隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新技術(shù)的發(fā)展,早期用于智能家居的有線技術(shù)雖然數(shù)據(jù)傳輸可靠性強(qiáng)、傳輸速率高,但由于體積龐大、靈活差、布線需鉆墻鑿洞、施工復(fù)雜、功能固定、成本相對較高,在智能家居的應(yīng)用中開始顯得力不從心,而將取而代之是無線通信/網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。無線通信/網(wǎng)絡(luò)技術(shù)靈活多變、流動性佳、擴(kuò)展性強(qiáng)等特點,更符合家庭網(wǎng)絡(luò)通信需求,成為了智能家居技術(shù)發(fā)展的趨勢,并將大大促進(jìn)智能家居發(fā)展,為大眾家居生活來無限智能。
多種無線通信/網(wǎng)絡(luò)技術(shù)并存
智能家居將門窗、照明、家電、安防、影音等家居設(shè)備集成化和系統(tǒng)化的特點,要求采用一定的方式將各種設(shè)備連接起來進(jìn)行統(tǒng)一操控和管理,而無線通信/網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大大滿足了這種需求。隨著家庭控制和智能化的不斷進(jìn)步,無線通信/網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了不斷地完善與改進(jìn)。目前,在全球智能家居領(lǐng)域通用的無線通信/網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要包括WIFI、藍(lán)牙、Z-WAVE以及ZigBee等并存的幾種短距離無線通訊技術(shù),這些技術(shù)成為了智能家居連接和控制的主要方式和手段。
WIFI
作為全球應(yīng)用最為廣泛的短距離無線通訊技術(shù),WIFI全稱WirelessFidelity,即無線保真,正式名稱是IEEE802.11b。WIFI技術(shù)是一種無線通信協(xié)議,屬于短距離無線通信技術(shù),可以將個人電腦、手持設(shè)備(如PDA、手機(jī))等終端以無線方式互相連接。WIFI是以太網(wǎng)的一種無線擴(kuò)展,組網(wǎng)的成本更低,傳輸速度較高、速度非常快,無線電波的覆蓋范圍半徑則可達(dá)100米。WIFI可以嵌入到其它設(shè)備中,如醫(yī)療監(jiān)控設(shè)備,樓宇控制系統(tǒng)等。
藍(lán)牙
藍(lán)牙技術(shù)主要分為BT3.0+HS和4.0版本中加入的Wibree標(biāo)準(zhǔn)也就是BluetoothLowEnergy(BLE)。在輕家居領(lǐng)域,主要討論BLE部分。低功耗藍(lán)牙(BLE)技術(shù)是低成本,短距離,可互操作的魯棒性無線技術(shù),工作在2.4G頻段。BLE采用可變連接時間間隔,幾毫秒到幾秒,利用快速的連接方式,平時可以處于“非連接”狀態(tài)節(jié)省能源,此時鏈路兩端相互間只是知曉對方,只有在必要時才開啟鏈路,然后在盡可能短的時間內(nèi)關(guān)閉鏈路,因此擁有極低的運行和待機(jī)功耗。
Z-Wave
Z-Wave是由丹麥公司Zensys所主導(dǎo)的無線組網(wǎng)規(guī)格,Z-Wave是一種新興的基于射頻的、低成本、低功耗、高可靠、適于網(wǎng)絡(luò)的短距離無線通信技術(shù)。工作頻帶為908.42MHz,868.42MHz信號的有效覆蓋范圍在室內(nèi)是30m,室外可超過100m,適合于窄帶寬應(yīng)用場合。Z-Wave技術(shù)設(shè)計用于住宅、照明商業(yè)控制以及狀態(tài)讀取應(yīng)用,例如抄表、照明及家電控制、HVAC、接入控制、防盜及火災(zāi)檢測等。
ZigBee
ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議,是一種新興的近程(10-100m)、低速率(250Kbps標(biāo)稱速率)、低功耗的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),主要用于近距離無線連接,適合用于自動控制和遠(yuǎn)程控制等領(lǐng)域,可以嵌入各種設(shè)備。其主要特點是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本、高可靠等。ZigBee使用頻段為2.4G、868MHz以及915MHz。
簡而言之,ZigBee就是一種便宜的、低功耗、自組網(wǎng)的短距離無線通訊/網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
ZigBee技術(shù)應(yīng)用廣泛,脫穎而出成主流
由于藍(lán)牙技術(shù)協(xié)議較復(fù)雜,功耗高,成本高,傳輸范圍受限,一般有效的范圍在10米左右,抗干擾能力不強(qiáng)、信息安全性差,使其并不太適用于要求低成本、低功耗的工業(yè)控制和家庭網(wǎng)絡(luò),并制約其進(jìn)一步發(fā)展和大規(guī)模應(yīng)用。
WIFI技術(shù)則雖然移動性強(qiáng),但由于采用的是射頻技術(shù),通過空氣發(fā)送和接收數(shù)據(jù),使用無線電波傳輸數(shù)據(jù)信號,容易受到外界的干擾和受黑客威脅,安全性比較差,因此也不太適合對安全性要求極高的智能家居。
而Z-Wave技術(shù)在最初設(shè)計時,就定位于智能家居無線控制領(lǐng)域,可用于住宅、照明商業(yè)控制以及狀態(tài)讀取應(yīng)用,例如抄表、照明及家電控制、HVAC、接入控制、防盜及火災(zāi)檢測等。Z-Wave采用小數(shù)據(jù)格式傳輸,40kb/s的傳輸速率足以應(yīng)對,早期甚至使用9.6kb/s的速率傳輸。但是與ZigBee無線技術(shù)相比,擁有相對較低的傳輸頻率、相對較遠(yuǎn)的傳輸距離和一定的價格優(yōu)勢,但在通用性、安全性等方便相對要差。
ZigBee技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用,具有以下優(yōu)點。ZigBee收發(fā)模塊使用的是2.4G直序擴(kuò)頻技術(shù),比起一般FSK、ASK和跳頻的數(shù)傳電臺來,具有更好的抗干擾能力;ZigBee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能,加密算法采用通用的AES-128,長達(dá)128位的密碼給ZigBee信號傳輸?shù)谋C苄蕴峁┝吮U?;ZigBee傳輸數(shù)據(jù)多采用短幀傳送,傳輸速度快,實時性強(qiáng);ZigBee組網(wǎng)容易,可擴(kuò)展性強(qiáng),自恢復(fù)能力強(qiáng),便于在智能家居中進(jìn)行擴(kuò)展,增加新設(shè)備。
相對其他幾種技術(shù),ZigBee技術(shù)可廣泛應(yīng)用于包括智能家居在內(nèi)的所有智能領(lǐng)域,并逐漸脫穎而出成為智能家居行業(yè)最為流行的技術(shù)。而其在智能家居應(yīng)用的優(yōu)勢就在于在全球普及較高,不同廠商生產(chǎn)的ZigBee產(chǎn)品也可以依據(jù)同一個標(biāo)準(zhǔn)方便地實現(xiàn)互聯(lián)互通,產(chǎn)品兼容性好。目前,ZigBee聯(lián)盟由300多個成員企業(yè),包括Ember、Freescale、Schneider、物聯(lián)傳感(中國區(qū)總部)等,它們共同推動ZigBee無線技術(shù)的發(fā)展,使其能成為應(yīng)用于家用電器、能源、住宅、商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域的領(lǐng)先無線網(wǎng)絡(luò)連接、傳感和控制標(biāo)準(zhǔn)。
物聯(lián)傳感研發(fā)無線新技術(shù),開啟精“智”生活
依托現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展起來的無線智能家居控制系統(tǒng)儼然已經(jīng)成為居家領(lǐng)域的一大亮點,用科技豐富了人們的生活,讓人們的生活變得更加安全、健康、高效、舒適和精“智”。近年來,智能家居走進(jìn)千家萬戶已成為重要發(fā)展趨勢,智能家居行業(yè)領(lǐng)域也得到了越來越多人的關(guān)注,受到廣大消費者用戶的追捧和青睞。
通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),智能家居能夠?qū)⒓抑械恼彰?、影音、門窗、家電、安防等所有聲、光、電設(shè)備連在一起,為人們提供照明控制、安防控制、窗簾控制、家電控制等功能,實現(xiàn)家居設(shè)備之間的互聯(lián)、互通、互控,實現(xiàn)人與家的交互。智能家居改變了家居設(shè)備傳統(tǒng)、靜態(tài)、固定、死板的操作方式,用戶可以根據(jù)需求獨立或同時對多個設(shè)備進(jìn)行控制和管理,有助于人們更加合理地支配生活。
作為全球物聯(lián)網(wǎng)組織ZigBee聯(lián)盟的高級會員和ZigBee聯(lián)盟中國區(qū)總部,南京物聯(lián)傳感技術(shù)有限公司(簡稱“物聯(lián)傳感”)是目前中國大陸地區(qū)一家最早專注于智能家居研發(fā)的公司,歷時數(shù)年在家庭自動化(ZigBee-HA)領(lǐng)域取得了輝煌成績,成為引領(lǐng)全球物聯(lián)網(wǎng)智能家居的重要力量。為打造中國人自己的物聯(lián)網(wǎng)智能家居產(chǎn)品,物聯(lián)傳感以ZigBee為基礎(chǔ),研發(fā)出更為適合家庭自動化和智能化應(yīng)用的SmartRoom高級無線通信技術(shù)。
SmartRoom高級無線技術(shù),是一種目前全球最先進(jìn)的近程、低速率、低功耗的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),源于全球智能領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的ZigBee技術(shù),并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行自主研發(fā),是優(yōu)化后產(chǎn)生的新一代無線通信技術(shù)規(guī)范。SmartRoom在融合藍(lán)牙、ZigBee、WIFI等無線技術(shù)優(yōu)點的同時,采用了擴(kuò)頻技術(shù)對ZigBee的抗干擾能力進(jìn)行了改進(jìn)和完善,可以起到避開干擾的作用。當(dāng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)受到外界干擾,整個網(wǎng)絡(luò)整以動態(tài)的切換到另一個作信道上,而所采用的128k的AES高級加密技術(shù)也進(jìn)一步增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性和可靠性。
基于SmartRoom高級無線技術(shù)的物聯(lián)傳感智能家居系統(tǒng),是無線安裝、無線連接和無線控制的全無線智能家居,不涉及施工布線,支持智能手機(jī)或平板電腦等終端設(shè)備進(jìn)行控制。也就是說,智能家居可以讓用戶通過智能手機(jī)或平板電腦等終端設(shè)備,實現(xiàn)家居設(shè)施間的遠(yuǎn)程控制、本地控制或聯(lián)動控制。用戶只要打開相應(yīng)智能家居系統(tǒng)軟件,無論身在何處,都可以可隨時單獨或同時打開、關(guān)閉或調(diào)節(jié)門窗、燈光、空調(diào)、洗衣機(jī)、電視等家中的各種設(shè)備,而這一切只需要動一動手指就能完成,過程流暢,方便隨時隨地的查詢和控制,真正實現(xiàn)“人在家外,家在身邊”。
由于物聯(lián)網(wǎng)是“互聯(lián)網(wǎng)+局域網(wǎng)”的組合方式進(jìn)行運作的,所以采用zigbee局域網(wǎng)的SmartRoom高級無線技術(shù),使傳感器和網(wǎng)關(guān)具有全球唯一的獨立ID號,進(jìn)行綁定式工作,從根本上解決了傳統(tǒng)無線智能家居大規(guī)模應(yīng)用出現(xiàn)竄網(wǎng)和互相干擾的頑癥。而SmartRoom高級無線技術(shù)的“星形組網(wǎng)+自由組網(wǎng)”方式,也使用戶越廣泛穩(wěn)定性越好,更適合于大面積布網(wǎng),并且支持自動組網(wǎng),減少了部分智能家居掉線后需要人工激活的麻煩。
此外,基于全球首個智能家居行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZigBee-HA的SmartRoom技術(shù),還可實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)所有智能家居產(chǎn)品互聯(lián)互通,廣受詬病的兼容性問題可得以改善,從而使智能家居消費告別綁架式消費,用戶的選擇范圍更廣,讓智能家居的推廣變得更容易接受。同時,具備雙向通信功能也是基于SmartRoom技術(shù)的無線智能家居的一大優(yōu)勢。家居設(shè)備操作狀態(tài)可通過移動設(shè)備進(jìn)行即時反饋,使得智能化更徹底,降低了智能家居遠(yuǎn)程控制操作的盲目性。目前只有基于ZigBee技術(shù)的產(chǎn)品可實現(xiàn)這一功能。
在物聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展的今天,SmartRoom高級無線技術(shù)的價值得到了更好的體現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)邊緣應(yīng)用最多的就是傳感器或控制單元,這些是構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)、核心的單元細(xì)胞。而SmartRoom高級無線技術(shù)能夠在數(shù)千個微小的傳感傳動單元之間相互協(xié)調(diào)實現(xiàn)通信,并且這些單元通過無線電波將數(shù)據(jù),以接力的方式從一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點傳到另一個節(jié)點,只需要微弱的能量,從而保證它通信的高效率。相對其他技術(shù)而言,SmartRoom高級無線技術(shù)以其在建設(shè)、維護(hù)、標(biāo)準(zhǔn)化(國際HA標(biāo)準(zhǔn))等方面的優(yōu)勢,將會在智能家居領(lǐng)域獲得更廣泛的應(yīng)用,為大眾消費者開啟精“智”新生活。
(審核編輯: 小王子)
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