一、常用智能家居技术介绍及比较
虽然智能家居的概念很早就出现,市场需求也一直存在,但长期以来智能家居的发展由于受制于相关技术的突破,一直没有得到大规模的应用普及。目前市场存在的智能家居技术介绍如下:
1.有线方式
这种方式所有的控制信号必须通过有线方式连接,控制器端的信号线更是多得吓人,一但遇到问题排查也相当困难。有线方式缺点非常突出,布线繁杂、工作量大、成本高、维护困难、不易组网。这些缺点最终导致有线方式的智能家居只停留在概念和试点阶段,无法大规模推广。
2.无线方式
用于智能家居的无线系统需要满足几个特性:低功耗、稳定、易于扩展并网;至于传输速度显然不是此类应用的重点。目前几种可用于智能家居的无线方式
蓝牙:是一种支持设备短距离通信(一般10m内)的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。但这种技术通讯距离太短,同时属于点对点通讯方式,对于智能家居的要求来说根本不适用。
WIFI:其实就是 IEEE 802.11b 的别称,是由一个名为“无线以太网相容联盟”(Wireless Ethernet Compatibility Alliance, WECA)的组织所发布的业界术语,中文译为“无线相容认证”。它是一种短程无线传输技术,能够在数百米范围内支持互联网接入的无线电信号。它的最大特点就是方便人们随时随地接入互联网。但对于智能家居应用来说缺点却很明显,功耗高、组网专业性强。高功耗对于随时随地部署低功耗传感器是非常致命的缺陷,所以wifi虽然非常普及,但在智能家居的应用中只是起到辅助补充的作用。
315M/433M/868M/915M:这些无线射频技术广泛运用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触RF等场所,也有厂商将其引入智能家居系统,但由于其抗干扰能力弱,组网不便,可靠性一般,在智能家居中的应用效果差强人意,泛善可陈,最终被主流厂商抛弃。
Zigbee: Zigbee的基础是IEEE 802.15。但IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议,因此Zigbee联盟扩展了IEEE,对其网络层协议和API进行了标准化。Zigbee是一种新兴的近程、低速率、低功耗的无线网络技术,主要用于近距离无线连接。具有低复杂度、低功耗、低速率、低成本、自组网、高可靠、超视距的特点。主要适合应用于自动控制和远程控制等领域,可以嵌入各种设备。简而言之,ZigBee就是一种便宜的、低功耗、自组网的近程无线通讯技术。
二、物联网背景下智能家居的理解
ZigBee最初预计的应用领域主要包括消费电子、能源管理、卫生保健、家庭自动化、建筑自动化和工业自动化。随着物联网的兴起,ZigBee又获得了新的应用机会。物联网的网络边缘应用最多的就是传感器或控制单元,这些是构成物联网的最基础最核心最广泛的单元细胞,而ZigBee能够在数千个微小的传感传动单元之间相互协调实现通信,并且这些单元只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个网络节点传到另一个节点,所以它的通信效率非常高。这种技术低功耗、抗干扰、高可靠、易组网、易扩容,易使用,易维护、便于快速大规模部署等特点顺应了物联网发展的要求和趋势。目前来看,物联网和ZigBee技术在智能家居、工业监测和健康保健等方面的应用有很大的融合性。
值得注意的是,物联网的兴起将给ZigBee带来广阔的市场空间。因为物联网的目的是要将各种信息传感传动单元与互联网结合起来从而形成一个巨大的网络,在这个巨大网络中,传感传动单元与通信网络之间需要数据的传输,而相对其他无线技术而言,ZigBee以其在投资、建设、维护等方面的优势,必将在物联网型智能家居领域获得更广泛的应用。
三、相关设备简要说明
无线网关:是所有无线传感器和无线联动设备的信息收集控制终端。所有传感、探测器将收集到的信息通过无线网关传到授权手机、平板电脑、电脑等管理设备,另外控制命令由管理设备通过无线网关发送给联动设备。
比如家中无人时门被打开,门磁侦测到有人闯入,则将闯入报警通过无线网关发送给主人手机,手机收到信息发出震动铃声提示,主人确认后发出控制指令,电磁门锁自动落锁并触发无线声光报警器发出报警。
无线智能调光开关:该开关可直接取代家中的墙壁开关面板,通过它不仅可以像正常开关一样使用,更重要的是它已经和家中的所有物联网设备自动组成了一个无线传感控制网络,可以通过无线网关向其发出开关、调光等指令。其意义在于主人离家后无需担心家中所有的电灯是否忘了关掉,只要主人离家,所有忘关的电灯会自动关闭。或者在你睡觉时你无需逐个房间去检查灯是否开着,你需要做的只需按下装在床头的睡眠按钮,所有灯光会自动关闭,同时你夜间起床时,灯光会自动调节至柔和,从而保证睡眠的质量。
无线温湿度传感器:主要用于探测室内、室外温湿度。虽然绝大多数空调都有温度探测功能,但由于空调的体积限制,它只能探测到出风口空调附近的温度,这也正是很多消费者感觉感觉其温度不准的重要原因。有了无线温湿度探测器,你就可以确切地知道室内准确的温湿度。其现实意义在于当室内温度过高或过低时能够提前启动空调调节温度。比如当你在回家的路上,家中的无线温湿度传感器探测出房间温度过高则会启动空调自动降温,等你回家时,家中已经是一个宜人的温度了。另外无线温湿度传感器对于你早晨出门也有着特别意义,当你呆在空调房间时,你对户外的温