智能家居聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)誰(shuí)將一統(tǒng)天下?

時(shí)間:2022-08-02

來(lái)源:慧聰物聯(lián)網(wǎng)

導(dǎo)語(yǔ):智能家居無(wú)疑是這幾年來(lái)許多企業(yè)火熱的研究對(duì)象之一,基于物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展,智能家居開(kāi)始走入千家萬(wàn)戶(hù),智能家居市場(chǎng)也日漸火熱。

  智能家居這塊唐僧肉,人人都想吃一口,因而,在智能家居領(lǐng)域出現(xiàn)了多個(gè)廠家、多種標(biāo)準(zhǔn)并存的市場(chǎng)亂象,各種智能家居產(chǎn)品如何進(jìn)行連接成了發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。目前智能家居聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)逐漸形成了藍(lán)牙,WiFi,ZigBee三足鼎立的局面。本文主要針對(duì)三種方案的原理,技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)作出了一個(gè)對(duì)比。

  Zigbee技術(shù)簡(jiǎn)介

  對(duì)Zigbee技術(shù)度娘是這么說(shuō)的:“Zigbee是IEEE802.Zigbee5.4協(xié)議的簡(jiǎn)稱(chēng),它來(lái)源于蜜蜂的八字舞,蜜蜂(bee)是通過(guò)飛翔和“嗡嗡”(zig)抖動(dòng)翅膀的“舞蹈”來(lái)與同伴傳遞花粉所在方位信息;而ZigBee協(xié)議的方式特點(diǎn)與其類(lèi)似便更名為ZigBee。ZigBee主要適合用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域,可以嵌入各種設(shè)備,其特點(diǎn)是傳播距離近、低功耗、低成本、低數(shù)據(jù)速率、可自組網(wǎng)、協(xié)議簡(jiǎn)單”。總結(jié)來(lái)說(shuō),Zigbee技術(shù)就是一個(gè)能夠幫助我們把一個(gè)一個(gè)的智能家居產(chǎn)品連成一個(gè)系統(tǒng),最后統(tǒng)一進(jìn)行操作的東西。打個(gè)比方,有一天我們正用智能音箱聽(tīng)著歌,突然心血來(lái)潮想要來(lái)點(diǎn)燈光互動(dòng)搞搞氣氛,Zigbee技術(shù)就派上用場(chǎng)了了。

  Zigbee的優(yōu)勢(shì)在哪?

  1、安全性

  作為一個(gè)喜歡直面社會(huì)黑暗面的妹紙,每年的315晚會(huì),是小編必不可少的保留節(jié)目。今年的315晚會(huì)現(xiàn)場(chǎng)做的一個(gè)實(shí)驗(yàn),我是久久不能忘懷。那個(gè)實(shí)驗(yàn)是這樣的:大家加入一個(gè)免費(fèi)的公共WIFI,手機(jī)連上現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào),打開(kāi)消費(fèi)類(lèi)軟件,然后驚人地發(fā)現(xiàn),訂單和消費(fèi)記錄統(tǒng)統(tǒng)被提取!包括電話(huà)號(hào)碼、家庭住址、身份證號(hào)、銀行卡號(hào)、甚至哪天幾看了一場(chǎng)什么電影...看到這里,小編虎軀一震,再也不敢用公共WiFi了……

  作為最具安全性的無(wú)線通信技術(shù)之一,到今天為止ZigBee技術(shù)在全球從來(lái)沒(méi)有過(guò)被攻破的先例!當(dāng)然,肯定有人會(huì)說(shuō),ZigBee至今都比較安全是因?yàn)樗壳笆袌?chǎng)占有率不高。但是我們要知道,ZigBee網(wǎng)絡(luò)最初是應(yīng)用在在工業(yè)領(lǐng)域,工業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)價(jià)值與民用數(shù)據(jù)相比,哪個(gè)更高,不言而喻。工業(yè)領(lǐng)域同行會(huì)想方設(shè)法得到這些數(shù)據(jù),所以說(shuō)攻破它的手法會(huì)更高明,但即便這樣Zigbee也沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)被攻破的案例。工業(yè)領(lǐng)域都沒(méi)被攻破過(guò),民用領(lǐng)域還用杞人憂(yōu)天嗎?

  2、功耗低

  Zigbee在功耗方面也有著得天獨(dú)厚的先天優(yōu)勢(shì),而且隨著芯片制造能力的提升,它的功耗會(huì)越來(lái)越低。理論上來(lái)說(shuō),在低耗電待機(jī)模式下,2節(jié)5號(hào)干電池可支持Zigbee個(gè)節(jié)點(diǎn)工作6—24個(gè)月,甚至更長(zhǎng)。而在同樣的外部條件,藍(lán)牙和WIFI的表現(xiàn)就差多了,數(shù)據(jù)表明這樣的情況藍(lán)牙只能工作幾周、WiFi就更短了,僅僅可以工作幾個(gè)小時(shí)。

  3、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大

  ZigBee技術(shù),可以采用星型網(wǎng)、樹(shù)型網(wǎng)和網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu),由一個(gè)主節(jié)點(diǎn)管理若干子節(jié)點(diǎn),最多一個(gè)主節(jié)點(diǎn)可管理254個(gè)子節(jié)點(diǎn),主節(jié)點(diǎn)還可由上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)管理,最多可組成65535個(gè)節(jié)點(diǎn)大網(wǎng)。隨著時(shí)間的發(fā)展,我們家里的智能家居產(chǎn)品會(huì)越來(lái)越多,藍(lán)牙和WiFi會(huì)越來(lái)越難以承受,最終崩潰。但是,Zigbee卻毫無(wú)壓力,理論上它可以連接6萬(wàn)多個(gè)設(shè)備。

  4、低成本

  Zigbee通過(guò)大幅簡(jiǎn)化協(xié)議,降低了對(duì)通信控制器的要求,再加上ZigBee免協(xié)議專(zhuān)利費(fèi),于是相比藍(lán)牙和WIFI,Zigbee就更便宜了。

  當(dāng)然,ZigBee的缺點(diǎn)也很明顯,主要是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)難度大,開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng),產(chǎn)品成本高,一般的初創(chuàng)企業(yè)很難承受開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn),這也是ZigBee技術(shù)目前在全球也只有少數(shù)幾家企業(yè)掌握的重要原因。

  WiFi技術(shù)簡(jiǎn)介

  WiFi(WirelessFidelity,無(wú)線保真技術(shù))是IEEE802.11的簡(jiǎn)稱(chēng),是一種可支持?jǐn)?shù)據(jù),圖像,語(yǔ)音和多媒體,且輸出速率高達(dá)54Mb/s的短程無(wú)線傳輸技術(shù),在幾百米的范圍內(nèi)可讓互聯(lián)網(wǎng)接入者接收到無(wú)線電信號(hào)。WiFi的首版于1997年問(wèn)世,當(dāng)時(shí)其中定義了物理層和介質(zhì)訪問(wèn)接入控制層(MAC層),并在規(guī)定了無(wú)線局域網(wǎng)的基本傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的同時(shí)規(guī)范了介質(zhì)訪問(wèn)層(MAC)的特性和物理層(PHY),其中物理層采用的是FSSS(調(diào)頻擴(kuò)頻)技術(shù)、紅外技術(shù)和DSSS(直接序列擴(kuò)頻)技術(shù)。在1999年又新增了IEEE802.11g和IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行完善。

  WiFi有什么優(yōu)勢(shì)

  1、傳輸范圍廣

  WiFi的電波覆蓋范圍半徑可達(dá)100m,相對(duì)于半徑只有15m藍(lán)牙優(yōu)勢(shì)相當(dāng)明顯。

  2、傳輸速度快

  WIFI的傳輸速率高達(dá)54Mb/s的,WiFi用戶(hù)可以隨時(shí)隨地接收網(wǎng)絡(luò),并可快速地享受到類(lèi)似于網(wǎng)絡(luò)游戲、視頻點(diǎn)播(VOD)、遠(yuǎn)程教育、網(wǎng)上證券、遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻會(huì)議等一系列寬帶信息增值服務(wù)。

  3、普及應(yīng)用度高

  現(xiàn)今配置WiFi的電子設(shè)備越來(lái)越多,手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦等幾乎都將WiFi列入了他們的主流標(biāo)準(zhǔn)配置。相對(duì)于Zigbee技術(shù)來(lái)書(shū),消費(fèi)者熟悉度和接受程度更高。

  但是凡事都存在兩面性,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),顯然其發(fā)展空間受到了一定的限制。

  藍(lán)牙技術(shù)簡(jiǎn)介

  藍(lán)牙是一種無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF無(wú)線電波,可實(shí)現(xiàn)固定設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備和樓宇個(gè)人域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換。藍(lán)牙技術(shù)最初由電信巨頭愛(ài)立信公司于1994年創(chuàng)制,當(dāng)時(shí)是作為RS232數(shù)據(jù)線的替代方案。藍(lán)牙可連接多個(gè)設(shè)備,克服了數(shù)據(jù)同步的難題。

  如今藍(lán)牙由藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(BluetoothSpecialInterestGroup,簡(jiǎn)稱(chēng)SIG)管理。藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟在全球擁有超過(guò)25.000家成員公司,它們分布在電信、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、和消費(fèi)電子等多重領(lǐng)域。IEEE將藍(lán)牙技術(shù)列為IEEE802.15.1.但如今已不再維持該標(biāo)準(zhǔn)。藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟負(fù)責(zé)監(jiān)督藍(lán)牙規(guī)范的開(kāi)發(fā),管理認(rèn)證項(xiàng)目,并維護(hù)商標(biāo)權(quán)益。制造商的設(shè)備必須符合藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟的標(biāo)準(zhǔn)才能以“藍(lán)牙設(shè)備”的名義進(jìn)入市場(chǎng)。藍(lán)牙技術(shù)擁有一套專(zhuān)利網(wǎng)絡(luò),可發(fā)放給符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。

  藍(lán)牙有什么優(yōu)勢(shì)

  1、功耗低,傳輸速率快

  藍(lán)牙的短數(shù)據(jù)封包特性是其低功耗技術(shù)特點(diǎn)的根本,傳輸速率可達(dá)到1Mb/s,且所有連接均采用先進(jìn)的嗅探性次額定功能模式以實(shí)現(xiàn)超低的負(fù)載循環(huán)。

  2、建立連接的時(shí)間短

  藍(lán)牙用應(yīng)用程序打開(kāi)到建立連接只需要短短的3毫秒,同時(shí)能以數(shù)毫秒的傳輸速度完成經(jīng)認(rèn)可的數(shù)據(jù)傳遞后并立即關(guān)閉連接。

  3、穩(wěn)定性好

  藍(lán)牙低功耗技術(shù)使用24位的循環(huán)重復(fù)檢環(huán)(CRC),能確保所有封包在受干擾時(shí)的最大穩(wěn)定度。

  4、安全度高

  CCM的AES-128完全加密技術(shù)為數(shù)據(jù)封包提供高度加密性及認(rèn)證度。

  但藍(lán)牙的缺點(diǎn)是傳輸距離非常短,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,所以并不適合組建較大的家庭網(wǎng)絡(luò)。

  總結(jié)

  業(yè)界對(duì)WiFi一統(tǒng)江湖的呼聲很高,Zigbee良好的先天條件卻也讓人欲罷不能,同時(shí)藍(lán)牙也不乏應(yīng)用場(chǎng)景。目前來(lái)看,對(duì)任何一種技術(shù)的過(guò)分樂(lè)觀或悲觀都過(guò)于武斷。隨著物聯(lián)網(wǎng)及智能家居產(chǎn)業(yè)的成熟,多樣化的市場(chǎng)需求將逐漸顯現(xiàn),屆時(shí)各種技術(shù)都能在市場(chǎng)上找準(zhǔn)自己的位置,尺有所短寸有所長(zhǎng),無(wú)論以何種形式出現(xiàn),最終會(huì)以一種為主,多種并存,融入市場(chǎng)發(fā)展的方向。


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