智能家居通迅技術,有線技術和無線技術解析

智能家居通迅技術，有線技術和無線技術解析

工程師周亮 發表於 2018-08-21 10:48:28

家居智能化，已是趨勢。智能家居系統的核心在於其所依賴的通迅技術，大家普遍認知的通迅技術主要在移動領域，從最初的GSM，到2G再到3G，現在應用的通迅技術為4G。那麼智能家居系統的通迅技術又分為哪些呢？小編在16年初就著重介紹過智能控制系統的通迅技術類別，隨著智能家居系統需求和市場認知度的逐漸升溫，智能集成廠商層出不窮，價格也是雲泥之別，該如何選擇智能家居系統？

智能家居中有線技術和無線技術比較

在智能家居集成控制系統中，主要分為有線和無線兩種，其各具優勢，視客戶情況而定。

有線的優勢在於信號傳輸穩定，抗幹擾性強，因為採取布線方式，線到哪裡，信號就到哪裡，適合於樓宇和小區、別墅和大戶型智能化的控制。有線通迅技術種類上的選擇，也要根據客戶的設備控制數量，客戶的空間分布情況而定，好的有線技術，控制節點多達上萬個，傳輸距離可達幾公裡，在智能集成設計全面而完善的情況下，有線穩定性的優勢無可替代。但有線系統技術複雜，對工程服務商的專業要求較高，且需要綜合布線，已裝修好的房子基本沒有安裝的可能性，性價比不及無線智能系統。總而言之，如果客戶不計成本，想全面裝智能家居系統，有線無疑是最好的選擇。

然而在普通家庭領域，戶型不大，且智能化集成控制設備不多的情況下，無線則是最優選擇。無線技術相對於有線編程技術，綜合布線等要求更為簡單，對品牌及工程服務商的選擇較之更多，因此，無線的推廣及普及更為迅速。

智能家居有線技術和無線技術都有比較典型的廠商在做，有線技術廠商代表有星網銳捷、河東、NICO、快思聰、AMX、Savant等一批頗具軟體開發實力的廠商，而無線技術廠商代表有：南京物聯、愛家維納斯、紫光物聯、歐瑞博、小米、control4等。針對有線與無線通迅技術的對比可以容易比較得出有線技術和無線技術的各方面優缺點。

1、智能家居有線（總線）技術

|| LonWorks總線

LonWorks現場總線技術是由美國Echelon公司耗巨資，於1990年12月開發成功的智能控制網絡技術，參與研究開發的人員多達700人。Echelon的創辦人為MikeMarkkula，他亦是蘋果計算機的主要創辦人之一。LonWorks是一具有強勁實力的現場總線技術，它採用了ISO/OSI模型的全部七層通訊協議，可使簡短的控制信息在各種介質中非常可靠地傳輸，直接通信距離可達到2700m，接入節點數多達32385個！　LonWorks技術的核心為Neuron晶片，一個小小的晶片內部裝有3個微處理器，分別管理網絡、介質訪問和應用。採用LonWorks技術網絡可以輕鬆實現不同系統、不同產品之間對等通訊，廣泛用來構建分布式控制網絡，並最高限度的保證了系統的穩定性 。

|| KNX總線

KNX是Konnex的縮寫，1999年5月，歐洲三大總線協議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。其在歐洲的家庭自控和樓宇自動化市場佔有主導地位。在KNX系統中，總線接法是區域總線下接主幹線，主幹線下接總線，系統允許有15個區域，即有15條區域總線，每條區域總線或者主幹線允許連接多達15條總線，而每條總線最多允許連接64臺設備，這主要取決於電源供應和設備功耗。整個系統還可以通過預先設置控制參數來實現相應的系統功能，如組命令、邏輯順序、控制的調節任務等。

|| RS-485總線

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。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，這種接線方式為總線式拓撲結構，但總線節點數有限，使用標準485收發器時，單條通道的最大節點數為32個，傳輸距離較近（約1.2km），傳輸速率低（300～9.6kbps）;傳輸可靠性較差，對於單個節點，電路成本較低，設計容易，實現方便，維護費用較低。市場上一般RS-485採用半雙工工作方式，任何時候只能有一點處於發送狀態。因此，發送電路須由使能信號加以控制。RS-485用於多點互連時非常方便，可以省掉許多信號線。

|| CEBus總線

CEBus（ConsumerElectronicsBus）是美國電子工業協會（EIA）為消費電子產品制定的一種通信和產品和操作性的標準，是家用電器之間通信所使用的五種類型的介質（電力線、無線頻率、紅外、雙絞線和同軸電纜）中信號的傳輸標準。信號傳輸速率和系統容量分別是10kbps和4G。

|| APBus總線

APBus總線是目前唯一擁有中國自主智慧財產權的總線技術。它是一種針對家庭的、全分布式的智能控制網絡技術，這一點與LonWorks技術相似。產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。信號傳輸速率和系統容量則與CEBus一樣，分別是10kbps和4G。

|| CAN總線

CAN總線（ControllerAreaNetwork）期初是德國BOSCH公司於1983年為現在汽車應用領先推出的一種多主機局部網，屬於現場總線（FieldBus）的範疇，它是一種支持分布式控制和實時控制的對等式現場總線網絡。其網絡特性使用差分電壓傳輸方式;總線節點數有限，使用標準CAN收發器時，單條通道的最大節點數為110個，它的傳輸速率範圍是5kbps至1Mbps，傳輸介質可以是雙絞線和光纖等，任意兩個節點之間的傳輸距離可達10km。在目前已有的幾種現場總線方式中，具有較高的性能價格比。

|| 乙太網

基於IEEE802.3規範，採用CSMA/CD技術的網絡結構。節點數量沒有限制，傳輸可靠性較高，對於單個節點，成本很高，軟硬體設計、維護費用均較高。信息網絡目前使用最廣泛的是100M乙太網。

|| LCN總線

LCN模塊標準配置2個執行器，其他擴展執行器和感應器均通過3個多用途接口T，I，P擴展連接而成。LCN具備布線簡便和參數設置簡單的優點，它提供了種類不多，但功能全面的總線模塊和多級的報文反饋系統，所以它被歐洲很多人認為是目前最先進的總線技術。

|| CC-Link總線

《控制與通信總線CC-Link規範》（Control&CommunicationLink）於2005年9月取得中國國家標準，進入中國市場。這是由日本三菱電機推出的，中國市場又多了一種總線技術的選擇。值得關注這一總線技術已成功地應用於在中國智能建築工程項目。

|| TP-Bus總線

TP-Bus是一種電源/信號混合傳輸技術，同時也是一種家庭自動化網絡總線技術，該總線技術主要用於網絡化控制，如智能家居網絡等。該總線技術採用24V直流電源，信號傳輸速率為10kbps，以雙絞線作為傳輸媒體，容易實現。總線的網絡結構使網絡既可作數據傳輸，也可以作為電能的供應。

2 、智能家居無線技術

當前市面採用較多的無線技術基本有以下幾種：Zigbee技術、紅外技術（IrDA）、HomeRF、藍牙技術（Bluetooth）和Wif技術。

Zigbee技術

Zigbee技術是一種近距離、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術，其主要用於距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設備之間進行數據傳輸以及典型的有周期性數據、間歇性數據和低反應時間數據傳輸的應用。作為一種無線通信技術，ZigBee具有低功耗、成本低、時延短、網絡容量大、可靠、安全的特點。其中較為代表性的為contiol4.

紅外技術（IrDA）

紅外接口是新一代手機的配置標準，它支持手機與電腦以及其他數字設備進行數據交流。紅外通訊有著成本低廉、連接方便、簡單易用和結構緊湊的特點，因此在小型的行動裝置中獲得了廣泛的應用。

紅外線技術的主要應用：設備互聯、信息網關。紅外傳輸是一種點對點的傳輸方式，無線，不能離的太遠，要對準方向，且中間不能有障礙物也就是不能穿牆而過，幾乎無法控制信息傳輸的進度。

HomeRF

HomeRF無線標準的目的是在家庭範圍內，使計算機與其他電子設備之間實現無線通信。它是對現有無線通信標準的綜合和改進：當進行數據通信時，採用IEEE802.11規範中的TCP/IP傳輸協議;當進行語音通信時，則採用數字增強型無繩通信標準。

但是，該標準與802.11b不兼容，並佔據了與802.11b和Bluetooth相同的2.4GHz頻率段，所以在應用範圍上會有很大的局限性，更多的是在家庭網絡中使用。

藍牙技術

藍牙（Bluetooth）：是一種無線技術標準，可實現固定設備、行動裝置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）。

Bluetooth無線技術是在兩個設備間進行無線短距離通信的最簡單、最便捷的方法。它廣泛應用於世界各地，可以無線連接手機、可攜式計算機、汽車、立體聲耳機、MP3播放器等多種設備。

Wi-Fi技術

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。Wi-Fi功耗低，傳輸速度54Mbps，理想傳輸距離可達100m，安全性相對較低。幾種無線技術比較見表1.

表1.幾種主流無線通信技術比較

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