智能家居無(wú)線連接方案介紹

 2019年是5G網(wǎng)絡(luò)高速發(fā)展的一年，這也標(biāo)志著物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)始普及，5G主打的萬(wàn)物互聯(lián)，正是智能家居行業(yè)的終極目標(biāo)。隨著連接技術(shù)的不斷發(fā)展，目前的智能家居大多采用無(wú)線連接方式，而無(wú)線連接又有WiFi、ZigBee、藍(lán)牙等多種方案，那么，在目前主流的無(wú)線連接方案中，誰(shuí)才是智能家居的最優(yōu)解呢?智能家居本身建設(shè)的目的就是為了給人們提供安全、舒適的生活環(huán)境，但是由于目前的智能化家居系統(tǒng)在這個(gè)方面顯現(xiàn)出許多不足之處，因?yàn)槲磥?lái)智能家居的發(fā)展必然在這個(gè)方面開(kāi)展完善工作。

在萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)空當(dāng)中，智慧家庭是和我們?nèi)粘Ｉ钸B接最緊密的，目前智慧家庭已經(jīng)呈現(xiàn)了雛形，這其中智能家居功不可沒(méi)。 正所謂萬(wàn)物互聯(lián)智能家庭，互聯(lián)是當(dāng)下智能家居的關(guān)鍵詞，想要做到互聯(lián)就必須相互連接，而想要把各類智能單品連接到控制中心可并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的事情。在智能家居剛剛興起時(shí)，智能家居的連接主要為有線連接，有線連接包含了星型連接、總線連接、電力線載波連接等多種方式。

以下三種方案可以說(shuō)是目前市場(chǎng)中最常見(jiàn)的無(wú)線連接方式了，而除了這些方案之外，第五代移動(dòng)通信技術(shù)也能智能家居連接帶來(lái)新的方案。由于5G具有高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、節(jié)省能源、降低成本、提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接的特性，這些特性也可用于智能家居的無(wú)線連接當(dāng)中。通過(guò)5G更高的帶寬、更快的速度、更低的延遲，智能家居設(shè)備可以在用戶下達(dá)命令后進(jìn)行近乎零延遲的響應(yīng)，這也會(huì)大大提高人機(jī)交互的體驗(yàn)效果。綜合來(lái)看，目前主流的連接方案都有著各自又都有著不同的優(yōu)點(diǎn)和弊端，因此這些技術(shù)在接下來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)會(huì)同時(shí)存在智能家居系統(tǒng)當(dāng)中。但伴隨著5G的發(fā)展，我們將有機(jī)會(huì)將所有設(shè)備接入到5G網(wǎng)絡(luò)下，從而實(shí)現(xiàn)真正的萬(wàn)物互聯(lián)。

WiFi連接方案

提到WiFi大家都不陌生，因?yàn)閃iFi的普及程度非常的高，我們也可以粗略的把Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)理解為無(wú)線上網(wǎng)。目前，幾乎所有智能手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦都支持Wi-Fi上網(wǎng)，其方法是把有線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)轉(zhuǎn)換成無(wú)線信號(hào)。

目前，IEEE 802.11在使用的主要有：IEEE 802.11n、IEEE 802.11ac、IEEE 802.11ad、IEEE 802.11ax幾種。使用IEEE 802.11的設(shè)備也非常的多，例如：智能手機(jī)、平板電腦、游戲機(jī)、打印機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)、筆記本以及其他可以無(wú)線上網(wǎng)的周邊設(shè)備等。

伴隨著智能家居的出現(xiàn)，冰箱、電視、空調(diào)、音響設(shè)備等，也都開(kāi)始支持Wi-Fi功能了。大部分的傳統(tǒng)家居產(chǎn)品都通過(guò)Wi-Fi互聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化，并且通過(guò)WiFi實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音控制和系統(tǒng)控制。而WiFi的智能產(chǎn)品最為常見(jiàn)的原因與WiFi的一些優(yōu)點(diǎn)也是分不開(kāi)的：WiFi的傳輸速率較高，可以達(dá)到54Mbps;它的有效距離也很長(zhǎng)，方便與現(xiàn)有的有線以太網(wǎng)整合;組網(wǎng)成本也比較低。除了好處之外，WiFi也有一些劣勢(shì)，例如成本和功耗都比較高。

ZigBee連接方案

ZigBee協(xié)議又名紫峰協(xié)議，它的命名來(lái)自于蜜蜂在發(fā)現(xiàn)花叢后通過(guò)“八字舞”傳遞信息的方式，在蜂群中，我們可以把這種八字舞(Zig)認(rèn)為是它們主要的通信網(wǎng)絡(luò)，由于這種通信方式對(duì)蜂群而言有著至關(guān)重要的作用，因此ZigBee就成為了這一短距離、低功耗無(wú)線通信協(xié)議術(shù)的最終名稱。

ZigBee協(xié)議最大的優(yōu)勢(shì)在于它能自動(dòng)組成一個(gè)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，然后通過(guò)中心節(jié)點(diǎn)聯(lián)動(dòng)各個(gè)設(shè)備的直接數(shù)據(jù)。而這個(gè)中心節(jié)點(diǎn)不僅起到運(yùn)輸數(shù)據(jù)的橋梁作用，還要管理整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)。

一般來(lái)說(shuō)，這個(gè)中心節(jié)點(diǎn)大多由網(wǎng)關(guān)來(lái)?yè)?dān)任，理論上說(shuō)，ZigBee的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以達(dá)到65000個(gè)，完全可以滿足我們?nèi)粘Ｉ畹男枰５壳暗拇蟛糠諾igBee協(xié)議的智能家居產(chǎn)品都需要另行搭配網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的控制，因此選擇時(shí)要特別注意。

藍(lán)牙連接方案

藍(lán)牙，這是一個(gè)比WiFi使用更早的功能，和大家的認(rèn)知相同，藍(lán)牙一般用于傳輸數(shù)據(jù)，例如藍(lán)牙傳文件、藍(lán)牙無(wú)線耳機(jī)聽(tīng)歌和使用藍(lán)牙鍵鼠等，但持續(xù)性的數(shù)據(jù)傳輸會(huì)產(chǎn)生較高的功耗，加上藍(lán)牙的有效傳輸距離非常近，不支持大量設(shè)備同時(shí)連接，因此藍(lán)牙在智能家居中使用的并不多，但低功耗藍(lán)牙、藍(lán)牙Mesh 等新協(xié)議的出現(xiàn)，就讓藍(lán)牙的應(yīng)用變得更加廣泛。

首先是普通藍(lán)牙作為一種小范圍無(wú)線連接技術(shù)，能在設(shè)備間實(shí)現(xiàn)方便快捷、靈活安全、低成本、低功耗的數(shù)據(jù)通信和語(yǔ)音通信。目前市面上使用藍(lán)牙的智能家居產(chǎn)品包括智能門鎖、智能音箱、溫濕度計(jì)等。但目前藍(lán)牙4.0是市場(chǎng)主流，更省電、成本低、3毫秒低延遲、超長(zhǎng)有效連接距離、AES-128加密等;通常用在藍(lán)牙耳機(jī)、藍(lán)牙音箱等設(shè)備上。2016年提出的藍(lán)牙5.0則進(jìn)一步升級(jí)，可以結(jié)合wifi對(duì)室內(nèi)位置進(jìn)行輔助定位，提高傳輸速度，增加有效工作距離。

低功耗藍(lán)牙是普通藍(lán)牙的進(jìn)階版，功耗變低、傳輸距離增強(qiáng)，與設(shè)備的配對(duì)連接時(shí)長(zhǎng)大幅減小。低功耗和普通藍(lán)牙的工作頻段(2.4GHz ISM)一樣，不過(guò)不會(huì)在開(kāi)啟后一直工作，而是只在需要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)工作，不需要時(shí)處于低功耗休眠狀態(tài)。低功耗藍(lán)牙開(kāi)啟后和設(shè)備建立連接只有幾毫秒的延遲，而普通藍(lán)牙則有100毫秒左右。目前，市面上使用低功耗藍(lán)牙的智能家居產(chǎn)品包括智能鬧鐘、語(yǔ)音控制器和智能抽屜開(kāi)關(guān)等。

藍(lán)牙Mesh在2017年問(wèn)世，與此前最大不同是，藍(lán)牙Mesh支持Mesh組網(wǎng)，通過(guò)多個(gè)設(shè)備的網(wǎng)狀分布讓大范圍內(nèi)的設(shè)備都能享受到高質(zhì)量的連接，并且只要版本在4.0或以上，設(shè)備配套硬件性能足夠，任何普通藍(lán)牙設(shè)備都能通過(guò)OTA升級(jí)的形式支持藍(lán)牙Mesh。所以，藍(lán)牙Mesh最大的優(yōu)勢(shì)是用戶不用買網(wǎng)關(guān)。