智能家居协议有哪些?(5大协议)


智能家居协议

智能家居协议

举个最简单的例子,在断网情况下,我们就无法控制基于Wi-Fi协议的智能家居产品了。除了大家都很熟悉的Wi-Fi,还有很多其它连接协议,各自有着自己的特点。

智能家居产品选哪个?各种无线协议先了解一下

■国内智能家居在用什么协议?

虽然物联网领域的无线通信协议众多,但现在被应用在智能家居领域的也就那么多种。大家现在在国内可以买到的智能家居产品仅有Wi-Fi、ZigBee、蓝牙、低功耗蓝牙、蓝牙Mesh、RF 433和Z-Wave这种,其中前5种应用最广泛。

小米的米家是国内ZigBee产品最多的品牌;阿里巴巴的天猫精灵系列则主推蓝牙Mesh;华为的HiLink是以什么都支持为目标,兼容ZigBee、Wi-Fi和蓝牙多种协议。

看完市场概览后,我们再来看一看每一种协议具体都有什么优缺点,都适合什么样的设备。

■蓝牙

在智能家居和物联网的概念火起来之前,蓝牙就已经是电子产品最不可缺少的功能。开启蓝牙后我们能让两个产品进行持续的数据传输,比如手机之间蓝牙传文件、蓝牙无线耳机听歌和使用蓝牙键鼠等。

智能家居协议

智能家居产品选哪个?各种无线协议先了解一下

这种持续性能够满足以上的使用情景,但代价是较高的功耗。再加上蓝牙的有效传输距离非常近,不支持大量设备同时连接,所以许多“新”协议就在智能家居领域蹦了出来。

目前市面上使用蓝牙的智能家居产品包括智能门锁、智能音箱、温湿度计等。

■低功耗蓝牙

低功耗蓝牙是普通蓝牙的进阶版,功耗变低、传输距离增强,与设备的配对连接时长大幅减小。

低功耗和普通蓝牙的工作频段(2.4GHz ISM)一样,不过不会在开启后一直工作,而是只在需要传输数据时工作,不需要时处于低功耗休眠状态。低功耗蓝牙开启后和设备建立连接只有几毫秒的延迟,而普通蓝牙则有100毫秒左右。这种“即起即停”的特性让低功耗蓝牙可以在休眠的情况下也不影响使用。智能家居产品选哪个?各种无线协议先了解一下

支持低功耗蓝牙的智能打印机

但由于需要休眠,低功耗蓝牙不适合长时间传输,只适合短时传输,所以它很适合诸如语音唤醒等只需要短时间使用的功能。目前市面上使用低功耗蓝牙的智能家居产品包括智能闹钟、语音控制器和智能抽屉开关等。

■蓝牙Mesh

为了在物联网时代获得更好的连接性能,赶上竞争对手的步伐(比如ZigBee),蓝牙Mesh在2017年问世。

蓝牙Mesh和此前的蓝牙最大不同就是支持Mesh组网。和Mesh路由器原理类似,通过多个设备的网状分布让很大范围内的所有设备都能享受到高质量的连接。

智能家居协议

智能家居产品选哪个?各种无线协议先了解一下

只要版本在4.0或以上,而且设备的配套硬件性能足够,任何普通蓝牙设备都能通过OTA升级的形式支持蓝牙Mesh。

和ZigBee、Z-Wave等竞争对手比,蓝牙Mesh最大的优势是用户不用买网关。因为包括手机在内的几乎大量智能设备都有蓝牙,相比之下没有一部主流手机有ZigBee功能。

■ZigBee

在蓝牙Mesh亮相13年前,另一种Mesh网络协议ZigBee就已经存在了。ZigBee和蓝牙采用了同样的2.4GHz频段,都是用于短距离的少量数据传输,功耗也很低。由于竞争对手很少,ZigBee在智能家居兴起的早期就被许多产品所采用。导致它成为了目前智能家居领域使用最广泛的协议之一。

和同类低功耗协议一样,ZigBee主要被应用于使用电池的设备上,比如家电控制开关、人体传感器和温湿度传感器等。

■Z-Wave

在蓝牙Mesh诞生之前,ZigBee的主要竞争对手是Z-Wave。Z-Wave也是一种Mesh组网中近距离低数据量传输协议,具备了低功耗的特性。Z-Wave的频段比较特殊,使用了908.42MHz或868.42MHz这两个频段。

虽然蓝牙Mesh和ZigBee使用的2.4GHz频段十分拥挤,干扰问题比较多。但之所以2.4GHz频段拥挤,是因为世界各地都允许民用产品使用这个频段。Z-Wave的频段就那么通用,在很多国家都会受限制。

智能家居产品选哪个?各种无线协议先了解一下

再加上Z-Wave模块成本高于ZigBee、Z-Wave联盟的协议标准更加严格,所以Z-Wave在智能家居产品中没有ZigBee常见,尤其是国内。主流品牌的智能家居产品中几乎没有使用Z-Wave的,Z-Wave只存在于一些小品牌产品上。

■RF433

RF433是一种采用433MHz频段的射频协议,穿透力比较强,成本很低,但安全性很低。目前在国内智能家居产品中有少量应用,比如智能门铃等。

■6LoWPAN

6LoWPAN是一个基于IPv6的新兴无线协议,诞生的初衷是让所有设备都能够接入物联网,即使这些设备的性能和续航很差。所以6LoWPAN对于设备续航和性能的要求很低。走了一个廉价、便捷、门槛低的路线。不过6LoWPAN协议在目前还没有火起来,在蓝牙Mesh和ZigBee这种大“品牌”的围攻下也越来越难了。

智能家居产品选哪个?各种无线协议先了解一下

■先选品牌,再考虑协议

虽然不同协议有不同的优势,但大家在选择产品时还是不能只考虑协议,要首先考虑品牌。

对于普通使用智能家居的用户来说,智能家居是如何控制的不需要了解太多,需要知道的就是这个家电是否可以控制、那个家电是否可以控制。但是对于做智能家居产品的人来说,不得不面对这个问题。
简单而言,控制其实就是由控制端(手机、iPad或遥控器)发射出一个控制信号,然后被控制的家电接收信号,并对信号进行解码并作出响应。
这个控制信号我们称之为遥控协议,目前市面上的家电种类很多,又由于这些年由于智能家居的兴起,又有不少智能产品采用了新的控制方式,因而遥控协议也有很多种。总体而言,目前绝大多数的家电产品的遥控协议主要分为以下几种方式:红外、Zigbee、2.4G、Wifi、蓝牙、Zwave、433/315射频。

WIFI、蓝牙、射频、Zigbee 浅谈智能家居的几种控制协议

红外
红外遥控是一种无线、非接触控制技术,具有抗干扰能力强,信息传输可靠,功耗低,成本低,易实现等显著优点。可以说红外遥控是目前最普遍的遥控方式,绝大多数的空调、电视机、机顶盒、DVD、电风扇、投影仪基本采用的都是红外遥控。

WIFI、蓝牙、射频、Zigbee 浅谈智能家居的几种控制协议

基本原理:
红外遥控的发射电路是采用红外发光二极管来发出经过调制的红外光波;红外接收电路由红外接收二极管、三极管或硅光电池组成,它们将红外发射器发射的红外光转换为相应的电信号,再送后置放大器。
发射机一般由指令键(或操作杆)、指令编码系统、调制电路、驱动电路、发射电路等几部分组成。当按下指令键或推动操作杆时,指令编码电路产生所需的指令编码信号,指令编码信号对载波进行调制,再由驱动电路进行功率放大后由发射电路向外发射经调制定的指令编码信号。
接收电路一般由接收电路、放大电路、调制电路、指令译码电路、驱动电路、执行电路(机构)等几部分组成。接收电路将发射器发出的已调制的编码指令信号接收下来,并进行放大后送解调电路,解调电路将已调制的指令编码信号解调出来,即还原为编码信号。指令译码器将编码指令信号进行译码,最后由驱动电路来驱动执行电路实现各种指令的操作控制(机构)。
红外遥控的缺点:
红外遥控的缺点主要有四点:穿墙能力差、具有方向性、遥控距离短(10米左右,最远可达20米)、无法组网。

智能家居协议


射频:
射频遥控的普及地位略低于红外,相对于红外而言,射频遥控的主要特点在于可穿墙、遥控无方向性、遥控距离远(最远可达50米)。虽然射频遥控可以采用的频段很多,但是目前主要使用的303Mhz、315 Mhz和433Mhz这几个频段。
常见的产品有汽车、灯光系统、窗帘、防盗器、防盗门等产品。
蓝牙:

蓝牙遥控经过多年的发展,功耗以及传输距离问题都得到了有效的解决,但是由于其无法进行复杂组网,因此目前采用蓝牙遥控的家电并不多,目前生活中常见使用蓝牙遥控的一般有:电视机、互联网盒子等。

WIFI、蓝牙、射频、Zigbee 浅谈智能家居的几种控制协议

Zigbee:
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议,可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和915 MHz(美国流行)3个频段上,分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率,它的传输距离在10-75m的范围内。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。简而言之,ZigBee就是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术。从网络容量来说,其可以扩展到65000的数量,绝对满足只智能家居产品的接入要求,速率有250K,对于无需大数据传输的家居设备来说绰绰有余。

WIFI、蓝牙、射频、Zigbee 浅谈智能家居的几种控制协议

目前新型的智能家居产品多数采用Zigbee进行控制和组网连接。

版权声明:本文内容由互联网用户贡献,该文观点仅代表作者本人。本站不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现有侵权/违规的内容, 联系QQ892482387,本站将立刻清除。

分享到