基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居解決方案

經(jīng)過多年的需求累積，目前通常把智能家居定義為利用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和綜合布線技術(shù)，通過家庭信息管理平臺將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)地組合成一個系統(tǒng)。具體來說，就是首先在一個家居中建立一個通訊網(wǎng)絡(luò)，為家庭信息提供必要的通路，在家庭網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的控制下，通過相應(yīng)的硬件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對所有家庭網(wǎng)絡(luò)上的家電和設(shè)備的控制和監(jiān)測。其次，它們都要通過一定的網(wǎng)絡(luò)平臺，構(gòu)成與外界的通訊通道，以實(shí)現(xiàn)與家庭以外的世界溝通信息，滿足遠(yuǎn)程控制、監(jiān)測和交換信息的需求。最終達(dá)到滿足人們對安全、舒適、方便和綠色環(huán)保的需求。

一.常用智能家居技術(shù)介紹及比較

雖然智能家居的概念很早就出現(xiàn)，市場需求也一直存在，但長期以來智能家居的發(fā)展由于受制于相關(guān)技術(shù)的突破，一直沒有得到大規(guī)模的應(yīng)用普及。目前市場存在的智能家居技術(shù)介紹如下：

1.有線方式

這種方式所有的控制信號必須通過有線方式連接，控制器端的信號線更是多得嚇人，一但遇到問題排查也相當(dāng)困難。有線方式缺點(diǎn)非常突出，布線繁雜、工作量大、成本高、維護(hù)困難、不易組網(wǎng)。這些缺點(diǎn)最終導(dǎo)致有線方式的智能家居只停留在概念和試點(diǎn)階段，無法大規(guī)模推廣。

2.無線方式

用于智能家居的無線系統(tǒng)需要滿足幾個特性：低功耗、穩(wěn)定、易于擴(kuò)展并網(wǎng);至于傳輸速度顯然不是此類應(yīng)用的重點(diǎn)。目前幾種可用于智能家居的無線方式

藍(lán)牙：是一種支持設(shè)備短距離通信(一般10m內(nèi))的無線電技術(shù)。能在包括移動電話、PDA、無線耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交換。但這種技術(shù)通訊距離太短，同時屬于點(diǎn)對點(diǎn)通訊方式，對于智能家居的要求來說根本不適用。

WIFI：其實(shí)就是IEEE802.11b的別稱，是由一個名為“無線以太網(wǎng)相容聯(lián)盟”(WirelessEthernetCompatibilityAlliance,WECA)的組織所發(fā)布的業(yè)界術(shù)語，中文譯為“無線相容認(rèn)證”。它是一種短程無線傳輸技術(shù)，能夠在數(shù)百米范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無線電信號。它的最大特點(diǎn)就是方便人們隨時隨地接入互聯(lián)網(wǎng)。但對于智能家居應(yīng)用來說缺點(diǎn)卻很明顯，功耗高、組網(wǎng)專業(yè)性強(qiáng)。高功耗對于隨時隨地部署低功耗傳感器是非常致命的缺陷，所以wifi雖然非常普及，但在智能家居的應(yīng)用中只是起到輔助補(bǔ)充的作用。

315M/433M/868M/915M：這些無線射頻技術(shù)廣泛運(yùn)用在車輛監(jiān)控、遙控、遙測、小型無線網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線標(biāo)簽、身份識別、非接觸RF等場所，也有廠商將其引入智能家居系統(tǒng)，但由于其抗干擾能力弱，組網(wǎng)不便，可靠性一般，在智能家居中的應(yīng)用效果差強(qiáng)人意，泛善可陳，最終被主流廠商拋棄。

Zigbee：Zigbee的基礎(chǔ)是IEEE802.15。但I(xiàn)EEE僅處理低級MAC層和物理層協(xié)議，因此Zigbee聯(lián)盟擴(kuò)展了IEEE，對其網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和API進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。Zigbee是一種新興的近程、低速率、低功耗的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要用于近距離無線連接。具有低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本、自組網(wǎng)、高可靠、超視距的特點(diǎn)。主要適合應(yīng)用于自動控制和遠(yuǎn)程控制等領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的、低功耗、自組網(wǎng)的近程無線通訊技術(shù)。

二.物聯(lián)網(wǎng)背景下智能家居的理解

ZigBee最初預(yù)計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括消費(fèi)電子、能源管理、衛(wèi)生保健、家庭自動化、建筑自動化和工業(yè)自動化。隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，ZigBee又獲得了新的應(yīng)用機(jī)會。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)邊緣應(yīng)用最多的就是傳感器或控制單元，這些是構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的最基礎(chǔ)最核心最廣泛的單元細(xì)胞，而ZigBee能夠在數(shù)千個微小的傳感傳動單元之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信，并且這些單元只需要很少的能量，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳到另一個節(jié)點(diǎn)，所以它的通信效率非常高。這種技術(shù)低功耗、抗干擾、高可靠、易組網(wǎng)、易擴(kuò)容，易使用，易維護(hù)、便于快速大規(guī)模部署等特點(diǎn)順應(yīng)了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的要求和趨勢。目前來看，物聯(lián)網(wǎng)和ZigBee技術(shù)在智能家居、工業(yè)監(jiān)測和健康保健等方面的應(yīng)用有很大的融合性。

值得注意的是，物聯(lián)網(wǎng)的興起將給ZigBee帶來廣闊的市場空間。因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)的目的是要將各種信息傳感傳動單元與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來從而形成一個巨大的網(wǎng)絡(luò)，在這個巨大網(wǎng)絡(luò)中，傳感傳動單元與通信網(wǎng)絡(luò)之間需要數(shù)據(jù)的傳輸，而相對其他無線技術(shù)而言，ZigBee以其在投資、建設(shè)、維護(hù)等方面的優(yōu)勢，必將在物聯(lián)網(wǎng)型智能家居領(lǐng)域獲得更廣泛的應(yīng)用。