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智能家居通讯协议哪种好

2022-08-23 09:27:32 共阅989次

由于智能家居的兴起,现在很多人的家庭当中或多或少也有着这能家居的存在,无论是音箱、风扇还是插座开关之类的,家庭电器中的每一款的设备都可以变得智能化。那么,面对不通的智能家居协议,该如何选择呢?智能家居通讯协议哪种好呢?下面跟小编一起来看看吧!

智能家居通讯协议哪种好

今天,我就来大概讲一讲这三个主流协议,让大家对此有个更深入的理解。

1性能

WiFi、BLEmesh和ZigBee都是非常适合智能家居的无线通讯协议,但是它们在带宽、功耗、成本、穿墙能力、延迟等方面都有不同的特点。

WiFi的传输带宽是最大的,目前已经达到了几百Mbps,只要拥有无线路由器,就可以实现接入,传高清视频、无损音频、高精度图片等等都没问题。功耗方面,WiFi相对于BLEmesh和ZigBee都要更高,收发组件的成本也最贵,但是其传输能力强,穿墙能力也强。

BLEmesh模组

BLEmesh的传输带宽居中,目前多在几Mbps,蓝牙4.2的理论带宽上限24Mbps,带宽可以传送短视频或图片,声音传输也是没问题的。如果用在智能家居系统中,需要蓝牙网关的支持,不过网关的支持并不局限于一个网关,BLEmesh可以实现网关漫游,这是WiFi和ZigBee都没有的。BLEmesh的功耗极低,可以和ZigBee媲美。成本方面,BLEmesh是最低的,模组成本几乎降到了10元以内,当然,其穿墙能力也最弱,目前应用的BLEmesh组件,传输的延迟也是最大的。

ZigBee模组

ZigBee的传输带宽最小,目前仅有几百Kbps,视频、图片、声音都不适合。用在智能家居系统中,同样需要网关,功耗极低,成本中等,穿墙能力比不上WiFi,但是比BLEmesh更强,传输的延迟最小,也就是响应速度是最快的。

2适用

其实分析了性能之后,大家就很容易知道这三种传输方式各自的适用范围了。

WiFi性能最强大,但是功耗太大,以至于不适合使用电池供电的设备,更适合插电使用的设备。例如电视、冰箱、洗衣机、洗碗机等智能大家电,使用WiFi通讯,不需要用户另外购买网关,直接就可以使用。

当然,WiFi本身强大,但是所有的网路传输都是木桶效应,也就是说从终端设备到路由器必须都强大才行,如果使用的WiFi设备多,无线路由器的性能就极其重要。

绿米出品的采用BLEmesh的人体传感器

BLEmesh和ZigBee功耗都很低,因此都适用于使用电池供电的设备,两者对比的话,如果对带宽要求更大,那么蓝牙无疑更合适,而如果要求更快的响应速度,ZigBee更合适;当然,如果拼成本,BLEmesh更有优势,这一点就可以解释定位入门的米家为何倾向于BLEmesh了。比如使用蓝牙通讯的米家灯泡价格仅为20元,墙壁开关仅为80元,同样使用ZigBee的灯泡为80元左右,墙壁开关均超过100元。

当然,除此之外,因为众多智能设备都自带蓝牙,例如手机、平板、笔记本等等,甚至很多wifi芯片都集成了蓝牙功能,相当于不需要增加额外的组件就可以实现链接,使得蓝牙的发展更有优势,米家很多组件都具备蓝牙功能,在这方面也是一大优势。

3发展

技术的发展是永不停歇的,技术的适用也是不断变化的。

早期的蓝牙,根本没有mesh功能,但是随着技术的发展进步,蓝牙的阵营越来越大,逐渐出现了一些新的特性,例如定位功能和mesh。

就现阶段来讲,ZigBee的本地联动功能还是最强大的,在网关离线的情况下依然具有一定的联动能力,其延迟也很短,在智能家居控制中还是最有优势的。BLEmesh虽然延迟更大,但是低成本带来的价格优势十足明显,例如同样是人体传感器,ZigBee的要在接近百元,在蓝牙的可以做到五十元左右甚至更低。

目前,BLEmesh依然不具备本地联动能力,但是长远来看,这一点很可能会慢慢具备,同时其网关漫游能力是ZigBee所没有的,这一定程度上保证了网关出现问题时传输的稳定性和可靠性;其室内定位功能,虽然目前应用并不广泛,但是会随着智能家居技术的发展变得越来越重要。

WiFi的发展也不容忽视,特别是低功耗WiFi的发展,有可能给WiFi应用于智能家居领域带来新的突破口。且随时智能家居行业的发展,各种数据传输的需求越来越高,WiFi天生的大容量优势可能会有更好的凸显。

总之,未来的智能家居系统,可能是完全不同于当前的结构,但是万变不离其宗,通讯协议在发展,智能家居的通讯需求也在发展,金风玉露,便是1+1>2。

4结论

长远来看,话不好说,但是当前情况下,三种协议的适用相对清晰,选择相对容易:

如果想要中高端的无线智能家居系统,那目前骨干还是不能考虑BLEmesh,要以ZigBee为主。例如想要组一套日常使用的性能理想的智能家居系统,可以选择米家里绿米提供的基于ZigBee的智能家居组件作为核心,边缘搭配其他组件,尽量避免采用蓝牙组件。

如果想要入门的,低成本的智能家居,BLEmesh是很好的突破口。目前米家旗下的蓝牙产品已经基本形成系统,基于蓝牙的人体传感器、墙壁开关、灯具、温湿度传感器等都已经上市,虽然目前在可靠性方面没有优势,且延迟也明显长于ZigBee产品,但是其价格一般为同功能ZigBee组件的50%-70%。

大量使用wifi接入设备,那么无线路由器是关键。目前米家体系中的洗衣机、洗碗机、冰箱、电视、空调、微波炉、蒸烤箱、智能猫眼、带摄像头等很多设备都是通过wifi接入,各种监控摄像头也都是通过wifi接入且其流量可能比较大,因此,无线路由器的稳定性对整个系统的稳定性尤其重要,如果使用全屋智能,无线路由器必须选择相对稳定可靠的产品,一两百元的无线路由器产品是不适合支持全屋智能的。

智能家居通讯协议优缺点

智能家居联网标准争议由来已久,基本达成一致的观点是:无线技术比有线技术更具潜力,但无线技术不止一种,哪种最好尚无定论。目前常见的智能家居无线通讯协议有wifi、蓝牙、射频433、z-wave、zigbee等

一、Wifi技术

生活中最常见的无线协议。采用的是国内2.4G免费频段,直接连入互联网,手机下载APP,就可以直接进行控制。Wifi最初就是为了实现大数据在小范围内的无线传输而设计的,所以设计之初并没有考虑其他的因素。以至于应用到目前智能家居系统并不是很合适。

WiFi技术在智能家居应用的瓶颈

Wifi技术只支持星型网络拓扑结构,通过多基站的方式实现网络空间拓展

安全性非常低,无线稳定性弱

功耗大也是WiFi技术弱点之一,将导致其在家居领域的应用受限,例如智能门锁、红外转发控制器、各种传感器等不适宜使用

Wifi设计只有16个信道,而且其中有一个是占用的,理论上是可以连接15个产品但是实际中连接10个就极不稳定了,而一个家庭产品上面远远不止10个,显然发展空间受到了一定的限制

Wifi的穿墙能力和衍射能力较弱等等

这些方面就足以说明wifi不适合做智能家居系统。

二、射频433

433MHz的显著优势是无线信号的穿透性强、能够传播得更远。但其缺点也是很明显的,就是其数据传输速率只有9600bps,因此433Mhz技术一般只适用于数据传输量较少的应用场合。从通讯可靠性的角度来讲,433Mhz技术和WiFi一样,只支持星型网络的拓扑结构,通过多基站的方式实现网络覆盖空间的扩展,因此其无线通讯的可靠性和稳定性也逊于Z-Wave与Zigbee技术。另外,不同于Z-Wave,Zigbee和WiFi技术中所采用的加密功能,433MHZ系统,它的致命弱点是系统安全保密性差,很容易被攻击,被破译。

三、蓝牙技术

大家对蓝牙技术的熟知,恐怕要属手机上的蓝牙功能了。通过短距离的无线通讯,可以传输大数据,为生活带来了许多便捷之处。蓝牙的功耗低于wifi,传输距离较近,一般低于10米,无法进行组网,其次蓝牙堆栈(stack)很容易奔溃。蓝牙节点也比较少,在稳定性和受干扰能力方面也不是很强。所以不适合做成智能家居系统。

蓝牙设备的功耗以及成本都介于WiFi与Zigbee两者之间,但传输距离最短,属于一种点对点、短距离的通讯方式,因在移动设备或较短距离间传输,故蓝牙产品会提供一些较为私人化的使用体验,例如蓝牙耳机、蓝牙音箱、智能秤等,由于其传输距离较短,所以并不适合组建庞大的家庭网络。

四、ZigBee协议

在智能家居领域,ZigBee协议是公认的目前最适合的协议之一。Zigbee具备双向通讯的能力,不仅能发送命令到设备,同时设备也会把执行状态反馈回来,这对终端使用体验至关重要,尤其是安防设备,倘若你点击了关门,却不知道门是否真的已经锁上,将会带来多大的安全隐患。

ZigBee协议为什么适合智能家居应用?

Zigbee技术采用了极低功耗设计,可以全电池供电,理论上一节电池能使用10年以上,节能环保。

ZigBee介质存取层网络拓扑结构多样,分为星状拓扑结构,树状拓扑结构和网状拓扑结构。

在信号传输方面,ZigBee的每一个产品都是一个中继器,产品之间信号可以连跳7次,所以ZigBee协议节点具有多达65000个,但是实际应用中200-300个节点时稳定性上就会衰减。

ZigBee网络节点不仅本身可以作为监控对象,还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。

采用扩频技术对ZigBee的抗干扰能力进行改进和完善,可以起到避开干扰的作用。当系统网络受到干扰时,整个网络整以动态的方式切换到另一信道上。在安全性上面采用AES128位高级加密法,确保了整个系统的安全可靠。

五、z-wave协议

Zwave的数据传输速率为9.6kbps,信号的有效覆盖在室内30米(室外大于100米),适用于窄带宽应用场合,且具备一定的安全性和稳定性,不过目前只应用于家庭自动化方面。

z-wave协议的缺点主要有三个:

树状组网结构,一旦树枝上端断掉,下端的所有设备将无法与网关通信。

节点较少,理论值为256个,实际值可能只有150个左右,算是其能容纳设备数量的上限,实际上很多厂商能做到容纳20、30个设备就不错了。

没有加密方式,安全性差,易受到攻击。(Zwave所用频段在我国是非民用的,国内Zwave智能家居并不常见,更多的还是应用在国外。)

以上就是对几种常见的智能家居无线通讯协议wifi、蓝牙、射频433、z-wave、zigbee等优缺点分析。

以上便是小编为各位朋友提供的关于智能家居通讯协议哪种好的相关介绍,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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