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智能家居系统常用哪几种无线通讯协议?

原创投稿 wpadmin 3年前 (2022-01-26) 198次浏览 0个评论

智能家居系统常用几种无线通讯协议

接上回续,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。常见的智能家居无线通讯协议有wifi、蓝牙、射频433、z-wave、zigbee等。那各个协议的优缺点是什么?下面扬子智能家居小编就对这几种技术一 一进行分析。

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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。协议稳定性、安全比较差,容易断开连接,被人破解。wifi在功率消耗上面能耗巨大,假如家里面安装了许多的wifi产品,那么一个月下来用电量都不可小视。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。一个家庭产品上面远远不止10个。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

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二、蓝牙技术

蓝牙也是生活中最常见的协议,接触最多的就是手机蓝牙配对和蓝牙音箱了,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

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三、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。

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四、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。究其缺点主要有三个:①是节点较少,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。②是树状组网结构,一旦树枝上端断掉,下端的所有设备将无法与网关通信。③是没有加密方式,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。)

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五、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;此外,Zigbee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。

综上所述:ZigBee协议具有自组网能力,安全性、可靠性高,抗干扰能力,自我恢复能力都比较强。具有极低的功耗,因此也是目前国内最适合智能家居的无线通讯协议智能家居系统常用哪几种无线通讯协议?智能家居系统常用哪几种无线通讯协议?智慧家庭拓扑图

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下面一幅图就简单剖析一下常用通讯协议的技术特征比较。

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以上仅供参考。

A:新一代智能家居系统所采用的无线通讯协议主要有WiFi、Zigbee、Z-wave、Bluetooth、RF(不考虑未经广泛采用的无线通讯私有协议)。无论在中国还是在全球,WiFi用于智能电工、智能家电类设备偏多,Zigbee几乎在所有智能家居各类硬件普遍覆盖,Z-wave在智能家居硬件中覆盖的种类偏少厂商稀少,Bluetooth主要用于便携类智能硬件,RF主要用于上一代智能家居的部分硬件。基于不同通讯技术打造的智能家居系统,Zigbee技术处于绝对主流,WiFi技术保持主流,Bluetooth技术可能回复主流,Z-wave技术和RF技术滑向边缘。

B:一个完整的智能家居系统由哪些子系统组成,由多少个子系统组成,行业里没有从来没有公认的说法,也可以不需公认的标准,将会由终端市场的迭代校验而趋于一致化或者趋于个性化。通常地说,智能家居系统大都包括智能照明系统、智能安防系统、智能暖通控制、智能能源管理、智能门窗系统、智能影音系统等。

C:判断无线智能家居的最好或者最差,这很可能失之公允,无线智能家居的好和不好,通常看一个厂商的通讯技术、软硬云的系统级自主创新能力。以系统兼容性、自主创新度来说,华为、欧瑞博、小米处于第一梯队,比较遗憾的是,华为自身几乎不涉足也不提供智能家居硬件。它们的系统均已实现了3种或者以上通讯协议的兼容,它们的系统均可连接绝大多数种类的智能家居硬件,跟随它们各自系统的生态链厂商至少都在两位数以上。

蓝牙 wifi zigbee Z-Wave

现在的智能家居系统,很多公司都在搞,搭建的基础都是无线通讯。目前在用小米的智能家居系统,原因就是因为有一个强大的无线路由系统,小米的路由都比较智能,即使没有计算机基础的人也能按着下一步弄好,也就没有遇到过你问得这个问题了。

行业多年从业者,主要有如下几个

1.WiFi

2.蓝牙

3.zigbee

4.nb-iot

主要就是上面四个,如果有人回答其他的协议,那基本上都是跟他们有利益往来的。再比如各个厂商自己推出的私有协议,这种私有协议,未来都是被淘汰的,或者有人提到z-wave协议,由于其在国内与xx有冲突,不会普及开来,且在国内只有少数几家公司在用这种协议,无法形成规模,

未来会形成,小范围局域网比如家庭范围内用zigbee技术,要联网的、大范围内用nb-iot的局面,wifi未来两三年不再成为主流。


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