WIFI、藍牙、射頻、Zigbee 淺談智能家居的幾種控制協議

對於普通使用智能家居的用戶來說，智能家居是如何控制的不需要了解太多，需要知道的就是這個家電是否可以控制、那個家電是否可以控制。但是對於做智能家居產品的人來說，不得不面對這個問題。

簡單而言，控制其實就是由控制端（手機、iPad或遙控器）發射出一個控制信號，然後被控制的家電接收信號，並對信號進行解碼並作出響應。

這個控制信號我們稱之為遙控協議，目前市面上的家電種類很多，又由於這些年由於智能家居的興起，又有不少智能產品採用了新的控制方式，因而遙控協議也有很多種。總體而言，目前絕大多數的家電產品的遙控協議主要分為以下幾種方式：紅外、Zigbee、2.4G、Wifi、藍牙、Zwave、433/315射頻。

紅外

紅外遙控是一種無線、非接觸控制技術，具有抗干擾能力強，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易實現等顯著優點。可以說紅外遙控是目前最普遍的遙控方式，絕大多數的空調、電視機、機頂盒、DVD、電風扇、投影儀基本採用的都是紅外遙控。

基本原理：

紅外遙控的發射電路是採用紅外發光二極體來發出經過調製的紅外光波；紅外接收電路由紅外接收二極體、三極體或硅光電池組成，它們將紅外發射器發射的紅外光轉換為相應的電信號，再送後置放大器。

發射機一般由指令鍵(或操作桿)、指令編碼系統、調製電路、驅動電路、發射電路等幾部分組成。當按下指令鍵或推動操作桿時，指令編碼電路產生所需的指令編碼信號，指令編碼信號對載波進行調製，再由驅動電路進行功率放大後由發射電路向外發射經調製定的指令編碼信號。

接收電路一般由接收電路、放大電路、調製電路、指令解碼電路、驅動電路、執行電路(機構)等幾部分組成。接收電路將發射器發出的已調製的編碼指令信號接收下來，並進行放大後送解調電路，解調電路將已調製的指令編碼信號解調出來，即還原為編碼信號。指令解碼器將編碼指令信號進行解碼，最後由驅動電路來驅動執行電路實現各種指令的操作控制（機構）。

紅外遙控的缺點：

紅外遙控的缺點主要有四點：穿牆能力差、具有方向性、遙控距離短（10米左右，最遠可達20米）、無法組網。

射頻：

射頻遙控的普及地位略低於紅外，相對於紅外而言，射頻遙控的主要特點在於可穿牆、遙控無方向性、遙控距離遠（最遠可達50米）。雖然射頻遙控可以採用的頻段很多，但是目前主要使用的303Mhz、315 Mhz和433Mhz這幾個頻段。

常見的產品有汽車、燈光系統、窗帘、防盜器、防盜門等產品。

藍牙：

藍牙遙控經過多年的發展，功耗以及傳輸距離問題都得到了有效的解決，但是由於其無法進行複雜組網，因此目前採用藍牙遙控的家電並不多，目前生活中常見使用藍牙遙控的一般有：電視機、互聯網盒子等。

Zigbee：

ZigBee是基於IEEE802.15.4標準的低功耗區域網協議，可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(歐洲流行)和915 MHz(美國流行)3個頻段上,分別具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的傳輸速率，它的傳輸距離在10-75m的範圍內。根據這個協議規定的技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。其特點是近距離、低複雜度、自組織、低功耗、低數據速率、低成本。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。從網路容量來說，其可以擴展到65000的數量，絕對滿足只智能家居產品的接入要求，速率有250K，對於無需大數據傳輸的家居設備來說綽綽有餘。　　　　

目前新型的智能家居產品多數採用Zigbee進行控制和組網連接。

Wifi：

這個就不用多說了，但是由於成本高、功耗大等特點，雖然不是很適合智能家居，但是由於其傳輸速度快、普及性高，使得也有不少產品採用了Wifi遙控方案，目前使用比較多的是智能電視。

Z-Wave：

Z-Wave是真正意義為智能家居而生的，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，數據傳輸速率可達40 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。Z-Wave技術設計用於住宅、照明商業控制以及狀態讀取應用，例如抄表、照明及家電控制、HVAC、接入控制、防盜及火災檢測等。Z-Wave可將任何獨立的設備轉換為智能網路設備，從而可以實現控制和無線監測。Z-Wave技術在最初設計時，就定位於智能家居無線控制領域。採用小數據格式傳輸，40kb/s的傳輸速率足以應對，早期甚至使用9.6kb/s的速率傳輸。與同類的其他無線技術相比，擁有相對較低的傳輸頻率、相對較遠的傳輸距離和一定的價格優勢。