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八种技术标准、四大协议 智能家居无线技术打响王者之战

2016-09-22 12:11 出处:互联网 人气: 评论(
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  Thread是由三星、Nest、ARM等公司联合推出的一种基于IP的无线网络协议,用来连接家里的智能产品。Thread的出现,改进了ZigBee和Z-wave协议中的不足,通过6LoWPAN技术支持IPv6。Thread可支持 250个以上设备同时联网,能够覆盖到家中所有的灯泡、开关、传感器和智能设备。优化了功耗,超低能耗,设备可以运行数年。此外,原有的ZigBee设备只需更新软件即可兼容Thread。综合来看,Thread很可能像Homekit、高通的开源框架 AllJoyn一样,是一种在顶层工作的顶层架构。

  Z-wave的数据传输速率为9.6kbps,信号的有效覆盖在室内30米(室外大于100米),适于窄带宽应用场合,且具备一定的安全性和稳定性,不过目前只应用于家庭自动化方面。不过,它的节点不是太多,理论值为256个,实际值可能只有150个左右,同时树状组网结构,一旦树枝上端断掉,下端的所有设备可能将无法与网关通信。另外,Z-wave技术并没有加密方式,安全性较差,

  ZigBee技术研发和应用门槛较高,开发难度大,没有技术实力的企业无法涉足,国外的智能家居系统都是在运用这个技术,国内也有少数企业把此技术运用到了智能家居,比如海尔、小米等,还做到了智能化和系统化,功能非常全面。ZigBee技术的安全性较高,其安全性源于其系统性的设计:采用AES加密(高级加密系统),严密程度相当于银行卡加密技术的12倍;其次,ZigBee采用蜂巢结构组网,每个设备不仅能通过多个方向与网关通信,保障网络的稳定性;每个设备还具有无线信号中继功能,可以接力传输通讯信息把无线距离传到1000米以外。另外,其网络容量理论节点为65300个,能够满足家庭网络覆盖需求,即便是智能小区、智能楼宇等只需要1个主机就能实现全面覆盖。除此之外,ZigBee还具备双向通信的能力,不仅能发送命令到设备,同时设备也会把执行状态和相关数据反馈回来。此外,ZigBee采用了极低功耗设计,可以全电池供电,理论上一节电池能使用2年以上。

  二、有线技术受限,无线智能组网技术是未来

  尽管ZigBee技术的传输速率更快,可容纳的节点数更多,开放性更强;但Z-Wave似乎结构更简单、成本更低、接收灵敏度更高。二者之间具有不同的优势,正是因为有了这两大协议的相互比较,才使得这两大协议不断的去推陈出新,更新换代,研发更适用于人们生活的产品。

  无线Mesh网络(无线网状网络)也称为“多跳(multi-hop)”网络,无线Mesh网将传统WLAN中的无线“热点”扩展为真正大面积覆盖的无线“热区”。无线Mesh非常适合于覆盖大面积开放区城(包括室外和室内)的无线区域网络解决方案。蓝牙Mesh脱胎于CSR倡导的私有协议CSR Mesh,通过将蓝牙配置与控制协议整合到单一的芯片中,构建整体家居自动化。

  不过,Thread要大规模推广,还要解决两个难题:一个是需要说服厂商在每一个设备中植入802.15.4芯片,另一个是要建立真正统一的标准。虽然 Thread兼容ZigBee,可以通过软件升级实现兼容,不过目前大部分智能手机和平板都不支持ZigBee。Thread要推广开来,必须找到手机、平板或者电视这样的中心或者入口来控制Thread联网设备。

  蓝牙Mesh能否取代ZigBee成为智能家居领域的标准,还需要时间来检验。

  2、Weave/Thread来势汹汹,但推广仍面临困难

  Z-wave所用频段在我国是非民用的,国内并不常见Z-wave智能家居,更多的还是应用在国外。Z-wave是由SigmaDesign所独立开发出来的技术,缺乏国际标准为其依靠,应用上也仅止于家庭自动化,不同于ZigBee能同时运用于医疗、安全等多种领域。ZigBee是建置于IEEE802.15.4上的协议,应用层面较广。虽然这两种技术都以WirelessSensorNetworks(WSN)为前提,但Z-wave比较专注智能家居的应用;ZigBee则开发出很多协议,目前除了采用于智能家居之外,也同时应用在智能电网跟智能大楼上。虽然ZigBee和Z-Wave都以类似的无线网络技术串联,数百种产品也支持此两种技术使用,然而现阶段却呈现出多头马车的市场现象,尚未有任一技术独大的现象。

  Zigbee和Z-Wave无疑是当下最火的无线技术,Z-wave和ZigBee都是基于无线射频上所发展出来的技术,属于硬件架构跟协议上的技术。智能家居系统最为重视的是稳定性、灵活性与安全性,可以说Zigbee和Z-Wave技术是因应而生的,有着灵活的组网方式、智能联网修复、互为中继、低功耗、低成本等特性。

  物联网时代已经来临,智能家居也必须跟的上时代的发展和需求,物联网时代的智能家居必须具备物物相通、万物互联的功能,把一件普通的家电设备通过物联网技术和人连接起来,达到家电设备和人实时对话交流的目的。也许现在谈论Zigbee、Z-Wave、蓝牙Mesh、Weave/Thread 究竟谁能称霸智能家居还为时尚早,但是正是因为各有不足,才有竞争,给智能家居注入源源不断的动力。

  蓝牙Mesh有六大优点:1、低成本:每年十几亿部的智能手机几乎全部搭载蓝牙4.0,庞大的体量摊销了蓝牙协议、蓝牙芯片的软硬件研发成本。蓝牙模块的成本平均大概只有其他协议的一半。2、超低功率:适中的带宽、低发射功率和完备的休眠机制造就了蓝牙的超低功率,蓝牙4.0中BLE的出现,更是把待机功耗带到了微瓦级,而且启动快速。3、多信道:Wi-Fi在2.4GHz上只定义了14个频道, 而蓝牙4.0定义了79个频道,智能家居联网必须有足够多的频道才能避免同频干扰,而ZigBee在2.4GHz、 868MHz和915MHz一共才定义了27个信道,远远不能胜任大面积家庭使用导致的同频干扰。4、覆盖盲区少:蓝牙自联网降低了覆盖距离的要求,而且节点越多,覆盖盲区越少。一般人家中5个以上蓝牙灯泡或开关,就可以形成全家无盲区覆盖。5、传输速度:蓝牙4.2的理论带宽上限24Mb,带宽可以传送短视频或图片。6、IPV6:蓝牙4.2可以直接接入互联网,甚至预留了未来的互联网标准,IPV6。

  3、未来,蓝牙Mesh在智能家居领域或将超越ZigBee

  1、智能无线技术王者之争——Zigbee和Z-Wave

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