目前，智能家居領(lǐng)域使用了多種通信協(xié)議，如主流的NB-IoT、ZigBee、Z-Wave、WiFi、藍牙等。 我們在選擇智能家居設(shè)備時，應(yīng)該如何選擇通訊協(xié)議呢?

今天小編就為大家科普一下這些通信協(xié)議的特點以及優(yōu)缺點。 相信下面的內(nèi)容會讓您對智能家居有更深入的了解。

有線或無線

智能家居的通信系統(tǒng)主要分為有線通信和無線通信兩大類。

雖然有線智能家居系統(tǒng)相對穩(wěn)定，但有線技術(shù)的缺點是布線復(fù)雜、工作量大、成本高、維護困難。 無線解決方案為智能家居帶來了曙光。 丟了很多麻煩。 無線智能家居不會影響室內(nèi)的美觀，節(jié)省綜合布線的人力物力，并且具有方便快捷的特點，非常適合智能家居。

無線通信技術(shù)有哪些

無線通信技術(shù)主要有zigbee、z-wave、RF、藍牙、wifi、EnOcean、lora、NB-IOT等。

01 WiFi技術(shù)

Wi-Fi是一種遠距離無線傳輸技術(shù)，允許電子設(shè)備連接到無線局域網(wǎng)。 其最大的特點是方便人們隨時隨地上網(wǎng)，但對于智能家居應(yīng)用來說其缺點也很明顯。 功耗高：是隨時隨地部署低功耗傳感器的致命缺陷; 安全性低：購買隨機網(wǎng)卡就可以輕松破解WiFi的賬戶密碼，對家庭安全不利。

雖然WiFi很普及，但該技術(shù)只適合單品小型智能設(shè)備，很難實現(xiàn)場景化應(yīng)用，因為如果家里有超過8個WiFi連接設(shè)備就會變得有點卡。 ，只能作為智能家居應(yīng)用中的輔助補充。 角色。

02 藍牙協(xié)議

藍牙也是生活中最常見的協(xié)議。 接觸最多的就是手機和藍牙音箱的藍牙配對。 通過短距離無線通信，可以傳輸大數(shù)據(jù)，給生活帶來很多便利。 藍牙的功耗比wifi低，傳輸距離也比較短，一般小于10米，所以不能用于聯(lián)網(wǎng)。 其次，藍牙堆棧(stack)容易崩潰。

藍牙節(jié)點也比較少，穩(wěn)定性和干擾方面都不是很強，所以不太適合智能家居系統(tǒng)。 在智能家居行業(yè)，藍牙技術(shù)一般只考慮用于單一產(chǎn)品或小型本地智能產(chǎn)品。

03 RF433

RF433采用低頻信號傳輸，頻率越低，穿墻能力和繞射能力越強，因此RF433具有非常好的穿墻能力和繞射能力。 與wifi一樣，RF433僅支持星型網(wǎng)絡(luò)拓撲，通過多個基站實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋和空間擴展。

射頻技術(shù)特別適合那些改建的房屋和公寓。 安裝方便，不會破壞原有的裝修風(fēng)格。 控制模塊可以直接安裝在墻壁上或盒內(nèi)或天花板上或您想要安裝的任何位置。 安裝靈活多變，可DIY。

04 z波

z-wave是由丹麥公司Zensys主導(dǎo)的無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，專注于互連和標準化。 Zwave的數(shù)據(jù)傳輸速率為9.6kbps，信號有效覆蓋室內(nèi)30米(室外100多米)。 適用于窄帶寬應(yīng)用，具有一定的安全性和穩(wěn)定性。 然而，目前它僅用于家庭自動化。

其主要缺點是：一是節(jié)點較少，理論值為256個，實際值可能只有150個左右，這是它能容納的設(shè)備數(shù)量的上限。 事實上，許多制造商可以容納 20 或 30 臺設(shè)備。 二是樹狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 一旦分支上端斷線，下端所有設(shè)備將無法與網(wǎng)關(guān)通信; 第三，沒有加密方法，安全性差，容易受到攻擊。 (Zwave使用的頻段在我國屬于非民用，Zwave智能家居在國內(nèi)還不常見，國外使用的仍然較多。)

20200604185351277.jpg

05 ZigBee協(xié)議

ZigBee標準協(xié)議是目前物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域公認的最適合構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)智能系統(tǒng)的通信技術(shù)。 它是一種短距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通信技術(shù)。 其安全性被公認為較好，采用AES-128加密，此外，ZigBee網(wǎng)絡(luò)自組網(wǎng)和自愈能力較強。

總而言之，ZigBee是一種廉價、低功耗的短距離無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。 網(wǎng)絡(luò)容量方面，可擴展至65000個，絕對滿足智能家居產(chǎn)品的接入需求。 速率為250K，對于不需要大數(shù)據(jù)傳輸?shù)募彝ピO(shè)備來說綽綽有余。 目前，新型智能家居產(chǎn)品大多采用Zigbee進行控制和組網(wǎng)連接。

06 NB-IoT技術(shù)

NB-IoT是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的一項新興技術(shù)，支持廣域網(wǎng)中低功耗設(shè)備的蜂窩數(shù)據(jù)連接，也稱為低功耗廣域網(wǎng)(LPWA)。 與藍牙、WIFI等傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相比，NB-IOT技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。 國家大力倡導(dǎo)的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展很大程度上依賴于NB-IoT。

NB-IOT技術(shù)應(yīng)用于智能家居，除了具有深度覆蓋、連接數(shù)量大、數(shù)據(jù)傳輸速度快、超低功耗、更安全、更穩(wěn)定等優(yōu)勢外，還能帶來諸多價值——為智能設(shè)備增加功能，如支持待機時間短、網(wǎng)絡(luò)連接要求高的設(shè)備的高效連接，并且可以提供非常全面的室內(nèi)蜂窩數(shù)據(jù)連接覆蓋，并且可以簡化終端的復(fù)雜度，降低終端的功耗，能夠?qū)崟r、大容量地進行高效的身份認證和訪問控制等。

如何選擇通訊協(xié)議?

如何選擇智能家居通信協(xié)議?

事實上，無論是NB-IoT、ZigBee、WiFi等，它們都是在某些場景下進行自動控制的協(xié)議。 如何選擇需要根據(jù)具體情況來確定，比如公寓的類型、面積的大小、墻體的數(shù)量等等。

榮事達智能家居主要以NB-IoT和Zigbee為主，但在WiFi、RF433等領(lǐng)域也有深厚的積累，體現(xiàn)了其雄厚的技術(shù)實力。 在榮事達的智能全屋系統(tǒng)中，NB-IOT、ZigBee、WiFi等技術(shù)早已被完美劃分，并根據(jù)各自網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通信協(xié)議的特點共同構(gòu)成了整體的智能家居解決方案。

目前NB-IOT主要應(yīng)用于智能門鎖、安防報警等細分領(lǐng)域，如榮事達NB智能鎖、榮事達NB可燃氣體探測器等，解決因高帶寬導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)無法連接的情況。功耗大，wifi網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍小。 無需網(wǎng)關(guān)或路由，直接連接運營商基站即可使門鎖與傳感器聯(lián)動更穩(wěn)定，構(gòu)建一系列物聯(lián)網(wǎng)家庭場景; ZigBee主要控制智能系統(tǒng)，如榮事達智能窗簾系統(tǒng)、榮事達智能照明系統(tǒng)等，基于ZigBee協(xié)議的設(shè)備可以方便地添加到網(wǎng)絡(luò)中，相互通信。 兼容性非常強，可以支持大量設(shè)備，更好地滿足每個家庭的需求; 而wifi主要控制智能物品，比如智能貓眼、背景音樂、智能鏡子等市面上普及率較高的電子設(shè)備都配備了WiFi模塊……

榮事達智能家居將這些協(xié)議完美結(jié)合和分布，為用戶提供個性化的智能家居系統(tǒng)，打造個性化的智能生活體驗。 基礎(chǔ)協(xié)議的使用和搭配是智能全屋系統(tǒng)完整性和強大實力的體現(xiàn)。 建立在對各種技術(shù)協(xié)議的充分理解和掌握的基礎(chǔ)上，可以延伸到智慧酒店、智慧別墅、智慧公寓的多領(lǐng)域應(yīng)用，保證了智慧系統(tǒng)的長期運行和不斷迭代升級。

智能家居無疑是這幾年來熱門的研究對象之一，各類協(xié)議不停的更新最新版本及改進缺點，導(dǎo)致目前沒有一種真正意義上國際標準化用于智能家居、智能照明的通訊協(xié)議。本文主要針對各種方案的原理，技術(shù)特點及優(yōu)缺點作出了一個對比并以此展望了智能家居市場的未來。

下面我們將一一介紹這些協(xié)議：

ZigBee協(xié)議：

Zigbee是IEEE 802.15.4協(xié)議的簡稱，它來源于蜜蜂的八字舞，蜜蜂(bee)是通過飛翔和“嗡嗡”(zig)抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，而ZigBee協(xié)議的方式特點與其類似便更名為ZigBee。ZigBee主要適合用于自動控制和遠程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備，其特點是傳播距離近、低功耗、低成本、低數(shù)據(jù)速率、可自組網(wǎng)、協(xié)議簡單。

ZigBee的主要優(yōu)點如下：

1.功耗低

對比Bluetooth與WiFi，在相同的電量下(兩節(jié)五號電池)可支持設(shè)備使用六個月至兩年左右的時間，而Bluetooth只能工作幾周，WiFi僅能工作幾小時。

2. 成本低

ZigBee專利費免收，傳輸速率較小且協(xié)議簡單，大大降低了ZigBee設(shè)備的成本。

3. 掉線率低

由于ZigBee的避免碰撞機制，且同時為通信業(yè)務(wù)的固定帶寬預(yù)留了專用的時間空隙，使得在數(shù)據(jù)傳輸時不會發(fā)生競爭和沖突;可自組網(wǎng)的功能讓其每個節(jié)點模塊之間都能建立起聯(lián)系，接收到的信息可通過每個節(jié)點模塊間的線路進行傳輸，使得ZigBee傳輸信息的可靠性大大提高了，幾乎可以認為是不會掉線的。

4. 組網(wǎng)能力強

ZigBee的組網(wǎng)能力超群，建立的網(wǎng)絡(luò)每個有60，000個節(jié)點。

5. 安全保密

ZigBee提供了一套基于128位AES算法的安全類和軟件，并集成了IEEE 802.15.4的安全元素。

6. 靈活的工作頻段

2.4 GHz，868 MHz及915 MHz的使用頻段均為免執(zhí)照頻段。

ZigBee的缺點如下：

1. 傳播距離近

若在不適用功率放大器的情況下，一般ZigBee的有效傳播距離一般在10m-75m，主要還是適用于一些小型的區(qū)域，例如家庭和辦公場所。但若在犧牲掉其低掉線率的優(yōu)點的前提下，以節(jié)點模塊作為接收端也作為發(fā)射端，便可實現(xiàn)較長距離的信息傳輸。

但是現(xiàn)在，一般辦公和家庭、別墅使用時沒有問題的，如果是大平層的話，可以加強里面的信號，達到脫網(wǎng)聯(lián)動控制。

2. 數(shù)據(jù)信息傳輸速率低

處于2.4 GHz的頻段時，ZigBee也只有250 Kb/s的傳播速度，而且這單單是鏈路上的速率且不包含幀頭開銷、信道競爭、應(yīng)答和重傳，去除掉這些后實際可應(yīng)用的速率會低于100 Kb/s，在多個節(jié)點運行多個應(yīng)用時速率還要被他們分享掉。

3. 會有延時性

ZigBee在隨機接入MAC層的同時不支持時分復(fù)用的信道接入方式，因此在支持一些實時的應(yīng)用時會因為發(fā)送多跳和沖突會產(chǎn)生延時。

Bluetooth(藍牙協(xié)議)

藍牙協(xié)議是由愛立信公司創(chuàng)造并于1999年5月20日與其他業(yè)界領(lǐng)先開發(fā)商一同制定了藍牙技術(shù)標準，最終將此種無線通信技術(shù)命名為藍牙。藍牙技術(shù)是一種可使電子設(shè)備在10～100 m的空間范圍內(nèi)建立網(wǎng)絡(luò)連接并進行數(shù)據(jù)傳輸或者語音通話的無線通信技術(shù)。

藍牙的優(yōu)點如下：

1. 功耗低且傳輸速率快

藍牙的短數(shù)據(jù)封包特性是其低功耗技術(shù)特點的根本，傳輸速率可達到1Mb/s，且所有連接均采用先進的嗅探性次額定功能模式以實現(xiàn)超低的負載循環(huán)。

2. 建立連接的時間短

藍牙用應(yīng)用程序打開到建立連接只需要短短的3ms，同時能以數(shù)毫秒的傳輸速度完成經(jīng)認可的數(shù)據(jù)傳遞后并立即關(guān)閉連接。

3. 穩(wěn)定性好

藍牙低功耗技術(shù)使用24位的循環(huán)重復(fù)檢環(huán)(CRC)，能確保所有封包在受干擾時的最大穩(wěn)定度。

4. 安全度高

CCM的AES-128完全加密技術(shù)為數(shù)據(jù)封包提供高度加密性及認證度。

藍牙的缺點如下：

1. 數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇笮∈芟?/p>

高速跳頻使得藍牙傳輸信息時有極高的安全性，但同時也限制了藍牙傳輸過程中數(shù)據(jù)包不可能太大。即使在所謂的高保真藍牙耳機中高低頻部分也是會被嚴重壓縮的。

2. 設(shè)備連接數(shù)量少

相對于Wifi與ZigBee，藍牙連接設(shè)備能力確實較差，理論上可連接8臺設(shè)備，實際上也就只能做到6——7個設(shè)備連接。

3. 藍牙設(shè)備的單一連接性

假設(shè)我用A手機連接了一個藍牙設(shè)備，那么B手機是連接不上它的，一定要我與此藍牙設(shè)備之間的握手協(xié)議斷開B手機才能連接上它。

WiFi(無線保真協(xié)議)

WiFi是IEEE 802.11的簡稱，是一種可支持數(shù)據(jù)，圖像，語音和多媒體且輸出速率高達54Mb/s的短程無線傳輸技術(shù)，在幾百米的范圍內(nèi)可讓互聯(lián)網(wǎng)接入者接收到無線電信號。WiFi的首版于1997年問世，當(dāng)時其中定義了物理層和介質(zhì)訪問接入控制層(MAC層)，并在規(guī)定了無線局域網(wǎng)的基本傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的同時規(guī)范了介質(zhì)訪問層(MAC)的特性和物理層(PHY)，其中物理層采用的是FSSS(調(diào)頻擴頻)技術(shù)、紅外技術(shù)和DSSS(直接序列擴頻)技術(shù)。在1999年又新增了IEEE 802.11g和IEEE 802.11a標準進行完善。

WiFi優(yōu)點：

1. 傳輸范圍廣

WiFi的電波覆蓋范圍半徑高達100 m，甚至連整棟大樓都可以覆蓋，相對于半徑只有15m藍牙，優(yōu)勢相當(dāng)明顯。

2. 傳輸速度快

高達54Mb/s的傳輸速率使得WiFi的用戶可以隨時隨地接收網(wǎng)絡(luò)，并可快速地享受到類似于網(wǎng)絡(luò)游戲、視頻點播(VOD)、遠程教育、網(wǎng)上證券、遠程醫(yī)療、視頻會議等一系列寬帶信息增值服務(wù)。在這飛速發(fā)展的信息時代，速度還在不斷提升的WiFi必能滿足社會與個人信息化發(fā)展的需求。

3. 健康安全

WiFi設(shè)備在IEEE 802.11的規(guī)定下發(fā)射功率不能超過100 mW，而實際的發(fā)射功率可能也就在60～70 mW。與類似的通信設(shè)備相比，手機發(fā)射功率約在200 mW～1 W，而手持式對講機更是高達5 W。相對于這兩者WiFi產(chǎn)品的輻射更小。

4. 普及應(yīng)用度高

現(xiàn)今配置WiFi的電子設(shè)備越來越多，手機、筆記本電腦、平板電腦、MP4幾乎都將WiFi列入了他們的主流標準配置。

WiFi缺點：

1.功耗大

2.價格貴

3.協(xié)議編碼復(fù)雜

UWB(Ultra Wideband)：

是一種無載波通信技術(shù)，利用納秒至微微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。通過在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號，UWB能在10米左右的范圍內(nèi)實現(xiàn)數(shù)百Mbit/s至數(shù)Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。

Z-Wave協(xié)議：

是由丹麥公司Zensys所一手主導(dǎo)的無線組網(wǎng)規(guī)格，Z-wave聯(lián)盟(Z-wave Alliance)雖然沒有ZigBee聯(lián)盟強大，但是Z-wave聯(lián)盟的成員均是已經(jīng)在智能家居領(lǐng)域有現(xiàn)行產(chǎn)品的廠商，該聯(lián)盟已經(jīng)具有160多家國際知名公司，范圍基本覆蓋全球各個國家和地區(qū)。目前國內(nèi)應(yīng)用不光。

RF射頻協(xié)議：

較常見的應(yīng)用有無線射頻識別(Radio Frequency IdentificaTIon，RFID)，常稱為感應(yīng)式電子晶片或近接卡、感應(yīng)卡、非接觸卡、電子標簽、電子條碼等。其原理為由掃描器發(fā)射一特定頻率之無線電波能量給接收器，用以驅(qū)動接收器電路將內(nèi)部的代碼送出，此時掃描器便接收此代碼。

EnOcean協(xié)議：

國際電工技術(shù)委員會(InternaTIonal Electrotechnical Commission)將EnOcean無線通信標準采納為國際標準ISO/IEC 14543-3-10，這也是世界上唯一使用能量采集技術(shù)的無線國際標準。

ModBus協(xié)議：

是由Modicon(現(xiàn)為施耐德電氣公司的一個品牌)在1979年發(fā)明的，是全球第一個真正用于工業(yè)現(xiàn)場的總線協(xié)議。ModBus網(wǎng)絡(luò)是一個工業(yè)通信系統(tǒng)，由帶智能終端的可編程序控制器和計算機通過公用線路或局部專用線路連接而成。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)既包括硬件、亦包括軟件。它可應(yīng)用于各種數(shù)據(jù)采集和過程監(jiān)控。

KNX協(xié)議：

1999年5月，歐洲三大總線協(xié)議EIB、BaTIBus和EHSA合并成立了Konnex協(xié)會，提出了KNX協(xié)議。該協(xié)議以EIB為基礎(chǔ)，兼顧了BaTIBus和EHSA的物理層規(guī)范，并吸收了BatiBus和EHSA中配置模式等優(yōu)點，提供了家庭、樓宇自動化的完整解決方案

Weave協(xié)議：

Weave是一個低功耗、低帶寬、低延遲、安全的設(shè)備間通信協(xié)議，該協(xié)議最初由Nest公司開發(fā)并被使用在他們自己的設(shè)備上。Nest將它開放給全世界的開發(fā)者。目前被Google收購，Google并決定推出基于 JSON的通訊語言Weave。意在創(chuàng)建智能硬件間的通用通信、指令收發(fā)方案，與Android兼容。

Thread協(xié)議：

由三星、Nest、ARM、Big Ass Fans、飛思卡爾和Silicon Labs公司聯(lián)合推出， 是一種基于IP的無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，用來連接家里的智能產(chǎn)品。