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    工業無線

    智能家居無線應用分析

      2014年05月16日  

      放眼全球,“無線取代有線”已是大勢所趨,如今人們只需置身于WiFi環境,或者打開設備的藍牙功能,彼此間就能輕松的進行數據傳輸。另一方面,無線技術的不斷發展,也為家庭物聯網領域帶來了全新的發展機遇,而家庭自動化(智能家居)更是成為了先進無線技術的競技場。談及無線技術,多數人最先想到的可能會是WiFi、藍牙,但實際上,目前在智能家居行業中,較為主流的無線技術一共有四種:WiFi、藍牙、Zwave和ZigBee。

      其實,智能化家居這個概念早在十幾年前就出現了,1998年比爾蓋茨就為自己建造過一座智能化的豪宅。早期的智能家居是有線的,這在很大程度上,限制了其的自身發展:首先是布線問題,需要開墻破洞,使得多數已裝修好的房子不愿加入進來;其次,將線布好埋于墻體內,檢修維護非常不便,一旦出現問題,意味著要再次開墻破洞;最后,就是造價不菲,以至于早期的智能家居只適合高端人群,而非平民消費品。

      無線解決方案為家居自動化帶來了曙光,剪掉了這些繁瑣的線,就減去了很多麻煩。就目前而言,無線智能家居根據所使用的技術不同,主要分為藍牙、Wi-Fi、Zwave和ZigBee四種,無線技術讓人們得以實現對家居的遠程控制。下面我們不妨先從日常接觸最為頻繁的WiFi說起。

      WiFi技術

      基于WiFi技術的智能家居產品最為常見,其優勢在于傳輸速率快,且產品成本低,生活中也最為普及,對用戶來說,基于WiFi的智能家居組合最為省事,購買設備直接組網即可。

      凡事都存在兩面性,WiFi雖然傳輸快、普及廣,但也存在著自身的技術劣勢:其最大的問題要屬安全性非常低,無線穩定性弱;功耗大也是其弱點之一,將導致其在家居領域的應用受限,例如智能門鎖、紅外轉發控制器、各種傳感器等不適宜使用;此外,WiFi的組網能力也相對較低,目前WiFi網絡的實際規模一般不超過16個設備,而實際家居環境中,僅開關、照明、家電的數量就已遠遠多于16個,顯然發展空間受到了一定的限制。

      Zigbee、Zwave、藍牙技術

      相較于普及較廣的WiFi技術,下面要說的ZigBee技術,其研發和應用的門檻相對要高,并不是隨便什么人都能駕馭,像施耐德、西門子、索尼、通用電氣、松下等一些全球500強企業,都已加入到ZigBee的陣營當中,而華為、物聯傳感等國內企業也在ZigBee陣營之中。

      Zigbee技術

      首先,ZigBee技術的安全性很高,至今全球尚未出現一起破解先例。其安全性源于其系統性的設計:采用AES加密(高級加密系統),嚴密程度相當于銀行卡加密技術的12倍;其次,Zigbee采用蜂巢結構組網,每個設備均能通過多個方向與網關通信,網絡穩定性高;另外,其網絡容量理論節點為65300個,足夠滿足家庭網絡覆蓋需求,即便是智能小區、智能樓宇等仍能全面覆蓋;最后,Zigbee具備雙向通訊的能力,不僅能發送命令到設備,同時設備也會把執行狀態反饋回來,這對終端使用體驗至關重要,尤其是安防設備,倘若你點擊了關門,卻不知道門是否真的已經鎖上,將會帶來多大的安全隱患;此外,Zigbee采用了極低功耗設計,可以全電池供電,理論上一節電池能使用10年以上,節能環保。

      Zwave技術

      Zwave的數據傳輸速率為,信號的有效覆蓋在室內30米(室外大于100米),適于窄帶寬應用場合,且具備一定的安全性和穩定性,不過目前只應用于家庭自動化方面。究其缺點主要三:一是節點較少,理論值為256個,實際值可能只有150個左右,算是其能容納設備數量的上限,實際上很多廠商能做到容納20、30個設備就不錯了;二是樹狀組網結構,一旦樹枝上端斷掉,下端的所有設備將無法與網關通信;三是沒有加密方式,安全性差,易受到攻擊。

      (Zwave所用頻段在我國是非民用的,國內并不常見Zwave智能家居,更多的還是應用在國外。)

      藍牙技術

      大家對藍牙技術的熟知,恐怕要屬手機上的藍牙功能了。其功耗以及成本都介于WiFi與Zigbee兩者之間,但傳輸距離最短,屬于一種點對點、短距離的通訊方式,因在移動設備或較短距離間傳輸,故藍牙產品會提供一些較為私人化的使用體驗,例如藍牙耳機、藍牙音箱、智能秤等,由于其傳輸距離較短,所以并不適合組建龐大的家庭網絡。

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