無線通訊在智能家居的應(yīng)用分為兩個(gè)階段。第一階段是采用315/433M射頻通訊技術(shù),這種方式一開始是采用主機(jī)到設(shè)備端單向、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊方式,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)一般為星型結(jié)構(gòu),后期也有廠家嘗試自己定義通訊協(xié)議,實(shí)現(xiàn)雙向通訊,甚至網(wǎng)狀的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。但是由于技術(shù)難度的原因,其穩(wěn)定性、抗干擾能力及組網(wǎng)能力等都會(huì)出現(xiàn)不同程度的問題。
第二階段是采用ZigBee無線通信協(xié)議。近幾年,全球頂尖IT業(yè)者組成了Zigbee聯(lián)盟,并推出用于無線通訊的ZigBee協(xié)議。ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無線、雙向傳輸,并解決了射頻傳輸穩(wěn)定性較差、抗干擾能力不強(qiáng)的問題。另外,它能使設(shè)備自動(dòng)組成網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò),每個(gè)設(shè)備都可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)中繼的功能。這樣不但使無線通訊距離得到極大的延伸,同時(shí)也無需進(jìn)行對(duì)碼,使安裝、調(diào)試和維護(hù)更為簡(jiǎn)便。
ZigBee的目標(biāo)市場(chǎng)主要有PC外設(shè)(鼠標(biāo)、鍵盤、游戲操控桿)、消費(fèi)類電子設(shè)備(TV、VCR、CD、VCD、DVD等設(shè)備上的遙控裝置)、家庭內(nèi)智能控制(照明、煤氣計(jì)量控制及報(bào)警等)、玩具(電子寵物)、醫(yī)護(hù)(監(jiān)視器和傳感器)、工控(監(jiān)視器、傳感器和自動(dòng)控制設(shè)備)等非常廣闊的領(lǐng)域。
IEEE 802.15.4/ZigBee協(xié)議是由IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的PHY和MAC層再加上ZigBee的網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用支持層所組成的,其突出的特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)支持極低成本、易實(shí)現(xiàn)、可靠的數(shù)據(jù)傳輸、短距離操作、極低功耗、各層次的安全性等。IEEE 802.15.4/ZigBee協(xié)議中明確定義了三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):星型結(jié)構(gòu)(Star)、簇狀結(jié)構(gòu)(Cluster tree)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(Mesh)。
ZigBee技術(shù)的這些先天性優(yōu)勢(shì),使得它在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)逐漸成為一個(gè)主流技術(shù),在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、智能家居等領(lǐng)域得到大規(guī)模的應(yīng)用。例如,它可用于廠房?jī)?nèi)進(jìn)行設(shè)備控制、采集粉塵和有毒氣體等數(shù)據(jù);在農(nóng)業(yè),可以實(shí)現(xiàn)溫濕度、PH值等數(shù)據(jù)的采集并根據(jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果進(jìn)行灌溉、通風(fēng)等聯(lián)動(dòng)動(dòng)作;在礦井,可實(shí)現(xiàn)環(huán)境檢測(cè)、語音通訊和人員位置定位等功能。
在智能家居行業(yè),由于315/433M射頻技術(shù)存在的諸多缺陷,越來越多的廠家傾向于使用ZigBee技術(shù)來部署智能家居系統(tǒng)。以ZigBee技術(shù)對(duì)智能家居內(nèi)部進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng),通過ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)對(duì)各種傳感器信息的采集、傳輸和控制功能。近年來,國外的Control4、國內(nèi)的POLYHOME、新和創(chuàng)等多個(gè)智能家居品牌紛紛推出基于ZigBee技術(shù)的無線智能家居系統(tǒng)。
由于ZigBee技術(shù)在智能家居行業(yè)應(yīng)用的時(shí)間不長(zhǎng),在軟硬件的穩(wěn)定性、用戶體驗(yàn)等方面還需要在實(shí)際應(yīng)用中不斷完善。另外,由于沒有統(tǒng)一的智能家居行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),廠家之間的產(chǎn)品還不能互相兼容。每個(gè)廠家都自成體系,需要研發(fā)、生產(chǎn)完整的系統(tǒng),包括硬件、固件以及應(yīng)用軟件等。在資金不足、技術(shù)難度大的情況下,很難推出令消費(fèi)者滿意的產(chǎn)品來。這就需要標(biāo)準(zhǔn)盡快出臺(tái),然后各自發(fā)揮優(yōu)勢(shì),一起構(gòu)建完善的智能家居產(chǎn)業(yè)鏈,才能促進(jìn)行業(yè)的良性發(fā)展。
智能家居的發(fā)展趨勢(shì)
關(guān)于智能家居在未來的發(fā)展趨勢(shì),我們可以從幾個(gè)層面進(jìn)行分析、推斷。首先是研發(fā)、生產(chǎn)廠商層面,在過去的十多年,不斷有廠商進(jìn)入到這個(gè)行業(yè)。經(jīng)過多年的發(fā)展、積累,智能家居技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。而且,天使投資、風(fēng)險(xiǎn)投資等資金也紛紛進(jìn)入,在資金支持下,短期內(nèi)必定有成熟、穩(wěn)定、用戶體驗(yàn)好的系統(tǒng)推出市場(chǎng)。
從智能家居推廣的層面來看,越來越多的公司和個(gè)人愿意加入到推廣的工作中來。這也從一個(gè)側(cè)面反映,大家推廣智能家居的熱情高漲。
至于終端使用者的層面,通過從事研發(fā)、生產(chǎn)和市場(chǎng)推廣人員的共同努力,智能家居的概念正在深入人心。另外,隨著網(wǎng)絡(luò)、智能終端設(shè)備的普及,使得智能家居的應(yīng)用大環(huán)境已經(jīng)成熟,再加上滿足普通消費(fèi)者需求的智能家居產(chǎn)品的推出,我們可以期待,一到三年內(nèi),智能家居行業(yè)必定進(jìn)入爆發(fā)式增長(zhǎng)的階段。