智能家居控制系统技术(蓝牙、HomeRF、Zigbee、WIFI)利弊分析_深圳捷易

2019-10-17 17:32    捷易智能办公

在智能家居发展的过程中,总是不断涌现出各种新的技术,比如现在流行的各种无线通信技术,就被引入了智能家居领域,“无线家居”的家居理念应运而生。可以预见,“无线智能家居”必将成为未来的发展方向,相比传统有线智能家居系统,它能为人们日常生活与各种活动提供更大限度的舒适和方便。

 

下面小编为大家介绍几种常见的构建“无线家居”的无线通信组网技术。

 

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1.蓝牙

 

蓝牙是一种支持设备短距离通信的无线电技术,是由东芝、爱立信、IBM、Intel、和诺基亚于1998年5月共同提出的近距离无线数据通讯技术标准。蓝牙是无线数据和语音传输的开放式标准,它将各种通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统、甚至家用电器采用无线方式联接起来。目前世界上已有上千家公司在研发该技术,它采用2.4GHZISM频段和调频、跳频技术,使用权向纠错编码、ARQ、TDD和基带协议。TDMA每时隙为0.625us,基带符合速率为1Mb/s。蓝牙支持64kb/s实时语音传输和数据传输,语音编码为CVSD,发射功率分别为1mW、25mW和100mW,并使用全球通用的48比特的设备识别码,其传输距离视功率而定,一般在10米左右。它优点在于低功耗、通讯安全性好、在有效范围能可越过障碍物、能实现低对多点的数据传输。但蓝牙技术同样存在成本高、传输距离短、传输速率低、技术还不成熟等缺点,因此应用并不广泛。


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2.
HomeRF

 

HomeRF是由HomeRF工作组开发的,适合家庭区域范围内,在PC和用户电子设备之间实现无线数字通信的开放性工业标准。作为无线技术方案,它代替了需要铺设昂贵传输线的有线家庭网络,为网络中的设备,如笔记本电脑和Internet应用提供了漫游功能。

 

在美国联邦通信委员会(FCC)正式批准HomeRF标准之前,HomeRF工作组已为在家庭范围内实现语音和数据的无线通信制订出一个规范,这就是共享无线访问协议(SWAP)。SWAP规范问世以后,除了扩展高性能、多波段无绳电话技术以外,还极大地促进了低成本无线数据网络技术的发展。但是,HomeRF占据了与802.11b和Bluetooth相同的2.4G频率段,并且在功能上过于局限家庭应用,再考虑到802.11b在办公领域已取得的地位,恐怕在今后难以有较大的作为。

 

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3.
Zigbee

 

Zigbee是ZigBee联盟建立的技术标准,基于IEEE802.15.4标准,主要适用于自动控制和远程控制领域。ZigBee是一种无线连接的通信技术,可工作在2.4GHz、868MHz、915MHz3个频段,传输速率分别为250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的,它的传输距离在10-40m的范围内。作为一种无线通信技术,ZigBee具有如下优点:

(1) ZigBee的传输速率非常低,发射功率仅为几mW,而且采用了休眠的工作模式,功耗降低。

 

(2) 成本低:ZigBee模块的成本很低,一般为几美元,而且没有任何专利费。

 

(3) 网络容量大:一个的Zigbee网络可支持255个节点设备,而一个区域内支持上百个ZigBee网络。

 

(4) 可靠:通信过程采用碰撞避免策略,成功避开了发送数据的竞争和冲突。如果传输过程中出现问题可以进行重发。

 

(5) 自组ZigBee网络中的所有节点的地位是平等的,网络节点铺设好后,能快速、自动的构成一个通信网络,通过中间节点的多跳转发实现的远距离的通信,因此,ZigBee网络可通过增加节点的方式来增加网络的覆盖范围。

 

4.WIFI

 

WIFI(WirelessFidelit)是由一个名为“无线以太网相容联盟”的组织所发布的业界术语,WIFI的全称是WirelessFidelity,中文翻译为“无线相容认证”,是一种短距离、传输速度快的无线传输技术。由于WIFI协议标准并不单一,主要是在802.11的基础上发展的网络协定,现阶段主要有3个标准协议:最大传输速度54Mbps,工作频率为54GHz的802.11a协议;最大传速速度为11Mbps,工作频率为2.4GHz的802.11b协议;最大传速速度为54Mbps,工作频率在2.4GHz的802.11g协议。

 

由于目前很多设备厂商采用的是802.11b协议,因此在业界很多人逐渐产生一种习惯,将WIFI称作为802.11b协议。WIFI的传输距离,据测试在开阔性区域,其通信半径可达到300米左右,若在封闭性场所,根据障碍物对信号的屏蔽,通信半径则为100米左右。WIFI除了具有一般无线网络所具有的建设便捷性、可移动性好、网络结构弹性化等特点外,其突出特点有如下几点:

 

(1)覆盖范围广,由于蓝牙技术的电波覆盖范围很小,通信半径大约只有15米,而WIFI在室外开阔性区域的通信半径最大为300米,在室内有障碍物遮挡信号的情况下,通信半径最大为100米。目前,由Vivato公司推出的一款新型交换机,根据其官方资料显示,使用该交换机,可以把通信距离扩大到约6500米。

 

(2)传输速度快,由于WIFI协议标准并不单一,WIFI的传输速度也不同,传输速度最高的为802.11a协议与802.11g协议,都为54Mbps,而目前常用的802.11b协议的最高传输速度为11Mbps。

 

(3)高移动性,在无线局域网覆盖范围内,各个节点可以不受地理位置的限制进行任意移动,WIFI技术可以使用在室内也可以使用在室外,任何WIFI设备只要在WIFI覆盖的网络中,就能连接互联网。

 

(4)辐射小,IEE802.11规定的发送功率是100mW,而一般的WIFI设备只要60~70mW。而且WIFI设备并不直接接触,所以应用十分安全。

 

(5)易扩展,无线局域网有多种配置方式,每个AP可以支持100多个节点接入,要想扩展用户,只需增加AP的数量就能实现。

 

(6)传输可靠,WIFI技术通过一系列的冲突避免和确认、错误重发机制来保证网络的可靠性。

 

(7)组网便捷,WIFI网络支持多种拓扑结构,可以实现各种规模的网络,组网时只需将WIFI设备关联到无线AP(接入点)上,而且网络安装非常方便,只需安装一个或多个无线AP,就能建立范围广泛的无线局域网。

 

综上所述,蓝牙技术、射频技术的传输速率都很高,但传输距离十分有限,ZigBee技术能够通过节点间的跳接实现远距离的传输,且功耗很低,因此,目前大多数无线传感器网络的无线通信技术都采用ZigBee技术。

标签:智能家居

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