目前,在全球智能家居領域通用的無線通信/網絡技術主要包括WIFI、藍牙、Z-WAVE以及ZigBee等并存的幾種短距離無線通訊技術,這些技術成為了智能家居連接和控制的主要方式和手段。其中ZigBee在智能家居中安全可靠,成本低,能夠在數千個自由微小的傳感單元之間進行協調通信,通信效率非常高。從技術層面看,ZigBee智能家居方面具有很大的融合性,能夠與云端無縫鏈接,方便管理、溯源和及時感知并控制,必將在物聯網型智能家居領域獲得更廣泛的應用。
一、WIFI
作為全球應用廣泛的短距離無線通訊技術,WIFI全稱Wireless Fidelity,即無線保真,正式名稱是IEEE802.11b。WIFI技術是一種無線通信協議,屬于短距離無線通信技術,可以將個人電腦、手持設備(如PDA、手機)等終端以無線方式互相連接。WIFI是以太網的一種無線擴展,組網的成本更低,傳輸速度較高、速度非常快,無線電波的覆蓋范圍半徑則可達100米。WIFI可以嵌入到其它設備中,如醫療監控設備,樓宇控制系統等。
二、藍牙
藍牙技術主要分為BT3.0+HS和4.0版本中加入的Wibree標準也就是Bluetooth Low Energy(BLE)。在輕家居領域,主要討論BLE部分。低功耗藍牙(BLE)技術是低成本,短距離,可互操作的魯棒性無線技術,工作在2.4G頻段。BLE采用可變連接時間間隔,幾毫秒到幾秒,利用快速的連接方式,平時可以處于“非連接”狀態節省能源,此時鏈路兩端相互間只是知曉對方,只有在必要時才開啟鏈路,然后在盡可能短的時間內關閉鏈路,因此擁有極低的運行和待機功耗。
三、Z-Wave
Z-Wave是由丹麥公司Zensys所主導的無線組網規格,Z-Wave是一種新興的基于射頻的、低成本、低功耗、高可靠、適于網絡的短距離無線通信技術。工作頻帶為908.42MHz,868.42MHz信號的有效覆蓋范圍在室內是30m,室外可超過100m,適合于窄帶寬應用場合。Z-Wave技術設計用于住宅、照明商業控制以及狀態讀取應用,例如抄表、照明及家電控制、HVAC、接入控制、防盜及火災檢測等。
四、ZigBee
ZigBee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網協議,是一種新興的近程(10-100 m)、低速率(250Kbps標稱速率)、低功耗的無線網絡技術,主要用于近距離無線連接,適合用于自動控制和遠程控制等領域,可以嵌入各種設備。其主要特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率、低成本、高可靠等。ZigBee使用頻段為2.4G、868MHz以及915MHz。簡而言之,ZigBee就是一種便宜的、低功耗、自組網的短距離無線通訊/網絡技術。
ZigBee技術應用廣泛,脫穎而出成主流!由于藍牙技術協議較復雜,功耗高,成本高,傳輸范圍受限,一般有效的范圍在10米左右,抗干擾能力不強、信息安全性差,使其并不太適用于要求低成本、低功耗的工業控制和家庭網絡,并制約其進一步發展和大規模應用。
WIFI技術則雖然移動性強,但由于采用的是射頻技術,通過空氣發送和接收數據,使用無線電波傳輸數據信號,容易受到外界的干擾和受黑客威脅,安全性比較差,因此也不太適合對安全性要求極高的智能家居。
而Z-Wave技術在設計時,就定位于智能家居無線控制領域,可用于住宅、照明商業控制以及狀態讀取應用,例如抄表、照明及家電控制、HVAC、接入控制、防盜及火災檢測等。Z-Wave采用小數據格式傳輸,40kb/s的傳輸速率足以應對,早期甚至使用9.6kb/s的速率傳輸。但是與ZigBee無線技術相比,擁有相對較低的傳輸頻率、相對較遠的傳輸距離和一定的價格優勢,但在通用性、安全性等方便相對要差。
ZigBee技術在智能家居中的應用,具有以下優點。ZigBee收發模塊使用的是2.4G直序擴頻技術,比起一般FSK、ASK和跳頻的數傳電臺來,具有更好的抗干擾能力;ZigBee提供了數據完整性檢查和鑒權功能,加密算法采用通用的AES-128,長達128位的密碼給ZigBee信號傳輸的保密性提供了保障;ZigBee傳輸數據多采用短幀傳送,傳輸速度快,實時性強;ZigBee組網容易,可擴展性強,自恢復能力強,便于在智能家居中進行擴展,增加新設備。
相對其他幾種技術,ZigBee技術可廣泛應用于包括智能家居在內的所有智能領域,并逐漸脫穎而出成為智能家居行業流行的技術。而其在智能家居應用的優勢就在于在全球普及較高,不同廠商生產的ZigBee產品也可以依據同一個標準方便地實現互聯互通,產品兼容性好。目前,ZigBee 聯盟由 300 多個成員企業,包括Ember、Freescale、Schneider、物聯傳感(中國區總部)等,它們共同推動 ZigBee 無線技術的發展,使其能成為應用于家用電器、能源、住宅、商業和工業領域的領先無線網絡連接、傳感和控制標準。
預約體驗全屋智能
誠邀您的蒞臨,體驗品質生活
收起來