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智能家居無線協議的發展歷史及重要性
Autor: Heiman Technology Time :2018-07-11  Views:

據Crimson Hexagon最近的一份報告發現:“從2014年到2017年,智能家居技術開始受到人們的廣泛關注,超過60%的消費者對智能家居技術表現出了極大的興趣。”如果你從事物聯網行業工作,那么你可能會對報告及數據比較熟悉,因為這預示著智能聯網家庭的未來市場發展機會。

我們都知道,消費者在選購智能家居產品時,往往會受到很多因素的影響,如娛樂性、便利性、安全性以及提升家庭能源利用效率和減少能源支出等等。但是,在這些背后,我們都知道,智能家居發展最大的阻礙因素之一就是智能家居設備的互操作性和越來越多的無線協議。

類似Z-Wave和Wi-Fi這樣的無線協議作為物聯網基礎設施的重要支柱; 在某些情況下,設備之間使用的這些語言創建了支離破碎或封閉的生態系統,往往給終端用戶造成困惑及應用障礙。

隨著現代智能家居越來越受歡迎,相應的協議及其功能的數量也越來越多。盡管工程師,開發人員以及制造商都試圖創造他們認為最佳用戶體驗的產品,并引入了新的協議和技術,但大家都想統一標準,連接控制所有的產品。為了更好理解我們如何達到當前智能家居的協議狀態,我們來看一段簡短的歷史。

物聯網之前的物聯網

首先,智能家居中無線協議的功能是什么?

簡而言之,協議是設備如何相互通信和理解的語言或功能。許多人認為現代智能家居協議的出現可追溯到20世紀70年代X10(一種國際通用的智能家居電力載波協議)的創建,它是第一個用于電子設備的通用通信協議。不久之后,又開發了各種其它協議,包括Z-Wave,以及UPB(通用電力線總線),Wi-Fi和Insteon(一種復雜度低,功耗低,數據傳輸速率低,成本低的雙向混合通信技術,具有即時響應,易安裝,易使用,經濟可靠和與X10兼容的特點)等以解決消費電子和家庭控制市場的各種問題。

UPB于1999年發布,使用電力線接線進行信號和控制,通過家中現有的電線提供高水平的可靠性和傳輸速率。這是一項技術性很強的技術,對于那些幾乎沒有相應技術知識的DIY人群來說很難采用。另外,在90年代早期引入Wi-Fi來傳輸大量數據。今天,Wi-Fi在智能家居中允許設備連接并讓用戶享受家庭設備的遠程控制。但是,Wi-Fi確實存在和面臨諸如高干擾、高功耗等挑戰,這對于電池供電的產品來說并不理想。

繼Wi-Fi之后,Z-Wave和Insteon等新一代協議通過提供高效、低功耗連接和利用網狀網絡來增強網絡信號,主要為家庭控制而設計。

智能家居的早期技術

Insteon由Smartlabs Inc.設計,旨在解決基于電力線和無線協議之間連接。它們在當時是一種獨特的解決方案,但它們封閉的生態系統使得消費者很難采用。

作為早期的網狀網絡技術,Zigbee由HomeRF聯盟開發,是一種無線專有協議,具有許多不同的“配置文件”,主要用于商業,能源和遠程控制市場。與Zigbee一樣,Z-Wave也是一種網狀網絡協議,由丹麥公司Zensys于2001年推出,現在為Silicon Labs擁有。

Z-Wave是專門為智能家居打造的; 家庭控制愛好者和開發人員都知道,要想獲得成功,標準不僅必須使用低功率電源而且不會干擾其他家用電子產品,而且隨著設備的增加而變得更強。 作為家庭控制的原始網絡網技術之一,Z-Wave的傳統至今仍在繼續。Z-Wave由Z-Wave聯盟提供支持,Z-Wave聯盟是行業領導者的成員聯盟,致力于推廣標準,在撰寫本文時擁有超過2400個經認證的Z- Wave設備和700多名成員。

智能家居協議新成員

在過去幾年中,隨著智能家居技術的發展,對低功耗網狀網絡作為智能家居技術支柱需求促使其它標準組織不斷探索自己的技術。 我們已經看到像Thread(由三星、Nest、ARM、Big Ass Fans、飛思卡爾和Silicon Labs公司聯合推出, 是一種基于IP的無線網絡協議,用來連接家里的智能產品。)以及藍牙技術組織(SIG)和Wi-Fi聯盟等現有標準組織已經宣布了自己的藍牙網狀網和Wi-Fi HaLow網狀網協議版本。

Thread是由Google和其它對智能家居感興趣的大公司與2014年發起。Thread天生支持IPv6,旨在與Google和Nest合作,但不解決產品級互操作性問題。藍牙網格由SIG于2017年正式推出,與目前已知的藍牙點對點通信相比具有不同的功能。而Wi-FiHaLow網狀網協議,目前來自主要芯片組供應商的工程師對WiFi HaLow的功耗問題表示擔憂,擔心該協議會對電池供電的智能家居設備消耗太多能量。

此外,許多較新的協議,如Wi-Fi HaLow可能需要很長時間才能被制造商采用并為消費者創造合理的產品,這對于他們的發展來說是一大障礙。

智能家居協議未來將如何發展?

智能家居市場還將繼續增長,到目前為止,我們還沒有看到足夠多的跡象表明某一種標準或技術未來會一統天下。但我們有責任幫助消費者了解他們帶回家的產品以及每種技術在實際應用所中發揮的作用。

例如,Wi-Fi將成為所有智能家居產品連接的組成部分,特別是如果用戶希望能夠在家庭之外遠程訪問他們的設備。而藍牙將在智能鎖市場中發揮了關鍵作用,讓消費者用智能手機在走到前門時可以輕松地開門。Z-Wave在安全系統中仍然是一項突出技術,連接燈、溫控器、門鎖、傳感器及其它外圍設備,使家庭真正智能化。

現在比較常用的網絡協議有 WiFi、藍牙、ZigBee、Z-Wave,不過都有不足,例如:

WiFi的功耗比較大,適合傳輸大量的數據;

藍牙功耗比較低,但現在還存在藍牙2.0與藍牙4.0并存的混亂局面,且不支持IPv6;

ZigBee技術比較復雜,研發成本高;

Z-Wave由丹麥公司Zensys主導,暫時還沒有ZigBee聯盟強大。

所有無線協議都有其優缺點,但最重要的選用因素仍然是互操作性和安全性,以及更多的產品選擇。這取決于我們所有人,包括標準組織,制造商,零售商,開發人員等智能家居生態系統中的每個人,共同推動和實現互聯互通的智能家居生活。

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