智能家居系统常用的几种无线技术

智能家居系统常用的几种无线技术

和总线制智能家居系统相比，无线的好处是即插即用、免布线等。但主流的Wi-Fi、ZigBee、蓝牙在家庭的环境中都有各自的短板。网上有很多关于技术的介绍，我就不详细分析技术了，从应用上来聊聊。

Wi-Fi是基于IEEE802.11的通信协议，被广泛使用在智能单品及智能家电中。原因是配网简单，用户熟悉度高，不需要额外的网关，可以和存量路由器直接通信。但Wi-Fi的问题是信道本身已经拥挤、接入数量多容易掉线，路由器能支持同时连接的设备数有限。
BLE（低功耗蓝牙技术）有低功耗、快速与手机连接的特性，但早期都是以点对点产品为主。基于低功耗特性，蓝牙智能产品集中在可穿戴设备、健康监护设备等产品中。从蓝牙4.1协议开始，蓝牙 mesh产品具备了ZigBee才有的自组网特征，但蓝牙mesh还处在技术积累期，尤其是要解决为了组网而功耗增加的问题。
以上两种协议在苹果的HomeKit中有完整定义，其他无线产品则需要通过“bridge”来接入。智能手机都标配这两种技术，用户都非常熟悉这些产品的配对、联网，这也是大量的智能硬件使用Wi-Fi和BLE的原因。
Zigbee是基于IEEE802.15.4的通信协议， 它的特点是低功耗、自组网、节点数多。但手机中没有ZigBee模块，需要额外的网关接入ip网络。ZigBee mesh网络复杂、用户DIY的可能性小，可能更适用于工业物联网。早期的ZigBee智能家居产品有很多私有协议，使得产品互通困难。ZHA和ZLL做了不少互通尝试，ZigBee3.0也风风火火，都想解决iot时代互通问题。
请注意以上三种技术都是基于2.4GHz频段的，在无线设备爆发的时代，这个信道变得越来越拥挤，相互之间干扰问题也会更严重。在无线产品中，频率越高则距离越短，穿墙性越差，这也是subGHz频段越来越被重视的原因。早期的小无线产品集中在315MHz和433MHz频段，但由于频段宝贵，所以带宽很窄，因此一些成熟的通讯算法无法实现。这些早期产品给人的印象就是不稳定，抗干扰性差。随着通讯技术的发展，使用subGHz的低功耗广域网（LP-WAN）发展迅速，目前主要集中在LoRa和NB-iot两个技术标准上。利用数字扩频、纠错码、双工通讯、MAC层控制等技术使得LP-WAN既保留了低功耗、远距离、穿墙好等优点，又解决了抗干扰的问题，在iot领域有后来居上的优势。
用户并不关心誉诚智能家居系统用的是什么无线技术，只要求联网简单、稳定。各种协议并存将长期存在，短期内还看不到一统江湖的无线标准。在BroadLink我们采取Wi-Fi加LP-WAN两种技术，同时在系统层面接入BLE、ZigBee以及KNX，485总线，供参考。