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纵论物联网(七):面向智能家居的物联网解决方案

2017-10-20 来源:我爱物联网

  智能家居是非常广泛的一类物联网应用。目前国内最常用的面向智能家居的无线协议有WiFi、Zigbee、433MHz无线技术,另外还有基于电力线载波的有线解决方案。今天我们聊一下常用于智能家居的技术有哪些?

  433MHz及红外

  红外与433MHz常用于对家电或照明系统的遥控上。电视、空调通常配备的遥控器都是红外的。如果要通过网络实现远程控制的话,需要有一个能够联网的红外转发设备,把网络指令转换为遥控电器的红外信号。

纵论物联网(七):面向智能家居的物联网解决方案

  BroadLink万能遥控器由手机通过WiFi控制,集成了红外及433MHz遥控能力

  433MHz与2.4GHz一样,也是一个免授权的频段,常用于遥控。与红外相比,433MHz的传输距离更远,不受视距限制,不需要对准被控物体,适合比较大的环境。目前有一些遥控电灯、遥控开关面板,都是基于433MHz的。

  Zigbee

纵论物联网(七):面向智能家居的物联网解决方案

  ZigBee应用广泛

  Zigbee与WiFi都常用于智能家居的解决方案中。Zigbee协议基于IEEE 802.15标准,主要针对低功耗的射频节点组网而设计。

  Zigbee使用OQPSK调制技术,传输速率为250kbps,传输距离在10m到100m。

  Zigbee节点可以扮演中继的作用,组建Mesh网络,因此Zigbee设备可以经过多跳将数据传输到很远范围以外的节点。

  国内有很多公司都开发了基于Zigbee协议的智能家居解决方案。但相比WiFi来说,Zigbee方案中必须需要网关设备。网关起到协议转换的作用,否则Zigbee设备无法与手机进行互操作,也无法直接接入互联网。

  WiFi

  WiFi可以说是目前最常见的智能家居解决方案。所有的设备都可以接入无线路由器,手机也可以对设备直接进行控制,不需要网关的协议转换,比Zigbee方案更容易被接受。

纵论物联网(七):面向智能家居的物联网解决方案

  基于WiFi的设备还可以直接接入网络,很容易实现远程控制。

  不过WiFi的耗电量相比Zigbee略高一些,所以可能不太适合对功耗要求比较苛刻的应用场景。

  Z-Wave

  Z-Wave是由丹麦公司Zensys主导的专门面向智能家居应用的无线组网协议。Z-Wave使用GFSK调制技术,工作于ISM免授权频段。传输速率最高可以达到100kbps,没有Zigbee高。单跳的传输距离要比Zigbee远。

  与Zigbee类似,Z-Wave也有一个产业联盟,不过没有Zigbee联盟那么强大。Z-Wave联盟中包括了不少智能家居的相关产品,如HVAC、照明、安防等。

  目前Z-Wave在国内没有得到广泛应用,远远不如Zigbee更受市场青睐。

  其他解决方案

  (1)OpenHAB

  OpenHAB全称为open Home Automation Bus,即开放式家庭自动化总线,该项目旨在为家庭自动化构建提供一个通用的集成平台。

  OpenHAB是一个基于Java的开源项目,其设计是厂商中立的,与硬件/协议无关。OpenHAB通过绑定,汇集了不同的总线系统、硬件设备和接口协议。

  (2)C-Bus

  C-Bus 系统由澳大利亚奇胜(Clipsal)公司开发,该公司是施耐德的子公司。

  C-Bus 是一种以非屏蔽双绞线作为总线载体,应用于建筑物内照明、空调、火灾探测、出入口、安防等综合管理的智能化控制系统。

  (3)Insteon

  Insteon是一种复杂度低,功耗低,数据传输速率低,成本低的双向混合通信技术,具有即时响应,易安装,易使用,经济可靠的特点,且与X10兼容。

  之所以说Insteon是混合通信技术,是因为Insteon同时支持电力线通信与无线射频通信两种方式。

  (4)KNX

  KNX是Konnex的缩写。1999年5月,欧洲三大总线协议EIB、BatiBus和EHSA合并成立了Konnex协会,提出了KNX协议。

  该协议以EIB为基础,兼顾了BatiBus和EHSA的物理层规范,并吸收了BatiBus和EHSA中配置模式等优点,提供了家庭、楼宇自动化的完整解决方案。

  (5)UPB

  UPB是Universal powerline bus的简写,即通用电力线载波总线。UPB也是专门用于家居自动化(home automation)的通信协议,使用电力线传输信令与控制指令。

  UPB在1999年由美国的PCS Powerline System公司开发。

  (6)X10

  X10是一种国际通用的智能家居电力载波协议,用X10的兼容产品可以通过电力线相互沟通,无需重新布线,被控制的电器可多达256路。

  20世纪80年代,美国SmartHome概念兴起,也就是现在智能家居的原型,在上世纪,X10技术被广泛应用。

  结语

  应该说智能家居在互联网兴起以前就发展了一段时间了,因此有很多历史遗留的协议,比如X10, KNX等等。随着互联网的普及,基于IP的协议与传统协议之间就在智能家居领域存在很多竞争和共存的问题。

  现在智能家居的最大问题就是协议太多,即使底层用一套协议,各家厂商的上层协议也都互不兼容,最后导致用户使用起来很麻烦。这是智能家居没有得到广泛应用的主要问题。

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