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、智能照明的通讯协议。那么,你知道智能家居有线协议有哪些吗?下面跟小编一起来看看吧!
常见的智能家居有线协议有RS-232、RS-485和KNX。让我们来了解了解主流有线协议的发展史吧?
1962年,电子工业协会制定发布了RS-232协议标准以保证不同厂家产品之间的兼容,这也是最老的有线协议,相当于有线智能的先驱者,在当年就可以达到15米稳定传输距离和10M/S的传输速度,甚至可以连接10个智能设备。市场上几乎所有的影院设备,比如播放器、投影以及功放等,都需要RS-232协议进行控制。
随着时代的发展,RS-232的性能已经满足不了当时的需求,于是在1983年,RS-232协议发布的21年后,电子工业协会又发布了RS-485。比起前代,RS-485的传输距离为1500米,并且在能够同时连接128个设备的情况下,抗干扰性得到了较大的提升。一经发布,立刻在智能家居行业被大规模采用,也让智能控制走到家庭中。因为RS-485有线协议的先进,使得市场上大量的智能开关、窗帘机、音乐主机等设备都改用了此协议。再加上厂家的大量投入使RS-485设备几乎可以满足所有想法和需求,所以才能沿用至今,是智能家居目前最主流的协议方法。RS-485协议有一个优点但是同样也是它的缺点,就是给予了厂家过高的自由度,就很像安卓系统一样。开放的代价背后自然是市场的乱象,厂家之间不同的波特率就好像方言一样,很难互通。
为了能够制定一个属于智能家居的协议,让所有的厂家都按照制定好的规则来,平息市场乱象,提高性能和传输效率,1999年欧洲三大总线协会EIB、BatiBus和EHSA合并成立了Konnex协会,提出了KNX协议,用于规范市场。一方面,KNX类似于苹果系统,丧失了大量的多元化产品,很多的新鲜产品并没有KNX协议。另一方面,虽然KNX是最先进的协议,但是费用也是最高的。因此KNX协议目前还处于发展阶段,主要运用于大平层、别墅或者地铁站、飞机场等工程。
目前常见的智能家居无线通讯协议有wifi、蓝牙、射频433、z-wave、zigbee等
一、Wifi技术
生活中最常见的无线协议。采用的是国内2.4G免费频段,直接连入互联网,手机下载APP,就可以直接进行控制。Wifi最初就是为了实现大数据在小范围内的无线传输而设计的,所以设计之初并没有考虑其他的因素。以至于应用到目前智能家居系统并不是很合适。
WiFi技术在智能家居应用的瓶颈
Wifi技术只支持星型网络拓扑结构,通过多基站的方式实现网络空间拓展
安全性非常低,无线稳定性弱
功耗大也是WiFi技术弱点之一,将导致其在家居领域的应用受限,例如智能门锁、红外转发控制器、各种传感器等不适宜使用
Wifi设计只有16个信道,而且其中有一个是占用的,理论上是可以连接15个产品但是实际中连接10个就极不稳定了,而一个家庭产品上面远远不止10个,显然发展空间受到了一定的限制
Wifi的穿墙能力和衍射能力较弱等等
这些方面就足以说明wifi不适合做智能家居系统。
二、射频433
433MHz的显著优势是无线信号的穿透性强、能够传播得更远。但其缺点也是很明显的,就是其数据传输速率只有9600bps,因此433Mhz技术一般只适用于数据传输量较少的应用场合。从通讯可靠性的角度来讲,433Mhz技术和WiFi一样,只支持星型网络的拓扑结构,通过多基站的方式实现网络覆盖空间的扩展,因此其无线通讯的可靠性和稳定性也逊于Z-Wave与Zigbee技术。另外,不同于Z-Wave,Zigbee和WiFi技术中所采用的加密功能,433MHZ系统,它的致命弱点是系统安全保密性差,很容易被攻击,被破译。
三、蓝牙技术
大家对蓝牙技术的熟知,恐怕要属手机上的蓝牙功能了。通过短距离的无线通讯,可以传输大数据,为生活带来了许多便捷之处。蓝牙的功耗低于wifi,传输距离较近,一般低于10米,无法进行组网,其次蓝牙堆栈(stack)很容易奔溃。蓝牙节点也比较少,在稳定性和受干扰能力方面也不是很强。所以不适合做成智能家居系统。
蓝牙设备的功耗以及成本都介于WiFi与Zigbee两者之间,但传输距离最短,属于一种点对点、短距离的通讯方式,因在移动设备或较短距离间传输,故蓝牙产品会提供一些较为私人化的使用体验,例如蓝牙耳机、蓝牙音箱、智能秤等,由于其传输距离较短,所以并不适合组建庞大的家庭网络。
四、ZigBee协议
在智能家居领域,ZigBee协议是公认的目前最适合的协议之一。Zigbee具备双向通讯的能力,不仅能发送命令到设备,同时设备也会把执行状态反馈回来,这对终端使用体验至关重要,尤其是安防设备,倘若你点击了关门,却不知道门是否真的已经锁上,将会带来多大的安全隐患。
ZigBee协议为什么适合智能家居应用?
Zigbee技术采用了极低功耗设计,可以全电池供电,理论上一节电池能使用10年以上,节能环保。
ZigBee介质存取层网络拓扑结构多样,分为星状拓扑结构,树状拓扑结构和网状拓扑结构。
在信号传输方面,ZigBee的每一个产品都是一个中继器,产品之间信号可以连跳7次,所以ZigBee协议节点具有多达65000个,但是实际应用中200-300个节点时稳定性上就会衰减。
ZigBee网络节点不仅本身可以作为监控对象,还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。
采用扩频技术对ZigBee的抗干扰能力进行改进和完善,可以起到避开干扰的作用。当系统网络受到干扰时,整个网络整以动态的方式切换到另一信道上。在安全性上面采用AES128位高级加密法,确保了整个系统的安全可靠。
五、z-wave协议
Zwave的数据传输速率为9.6kbps,信号的有效覆盖在室内30米(室外大于100米),适用于窄带宽应用场合,且具备一定的安全性和稳定性,不过目前只应用于家庭自动化方面。
z-wave协议的缺点主要有三个:
树状组网结构,一旦树枝上端断掉,下端的所有设备将无法与网关通信。
节点较少,理论值为256个,实际值可能只有150个左右,算是其能容纳设备数量的上限,实际上很多厂商能做到容纳20、30个设备就不错了。
没有加密方式,安全性差,易受到攻击。(Zwave所用频段在我国是非民用的,国内Zwave智能家居并不常见,更多的还是应用在国外。)
以上便是小编为各位朋友提供的关于智能家居有线协议有哪些的相关介绍,希望对有需要的朋友能够有一定的参考价值,如果以上信息对您有用,或者您想要了解更多相关信息,请继续关注我们智和家,谢谢!
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