智能家居通訊協議有哪些?

智能家居通信技術分為有線和無線。

無線技術主要有:zigbee,z-wave,RF,藍牙,wifi,EnOcean,lora,NB-IOT等。下面分別介紹以上幾種無線技術:

1、zigbee:是基於IEEE802.15.4標準的低功耗區域網協議。根據國際標準規定,ZigBee技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。這一名稱(又稱紫蜂協議)來源於蜜蜂的八字舞,由於蜜蜂(bee)是靠飛翔和「嗡嗡」(zig)地抖動翅膀的「舞蹈」來與同伴傳遞花粉所在方位信息,也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通信網路。

其特點是近距離、低複雜度、自組織、低功耗、低數據速率。主要適合用於自動控制和遠程控制領域,可以嵌入各種設備。簡而言之,ZigBee就是一種便宜的,低功耗的近距離無線組網通訊技術。也可以說ZigBee是一種低速短距離傳輸的無線網路協議。

2、z-wave:Z-Wave是由丹麥公司Zensys所一手主導的無線組網規格,Z-wave聯盟(Z-wave Alliance)雖然沒有ZigBee聯盟強大,但是Z-wave聯盟的成員均是已經在智能家居領域有現行產品的廠商,該聯盟已經具有160多家國際知名公司,範圍基本覆蓋全球各個國家和地區。

Z-Wave是一種新興的基於射頻的、低成本、低功耗、高可靠、適於網路的短距離無線通信技術。工作頻帶為908.42MHz(美國)~868.42MHz(歐洲),採用FSK(BFSK/GFSK)調製方式,數據傳輸速率為9.6 kbps,信號的有效覆蓋範圍在室內是30m,室外可超過100m,適合於窄帶寬應用場合。隨著通信距離的增大,設備的複雜度、功耗以及系統成本都在增加,相對於現有的各種無線通信技術,Z-Wave技術將是最低功耗和最低成本的技術,有力地推動著低速率無線個人區域網。

3、RF:無線射頻是20世紀90年代興起的一種非接觸式的自動識別技術。射頻技術 相對於傳統的磁卡及IC卡技術具有非接觸、閱讀速度快、無磨損等特點。 無線射頻技術在閱讀器和射頻卡之間進行非接觸雙向數據傳輸,以達到目標識別和數據交換的目的。與傳統的條形碼、磁卡及IC卡相比,射頻卡具有非接觸、閱讀速度快、無磨損、不受環境影響、壽命長、便於使用的特點和具有防衝突功能,能同時處理多張卡片。基於以上特點,平常用的大多數刷卡門禁用的都是射頻技術,另外無線射頻也被一些廠家應用在智能家居中。

4、藍牙:是一種無線技術標準,可實現固定設備、移動設備和樓宇個人域網之間的短距離數據交換(使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF無線電波)。藍牙技術最初由電信巨頭愛立信公司於1994年創製,當時是作為RS232數據線的替代方案。藍牙可連接多個設備,克服了數據同步的難題。藍牙是現在手機標配的功能。藍牙主要應用在一些小型的智能硬體產品上。

5、wifi:Wi-Fi是一種允許電子設備連接到一個無線區域網(WLAN)的技術,通常使用2.4G UHF或5G SHF ISM 射頻頻段。連接到無線區域網通常是有密碼保護的;但也可是開放的,這樣就允許任何在WLAN範圍內的設備可以連接上。無線保真是一個無線網路通信技術的品牌,由wifi聯盟所持有。

6、EnOcean:2012年3月,國際電工技術委員會將EnOcean無線通信標準採納為國際標準「ISO/IEC 14543-3-10」[1] ,這也是世界上唯一使用能量採集技術的無線國際標準。

EnOcean技術和同類技術相比,功耗最低,傳輸距離最遠,可以組網並且支持中繼等功能,主要應用在一些無線無源智能家居和智能樓宇產品上。

7、Lora:LoRa 是LPWAN通信技術中的一種,是美國Semtech公司採用和推廣的一種基於擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案。這一方案改變了以往關於傳輸距離與功耗的折衷考慮方式,為用戶提供一種簡單的能實現遠距離、長電池壽命、大容量的系統,進而擴展感測網路。目前,LoRa 主要在全球免費頻段運行,包括433、868、915 MHz等。

LoRa技術具有遠距離、低功耗(電池壽命長)、多節點、低成本的特性。

8、NB-IOT:基於蜂窩的窄帶物聯網(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT),NB-IoT構建於蜂窩網路,只消耗大約180KHz的帶寬,可直接部署於GSM網路、UMTS網路或LTE網路,以降低部署成本、實現平滑升級。

NB-IoT是IoT領域一個新興的技術,支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接,也被叫作低功耗廣域網(LPWAN)。NB-IoT支持待機時間長、對網路連接要求較高設備的高效連接。據說NB-IoT設備電池壽命可以提高至至少10年,同時還能提供非常全面的室內蜂窩數據連接覆蓋。

NB-IoT具備四大特點:一是廣覆蓋,將提供改進的室內覆蓋,在同樣的頻段下,NB-IoT比現有的網路增益20dB,相當於提升了100倍覆蓋區域的能力;二是具備支撐海量連接的能力,NB-IoT一個扇區能夠支持10萬個連接,支持低延時敏感度、超低的設備成本、低設備功耗和優化的網路架構;三是更低功耗,NB-IoT終端模塊的待機時間可長達10年;四是更低的模塊成本,企業預期的單個接連模塊不超過5美元。

NB-IOT聚焦於低功耗廣覆蓋(LPWA)物聯網(IOT)市場,是一種可在全球範圍內廣泛應用的新興技術。其具有覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗低、架構優等特點。NB-IOT使用License頻段,可採取帶內、保護帶或獨立載波三種部署方式,與現有網路共存。

智能家居有線通信技術主要有:RS485、RS232、Modbus、KNX

1、RS485:RS-485又名TIA-485-A, ANSI/TIA/EIA-485或TIA/EIA-485。

RS485是一個定義平衡數字多點系統中的驅動器和接收器的電氣特性的標準,該標準由電信行業協會和電子工業聯盟定義。使用該標準的數字通信網路能在遠距離條件下以及電子雜訊大的環境下有效傳輸信號。RS-485使得廉價本地網路以及多支路通信鏈路的配置成為可能。

RS485有兩線制和四線制兩種接線,四線制只能實現點對點的通信方式,現很少採用,現在多採用的是兩線制接線方式,這種接線方式為匯流排式拓撲結構,在同一匯流排上最多可以掛接32個節點。

很多主流的有線智能家居廠家採用的都是RS485協議。

2、RS232:個人計算機上的通訊介面之一,由電子工業協會所制定的非同步傳輸標準介面。通常 RS-232 介面以9個引腳 (DB-9) 或是25個引腳 (DB-25) 的型態出現,一般個人計算機上會有兩組 RS-232 介面,分別稱為 COM1 和 COM2。很多老式電腦的介面用的就是這種通訊協議。少數的智能家居產品會採用這種協議。

3、Modbus:Modbus是由Modicon(現為施耐德電氣公司的一個品牌)在1979年發明的,是全球第一個真正用於工業現場的匯流排協議。

ModBus網路是一個工業通信系統,由帶智能終端的可編程序控制器和計算機通過公用線路或局部專用線路連接而成。其系統結構既包括硬體、亦包括軟體。它可應用於各種數據採集和過程監控。

ModBus網路只有一個主機,所有通信都由他發出。網路可支持247個之多的遠程從屬控制器,但實際所支持的從機數要由所用通信設備決定。採用這個系統,各PC可以和中心主機交換信息而不影響各PC執行本身的控制任務。

4、KNX:1999年5月,歐洲三大匯流排協議EIB、BatiBus和EHSA合併成立了Konnex協會,提出了KNX協議。該協議以EIB為基礎,兼顧了BatiBus和EHSA的物理層規範,並吸收了BatiBus和EHSA中配置模式等優點,提供了家庭、樓宇自動化的完整解決方案。

KNX 匯流排是獨立於製造商和應用領域的系統。 通過所有的匯流排設備連接到 KNX 介質上 ( 這些介質包括雙絞線、射頻、電力線或 IP/Ethernet), 它們可以進行信息交換。匯流排設備可以是感測器也可以是執行器,用於控制樓宇管理裝置如: 照明 , 、遮光 / 百葉窗、保安系統、能源管理、 供暖、通風、空調系統、信號和監控系統、服務界面及樓宇控制系統、遠程控制、計量、視頻 / 音頻控制、大型家電等。所有這些功能通過一個統一的系統就可以進行控制、監視和發送信號,不需要額外的控制中心。

RS485、Modbus、KNX目前在有線智能家居領域應用較為廣泛。

上述所介紹的有線、無線智能家居技術僅是簡要概括,需要詳細了解可進一步搜索查找。

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