智能家居通迅技術(shù),有線技術(shù)和無(wú)線技術(shù)解析
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家居智能化,已是趨勢(shì)。智能家居系統(tǒng)的核心在于其所依賴的通迅技術(shù),大家普遍認(rèn)知的通迅技術(shù)主要在移動(dòng)領(lǐng)域,從最初的GSM,到2G再到3G,現(xiàn)在應(yīng)用的通迅技術(shù)為4G。那么智能家居系統(tǒng)的通迅技術(shù)又分為哪些呢?小編在16年初就著重介紹過(guò)智能控制系統(tǒng)的通迅技術(shù)類別,隨著智能家居系統(tǒng)需求和市場(chǎng)認(rèn)知度的逐漸升溫,智能集成廠商層出不窮,價(jià)格也是云泥之別,該如何選擇智能家居系統(tǒng)?
智能家居中有線技術(shù)和無(wú)線技術(shù)比較
在智能家居集成控制系統(tǒng)中,主要分為有線和無(wú)線兩種,其各具優(yōu)勢(shì),視客戶情況而定。
有線的優(yōu)勢(shì)在于信號(hào)傳輸穩(wěn)定,抗干擾性強(qiáng),因?yàn)椴扇〔季€方式,線到哪里,信號(hào)就到哪里,適合于樓宇和小區(qū)、別墅和大戶型智能化的控制。有線通迅技術(shù)種類上的選擇,也要根據(jù)客戶的設(shè)備控制數(shù)量,客戶的空間分布情況而定,好的有線技術(shù),控制節(jié)點(diǎn)多達(dá)上萬(wàn)個(gè),傳輸距離可達(dá)幾公里,在智能集成設(shè)計(jì)全面而完善的情況下,有線穩(wěn)定性的優(yōu)勢(shì)無(wú)可替代。但有線系統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜,對(duì)工程服務(wù)商的專業(yè)要求較高,且需要綜合布線,已裝修好的房子基本沒(méi)有安裝的可能性,性價(jià)比不及無(wú)線智能系統(tǒng)??偠灾?,如果客戶不計(jì)成本,想全面裝智能家居系統(tǒng),有線無(wú)疑是最好的選擇。
然而在普通家庭領(lǐng)域,戶型不大,且智能化集成控制設(shè)備不多的情況下,無(wú)線則是最優(yōu)選擇。無(wú)線技術(shù)相對(duì)于有線編程技術(shù),綜合布線等要求更為簡(jiǎn)單,對(duì)品牌及工程服務(wù)商的選擇較之更多,因此,無(wú)線的推廣及普及更為迅速。
智能家居有線技術(shù)和無(wú)線技術(shù)都有比較典型的廠商在做,有線技術(shù)廠商代表有星網(wǎng)銳捷、河?xùn)|、NICO、快思聰、AMX、Savant等一批頗具軟件開(kāi)發(fā)實(shí)力的廠商,而無(wú)線技術(shù)廠商代表有:南京物聯(lián)、愛(ài)家維納斯、紫光物聯(lián)、歐瑞博、小米、control4等。針對(duì)有線與無(wú)線通迅技術(shù)的對(duì)比可以容易比較得出有線技術(shù)和無(wú)線技術(shù)的各方面優(yōu)缺點(diǎn)。
1、智能家居有線(總線)技術(shù)
|| LonWorks總線
LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是由美國(guó)Echelon公司耗巨資,于1990年12月開(kāi)發(fā)成功的智能控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù),參與研究開(kāi)發(fā)的人員多達(dá)700人。Echelon的創(chuàng)辦人為MikeMarkkula,他亦是蘋(píng)果計(jì)算機(jī)的主要?jiǎng)?chuàng)辦人之一。LonWorks是一具有強(qiáng)勁實(shí)力的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù),它采用了ISO/OSI模型的全部七層通訊協(xié)議,可使簡(jiǎn)短的控制信息在各種介質(zhì)中非常可靠地傳輸,直接通信距離可達(dá)到2700m,接入節(jié)點(diǎn)數(shù)多達(dá)32385個(gè)! LonWorks技術(shù)的核心為Neuron芯片,一個(gè)小小的芯片內(nèi)部裝有3個(gè)微處理器,分別管理網(wǎng)絡(luò)、介質(zhì)訪問(wèn)和應(yīng)用。采用LonWorks技術(shù)網(wǎng)絡(luò)可以輕松實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)、不同產(chǎn)品之間對(duì)等通訊,廣泛用來(lái)構(gòu)建分布式控制網(wǎng)絡(luò),并最高限度的保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性 。
|| KNX總線
KNX是Konnex的縮寫(xiě),1999年5月,歐洲三大總線協(xié)議EIB、BatiBus和EHSA合并成立了Konnex協(xié)會(huì),提出了KNX協(xié)議。該協(xié)議以EIB為基礎(chǔ),兼顧了BaTIBus和EHSA的物理層規(guī)范,并吸收了BaTIBus和EHSA中配置模式等優(yōu)點(diǎn),提供了家庭、樓宇自動(dòng)化的完整解決方案。其在歐洲的家庭自控和樓宇自動(dòng)化市場(chǎng)占有主導(dǎo)地位。在KNX系統(tǒng)中,總線接法是區(qū)域總線下接主干線,主干線下接總線,系統(tǒng)允許有15個(gè)區(qū)域,即有15條區(qū)域總線,每條區(qū)域總線或者主干線允許連接多達(dá)15條總線,而每條總線最多允許連接64臺(tái)設(shè)備,這主要取決于電源供應(yīng)和設(shè)備功耗。整個(gè)系統(tǒng)還可以通過(guò)預(yù)先設(shè)置控制參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的系統(tǒng)功能,如組命令、邏輯順序、控制的調(diào)節(jié)任務(wù)等。
|| RS-485總線
RS485是一個(gè)定義平衡數(shù)字多點(diǎn)系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)器和接收器的電氣特性的標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)由電信行業(yè)協(xié)會(huì)和電子工業(yè)聯(lián)盟定義。RS485有兩線制和四線制兩種接線,四線制只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式,現(xiàn)很少采用,現(xiàn)在多采用的是兩線制接線方式,這種接線方式為總線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),但總線節(jié)點(diǎn)數(shù)有限,使用標(biāo)準(zhǔn)485收發(fā)器時(shí),單條通道的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)為32個(gè),傳輸距離較近(約1.2km),傳輸速率低(300~9.6kbps);傳輸可靠性較差,對(duì)于單個(gè)節(jié)點(diǎn),電路成本較低,設(shè)計(jì)容易,實(shí)現(xiàn)方便,維護(hù)費(fèi)用較低。市場(chǎng)上一般RS-485采用半雙工工作方式,任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)。因此,發(fā)送電路須由使能信號(hào)加以控制。RS-485用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便,可以省掉許多信號(hào)線。
|| CEBus總線
CEBus(ConsumerElectronicsBus)是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)為消費(fèi)電子產(chǎn)品制定的一種通信和產(chǎn)品和操作性的標(biāo)準(zhǔn),是家用電器之間通信所使用的五種類型的介質(zhì)(電力線、無(wú)線頻率、紅外、雙絞線和同軸電纜)中信號(hào)的傳輸標(biāo)準(zhǔn)。信號(hào)傳輸速率和系統(tǒng)容量分別是10kbps和4G。
|| APBus總線
APBus總線是目前唯一擁有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的總線技術(shù)。它是一種針對(duì)家庭的、全分布式的智能控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù),這一點(diǎn)與LonWorks技術(shù)相似。產(chǎn)品具有雙向通信能力以及互操作性和互換性,其控制部件都可以編程。信號(hào)傳輸速率和系統(tǒng)容量則與CEBus一樣,分別是10kbps和4G。
|| CAN總線
CAN總線(ControllerAreaNetwork)期初是德國(guó)BOSCH公司于1983年為現(xiàn)在汽車應(yīng)用領(lǐng)先推出的一種多主機(jī)局部網(wǎng),屬于現(xiàn)場(chǎng)總線(FieldBus)的范疇,它是一種支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的對(duì)等式現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)。其網(wǎng)絡(luò)特性使用差分電壓傳輸方式;總線節(jié)點(diǎn)數(shù)有限,使用標(biāo)準(zhǔn)CAN收發(fā)器時(shí),單條通道的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)為110個(gè),它的傳輸速率范圍是5kbps至1Mbps,傳輸介質(zhì)可以是雙絞線和光纖等,任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的傳輸距離可達(dá)10km。在目前已有的幾種現(xiàn)場(chǎng)總線方式中,具有較高的性能價(jià)格比。
|| 以太網(wǎng)
基于IEEE802.3規(guī)范,采用CSMA/CD技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。節(jié)點(diǎn)數(shù)量沒(méi)有限制,傳輸可靠性較高,對(duì)于單個(gè)節(jié)點(diǎn),成本很高,軟硬件設(shè)計(jì)、維護(hù)費(fèi)用均較高。信息網(wǎng)絡(luò)目前使用最廣泛的是100M以太網(wǎng)。
|| LCN總線
LCN模塊標(biāo)準(zhǔn)配置2個(gè)執(zhí)行器,其他擴(kuò)展執(zhí)行器和感應(yīng)器均通過(guò)3個(gè)多用途接口T,I,P擴(kuò)展連接而成。LCN具備布線簡(jiǎn)便和參數(shù)設(shè)置簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn),它提供了種類不多,但功能全面的總線模塊和多級(jí)的報(bào)文反饋系統(tǒng),所以它被歐洲很多人認(rèn)為是目前最先進(jìn)的總線技術(shù)。
|| CC-Link總線
《控制與通信總線CC-Link規(guī)范》(Control&CommunicaTIonLink)于2005年9月取得中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。這是由日本三菱電機(jī)推出的,中國(guó)市場(chǎng)又多了一種總線技術(shù)的選擇。值得關(guān)注這一總線技術(shù)已成功地應(yīng)用于在中國(guó)智能建筑工程項(xiàng)目。
|| TP-Bus總線
TP-Bus是一種電源/信號(hào)混合傳輸技術(shù),同時(shí)也是一種家庭自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù),該總線技術(shù)主要用于網(wǎng)絡(luò)化控制,如智能家居網(wǎng)絡(luò)等。該總線技術(shù)采用24V直流電源,信號(hào)傳輸速率為10kbps,以雙絞線作為傳輸媒體,容易實(shí)現(xiàn)??偩€的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使網(wǎng)絡(luò)既可作數(shù)據(jù)傳輸,也可以作為電能的供應(yīng)。
2 、智能家居無(wú)線技術(shù)
當(dāng)前市面采用較多的無(wú)線技術(shù)基本有以下幾種:Zigbee技術(shù)、紅外技術(shù)(IrDA)、HomeRF、藍(lán)牙技術(shù)(Bluetooth)和Wif技術(shù)。
Zigbee技術(shù)
Zigbee技術(shù)是一種近距離、低功耗、低速率、低成本的雙向無(wú)線通訊技術(shù),其主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。作為一種無(wú)線通信技術(shù),ZigBee具有低功耗、成本低、時(shí)延短、網(wǎng)絡(luò)容量大、可靠、安全的特點(diǎn)。其中較為代表性的為conTIol4.
紅外技術(shù)(IrDA)
紅外接口是新一代手機(jī)的配置標(biāo)準(zhǔn),它支持手機(jī)與電腦以及其他數(shù)字設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交流。紅外通訊有著成本低廉、連接方便、簡(jiǎn)單易用和結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn),因此在小型的移動(dòng)設(shè)備中獲得了廣泛的應(yīng)用。
紅外線技術(shù)的主要應(yīng)用:設(shè)備互聯(lián)、信息網(wǎng)關(guān)。紅外傳輸是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸方式,無(wú)線,不能離的太遠(yuǎn),要對(duì)準(zhǔn)方向,且中間不能有障礙物也就是不能穿墻而過(guò),幾乎無(wú)法控制信息傳輸?shù)倪M(jìn)度。
HomeRF
HomeRF無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)的目的是在家庭范圍內(nèi),使計(jì)算機(jī)與其他電子設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信。它是對(duì)現(xiàn)有無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)的綜合和改進(jìn):當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí),采用IEEE802.11規(guī)范中的TCP/IP傳輸協(xié)議;當(dāng)進(jìn)行語(yǔ)音通信時(shí),則采用數(shù)字增強(qiáng)型無(wú)繩通信標(biāo)準(zhǔn)。
但是,該標(biāo)準(zhǔn)與802.11b不兼容,并占據(jù)了與802.11b和Bluetooth相同的2.4GHz頻率段,所以在應(yīng)用范圍上會(huì)有很大的局限性,更多的是在家庭網(wǎng)絡(luò)中使用。
藍(lán)牙技術(shù)
藍(lán)牙(Bluetooth):是一種無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),可實(shí)現(xiàn)固定設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備和樓宇個(gè)人域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換(使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF無(wú)線電波)。
Bluetooth無(wú)線技術(shù)是在兩個(gè)設(shè)備間進(jìn)行無(wú)線短距離通信的最簡(jiǎn)單、最便捷的方法。它廣泛應(yīng)用于世界各地,可以無(wú)線連接手機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、汽車、立體聲耳機(jī)、MP3播放器等多種設(shè)備。
Wi-Fi技術(shù)
Wi-Fi是一種允許電子設(shè)備連接到一個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)的技術(shù),通常使用2.4G UHF或5G SHF ISM射頻頻段。連接到無(wú)線局域網(wǎng)通常是有密碼保護(hù)的;但也可是開(kāi)放的,這樣就允許任何在WLAN范圍內(nèi)的設(shè)備可以連接上。Wi-Fi功耗低,傳輸速度54Mbps,理想傳輸距離可達(dá)100m,安全性相對(duì)較低。幾種無(wú)線技術(shù)比較見(jiàn)表1.
表1.幾種主流無(wú)線通信技術(shù)比較