放眼全球,“無(wú)線取代有線”已是大勢(shì)所趨,如今人們只需置身于WiFi環(huán)境,或者打開(kāi)設(shè)備的藍(lán)牙功能,彼此間就能輕松的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。另一方面,無(wú)線技術(shù)的不斷發(fā)展,也為家庭物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域帶來(lái)了全新的發(fā)展機(jī)遇,而家庭自動(dòng)化(智能家居)更是成為了先進(jìn)無(wú)線技術(shù)的競(jìng)技場(chǎng)。談及無(wú)線技術(shù),多數(shù)人最先想到的可能會(huì)是WiFi、藍(lán)牙,但實(shí)際上,目前在智能家居行業(yè)中,較為主流的無(wú)線技術(shù)一共有四種:WiFi、藍(lán)牙、Zwave和ZigBee。
其實(shí),智能化家居這個(gè)概念早在十幾年前就出現(xiàn)了,1998年比爾蓋茨就為自己建造過(guò)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(fā)展:首先是布線問(wèn)題,需要開(kāi)墻破洞,使得多數(shù)已裝修好的房子不愿加入進(jìn)來(lái);其次,將線布好埋于墻體內(nèi),檢修維護(hù)非常不便,一旦出現(xiàn)問(wèn)題,意味著要再次開(kāi)墻破洞;最后,就是造價(jià)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(fèi)品。
圖1 智能家居
無(wú)線解決方案為家居自動(dòng)化帶來(lái)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(wú)線智能家居根據(jù)所使用的技術(shù)不同,主要分為藍(lán)牙、Wi-Fi、Zwave和ZigBee四種,無(wú)線技術(shù)讓人們得以實(shí)現(xiàn)對(duì)家居的遠(yuǎn)程控制。下面我們不妨先從日常接觸最為頻繁的WiFi說(shuō)起。
WiFi技術(shù)
基于WiFi技術(shù)的智能家居產(chǎn)品最為常見(jiàn),其優(yōu)勢(shì)在于傳輸速率快,且產(chǎn)品成本低,生活中也最為普及,對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō),基于WiFi的智能家居組合最為省事,購(gòu)買(mǎi)設(shè)備直接組網(wǎng)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(shù)劣勢(shì):其最大的問(wèn)題要屬安全性非常低,無(wú)線穩(wěn)定性弱;功耗大也是其弱點(diǎn)之一,將導(dǎo)致其在家居領(lǐng)域的應(yīng)用受限,例如智能門(mén)鎖、紅外轉(zhuǎn)發(fā)控制器、各種傳感器等不適宜使用;此外,WiFi的組網(wǎng)能力也相對(duì)較低,目前WiFi網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際規(guī)模一般不超過(guò)16個(gè)設(shè)備,而實(shí)際家居環(huán)境中,僅開(kāi)關(guān)、照明、家電的數(shù)量就已遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于16個(gè),顯然發(fā)展空間受到了一定的限制。
圖2 wifi
相較于普及較廣的WiFi技術(shù),下面要說(shuō)的ZigBee技術(shù),其研發(fā)和應(yīng)用的門(mén)檻相對(duì)要高,并不是隨便什么人都能駕馭,像施耐德、西門(mén)子、索尼、通用電氣、松下等一些全球500強(qiáng)企業(yè),都已加入到ZigBee的陣營(yíng)當(dāng)中,而華為、物聯(lián)傳感等國(guó)內(nèi)企業(yè)也在ZigBee陣營(yíng)之中。
Zigbee技術(shù)
首先,ZigBee技術(shù)的安全性很高,至今全球尚未出現(xiàn)一起破解先例。其安全性源于其系統(tǒng)性的設(shè)計(jì):采用AES加密(高級(jí)加密系統(tǒng)),嚴(yán)密程度相當(dāng)于銀行卡加密技術(shù)的12倍;其次,Zigbee采用蜂巢結(jié)構(gòu)組網(wǎng),每個(gè)設(shè)備均能通過(guò)多個(gè)方向與網(wǎng)關(guān)通信,網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性高;另外,其網(wǎng)絡(luò)容量理論節(jié)點(diǎn)為65300個(gè),足夠滿(mǎn)足家庭網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求,即便是智能小區(qū)、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(fā)送命令到設(shè)備,同時(shí)設(shè)備也會(huì)把執(zhí)行狀態(tài)反饋回來(lái),這對(duì)終端使用體驗(yàn)至關(guān)重要,尤其是安防設(shè)備,倘若你點(diǎn)擊了關(guān)門(mén),卻不知道門(mén)是否真的已經(jīng)鎖上,將會(huì)帶來(lái)多大的安全隱患;此外,Zigbee采用了極低功耗設(shè)計(jì),可以全電池供電,理論上一節(jié)電池能使用10年以上,節(jié)能環(huán)保。
圖3 Zigbee
Zwave技術(shù)
Zwave的數(shù)據(jù)傳輸速率為9.6kbps,信號(hào)的有效覆蓋在室內(nèi)30米(室外大于100米),適于窄帶寬應(yīng)用場(chǎng)合,且具備一定的安全性和穩(wěn)定性,不過(guò)目前只應(yīng)用于家庭自動(dòng)化方面。究其缺點(diǎn)主要三:一是節(jié)點(diǎn)較少,理論值為256個(gè),實(shí)際值可能只有150個(gè)左右,算是其能容納設(shè)備數(shù)量的上限,實(shí)際上很多廠商能做到容納20、30個(gè)設(shè)備就不錯(cuò)了;二是樹(shù)狀組網(wǎng)結(jié)構(gòu),一旦樹(shù)枝上端斷掉,下端的所有設(shè)備將無(wú)法與網(wǎng)關(guān)通信;三是沒(méi)有加密方式,安全性差,易受到攻擊。(Zwave所用頻段在我國(guó)是非民用的,國(guó)內(nèi)并不常見(jiàn)Zwave智能家居,更多的還是應(yīng)用在國(guó)外。)
圖4 Zwave
藍(lán)牙技術(shù)
大家對(duì)藍(lán)牙技術(shù)的熟知,恐怕要屬手機(jī)上的藍(lán)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)、短距離的通訊方式,因在移動(dòng)設(shè)備或較短距離間傳輸,故藍(lán)牙產(chǎn)品會(huì)提供一些較為私人化的使用體驗(yàn),例如藍(lán)牙耳機(jī)、藍(lán)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(wǎng)絡(luò)。
圖5 藍(lán)牙
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