zhǔn)，主要針對低功耗的射頻節(jié)點組網(wǎng)而設(shè)計。

Zigbee使用OQPSK調(diào)制技術(shù)，傳輸速率為250kbps，傳輸距離在10m到100m。

Zigbee節(jié)點可以扮演中繼的作用，組建Mesh網(wǎng)絡(luò)，因此Zigbee設(shè)備可以經(jīng)過多跳將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶苓h(yuǎn)范圍以外的節(jié)點。

國內(nèi)有很多公司都開發(fā)了基于Zigbee協(xié)議的智能家居解決方案。但相比WiFi來說，Zigbee方案中必須需要網(wǎng)關(guān)設(shè)備。網(wǎng)關(guān)起到協(xié)議轉(zhuǎn)換的作用，否則Zigbee設(shè)備無法與手機(jī)進(jìn)行互操作，也無法直接接入互聯(lián)網(wǎng)。

WiFi

WiFi可以說是目前最常見的智能家居解決方案。所有的設(shè)備都可以接入無線路由器，手機(jī)也可以對設(shè)備直接進(jìn)行控制，不需要網(wǎng)關(guān)的協(xié)議轉(zhuǎn)換，比Zigbee方案更容易被接受。

基于WiFi的設(shè)備還可以直接接入網(wǎng)絡(luò)，很容易實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

不過WiFi的耗電量相比Zigbee略高一些，所以可能不太適合對功耗要求比較苛刻的應(yīng)用場景。

Z-Wave

Z-Wave是由丹麥公司Zensys主導(dǎo)的專門面向智能家居應(yīng)用的無線組網(wǎng)協(xié)議。Z-Wave使用GFSK調(diào)制技術(shù)，工作于ISM免授權(quán)頻段。傳輸速率最高可以達(dá)到100kbps，沒有Zigbee高。單跳的傳輸距離要比Zigbee遠(yuǎn)。

與Zigbee類似，Z-Wave也有一個產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，不過沒有Zigbee聯(lián)盟那么強大。Z-Wave聯(lián)盟中包括了不少智能家居的相關(guān)產(chǎn)品，如HVAC、照明、安防等。

目前Z-Wave在國內(nèi)沒有得到廣泛應(yīng)用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如Zigbee更受市場青睞。

其他解決方案

(1)OpenHAB

OpenHAB全稱為open Home Automation Bus，即開放式家庭自動化總線，該項目旨在為家庭自動化構(gòu)建提供一個通用的集成平臺。

OpenHAB是一個基于Java的開源項目，其設(shè)計是廠商中立的，與硬件/協(xié)議無關(guān)。OpenHAB通過綁定，匯集了不同的總線系統(tǒng)、硬件設(shè)備和接口協(xié)議。

(2)C-Bus

C-Bus 系統(tǒng)由澳大利亞奇勝(Clipsal)公司開發(fā)，該公司是施耐德的子公司。

C-Bus 是一種以非屏蔽雙絞線作為總線載體，應(yīng)用于建筑物內(nèi)照明、空調(diào)、火災(zāi)探測、出入口、安防等綜合管理的智能化控制系統(tǒng)。

(3)Insteon

Insteon是一種復(fù)雜度低，功耗低，數(shù)據(jù)傳輸速率低，成本低的雙向混合通信技術(shù)，具有即時響應(yīng)，易安裝，易使用，經(jīng)濟(jì)可靠的特點，且與X10兼容。

之所以說Insteon是混合通信技術(shù)，是因為Insteon同時支持電力線通信與無線射頻通信兩種方式。

(4)KNX

KNX是Konnex的縮寫。1999年5月，歐洲三大總線協(xié)議EIB、BatiBus和EHSA合并成立了Konnex協(xié)會，提出了KNX協(xié)議。

該協(xié)議以EIB為基礎(chǔ)，兼顧了BatiBus和EHSA的物理層規(guī)范，并吸收了BatiBus和EHSA中配置模式等優(yōu)點，提供了家庭、樓宇自動化的完整解決方案。

(5)UPB

UPB是Universal powerline bus的簡寫，即通用電力線載波總線。UPB也是專門用于家居自動化(home automation)的通信協(xié)議，使用電力線傳輸信令與控制指令。

UPB在1999年由美國的PCS Powerline System公司開發(fā)。

(6)X10

X10是一種國際通用的智能家居電力載波協(xié)議，用X10的兼容產(chǎn)品可以通過電力線相互溝通，無需重新布線，被控制的電器可多達(dá)256路。

20世紀(jì)80年代，美國SmartHome概念興起,也就是現(xiàn)在智能家居的原型，在上世紀(jì)，X10技術(shù)被廣泛應(yīng)用。

結(jié)語

應(yīng)該說智能家居在互聯(lián)網(wǎng)興起以前就發(fā)展了一段時間了，因此有很多歷史遺留的協(xié)議，比如X10, KNX等等。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，基于IP的協(xié)議與傳統(tǒng)協(xié)議之間就在智能家居領(lǐng)域存在很多競爭和共存的問題。

現(xiàn)在智能家居的最大問題就是協(xié)議太多，即使底層用一套協(xié)議，各家廠商的上層協(xié)議也都互不兼容，最后導(dǎo)致用戶使用起來很麻煩。這是智能家居沒有得到廣泛應(yīng)用的主要問題。