智能家居协议

　　智能家居无疑是这几年来热门的研究对象之一，各类协议不停的更新最新版本及改进缺点，导致目前没有一种真正意义上国际标准化用于智能家居、下面是最实用的智能家居协议、有想要了解的伙伴赶紧来收藏、

智能家居协议

　　智能家居协议是什么

　　基于物联网，传统电信网，让一般所有能够独立寻址的物理对象进行互联。通俗点概括，就是为了淘汰条码扫描而进阶的无线感应协议。RFID因其所具备的远距离读取、高储存量等特性而备受瞩目。它不仅可以帮助一个企业大幅提高货物、信息管理的效率，还可以让销售企业和制造企业互联，从而更加准确地接收反馈信息，控制需求信息，优化整个供应链。应用于收费站，物流行业，图书馆管理系统等等。

智能家居协议有哪些

　　智能家居通信技术分为有线和无线。

　　无线技术主要有：zigbee，z-wave，RF，蓝牙，wifi，EnOcean，lora，NB-IOT等。下面分别介绍以上几种无线技术：

　　1、zigbee：是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称(又称紫蜂协议)来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。

　　其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。也可以说ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。

　　2、z-wave：Z-Wave是由丹麦公司Zensys所一手主导的无线组网规格，Z-wave联盟(Z-wave Alliance)虽然没有ZigBee联盟强大，但是Z-wave联盟的成员均是已经在智能家居领域有现行产品的厂商，该联盟已经具有160多家国际知名公司，范围基本覆盖全球各个国家和地区。

　　Z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术。工作频带为908.42MHz(美国)~868.42MHz(欧洲)，采用FSK(BFSK/GFSK)调制方式，数据传输速率为9.6 kbps，信号的有效覆盖范围在室内是30m，室外可超过100m，适合于窄带宽应用场合。随着通信距离的增大，设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加，相对于现有的各种无线通信技术，Z-Wave技术将是最低功耗和最低成本的技术，有力地推动着低速率无线个人区域网。

　　3、RF：无线射频是20世纪90年代兴起的一种非接触式的自动识别技术。射频技术 相对于传统的磁卡及IC卡技术具有非接触、阅读速度快、无磨损等特点。 无线射频技术在阅读器和射频卡之间进行非接触双向数据传输，以达到目标识别和数据交换的目的。与传统的条形码、磁卡及IC卡相比，射频卡具有非接触、阅读速度快、无磨损、不受环境影响、寿命长、便于使用的特点和具有防冲突功能，能同时处理多张卡片。基于以上特点，平常用的大多数刷卡门禁用的都是射频技术，另外无线射频也被一些厂家应用在智能家居中。

　　4、蓝牙：是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换(使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波)。蓝牙技术最初由电信巨头爱立信公司于1994年创制，当时是作为RS232数据线的替代方案。蓝牙可连接多个设备，克服了数据同步的难题。蓝牙是现在手机标配的功能。蓝牙主要应用在一些小型的智能硬件产品上。

　　5、wifi：Wi-Fi是一种允许电子设备连接到一个无线局域网(WLAN)的技术，通常使用2.4G UHF或5G SHF ISM 射频频段。连接到无线局域网通常是有密码保护的;但也可是开放的，这样就允许任何在WLAN范围内的设备可以连接上。无线保真是一个无线网络通信技术的品牌，由wifi联盟所持有。

　　6、EnOcean：2012年3月，国际电工技术委员会将EnOcean无线通信标准采纳为国际标准“ISO/IEC 14543-3-10” ，这也是世界上唯一使用能量采集技术的无线国际标准。

　　EnOcean技术和同类技术相比，功耗最低，传输距离最远，可以组网并且支持中继等功能，主要应用在一些无线无源智能家居和智能楼宇产品上。

　　7、Lora：LoRa 是LPWAN通信技术中的一种，是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传感网络。目前，LoRa 主要在全球免费频段运行，包括433、868、915 MHz等。

　　LoRa技术具有远距离、低功耗(电池寿命长)、多节点、低成本的特性。

　　8、NB-IOT：基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)，NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。

　　NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

　　NB-IoT具备四大特点：一是广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，相当于提升了100倍覆盖区域的能力;二是具备支撑海量连接的能力，NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构;三是更低功耗，NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年;四是更低的模块成本，企业预期的单个接连模块不超过5美元。

　　NB-IOT聚焦于低功耗广覆盖(LPWA)物联网(IOT)市场，是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。其具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点。NB-IOT使用License频段，可采取带内、保护带或独立载波三种部署方式，与现有网络共存。

智能家居协议对比

　　智能家居标准按照行业特点，可分为自动化流派、感网流派和IT流派。自动化流派的智能家居标准源于工业自动化和建筑自动化，主要有KNX、 BACnet、Modbus等。传感网流派的智能家居标准源于无线传感器网络，主要有 ZigBee、Z-Wave等。IT流派的智能家居标准源于IT领域的技术，主要有Wi-Fi、蓝牙、6LoWPAN等。

　　ZigBee的主要优点如下：

　　1.功耗低

　　对比Bluetooth与WiFi，在相同的电量下(两节五号电池)可支持设备使用六个月至两年左右的时间，而Bluetooth只能工作几周，WiFi仅能工作几小时。

　　2. 成本低

　　ZigBee专利费免收，传输速率较小且协议简单，大大降低了ZigBee设备的成本。

　　3. 掉线率低

　　由于ZigBee的避免碰撞机制，且同时为通信业务的固定带宽预留了专用的时间空隙，使得在数据传输时不会发生竞争和冲突;可自组网的功能让其每个节点模块之间都能建立起联系，接收到的信息可通过每个节点模块间的线路进行传输，使得ZigBee传输信息的可靠性大大提高了，几乎可以认为是不会掉线的。

　　4. 组网能力强

　　ZigBee的组网能力超群，建立的网络每个有60，000个节点。

　　5. 安全保密

　　ZigBee提供了一套基于128位AES算法的安全类和软件，并集成了IEEE 802.15.4的安全元素。

　　6. 灵活的工作频段

　　2.4 GHz，868 MHz及915 MHz的使用频段均为免执照频段。

　　ZigBee的缺点如下：

　　1. 传播距离近

　　若在不适用功率放大器的情况下，一般ZigBee的有效传播距离一般在10m-75m，主要还是适用于一些小型的区域，例如家庭和办公场所。但若在牺牲掉其低掉线率的优点的前提下，以节点模块作为接收端也作为发射端，便可实现较长距离的信息传输。

　　2. 数据信息传输速率低

　　处于2.4 GHz的频段时，ZigBee也只有250 Kb/s的传播速度，而且这单单是链路上的速率且不包含帧头开销、信道竞争、应答和重传，去除掉这些后实际可应用的速率会低于100 Kb/s，在多个节点运行多个应用时速率还要被他们分享掉。

　　3. 会有延时性

　　ZigBee在随机接入MAC层的同时不支持时分复用的信道接入方式，因此在支持一些实时的应用时会因为发送多跳和冲突会产生延时。

　　2Bluetooth(蓝牙协议)

　　蓝牙协议是由爱立信公司创造并于1999年5月20日与其他业界领先开发商一同制定了蓝牙技术标准，最终将此种无线通信技术命名为蓝牙。蓝牙技术是一种可使电子设备在10～100 m的空间范围内建立网络连接并进行数据传输或者语音通话的无线通信技术。

　　蓝牙的优点如下：

　　1. 功耗低且传输速率快

　　蓝牙的短数据封包特性是其低功耗技术特点的根本，传输速率可达到1Mb/s，且所有连接均采用先进的嗅探性次额定功能模式以实现超低的负载循环。

　　2. 建立连接的时间短

　　蓝牙用应用程序打开到建立连接只需要短短的3ms，同时能以数毫秒的传输速度完成经认可的数据传递后并立即关闭连接。

　　3. 稳定性好

　　蓝牙低功耗技术使用24位的循环重复检环(CRC)，能确保所有封包在受干扰时的最大稳定度。

　　4. 安全度高

　　CCM的AES-128完全加密技术为数据封包提供高度加密性及认证度。

　　蓝牙的缺点如下：

　　1. 数据传输的大小受限

　　高速跳频使得蓝牙传输信息时有极高的安全性，但同时也限制了蓝牙传输过程中数据包不可能太大。即使在所谓的高保真蓝牙耳机中高低频部分也是会被严重压缩的。

　　2. 设备连接数量少

　　相对于Wifi与ZigBee，蓝牙连接设备能力确实较差，理论上可连接8台设备，实际上也就只能做到6——7个设备连接。

　　3. 蓝牙设备的单一连接性

　　假设我用A手机连接了一个蓝牙设备，那么B手机是连接不上它的，一定要我与此蓝牙设备之间的握手协议断开B手机才能连接上它。

　　3WiFi(无线保真协议)

　　WiFi是IEEE 802.11的简称，是一种可支持数据，图像，语音和多媒体且输出速率高达54Mb/s的短程无线传输技术，在几百米的范围内可让互联网接入者接收到无线电信号。WiFi的首版于1997年问世，当时其中定义了物理层和介质访问接入控制层(MAC层)，并在规定了无线局域网的基本传输介质和网络结构的同时规范了介质访问层(MAC)的特性和物理层(PHY)，其中物理层采用的是FSSS(调频扩频)技术、红外技术和DSSS(直接序列扩频)技术。在1999年又新增了IEEE 802.11g和IEEE 802.11a标准进行完善。

　　WiFi优点：

　　1. 传输范围广

　　WiFi的电波覆盖范围半径高达100 m，甚至连整栋大楼都可以覆盖，相对于半径只有15m蓝牙，优势相当明显。

　　2. 传输速度快

　　高达54Mb/s的传输速率使得WiFi的用户可以随时随地接收网络，并可快速地享受到类似于网络游戏、视频点播(VOD)、远程教育、网上证券、远程医疗、视频会议等一系列宽带信息增值服务。在这飞速发展的信息时代，速度还在不断提升的WiFi必能满足社会与个人信息化发展的需求。

　　3. 健康安全

　　WiFi设备在IEEE 802.11的规定下发射功率不能超过100 mW，而实际的发射功率可能也就在60～70 mW。与类似的通信设备相比，手机发射功率约在200 mW～1 W，而手持式对讲机更是高达5 W。相对于这两者WiFi产品的辐射更小。

　　4. 普及应用度高

　　现今配置WiFi的电子设备越来越多，手机、笔记本电脑、平板电脑、MP4几乎都将WiFi列入了他们的主流标准配置。

　　WiFi缺点：

　　1.功耗大

　　2.价格贵

　　3.协议编码复杂

　　智能家居协议、所有无线协议都有其优缺点，但最重要的选用因素仍然是互操作性和安全性，以及更多的产品选择。这取决于我们所有人，包括标准组织，制造商，零售商，开发人员等智能家居生态系统中的每个人，共同推动和实现互联互通的智能家居生活。

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