基于物联网的智能家居解决方案
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2020-08-21
16:04:01
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基于物联网的智能家居解决方案基于物联网的智能家居解决方案
经过多年的需求累积，目前通常把智能家居定义为利用计算机、网络和综合布线技术，通过家庭信息管理平台
将与家居生活有关的各种子系统有机地组合成一个系统。
具体来说，就是首先在一个家居中建立一个通讯网络，为家庭信息提供必要的通路，在家庭网络操作系统的控制下，通过相应
的硬件和执行机构，实现对所有家庭网络上的家电和设备的控制和监测。其次，它们都要通过一定的网络平台，构成与外界的
通讯通道，以实现与家庭以外的世界沟通信息，满足远程控制、监测和交换信息的需求。最终达到满足人们对安全、舒适、方
便和绿色环保的需求。
一．常用智能家居技术介绍及比较
虽然智能家居的概念很早就出现，市场需求也一直存在，但长期以来智能家居的发展由于受制于相关技术的突破，一直没有得
到大规模的应用普及。目前市场存在的智能家居技术介绍如下：
1.有线方式
这种方式所有的控制信号必须通过有线方式连接，控制器端的信号线更是多得吓人，一但遇到问题排查也相当困难。有线方式
缺点非常突出，布线繁杂、工作量大、成本高、维护困难、不易组网。这些缺点最终导致有线方式的智能家居只停留在概念和
试点阶段，无法大规模推广。
2.无线方式
用于智能家居的无线系统需要满足几个特性：低功耗、稳定、易于扩展并网；至于传输速度显然不是此类应用的重点。目前几
种可用于智能家居的无线方式
蓝牙：是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外
设等众多设备之间进行无线信息交换。但这种技术通讯距离太短，同时属于点对点通讯方式，对于智能家居的要求来说根本不
适用。
WIFI：其实就是IEEE802.11b的别称，是由一个名为“无线以太网相容联盟”（WirelessEthernetCompatibilityAlliance,WECA）
的组织所发布的业界术语，中文译为“无线相容认证”。它是一种短程无线传输技术，能够在数百米范围内支持互联网接入的无
线电信号。它的最大特点就是方便人们随时随地接入互联网。但对于智能家居应用来说缺点却很明显，功耗高、组网专业性
强。高功耗对于随时随地部署低功耗传感器是非常致命的缺陷，所以wifi虽然非常普及，但在智能家居的应用中只是起到辅助
补充的作用。
315M/433M/868M/915M：这些无线射频技术广泛运用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、工业数据采集系统、无线标
签、身份识别、非接触RF等场所，也有厂商将其引入智能家居系统，但由于其抗干扰能力弱，组网不便，可靠性一般，在智
能家居中的应用效果差强人意，泛善可陈，最终被主流厂商抛弃。
Zigbee：Zigbee的基础是IEEE802.15。但IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议，因此Zigbee联盟扩展了IEEE，对其网络层
协议和API进行了标准化。Zigbee是一种新兴的近程、低速率、低功耗的无线网络技术，主要用于近距离无线连接。具有低复
杂度、低功耗、低速率、低成本、自组网、高可靠、超视距的特点。主要适合应用于自动控制和远程控制等领域，可以嵌入各
种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的、低功耗、自组网的近程无线通讯技术。
二．物联网背景下智能家居的理解
ZigBee最初预计的应用领域主要包括消费电子、能源管理、卫生保健、家庭自动化、建筑自动化和工业自动化。随着物联网
的兴起，ZigBee又获得了新的应用机会。物联网的网络边缘应用最多的就是传感器或控制单元，这些是构成物联网的最基础
最核心最广泛的单元细胞，而ZigBee能够在数千个微小的传感传动单元之间相互协调实现通信，并且这些单元只需要很少的
能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个网络节点传到另一个节点，所以它的通信效率非常高。这种技术低功耗、抗干
扰、高可靠、易组网、易扩容，易使用，易维护、便于快速大规模部署等特点顺应了物联网发展的要求和趋势。目前来看，物
联网和ZigBee技术在智能家居、工业监测和健康保健等方面的应用有很大的融合性。
值得注意的是，物联网的兴起将给ZigBee带来广阔的市场空间。因为物联网的目的是要将各种信息传感传动单元与互联网结
合起来从而形成一个巨大的网络，在这个巨大网络中，传感传动单元与通信网络之间需要数据的传输，而相对其他无线技术而
言，ZigBee以其在投资、建设、维护等方面的优势，必将在物联网型智能家居领域获得更广泛的应用。
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