現在越來越多的設備開始使用無線協(xié)議來進行通訊,并且和總線制的智能家居系統(tǒng)相比,無線有著即插即用、免布線等等一系列的好處。并且無線對于有線來說還有著很多的好處,這里就不一一說明了。
所以現在很多人做智能硬件的時候會優(yōu)先考慮用無線協(xié)議,但是是用WiFi模塊,還是BLE藍牙模塊呢,還是ZigBee模塊呢?但主流的Wi-Fi技術、藍牙ble技術、ZigBee無線技術在家庭的環(huán)境中都有各自的短板。甚至還有人考慮用私有協(xié)議或者433M/868MHz的射頻協(xié)議。這里面有成本的考慮,有功耗的考慮,有穿墻效果的考慮,還有和其他硬件的互通等各種考慮。
無線通訊協(xié)議有WIFI技術,BLE藍牙技術,Zigbee技術,新興的LoRa技術和NB-lot技術等好多種協(xié)議,哪種最有可能一統(tǒng)江湖?換句話說,消費者現在買哪種協(xié)議的產品,更適合當下的環(huán)境呢。下面我們就來逐一了解下各種無線協(xié)議。
WiFi協(xié)議是基于IEEE 802.11的通信協(xié)議,WiFi技術被廣泛使用在智能單品及智能家電中。原因是配網簡單,用戶熟悉度高,不需要額外的網關,可以和存量路由器直接通信。
但Wi-Fi的問題是信道本身已經擁擠、接入數量多容易掉線,路由器能支持同時連接的設備數有限。成本高,功耗高不插電的設備使用WiFi很難堅持很長時間,需要頻繁充電或者換電池,給用戶帶來困擾。而BLE和ZigBee可以做到幾個月、一年、甚至幾年都不用換電池。所以現在可穿戴設備都用BLE協(xié)議。
BLE藍牙即藍牙低能耗技術,藍牙技術是一種低成本、短距離、可互操作的魯棒性無線技術,利用許多智能手段最大限度地降低功耗,被稱為超低功耗無線技術。BLE(低功耗藍牙技術)有低功耗、快速與手機連接的特性。
早期都是以點對點產品為主?;诘凸奶匦?,藍牙智能產品集中在可穿戴設備、健康監(jiān)護設備,消費電子,汽車電子等產品中。從藍牙4.1協(xié)議開始,藍牙m(xù)esh模塊具備了自組網特征,藍牙m(xù)esh還處在技術積累期。mesh協(xié)議在蘋果的HomeKit中有完整定義。智能手機都標配這兩種技術,用戶都非常熟悉這些產品的配對、聯(lián)網,這也是大量的智能硬件使用BLE的原因。
zigbee技術基于IEEE 802.15.4標準的低功耗局域網協(xié)議。按照維基百科的說法,其命名參照蜜蜂的群體通信網絡:蜜蜂(bee)靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息。簡單來說,ZigBee技術是一種短距離、低功耗的、便宜的無線組網通訊技術。
zigbee技術的特點是低功耗、自組網、節(jié)點數多。但手機中沒有ZigBee模塊,需要額外的網關接入ip網絡。ZigBee mesh網絡復雜、用戶DIY的可能性小,可能更適用于工業(yè)物聯(lián)網。
早期的ZigBee智能家居產品有很多私有協(xié)議,使得產品互通困難。ZHA和ZLL做了不少互通嘗試,ZigBee3.0也風風火火,都想解決lot時代互通問題。
以上三種技術都是基于2.4GHz頻段的,在無線設備爆發(fā)的時代,這個信道變得越來越擁擠,相互之間干擾問題也會更嚴重。在無線產品中,頻率越高則距離越短,穿墻性越差,這也是subGHz頻段越來越被重視的原因。
早期的小無線產品集中在315MHz和433MHz頻段,但由于頻段寶貴,所以帶寬很窄,因此一些成熟的通訊算法無法實現。這些早期產品給人的印象就是不穩(wěn)定,抗干擾性差。隨著通訊技術的發(fā)展,使用subGHz的低功耗廣域網(LP-WAN技術)發(fā)展迅速,目前主要集中在LoRa技術和NB-lot技術兩個無線技術標準上。利用數字擴頻、糾錯碼、雙工通訊、MAC層控制等技術使得LP-WAN既保留了低功耗、遠距離、穿墻好等優(yōu)點,又解決了抗干擾的問題。
其實用戶并不關心智能硬件(智能家居系統(tǒng))用的是什么無線技術,只要求聯(lián)網簡單、穩(wěn)定。
目前來看在智能穿戴采用BLE模組,智能傳感網絡采用藍牙+NB組合通訊解決方案應該是比較合適的通訊解決方案。
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