智能家居無(wú)線通信技術(shù)有哪些

當(dāng)前市場(chǎng)上智能家居的無(wú)線解決方案較多，這一方面可為用戶(hù)提供更多選擇，但同時(shí)也給用戶(hù)帶來(lái)了困惑，不知選擇哪種無(wú)線技術(shù)構(gòu)建的智能家居系統(tǒng)，今天小編帶大家來(lái)看看智能家居無(wú)線通信技術(shù)有哪些。

智能家居無(wú)線通信技術(shù)有哪些

智能家居無(wú)線解決方案雖多，但主流的智能家居無(wú)線技術(shù)可總結(jié)為：Zigbee、Z-Wave、KNXRF、WiFi、藍(lán)牙等。

一、幾種主流智能家居無(wú)線技術(shù)對(duì)比

現(xiàn)從無(wú)線傳輸技術(shù)、功耗、節(jié)點(diǎn)數(shù)、安全性、開(kāi)放性、標(biāo)準(zhǔn)化與互操作、行業(yè)適用性、可用軟硬件資源等幾個(gè)方面對(duì)上述幾種主流智能家居無(wú)線技術(shù)進(jìn)行比較。

1、無(wú)線傳輸技術(shù)

Zigbee：基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，工作頻率為868MHz、915MHz或2.4GHz，在國(guó)內(nèi)主要使用2.4GHz，250kbps（2.4GHz），調(diào)制方式：BPSK/OQPSK，支持星型、樹(shù)型和網(wǎng)狀（mesh）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，支?6個(gè)通信信道（2.4GHz）。

Z-Wave：無(wú)線傳輸技術(shù)無(wú)標(biāo)準(zhǔn)，工作頻率為908.42MHz（美國(guó)）、868.42MHz（歐洲），調(diào)制方式：FSK（BFSK/GFSK），數(shù)據(jù)傳輸速率為40kbps，支持網(wǎng)狀（mesh）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌С謫涡诺馈?/p>

KNXRF：基于EN50090-5-3，工作頻率為868MHz，調(diào)制方式：FSK，數(shù)據(jù)傳輸速率為16kbps，支持對(duì)等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，不支持網(wǎng)狀拓?fù)?，支?個(gè)快速信道和2個(gè)慢速信道。

WiFi：基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)，主要工作頻率為2.4GHz，調(diào)制方式：MIMO-OFDM/DSSS/CCK，數(shù)據(jù)傳輸速率為11Mbps以上，支持自組網(wǎng)（Adhoc）和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)拓?fù)?，支?4個(gè)通信信道。

藍(lán)牙：基于IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)，主要工作頻率為2.4GHz，調(diào)制方式GFSK，數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mbps以上，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，以及對(duì)等網(wǎng)絡(luò)（Adhoc）拓?fù)?，支?9個(gè)信道。

2、功耗

Zigbee/Z-Wave/KNXRF都為低功耗設(shè)計(jì)，典型1mW（0dBm），KNXRF甚至支持機(jī)電能源獲取方式（類(lèi)似EnOcean方式）；WiFi功耗大，需外配電源，典型36mW（16dBm）；藍(lán)牙功耗介于低功耗與WiFi功耗之間，典型2.5mW（4dBm）。

3、節(jié)點(diǎn)數(shù)

Zigbee：理論上可支持超過(guò)6萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)。

Z-Wave：最多232個(gè)節(jié)點(diǎn)。

KNXRF：最多約4000個(gè)節(jié)點(diǎn)。

WiFi：理論上254個(gè)節(jié)點(diǎn)，但實(shí)際支持遠(yuǎn)低于理論值，一般不超過(guò)20個(gè)。

藍(lán)牙：一般8個(gè)節(jié)點(diǎn)。

4、安全性

Zigbee：AES–128等安全機(jī)制。

Z-Wave：具備安全層，提供密鑰機(jī)制。

KNXRF：應(yīng)用層之上提供認(rèn)證、加密等安全機(jī)制。

WiFi：WPA/WPA2安全機(jī)制。

藍(lán)牙：可提供認(rèn)證、加密和密鑰管理等安全機(jī)制。

5、開(kāi)放性

Zigbee：Zigbee聯(lián)盟，會(huì)員開(kāi)放。

Z-Wave：Zensys公司主導(dǎo)Z-Wave聯(lián)盟，會(huì)員開(kāi)放。

KNXRF：KNX協(xié)會(huì)，會(huì)員完全開(kāi)放。

WiFi：完全開(kāi)放。

藍(lán)牙：藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟，完全開(kāi)放。

6、標(biāo)準(zhǔn)化與互操作

Zigbee：未建立國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，已建立協(xié)會(huì)內(nèi)部協(xié)議規(guī)范和不同領(lǐng)域規(guī)約，目前不同廠商產(chǎn)品存在互操作問(wèn)題。

Z-Wave：未建立國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，已建立協(xié)會(huì)內(nèi)部協(xié)議規(guī)范。

KNXRF：已成為ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)、EN標(biāo)準(zhǔn)、GB/T標(biāo)準(zhǔn)，不同廠商產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)互操作，且使用統(tǒng)一軟件進(jìn)行配置。

WiFi：已有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但面向智能家居領(lǐng)域沒(méi)有建立規(guī)約，不同廠商產(chǎn)品無(wú)法實(shí)現(xiàn)互操作。

藍(lán)牙：已有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但面向智能家居領(lǐng)域沒(méi)有建立規(guī)約，不同廠商產(chǎn)品無(wú)法實(shí)現(xiàn)互操作。

7、行業(yè)適用性

Zigbee：可面向多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，適用于智能家居應(yīng)用，但主要用于傳感和控制等功能。

Z-Wave：專(zhuān)門(mén)針對(duì)智能家居應(yīng)用，但主要用于傳感和控制等功能。

KNXRF：專(zhuān)門(mén)針對(duì)智能家居應(yīng)用，可與KNXTP（雙絞線）配合使用，但主要用于傳感和控制等功能。

WiFi：面向多應(yīng)用領(lǐng)域，智能家居應(yīng)用不僅可用于傳感和控制，也可用于音視頻等功能。

藍(lán)牙：面向多應(yīng)用領(lǐng)域，智能家居應(yīng)用不僅可用于傳感和控制，也可用于語(yǔ)音等功能。

8、可用軟硬件資源

Zigbee：已有多個(gè)芯片制造商提供解決方案，如TI、FREESCALE、ATMEL、Nordic等，以及基于不同硬件平臺(tái)的通信協(xié)議棧。

Z-Wave：Zensys公司提供專(zhuān)用芯片。

KNXRF：目前有2個(gè)硬件廠商和2個(gè)軟件公司提供芯片和協(xié)議解決方案。

WiFi：眾多廠商提供芯片和協(xié)議解決方案，應(yīng)用層以外協(xié)議為開(kāi)放協(xié)議。

藍(lán)牙：較多廠商提供芯片和協(xié)議解決方案。

二、特點(diǎn)分析

1、Zigbee

無(wú)線通信技術(shù)先進(jìn)，抗擾性和穿透性一般（主要工作在2.4GHz），軟硬件開(kāi)發(fā)資源較豐富，標(biāo)準(zhǔn)化和互操作性待改進(jìn)，比較適合智能家居行業(yè)應(yīng)用。

2、Z-Wave

無(wú)線通信技術(shù)較先進(jìn)，抗擾性和穿透性較好，軟硬件開(kāi)發(fā)資源單一，第三方解決方案少，標(biāo)準(zhǔn)化待完善，互操作性較好。適合智能家居行業(yè)應(yīng)用。

3、KNXRF

無(wú)線通信技術(shù)簡(jiǎn)單但實(shí)用，軟硬件開(kāi)發(fā)資源較少，抗擾性和穿透性較好，標(biāo)準(zhǔn)化和互操作性很優(yōu)秀。無(wú)線和有線可構(gòu)成完整解決方案，適合智能家居行業(yè)應(yīng)用。

4、WiFi

無(wú)線通信技術(shù)先進(jìn)，軟硬件開(kāi)發(fā)資源很豐富，抗擾性和穿透性一般（主要工作在2.4GHz）。智能家居行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化和互操作性較差，由于功耗高和節(jié)點(diǎn)數(shù)限制，在智能家居行業(yè)應(yīng)用受限，但其將智能家居應(yīng)用整合到IT網(wǎng)絡(luò)的能力最強(qiáng)。

5、藍(lán)牙

無(wú)線通信技術(shù)先進(jìn)，軟硬件開(kāi)發(fā)資源豐富，抗擾性和穿透性一般（主要工作在2.4GHz）。智能家居行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化和互操作性較差，由于節(jié)點(diǎn)數(shù)和拓?fù)浞绞剑湓谥悄芗揖有袠I(yè)應(yīng)用受限，但方便集成到智能終端，如手機(jī)、Pad等。

上述對(duì)幾種主流用于智能家居無(wú)線技術(shù)進(jìn)行了客觀對(duì)比，但對(duì)于公司選擇哪種技術(shù)，以及客戶(hù)選擇哪種產(chǎn)品，除了技術(shù)先進(jìn)性的對(duì)比，還要考慮技術(shù)的成熟性、可靠性、工程實(shí)施等多個(gè)因素。

另提兩個(gè)問(wèn)題：

1）是否一定要支持Mesh網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線技術(shù)？無(wú)線技術(shù)支持Mesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表示其無(wú)線技術(shù)較復(fù)雜，可支持更多節(jié)點(diǎn)，覆蓋更廣區(qū)域。但鑒于Mesh拓?fù)涞膹?fù)雜性，會(huì)增加開(kāi)發(fā)難度，且網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜，而且較多條路由在實(shí)際應(yīng)用中的意義并不大。

2）現(xiàn)在階段是否應(yīng)該采用純無(wú)線解決方案？無(wú)線技術(shù)確實(shí)給智能家居帶來(lái)了很多方便，但目前看完全靠無(wú)線技術(shù)并不能解決所有的應(yīng)用問(wèn)題，而且無(wú)線技術(shù)的可靠性、穩(wěn)定性目前仍需改善，尤其對(duì)于公建應(yīng)用。有線+無(wú)線的解決方案在目前階段仍然是正確選擇。

智能家居無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用

1.藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

藍(lán)牙技術(shù)是一種能夠?qū)崿F(xiàn)一定距離內(nèi)的小范圍設(shè)備終端通信技術(shù)，其成本低、操作簡(jiǎn)單、傳輸速度快，較易被人們接受。在智能家居領(lǐng)域中，藍(lán)牙技術(shù)可在一定距離范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)家居設(shè)備終端的連接，滿(mǎn)足智能家居設(shè)備之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)甚至點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的連接需求。藍(lán)牙技術(shù)信號(hào)的覆蓋面積有一定范圍，多在10厘米至10米之間，通過(guò)設(shè)備升級(jí)也可達(dá)到更大的信號(hào)覆蓋范圍，具有較大的利用價(jià)值。隨著技術(shù)發(fā)展，Wibre技術(shù)逐漸成熟，這種傳輸技術(shù)可降低藍(lán)牙4.0的功耗，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)革新。

隨著智能家居的逐漸發(fā)展，單純帶給人們舒適的生活環(huán)境已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足人們的需要，越來(lái)越多的人開(kāi)始注重其安全性能。因此，一系列安全防護(hù)設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，如電子門(mén)禁、防盜監(jiān)控、電子警報(bào)、對(duì)講設(shè)備等。藍(lán)牙技術(shù)可將以上安全防護(hù)設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，并及時(shí)向人們發(fā)起警報(bào)信號(hào)。藍(lán)牙控制下的安全防護(hù)系統(tǒng)可基本實(shí)現(xiàn)自主安全管理，如自動(dòng)進(jìn)行身份識(shí)別、恐嚇不明闖入者、記錄證據(jù)視頻、監(jiān)控安全狀態(tài)等。

藍(lán)牙技術(shù)可在多方面實(shí)現(xiàn)家居管理，一般人們認(rèn)為，藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用只局限于對(duì)于家居產(chǎn)品的控制，如通過(guò)終端控制空調(diào)、電視等家電設(shè)備，其實(shí)，藍(lán)牙的家居管理范圍并不局限于此。藍(lán)牙技術(shù)可自動(dòng)識(shí)別家中情況，并根據(jù)情況合理控制家中水、電等開(kāi)關(guān)，既節(jié)約資源，又可杜絕一定的安全隱患。其次，藍(lán)牙技術(shù)也可應(yīng)用在家庭資源應(yīng)用計(jì)費(fèi)方面，在水、電、煤氣等計(jì)費(fèi)設(shè)備上安裝藍(lán)牙裝置，配合遠(yuǎn)程計(jì)數(shù)，可減少不必要的線路連接，降低設(shè)備的損壞率。隨著技術(shù)的發(fā)展，藍(lán)牙在家居管理領(lǐng)域的應(yīng)用也會(huì)逐漸廣泛。

藍(lán)牙技術(shù)在環(huán)境管控領(lǐng)域中也可以發(fā)揮重要的作用。隨著生活水平的提高，人們對(duì)家居環(huán)境溫度、濕度的舒適程度更為重視。藍(lán)牙設(shè)備可將采集的相關(guān)環(huán)境數(shù)據(jù)及時(shí)上傳至環(huán)境控制系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)將環(huán)境控制在舒適程度之內(nèi)。此外，藍(lán)牙技術(shù)還可完成空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)的傳輸，及時(shí)監(jiān)控對(duì)人體產(chǎn)生危害的空氣質(zhì)量，并啟動(dòng)空氣凈化設(shè)備。

2.Wi-Fi技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

與藍(lán)牙技術(shù)不同，Wi-Fi技術(shù)具有傳輸距離較長(zhǎng)、覆蓋面較大、數(shù)據(jù)傳輸速率高的特點(diǎn)。一般的Wi-Fi設(shè)備安裝較為簡(jiǎn)單，人們可在家中自行組建，省去了企業(yè)安裝并定期檢修線路的步驟。其次，Wi-Fi技術(shù)發(fā)射功率較低，可保證人身健康不被干擾。Wi-Fi技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用領(lǐng)域也較為廣泛。

Wi-Fi技術(shù)實(shí)現(xiàn)了小區(qū)內(nèi)各方面信息的高效傳輸，省去了人工傳遞信息的人力物力資源。用戶(hù)可通過(guò)終端設(shè)備實(shí)時(shí)了解小區(qū)內(nèi)的各種公告，并了解自家的水、電等資源是否欠費(fèi)以及小區(qū)動(dòng)向等，實(shí)現(xiàn)了信息的智能化管理。

Wi-Fi技術(shù)在家庭安全管理方面應(yīng)用廣泛，如網(wǎng)絡(luò)視頻對(duì)講、警報(bào)信號(hào)、家庭監(jiān)控等。網(wǎng)絡(luò)視頻對(duì)講可在用戶(hù)不在家中的情況下通過(guò)終端與來(lái)訪者完成線上交流，用戶(hù)可在遠(yuǎn)程控制門(mén)鎖，保證家庭安全。當(dāng)家中遭遇入侵時(shí)，Wi-Fi技術(shù)可及時(shí)準(zhǔn)確地向用戶(hù)傳遞警報(bào)信息，用戶(hù)可第一時(shí)間通過(guò)終端對(duì)這一情況進(jìn)行處理。必要時(shí)，Wi-Fi技術(shù)可直接與警方聯(lián)系，并將視頻記錄以證據(jù)的方式提交警方，盡可能保護(hù)家庭財(cái)產(chǎn)安全。Wi-Fi技術(shù)在家庭遠(yuǎn)程監(jiān)控方面也有一定作用，用戶(hù)可通過(guò)終端查看家中的煤氣、水電等是否關(guān)好，并進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。另外，針對(duì)火災(zāi)、漏電、煤氣泄漏等情況，Wi-Fi技術(shù)也可第一時(shí)間告知用戶(hù)，最大限度地保障了房屋及家庭成員的安全。

此外，Wi-Fi技術(shù)還可實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別功能，將紅外人體感應(yīng)模塊與Wi-Fi相結(jié)合，可智能識(shí)別家庭環(huán)境，從而決定是否供電。一些技術(shù)設(shè)計(jì)已經(jīng)可以做到在人離開(kāi)房間10分鐘后準(zhǔn)時(shí)自動(dòng)關(guān)閉家中電源，極大程度地節(jié)約了能源。隨著技術(shù)的進(jìn)步，基于Wi-Fi技術(shù)的各項(xiàng)智能開(kāi)關(guān)也逐漸應(yīng)用于智能家居中，智能開(kāi)關(guān)采用智能識(shí)別功能，對(duì)人的行為活動(dòng)及環(huán)境變化等進(jìn)行識(shí)別及分析，并由此操控家居設(shè)備，讓人們享受到家居生活的便利。

3.ZigBee技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

ZigBee技術(shù)興起后，就得到了相關(guān)人士的高度重視，發(fā)展迅速。ZigBee技術(shù)憑借自身安全性強(qiáng)的突出優(yōu)勢(shì)在智能家居中應(yīng)用前景巨大，在家居控制、安全防護(hù)、資源管理、危險(xiǎn)警報(bào)等領(lǐng)域都取得了一定成績(jī)。與Wi-Fi技術(shù)和藍(lán)牙技術(shù)不同，ZigBee技術(shù)具有特殊的安全處理方式，同時(shí)應(yīng)用跳頻、擴(kuò)頻技術(shù)可抵抗外界侵入的干擾。與Wi-Fi技術(shù)相比，ZigBee技術(shù)的成本更低；與藍(lán)牙技術(shù)相比，ZigBee技術(shù)的終端連接數(shù)量更多。ZigBee技術(shù)現(xiàn)多被應(yīng)用于智能家居的控制等領(lǐng)域。

ZigBee技術(shù)通過(guò)建立整體性ARM，可對(duì)不同的家居設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的智能管控，且控制方法包括遙控器控制、聲音控制等多種形式。用戶(hù)可通過(guò)遙控終端對(duì)空調(diào)的溫度范圍進(jìn)行設(shè)置，對(duì)微波爐、電烤箱等電器的開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，也可對(duì)電燈、窗簾等進(jìn)行智能控制，操作步驟簡(jiǎn)單，極大地方便了用戶(hù)。聲音控制可進(jìn)一步提升用戶(hù)的應(yīng)用體驗(yàn)，如聲音控制電視機(jī)的開(kāi)關(guān)及更換頻道，聲音控制熱水器的加熱等。隨著ZigBee技術(shù)在智能家居領(lǐng)域的逐漸成熟，其設(shè)計(jì)理念使家居控制更加具體和細(xì)化，更加貼合人們的需求。如燈光可通過(guò)光敏傳感器進(jìn)行控制，可通過(guò)時(shí)間、用戶(hù)狀態(tài)等自動(dòng)切換光照類(lèi)型及光照時(shí)長(zhǎng)，甚至可做到根據(jù)用戶(hù)的不同情緒及精神狀態(tài)進(jìn)行光照的調(diào)整。

ZigBee無(wú)線技術(shù)的穿透力相比其他技術(shù)更強(qiáng)，對(duì)于墻壁等堅(jiān)實(shí)結(jié)構(gòu)也可進(jìn)行突破，可有效解決信息傳輸受阻、傳輸過(guò)程易被干擾等問(wèn)題。ZigBee無(wú)線技術(shù)可通過(guò)Mesh-network網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)穩(wěn)定控制在房間之中，省去了電纜的設(shè)置，避免了一定的布線環(huán)節(jié)。

4.Z-Wave路由技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

Z-Wave技術(shù)是近年來(lái)興起的無(wú)線通信技術(shù)，因其成本較低、功耗較低、安全性能強(qiáng)，而具備廣泛的應(yīng)用前景。Z-Wave信號(hào)的覆蓋范圍在室內(nèi)室外有所不同，室內(nèi)平均30m左右，室外可超過(guò)100m，其設(shè)備功耗、設(shè)備成本與信號(hào)覆蓋距離成正比。相比于其他技術(shù)，Z-Wave技術(shù)的功耗和成本相對(duì)較低，適合于智能家居的應(yīng)用。

Z-Wave技術(shù)可將獨(dú)立的智能家居設(shè)備連接入智能網(wǎng)絡(luò)，通常用于智能家居的控制和監(jiān)控領(lǐng)域，例如房屋照明控制、家電控制、設(shè)備接入控制等。Z-Wave技術(shù)以傳輸小數(shù)據(jù)為主，其傳輸速率約40kb/s，即可滿(mǎn)足信息傳輸速率及距離的需求，又可節(jié)約功耗。智能家居網(wǎng)絡(luò)連接后，用戶(hù)可通過(guò)遙控裝置或控制屏幕隨時(shí)關(guān)注家居設(shè)備的使用情況及當(dāng)前狀態(tài)，并可對(duì)其進(jìn)行控制。與此同時(shí)，Z-Wave技術(shù)在家居監(jiān)控中可起到一定作用，如智能抄表、防盜及火災(zāi)監(jiān)控等。

以上便是小編為各位朋友提供的關(guān)于智能家居無(wú)線通信技術(shù)有哪些的相關(guān)介紹，希望對(duì)有需要的朋友能夠有一定的參考價(jià)值，如果以上信息對(duì)您有用，或者您想要了解更多相關(guān)信息，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注我們智和家，謝謝！