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【樓宇對講】智能家居網絡建設三大技術誰將統領市場

來源:優業安防    發布時間:2014-8-9    瀏覽次數:1658次

 智能家居要獲得巨大發展,其互聯互通異常重要,而通訊網絡架構技術就是促使智能產品之間更好地互聯互通。當前,總線技術熱度褪去,無線技術逐漸興起,尤其是ZigBee技術,在智能家居領域掀起熱潮。然而其是否能夠統領通訊網絡架構技術,答案是否定的,至少當前是三類技術交融互補時期。三類技術成鼎立之勢,哪種技術獲得市場認可,統領智能家居,我們拭目以待。

  智能家居通訊網絡架構三大類技術

  智能家居如何實現控制,如何順利傳輸信息指令,如何實現互聯互通?這就涉及到通訊網絡架構技術,而在實現智能家居控制的就屬于信息網絡和控制網絡技術。主要有三類,總線技術、無線技術、電力載波技術。

  總線技術就是將各部件連接到計算機處理器的一個元件,通過總線能使整個系統內各部件之間的信息進行傳輸、交換、共享和邏輯控制等功能。被分為外部和內部總線、系統總線和非系統總線等等。

  無線技術也分不同種類,通常以產生無線信號的方式來區分,目前主要的方式有調頻無線技術、紅外無線技術和藍牙無線技術三種,其成本和特點也不盡相同。

  電力載波通訊即PLC(Powerline Communication),是電力系統特有的通信方式,電力載波通訊是指利用現有電力線,通過載波方式將模擬或數字信號進行高速傳輸的技術。最大特點是不需要重新架設網絡,只要有電線,就能進行數據傳遞。

  總線技術

  總線技術應用在智能家居方面在于,家庭總線系統。家庭總線是智能家居實現的重要基礎,是住宅內部的神經系統,其主要作用是連接家中的各種電子、電氣設備,負責將家庭內的各種通信設備(包括安保、電話、家電、視聽設備等)連接在一起,形成一個完整的家庭網絡。

  日本是較早提出家庭總線系統(home bus system,簡稱HBS)概念,成立HBS研究會,制定了日本的HBS標準,后面又發展成為S-HBS系統,也即超級家庭總線。

  無線技術

  就目前而言,無線智能家居根據所使用的技術不同,主要分為藍牙、Wi-Fi、Zwave和ZigBee四種,無線技術讓人們得以實現對家居的遠程控制。下面我們不妨先從日常接觸最為頻繁的WiFi說起。

  基于WiFi技術的智能家居產品最為常見,其優勢在于傳輸速率快,且產品成本低,生活中也最為普及,對用戶來說,基于WiFi的智能家居組合最為省事,購買設備直接組網即可。

  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劣勢:其最大的問題要屬安全性非常低,無線穩定性弱;功耗大也是其弱點之一,將導致其在家居領域的應用受限,例如智能門鎖、紅外轉發控制器、各種傳感器等不適宜使用;此外,WiFi的組網能力也相對較低,目前WiFi網絡的實際規模一般不超過16個設備,而實際家居環境中,僅開關、照明、家電的數量就已遠遠多于16個,顯然發展空間受到了一定的限制。

電力載波技術

  電力載波在國外智能家居領域的應用已經有幾十年,在智能家居進入我國時,電力載波也是最先被引入的技術,然而傳統的電力線載波也存在許多弱點,如通道干擾大、信息量小、頻率擁擠等,同時傳統窄帶調制技術傳輸速率較低(傳輸一個指令需要0.883s)。這使得在過去較長的一段時間限制了電力載波技術在智能家居行業的應用。隨著電力載波技術的不斷發展,國內載波芯片廠家已開發出使用OFDM調制技術的載波通信系統,峰值通信速率可以達到400kbps,穩定運行通信速率也已經達到100kbps,足以滿足現有智能家居應用對速率的需求,也讓我們看到電力載波在智能家居領域應用的廣闊前景。

  例如某智能家居公司開發的采用BPSK調制方式的電力載波智能產品,完全能滿足智能家庭控制的需求,同時能夠實時檢測設備用電,為用戶了解用電情況,提高用電效率提供了有效的工具。另外,該產品也能夠與該品牌的其他系列產品無縫銜接,實現豐富的智能功能應用。再通過對通信數據進行協議加密,可以確保通信的可靠性和安全性。

  智能家居通信產業趨勢:多技術并存

  智能家居的發展呈現智能化、網絡化、人性化、信息化、集成化方向發展。總線型、無線通訊和電力線載波通信作為智能家居主要的技術路線,獲得了大多數認可;同時,三者之間無法相互替代,有線、無線、電力線多種通信技術并存是未來的產業趨勢。

  不過,智能家居行業的發展一日千里,技術更新步伐也較快,前幾年還是綜合布線技術盛行一時,現在無線技術漸漸占據市場主流,發展更為迅猛。究其原因,還是有線技術需要穿墻布線,工期長,不能升級換代,已經不能滿足消費者的個性化需求。無線技術則憑借免布線、移動性強、低成本等優勢成為市場新寵。此外,自動組網、設備拓展能力強也是其優勢之一,而功耗較低、健康節能更是符合低碳生活的綠色家居概念的理念。并且,無線方式維護簡單,可快速檢測出問題所在,并及時修復。

  在無線方式上,又分為藍牙、Wi-Fi和ZigBee等主要幾種技術,前兩者組網性能差,穩定性薄弱,而ZigBee正憑借成本低、組網快、低復雜度等特點迅速成為新時代的主流無線通訊技術,主要適合用于自動控制和遠程控制領域,可以嵌入各種設備。據悉,目前ZigBee聯盟正積極介入中國智能家居行業標準的制定工作,將進一步促進產業的推廣和發展。

  智能家居是一個復雜系統,有低速高可靠應用、高數據帶寬但低QOS等級應用、高速高QOS高安全等級服務的分類,不同的通信方式各司其職,寸有所長,尺有所短,一個系統必將是有幾種通信方式并存,譬如低速高可靠便可以使用總線方式或者ZigBee方式。

  總線型、無線通信和電力線載波通信三種技術線路無法相互替代,有線、無線、電力線多種通信技術并存是未來的產業趨勢。就智能家庭領域而言,無線通信技術有著獨特的優勢,近年來智能家庭的發展趨勢也驗證了這點,無線通信在智能家庭中已成為最主要的通信方式。

智能家居領域的那些協議

  日本是較早推動智能家居發展的國家之一,它較早地提出了家庭總線系統(Home Bus System,簡稱HBS)的概念,成立了家庭總線(HBS)研究會,并在郵政省和通產省的指導下組成了HBS標準委員會,制定了日本的HBS標準。為適應大型居住社區的需要,1988年年初,日本住宅信息化推進協會又推出了超級家庭總線(Super Home Bus System,簡稱S-HBS),它適用于更大的范圍,因為一個S-HBS系統可掛接數千個家庭內部網。

  Lon Works協議是美國Echelon公司開發并與Motorola和東芝公司共同倡導的現場總線技術,它支持多種物理介質,適用于雙絞線、電力線、光纜、射頻、紅外線等,并可在同一網絡中混合使用。Lon Works協議支持多種拓撲結構,可以選用任意形式的網絡拓撲結構,組網方式靈活。Lon Works應用范圍主要包括樓宇自動化、工業控制等,在組建分布式監控網絡方面有較好的性能,目前全球已建立的Lon Works節點已經超過50萬個。在四種協議中,X-10是歷史最長且使用最簡單的一種,它于1978年誕生于美國,至今仍是美國家庭自動化的主導系統。之所以說X-10協議簡單是因為它直接利用住宅電力線作為控制總線,通過電力線將各控制器與各功能接口器相連并實現程序控制,不必再穿墻打孔,更有利于改變結構空間,用戶可自己動手安裝,價格也比較低廉。而CEBuS作為電子工業推廣協議,與歐洲的EHS標準同為歐美家庭自動化電子產品的行業推薦標準。

  Zigbee和Z-Wave新的無線技術,使用網格式技術--每個端口都同時配備一個接收器和一個傳導器,以最有效的方式從一個端口到另一個端口貫穿整個設備來傳播信號。在您的家里有越多的端口,這項技術工作起來就越見成效。Zigbee是從一批用于商業/工業控制的技術提供商那里顯現出來的,他們有,Invensys,Motorola,Mitsubishiand Philips。這項技術現在是一項工業標準,IEEE802.15.4。

  除了zigebee和z-wave技術外,目前用于家庭內部的無線傳輸技術還包括無線通信HomeRF、藍牙技術、WAP、無線以太網等,而HomeRF和藍牙技術相對來說比較受歡迎。

  Insteon,在家居控制領域最新的協議,提出了一項RF/PLC交互的協議,家里的無線或有線電力裝置可以互相交流,而無需各種線路和插頭。

  智能家居統一標準一旦確立將給廠商帶來巨大商機

  在技術上,智能家居建設面臨的挑戰不是設備或實施問題,而是標準與協議問題。智能家居是一個多行業交叉覆蓋的系統工程,各設備廠商按照不同的接口標準與協議生產設備,其結果是:不同設備之間的互連、互通變得非常困難。因此,建立共同遵循的標準與協議是發展智能家居必須首先解決的問題。目前,智能家居領域的國際標準尚未成熟,各大廠商和相關組織機構正在著手建立和制定智能家居系統內部設備之間的網絡接口標準和數據傳輸協議。抓住機會,參與標準的制定,將給國內廠商帶來無窮的機會。

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