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智能家居无线协议有哪些

2021-09-04 10:01:49 共阅2321次

智能家居无线技术由于不用布线、施工方便,不用对家庭现有线路做大的改动即可实现智能家居的安装,同时后期维护和扩展也很方便,越来越受到智能家居厂家和用户的追捧。那么,你知道智能家居无线协议有哪些吗?下面跟小编一起来看看吧!

智能家居无线协议有哪些

无线技术主要有:zigbee,z-wave,RF,蓝牙,wifi,EnOcean,lora,NB-IOT等。下面分别介绍以上几种无线技术:

1、zigbee:是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定,ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称(又称紫蜂协议)来源于蜜蜂的八字舞,由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息,也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。

其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。简而言之,ZigBee就是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术。也可以说ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。

2、z-wave:Z-Wave是由丹麦公司Zensys所一手主导的无线组网规格,Z-wave联盟(Z-waveAlliance)虽然没有ZigBee联盟强大,但是Z-wave联盟的成员均是已经在智能家居领域有现行产品的厂商,该联盟已经具有160多家国际知名公司,范围基本覆盖全球各个国家和地区。

Z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术。工作频带为908.42MHz(美国)~868.42MHz(欧洲),采用FSK(BFSK/GFSK)调制方式,数据传输速率为9.6kbps,信号的有效覆盖范围在室内是30m,室外可超过100m,适合于窄带宽应用场合。随着通信距离的增大,设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加,相对于现有的各种无线通信技术,Z-Wave技术将是最低功耗和最低成本的技术,有力地推动着低速率无线个人区域网。

3、RF:无线射频是20世纪90年代兴起的一种非接触式的自动识别技术。射频技术相对于传统的磁卡及IC卡技术具有非接触、阅读速度快、无磨损等特点。无线射频技术在阅读器和射频卡之间进行非接触双向数据传输,以达到目标识别和数据交换的目的。与传统的条形码、磁卡及IC卡相比,射频卡具有非接触、阅读速度快、无磨损、不受环境影响、寿命长、便于使用的特点和具有防冲突功能,能同时处理多张卡片。基于以上特点,平常用的大多数刷卡门禁用的都是射频技术,另外无线射频也被一些厂家应用在智能家居中。

4、蓝牙:是一种无线技术标准,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换(使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波)。蓝牙技术最初由电信巨头爱立信公司于1994年创制,当时是作为RS232数据线的替代方案。蓝牙可连接多个设备,克服了数据同步的难题。蓝牙是现在手机标配的功能。蓝牙主要应用在一些小型的智能硬件产品上。

5、wifi:Wi-Fi是一种允许电子设备连接到一个无线局域网(WLAN)的技术,通常使用2.4GUHF或5GSHFISM射频频段。连接到无线局域网通常是有密码保护的;但也可是开放的,这样就允许任何在WLAN范围内的设备可以连接上。无线保真是一个无线网络通信技术的品牌,由wifi联盟所持有。

6、EnOcean:2012年3月,国际电工技术委员会将EnOcean无线通信标准采纳为国际标准“ISO/IEC14543-3-10”[1],这也是世界上唯一使用能量采集技术的无线国际标准。

EnOcean技术和同类技术相比,功耗最低,传输距离最远,可以组网并且支持中继等功能,主要应用在一些无线无源智能家居和智能楼宇产品上。

7、Lora:LoRa是LPWAN通信技术中的一种,是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式,为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统,进而扩展传感网络。目前,LoRa主要在全球免费频段运行,包括433、868、915MHz等。

LoRa技术具有远距离、低功耗(电池寿命长)、多节点、低成本的特性。

8、NB-IOT:基于蜂窝的窄带物联网(NarrowBandInternetofThings,NB-IoT),NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180KHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。

NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年,同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

NB-IoT具备四大特点:一是广覆盖,将提供改进的室内覆盖,在同样的频段下,NB-IoT比现有的网络增益20dB,相当于提升了100倍覆盖区域的能力;二是具备支撑海量连接的能力,NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接,支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构;三是更低功耗,NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年;四是更低的模块成本,企业预期的单个接连模块不超过5美元。

NB-IOT聚焦于低功耗广覆盖(LPWA)物联网(IOT)市场,是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。其具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点。NB-IOT使用License频段,可采取带内、保护带或独立载波三种部署方式,与现有网络共存。

智能家居无线协议的功能

简而言之,协议是设备如何相互通信和理解的语言或功能。许多人认为现代智能家居协议的出现可追溯到20世纪70年代X10(一种国际通用的智能家居电力载波协议)的创建,它是第一个用于电子设备的通用通信协议。不久之后,又开发了各种其它协议,包括Z-Wave,以及UPB(通用电力线总线),Wi-Fi和Insteon(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,经济可靠和与X10兼容的特点)等以解决消费电子和家庭控制市场的各种问题。

UPB于1999年发布,使用电力线接线进行信号和控制,通过家中现有的电线提供高水平的可靠性和传输速率。这是一项技术性很强的技术,对于那些几乎没有相应技术知识的DIY人群来说很难采用。另外,在90年代早期引入Wi-Fi来传输大量数据。今天,Wi-Fi在智能家居中允许设备连接并让用户享受家庭设备的远程控制。但是,Wi-Fi确实存在和面临诸如高干扰、高功耗等挑战,这对于电池供电的产品来说并不理想。

继Wi-Fi之后,Z-Wave和Insteon等新一代协议通过提供高效、低功耗连接和利用网状网络来增强网络信号,主要为家庭控制而设计。

智能家居无线协议发展史

智能家居的早期技术

Insteon由SmartlabsInc.设计,旨在解决基于电力线和无线协议之间连接。它们在当时是一种独特的解决方案,但它们封闭的生态系统使得消费者很难采用。

作为早期的网状网络技术,Zigbee由HomeRF联盟开发,是一种无线专有协议,具有许多不同的“配置文件”,主要用于商业,能源和远程控制市场。与Zigbee一样,Z-Wave也是一种网状网络协议,由丹麦公司Zensys于2001年推出,现在为SiliconLabs拥有。

Z-Wave是专门为智能家居打造的;家庭控制爱好者和开发人员都知道,要想获得成功,标准不仅必须使用低功率电源而且不会干扰其他家用电子产品,而且随着设备的增加而变得更强。作为家庭控制的原始网络网技术之一,Z-Wave的传统至今仍在继续。Z-Wave由Z-Wave联盟提供支持,Z-Wave联盟是行业领导者的成员联盟,致力于推广标准,在撰写本文时拥有超过2400个经认证的Z-Wave设备和700多名成员。

智能家居协议新成员

在过去几年中,随着智能家居技术的发展,对低功耗网状网络作为智能家居技术支柱需求促使其它标准组织不断探索自己的技术。我们已经看到像Thread(由三星、Nest、ARM、BigAssFans、飞思卡尔和SiliconLabs公司联合推出,是一种基于IP的无线网络协议,用来连接家里的智能产品。)以及蓝牙技术组织(SIG)和Wi-Fi联盟等现有标准组织已经宣布了自己的蓝牙网状网和Wi-FiHaLow网状网协议版本。

Thread是由Google和其它对智能家居感兴趣的大公司与2014年发起。Thread天生支持IPv6,旨在与Google和Nest合作,但不解决产品级互操作性问题。蓝牙网格由SIG于2017年正式推出,与目前已知的蓝牙点对点通信相比具有不同的功能。而Wi-FiHaLow网状网协议,目前来自主要芯片组供应商的工程师对WiFiHaLow的功耗问题表示担忧,担心该协议会对电池供电的智能家居设备消耗太多能量。

此外,许多较新的协议,如Wi-FiHaLow可能需要很长时间才能被制造商采用并为消费者创造合理的产品,这对于他们的发展来说是一大障碍。

智能家居协议未来将如何发展?

智能家居市场还将继续增长,到目前为止,我们还没有看到足够多的迹象表明某一种标准或技术未来会一统天下。但我们有责任帮助消费者了解他们带回家的产品以及每种技术在实际应用所中发挥的作用。

例如,Wi-Fi将成为所有智能家居产品连接的组成部分,特别是如果用户希望能够在家庭之外远程访问他们的设备。而蓝牙将在智能锁市场中发挥了关键作用,让消费者用智能手机在走到前门时可以轻松地开门。Z-Wave在安全系统中仍然是一项突出技术,连接灯、温控器、门锁、传感器及其它外围设备,使家庭真正智能化。

现在比较常用的网络协议有WiFi、蓝牙、ZigBee、Z-Wave,不过都有不足,例如:

WiFi的功耗比较大,适合传输大量的数据;

蓝牙功耗比较低,但现在还存在蓝牙2.0与蓝牙4.0并存的混乱局面,且不支持IPv6;

ZigBee技术比较复杂,研发成本高;

Z-Wave由丹麦公司Zensys主导,暂时还没有ZigBee联盟强大。

所有无线协议都有其优缺点,但最重要的选用因素仍然是互操作性和安全性,以及更多的产品选择。这取决于我们所有人,包括标准组织,制造商,零售商,开发人员等智能家居生态系统中的每个人,共同推动和实现互联互通的智能家居生活。

以上便是小编为各位朋友提供的关于智能家居无线协议有哪些的相关介绍,希望对有需要的朋友能够有一定的参考价值,如果以上信息对您有用,或者您想要了解更多相关信息,请继续关注我们智和家,谢谢!

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