智能家居有幾種傳輸協(xié)議

一般在買電子產(chǎn)品時，我們都會重點考慮硬件和軟件。比如買手機時考慮硬件性能、做工和操作系統(tǒng)體驗(軟件)。對于智能家居產(chǎn)品來說，我們還需要考慮第三個因素——網(wǎng)絡通信協(xié)議。不同智能家居產(chǎn)品會支持不同通信協(xié)議，通信協(xié)議的不同，會影響我們使用這些產(chǎn)品的控制方式和體驗效果。那么，你知道智能家居有幾種傳輸協(xié)議嗎？下面跟小編一起來看看吧！

智能家居有幾種傳輸協(xié)議

ZigBee協(xié)議：

Zigbee是IEEE802.15.4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域，可以嵌入各種設備，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)務的固定帶寬預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IEEE802.15.4的安全元素。

6.靈活的工作頻段

2.4GHz，868MHz及915MHz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。

2.數(shù)據(jù)信息傳輸速率低

處于2.4GHz的頻段時，ZigBee也只有250Kb/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、應答和重傳，去除掉這些后實際可應用的速率會低于100Kb/s，在多個節(jié)點運行多個應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用的信道接入方式，因此在支持一些實時的應用時會因為發(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)界領先開發(fā)商一同制定了藍牙技術標準，最終將此種無線通信技術命名為藍牙。藍牙技術是一種可使電子設備在10～100m的空間范圍內(nèi)建立網(wǎng)絡連接并進行數(shù)據(jù)傳輸或者語音通話的無線通信技術。

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)傳遞后并立即關閉連接。

3.穩(wěn)定性好

藍牙低功耗技術使用24位的循環(huán)重復檢環(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.設備連接數(shù)量少

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

3.藍牙設備的單一連接性

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

WiFi(無線保真協(xié)議)

WiFi是IEEE802.11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，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)絡結構的同時規(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、紅外技術和DSSS(直接序列擴頻)技術。在1999年又新增了IEEE802.11g和IEEE802.11a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100m，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，并可快速地享受到類似于網(wǎng)絡游戲、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。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設備在IEEE802.11的規(guī)定下發(fā)射功率不能超過100mW，而實際的發(fā)射功率可能也就在60～70mW。與類似的通信設備相比，手機發(fā)射功率約在200mW～1W，而手持式對講機更是高達5W。相對于這兩者WiFi產(chǎn)品的輻射更小。

4.普及應用度高

現(xiàn)今配置WiFi的電子設備越來越多，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)議編碼復雜

LPWAN(低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng))：

全球最大的芯片廠商英特爾、高通，全球通信設備巨頭華為、諾基亞、愛立信，以及全球運營商巨頭沃達豐、中國移動等均加速低功耗廣域網(wǎng)絡(LPWAN)的商用，LPWAN協(xié)議標準也取得了實質(zhì)性進展，2016年將是LPWAN發(fā)展的重大里程碑，屆時不僅各行業(yè)應用快速增加，基于Wi-Fi、藍牙、Zigbee連接的一部分也將被LPWAN連接所取代。

UWB(UltraWideband)：

是一種無載波通信技術，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所一手主導的無線組網(wǎng)規(guī)格，Z-wave聯(lián)盟(Z-waveAlliance)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)應用不光。

RF射頻協(xié)議：

較常見的應用有無線射頻識別(RadioFrequencyIdentificaTIon，RFID)，常稱為感應式電子晶片或近接卡、感應卡、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：

國際電工技術委員會(InternaTIonalElectrotechnicalCommission)將EnOcean無線通信標準采納為國際標準ISO/IEC14543-3-10，這也是世界上唯一使用能量采集技術的無線國際標準。

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)結構既包括硬件、亦包括軟件。它可應用于各種數(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，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、BigAssFans、飛思卡爾和SiliconLabs公司聯(lián)合推出，是一種基于IP的無線網(wǎng)絡協(xié)議，用來連接家里的智能產(chǎn)品。

智能家居通信方式

隨著智能家居技術發(fā)展越來越成熟，各種各樣的智能家居系統(tǒng)也應運而生，下面，帶您從通信方式的角度去認識智能家居，目前主流的智能家居通信方式有：總線、無線和電力載波。

一、基于總線通信的智能家居系統(tǒng)

節(jié)點之間采用RS485/CAN/FT等等總線通信技術，避開系統(tǒng)架構等因素，這類智能家居系統(tǒng)是抗干擾能力最強、最穩(wěn)定的系統(tǒng)。但其缺點也很明顯，節(jié)點通信需要專用的通信線路，安裝調(diào)試成本最高。

二、基于無線通信的智能家居系統(tǒng)

節(jié)點之間采用無線通信技術進行通信的通信方式又可分為兩大類：

1、以315M/433M為代表的RF無線通信技術，這是技術最簡單、成本最低的無線通信技術，點對點的通訊，穩(wěn)定可靠。因其低技術門檻、低功耗，可實現(xiàn)單火開關的無線遙控，所以，在智能家居公司和智能家居系統(tǒng)市場中是最廣泛應用的通信方式。穿透能力相對其他無線弱，通信距離受到一定的限制，但繞射能力強。

2、以ZIGBEE/ZWAVE為代表的無線通信技術，有自組網(wǎng)能力，采用多通道通信，抗干擾能力和中繼能力都有加強，和RF技術相比，功耗加大，只可做零火開關，同樣存在穿墻能力差，通信距離受限的缺點。雖然ZIGBE中繼可以解決距離問題，但是隨著中繼級數(shù)、節(jié)點數(shù)量的增加，會導致頻繁地出現(xiàn)節(jié)點掉線和通信失敗。

三、基于電力通信的智能家居系統(tǒng)

節(jié)點之間采用原來的電力線進行通信，利用原有的電線作為通信介質(zhì)，不需要像總線那樣使用專用的通信總線。按技術類型分為兩類：

1、X10電力線通信技術，是在交流電的過零點處，對信號進行調(diào)制的一種電力線通信技術，在過零點處進行信號調(diào)制，可減小信號干擾，但缺點是通信效率太低，已適應不了越來越復雜的智能家居系統(tǒng)的需求。

2、PLC電力線通信技術，是在電力線上進行載波調(diào)制的一種技術，采用帶有數(shù)字信號處理技術的窄帶技術、雙載波頻率技術、前向糾錯技術。

四、以太網(wǎng)通信的智能家居系統(tǒng)：

這種通信技術通過WIFI直接和智能手機通信，較大的缺點是節(jié)點的生產(chǎn)成本高，容易出現(xiàn)像ZIGBEE一樣掉線的現(xiàn)象，在智能家居系統(tǒng)應用范圍較小，較適合使用在智能家居單品中。

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