智能家居無疑是這幾年來熱門的研究對象之一,各類協(xié)議不停的更新最新版本及改進(jìn)缺點(diǎn)，導(dǎo)致目前沒有一種真正意義上國際標(biāo)準(zhǔn)化用于智能家居、智能照明的通訊協(xié)議。
智能家居聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)爭議由來已久，基本達(dá)成一致的觀點(diǎn)是：無線技術(shù)比有線技術(shù)更具潛力，但無線技術(shù)不止一種，哪種最好尚無定論。目前常見的智能家居無線通訊協(xié)議有wifi、藍(lán)牙、射頻433、z-wave、zigbee等
生活中最常見的無線協(xié)議。采用的是國內(nèi)2.4G免費(fèi)頻段，直接連入互聯(lián)網(wǎng)，手機(jī)下載APP，就可以直接進(jìn)行控制。Wifi最初就是為了實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)在小范圍內(nèi)的無線傳輸而設(shè)計(jì)的，所以設(shè)計(jì)之初并沒有考慮其他的因素。以至于應(yīng)用到目前智能家居系統(tǒng)并不是很合適。
WiFi技術(shù)在智能家居應(yīng)用的瓶頸
Wifi技術(shù)只支持星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過多基站的方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)空間拓展
安全性非常低，無線穩(wěn)定性弱
功耗大也是WiFi技術(shù)弱點(diǎn)之一，將導(dǎo)致其在家居領(lǐng)域的應(yīng)用受限，例如智能門鎖、紅外轉(zhuǎn)發(fā)控制器、各種傳感器等不適宜使用
Wifi設(shè)計(jì)只有16個(gè)信道，而且其中有一個(gè)是占用的，理論上是可以連接15個(gè)產(chǎn)品但是實(shí)際中連接10個(gè)就極不穩(wěn)定了，而一個(gè)家庭產(chǎn)品上面遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止10個(gè)，顯然發(fā)展空間受到了一定的限制
Wifi的穿墻能力和衍射能力較弱等等
這些方面就足以說明wifi不適合做智能家居系統(tǒng)。
433MHz的顯著優(yōu)勢是無線信號(hào)的穿透性強(qiáng)、能夠傳播得更遠(yuǎn)。但其缺點(diǎn)也是很明顯的，就是其數(shù)據(jù)傳輸速率只有9600bps，因此433Mhz技術(shù)一般只適用于數(shù)據(jù)傳輸量較少的應(yīng)用場合。從通訊可靠性的角度來講，433Mhz技術(shù)和WiFi一樣，只支持星型網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過多基站的方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋空間的擴(kuò)展，因此其無線通訊的可靠性和穩(wěn)定性也遜于Z-Wave與Zigbee技術(shù)。另外，不同于Z-Wave，Zigbee和WiFi技術(shù)中所采用的加密功能，433MHZ系統(tǒng)，它的致命弱點(diǎn)是系統(tǒng)安全保密性差，很容易被攻擊，被破譯。
大家對藍(lán)牙技術(shù)的熟知，恐怕要屬手機(jī)上的藍(lán)牙功能了。通過短距離的無線通訊，可以傳輸大數(shù)據(jù)，為生活帶來了許多便捷之處。藍(lán)牙的功耗低于wifi，傳輸距離較近，一般低于10米，無法進(jìn)行組網(wǎng)，其次藍(lán)牙堆棧(stack)很容易奔潰。藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)也比較少，在穩(wěn)定性和受干擾能力方面也不是很強(qiáng)。所以不適合做成智能家居系統(tǒng)。
藍(lán)牙設(shè)備的功耗以及成本都介于WiFi與Zigbee兩者之間，但傳輸距離最短，屬于一種點(diǎn)對點(diǎn)、短距離的通訊方式，因在移動(dòng)設(shè)備或較短距離間傳輸，故藍(lán)牙產(chǎn)品會(huì)提供一些較為私人化的使用體驗(yàn)，例如藍(lán)牙耳機(jī)、藍(lán)牙音箱、智能秤等，由于其傳輸距離較短，所以并不適合組建龐大的家庭網(wǎng)絡(luò)。
在智能家居領(lǐng)域，ZigBee協(xié)議是公認(rèn)的目前最適合的協(xié)議之一。Zigbee具備雙向通訊的能力，不僅能發(fā)送命令到設(shè)備，同時(shí)設(shè)備也會(huì)把執(zhí)行狀態(tài)反饋回來，這對終端使用體驗(yàn)至關(guān)重要，尤其是安防設(shè)備，倘若你點(diǎn)擊了關(guān)門，卻不知道門是否真的已經(jīng)鎖上，將會(huì)帶來多大的安全隱患。
ZigBee協(xié)議為什么適合智能家居應(yīng)用？
Zigbee技術(shù)采用了極低功耗設(shè)計(jì)，可以全電池供電，理論上一節(jié)電池能使用10年以上，節(jié)能環(huán)保。
ZigBee介質(zhì)存取層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多樣，分為星狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
在信號(hào)傳輸方面，ZigBee的每一個(gè)產(chǎn)品都是一個(gè)中繼器，產(chǎn)品之間信號(hào)可以連跳7次，所以ZigBee協(xié)議節(jié)點(diǎn)具有多達(dá)65000個(gè)，但是實(shí)際應(yīng)用中200-300個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)穩(wěn)定性上就會(huì)衰減。
ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅本身可以作為監(jiān)控對象，還可以自動(dòng)中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳過來的數(shù)據(jù)資料。
采用擴(kuò)頻技術(shù)對ZigBee的抗干擾能力進(jìn)行改進(jìn)和完善，可以起到避開干擾的作用。當(dāng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)受到干擾時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)整以動(dòng)態(tài)的方式切換到另一信道上。在安全性上面采用AES128位高級加密法，確保了整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠。
Zwave的數(shù)據(jù)傳輸速率為9.6kbps，信號(hào)的有效覆蓋在室內(nèi)30米（室外大于100米），適用于窄帶寬應(yīng)用場合，且具備一定的安全性和穩(wěn)定性，不過目前只應(yīng)用于家庭自動(dòng)化方面。
z-wave協(xié)議的缺點(diǎn)主要有三個(gè)：
樹狀組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，一旦樹枝上端斷掉，下端的所有設(shè)備將無法與網(wǎng)關(guān)通信。
節(jié)點(diǎn)較少，理論值為256個(gè)，實(shí)際值可能只有150個(gè)左右，算是其能容納設(shè)備數(shù)量的上限，實(shí)際上很多廠商能做到容納20、30個(gè)設(shè)備就不錯(cuò)了。
沒有加密方式，安全性差，易受到攻擊。（Zwave所用頻段在我國是非民用的，國內(nèi)Zwave智能家居并不常見，更多的還是應(yīng)用在國外。）
以上就是對幾種常見的智能家居無線通訊協(xié)議wifi、藍(lán)牙、射頻433、z-wave、zigbee等優(yōu)缺點(diǎn)分析。
