深圳市铭豪通达电气工程有限公司
智能家居通讯技术解析
来源: | 作者:深圳市铭豪通达电气工程有限公司 | 发布时间: 2017-07-22 | 79 次浏览 | 分享到:
蓝牙技术(一)
   蓝牙技术最初由爱立信创制。1999年5月20日,索尼爱立信、IBM、英特尔、诺基亚及东芝等业界龙头创立蓝牙特别兴趣组,制订蓝牙技术标准。蓝牙是一种新式的无线传送协议,用于在不同的设备之间进行无线连接,例如连接计算机和外围设施。蓝牙根据网络的概念提供点对点或点对多点的无线链接。在任意一个有效通信范围内所有设备的地位都是平等的。首先提出通信要求的设备称为主设备(Master),被动进行通信的设备称为从设备(Slaver)。利用时分多址(TDMA),一个主设备最多可同时与7个从设备进行通信并和多个从设备(最多可超过200个)保持同步但不通信。一个主设备和一个以上的从设备构成的网络称为蓝牙的微微网络。   
    
若两个以上的微微网络之间存在着设备间的通信,则构成了蓝牙的分散网络(Scatternet)。基于TDMA原理和蓝牙设备的平等性任一蓝牙设备在网络中既可作主设备又可作从设备还可同时兼作主、从设备。所以它是典型的无中心网络具有自然灵活的组网方式蓝牙网络具有Adhoc的特性,各个设备可以方便地进入和离开网络,不需要额外的网络配置。只是为了完成适当的网络功能,要有一定的初始配置工作。   
   
蓝牙技术尽管是目前较为先进的无线网络技术,而且已经在很多设备进行互操作中逐渐普及,但对于许多消费电子设备而言,利用它来作为电缆的替代方案,在成本和功耗方面还很难令人满意。   

    由于蓝牙技术协议较复杂,功耗高,成本高,传输范围受限,一般有效的范围在10米左右,抗干扰能力不强、信息安全性差,使其并不太适用于要求低成本、低功耗的工业控制和家庭网络,并制约其进一步发展和大规模应用。与蓝牙和WIFI不同,但是Z-Wave和Zigbee技术对比并无明显优势,依然是ZigBee在智能家居中有着更加广泛的应用。

ZigBee (二)
   
ZigBee是一种新兴的近距离(10米—100米)、低速率(250Kbps标称速率)、低功耗的无线网络技术,具有低复杂度、低功耗、低速率、低成本、自组网、高可靠、超视距的特点,主要适合应用于自动控制和远程控制等领域,可以嵌入各种设备。简而言之,ZigBee就是一种便宜的、低功耗、自组网的近程无线通讯技术。


 ZigBee技术在智能家居中的应用,具有以下优点:   

     一是抗干扰力强,Zigbee收发模块使用的是2.4G直序扩频、调频技术,比起一般FSK,ASK和跳频的数传电台来,具有更好的抗干扰能力;

     二是保密性好,ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能,加密算法采用通用的AES-128位,长达128位的密码给ZIGBEE信号传输的保密性提供了保障;

     三是传输速度快,ZIGBEE传输数据多采用短帧传送,传输速度快,实时性强;

     四是可扩展性强,ZIGBEE组网容易,自恢复能力强,便于在智能家居中进行扩展,增加新设备。   

      ZigBee技术已经取得了绝对的领先地位,其在智能家居应用的最大优势在于在全球普及较高,不同厂商生产的ZigBee产品也可以依据同一个标准方便地实现互联互通,产品兼容性好。目前,ZigBee联盟由300多个成员企业,包括Ember、Freescale、Schneider、华为、物联传感(中国区总部)等,它们共同推动ZigBee无线技术的发展,使其能成为应用于家用电器、能源、住宅、商业和工业领域的领先无线网络连接、传感和控制标准。

Z-Wave(三)
    
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技术功耗和成本都有较大优势。   

     Z-Wave技术在最初设计时,仅定位于智能家居无线控制领域,可用于住宅、照明商业控制以及状态读取应用,例如抄表、照明及家电控制、HVAC、接入控制、防盗及火灾检测等。 Z-Wave采用小数据格式传输,40kb/s的传输速率来以应对,早期甚至使用9.6kb/s的速率传输。与ZIGBEE无线技术相比,拥有较低的传输频率、相对较近的传输距离和一搬的价格都不及ZigBee,并且在通用性、安全性等方面,Z-Wave也相对要差。   

    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,目前该联盟已经具有160多家国际知名公司,范围基本覆盖全球各个国家和地区。尤其是国际大厂思科(Cisco)与英特尔(Intel)的加入,也强化Z-wave在家庭自动化领域的地位。就市场占有率来说,Z-Wave在欧美普及率比较高,知名厂商如(NWD)华顿,wintop,Leviton,control4等。

Wi-Fi(四)
Wifi相对于其他无线技术的优点:   

     Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备(如PDA、手机)等终端以无线方式互相连接的技术。Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌,由Wi-Fi联盟(Wi-FiAlliance)所持有,目的是改善基于IEEE802.11标准的无线网路产品之间的互通性。   

     Wi-Fi 俗称无线宽带是一种短程无线传输技术,能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。随着技术的发展,以及IEEE 802.11a 及IEEE 802.11g等标准的出现,现在IEEE 802.11 这个标准已被统称作Wi-Fi。而如意?云更是采用最新的IEEE 802.11ac,它是一个802.11无线局域网(WLAN)通信标准,它通过5GHz频带(也是其得名原因)进行通信。理论上,它能够提供最少1Gbps带宽进行多站式无线局域网通信,或是最少500Mbps的单一连接传输带宽。   

Wi-Fi技术突出的优势:   

     一,无线电波的覆盖范围广,半径则可达100米,办公室自不用说,就是在整栋大楼中也可使用, 可以实现从最简单的一个控制器控制一个灯的开关直到复杂的全家灯光、窗帘、空调、门禁、电器设备的全面智能控制。   

     二,传输速度非常快,可以达到11mbps,符合个人和社会信息化的需求。此外,它还具有低成本,低功耗的特点,符合“低碳生活”的绿色智能家居概念。WIFI的优势也是应用广泛,已经普及到千家万户。   

     WIFI技术虽然移动性强,但由于采用的是射频技术,通过空气发送和接收数据,使用无线电波传输数据信号,容易受到外界的干扰和受黑客威胁,安全性比较差,因此也不太适合对安全性要求极高的智能家居。