智能家居主流协议介绍

1.有线协议

市场上一般RS-485采用半双工工作方式,任何时候只能有一点处于发送状态。因此,发送电路须由使能信号加以控制。RS-485用于多点互连时非常方便,可以省掉许多信号线。应用RS-485可以联网构成分布式系统,其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。


从智能照明发展的轨迹看,最早的产品一般采用的RS485的技术,这是一种串行的通讯标准,因为只是规定的物理层的电气连接规范,每家公司自行定义产品的通讯协议,所以RS485的产品很多,但相互都不能直接通讯。RS485一般需要一个主接点,通讯的方式采用轮询方式,模块之间采用“手拉手”的接线方式,因此存在着通讯速率不高(一般9.6Kbps),模块的数量有限等问题。


KNX是Konnex的缩写。1999年5月,欧洲三大总线协议EIB、BatiBus和EHSA合并成立了Konnex协会,提出了KNX协议。该协议以EIB为基础,兼顾了BatiBus和EHSA的物理层规范,并吸收了BatiBus和EHSA中配置模式等优点,提供了家庭、楼宇自动化的完整解决方案。


KNX是唯一全球性的住宅和楼宇控制标准。在KNX系统中,总线接法是区域总线下接主干线,主干线下接总线,系统允许有15个区域,即有15条区域总线,每条区域总线或者主干线允许连接多达15条总线,而每条总线最多允许连接64台设备,这主要取决于电源供应和设备功耗。每一条区域总线、主干线或总线,都需要一个变压器来供电,每一条总线之间通过隔离器来区分。在整个系统中,所有的传感器都通过数据线与制动器连接,而制动器则通过控制电源电路来控制电器。所有器件都通过同一条总线进行数据通信,传感器发送命令数据,相应地址上的制动器就执行相应的功能。


此外,整个系统还可以通过预先设置控制参数来实现相应的系统功能,如组命令、逻辑顺序、控制的调节任务等。同时所有的信号在总线上都是以串行异步传输的形式进行传播,也就是说在任何时候,所有的总线设备总是同时接收到总线上的信息,只要总线上不再传输信息时,总线设备即可独立决定将报文发送到总线上。KNX有三种结构:线形、树形、和星形。


KNX既能用于最新的楼宇也能用于现有的楼宇,并且能用于住宅和楼宇控制中所有可能的功能/应用,包括:照明、多种安全系统的关闭控制、加热、通风、空调、监控、报警、用水控制、能源管理、测量以及家居用具、音响及其他众多领域。除此以外,KNX更舒适更安全,并且为节约能源和气候保护作出了重大贡献,但KNX总线的成本较高。值得一提的是KNX技术于2007年被批准为中国标准GB/Z20965。

采用485是绑定厂家,系统与厂家共存亡;采用KNX是绑定产品即可,后期如需更新替换,升级。原有的功能,配置都可以一如既往容易实现。

2.无线协议


随着物联网技术的愈发成熟,适用于智能家居无线通信协议的种类也日益增多。目前,最常见的无线通信协议有

WiFi、蓝牙、Zigbee、Z-wave、RF

等,

前三者在智能家居应用中更为广泛。


01

WiFi协议

IEEE 802.11 b/g/n/ac

WiFi是生活中最常见的无线协议,采用2.4/5G频段,直接连入互联网,主要用于高速数据传输,大部分的WiFi模块功耗相对比较高,也有针对智能家居领域做了功耗优化的低功耗WiFi模块,比较适合低功耗的智能家居节点。其优势在于传输速率快,产品成本低,生活最为普及。目前有一些白电采用WiFi,主要是看重接入方便,门槛低。

02

蓝牙协议

IEEE 802.15.1

支持蓝牙协议4.0或更高的模块,也称为BLE模块,以数据透传为主,其最重要的特性是在保持同等通信范围的同时显著降低功耗和成本,兼容性强,小尺寸高集成。用于单品智能互联,以手机做中心,5.0蓝牙已经逐步普及,受限的传输距离问题得到解决,目前最新的BLE mesh可以支持组网,扩大节点数目,但是功耗和性能还有待进一步优化。

03

Zigbee协议

IEEE 802.15.4

ZigBee主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备,其特点是传播距离近、低功耗、低成本、低数据速率、可自组网、协议简单。为mesh网络而设计的协议,历史悠久,用户众多,主要用于家庭自动化,比如开关、传感器、灯和安防等。早期标准不统一,目前最新的Zigbee 3.0在互操作性和兼容性上做了非常大的改进。

智能家居中的无线协议及无线模块选择需要考虑的无非是其安全性、稳定性、能耗低、组网能力以及互联互通的能力。上文提到的三种无线协议,它们都有其立足的特点,或基于传输速度、距离、耗电量的特殊要求;或着眼于功能的扩充性,或符合某些单一应用的特别要求;可以结合各家的具体情况来选择适合终端智能家居产品的无线通信协议。

在未来的几年内,伴随当前消费水平的进一步提高,智能家居行业将会呈现快速发展的趋势,逐步广泛应用于人们日常生活中,为人们的生活提供便利。



 


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