浅析智能家居无线技术

    近年来，终端产品市场需求不断释放和市场应用领域持续扩大，推动了智能控制在家电、数码、电力、物联网等领域的快速推广。家电产品升级换代为未来家电智能控制器带来持续增长空间。2012年受全球经济形势不甚明朗的影响，智能控制产品规模的发展受到一定的影响，但综观国内外市场，智能化的趋势不会被逆转。在当今经济结构转型和消费升级的主题下，中国智能控制产业收益终端市场需求，行业空间巨大。
　　智慧城市带动智能家居发展
　　智慧城市建设是当前全国城市建设的重点，我国在智慧城市建设方面众多智能产业科研成果和产品已走在世界前列。报警与视频的联动、智能视频分析，数据挖掘，智能检索，基于空间可视化技术的可视化指挥，海量视频数据调度与管理，云计算，大数据管理等智能技术在安防视频监控领域正在得到越来越多的应用。
　　得益于智慧城市的关注，智能家居也在如火如荼发展，随着物联网概念的兴起，各个城市都在竞相建设智慧城市、平安城市。借助物联网、传感网等手段提高城市化管理水平，做到精准服务于民、惠及百姓是各级政府的最高追求。这些方面涉及到城市的智能家居、智能交通、智能楼宇、智能医疗、食品药品管理、票证管理、家庭护理、老人健康与数字生活等诸多领域。政府在构建公共领域服务框架的基础上，进入百姓家庭的最好服务路径就是透过智能社区以及智能家居的建设，不断提高民众的生活环境和品质。
　　智能家居主要无线技术
　　作为智能家居的主干，无线智能家居在物联网的推动下应运而生，并逐渐发展壮大。目前家居设备互联通信主要以无线连接为主，其中以基于802.11协议的Wi-Fi最为普遍，此外还有蓝牙、NFC（RFID）、Zigbee、Z-wave、UWB、IrDA等也在不同的场景中有应用。
　　ZigBee是智能家居行业最流行的无线技术之一。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术，相较于传统无线系统有资料传输安全和低功率低传输距离的限制，ZigBee提出了根本的解决之道，以AES128-bit加密技术解决安全性的问题，并以Ad-Hoc的Mesh网络技术，排除低功耗本身传输距离的限制。ZigBee无线技术逐渐成熟，费用成本逐渐降低，智能家居控制器与ZigBee无线技术正逐渐实现融合，最终无线智能家居控制将引领市场走向更为广泛的应用，包括商业之外甚至是军事领域的运用，智能家居的发展会因无线科技革命而经历蜕变并幻化出美妙的前景。
　　蓝牙也是一项较为常用的无线连接技术。蓝牙支持设备短距离通信，一般在10m以内。智能家居设备可以通过蓝牙实现设备间的简单通信，也可以简化设备与因特网Internet之间的通信。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，其数据速率为1Mbps。
　　红外线传输是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段，由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低以及技术成熟、稳定性好、私密性强、成本低廉等特点，因此在智能家居控制系统中得到了广泛应用。虽然它存在着一些技术瓶颈及缺陷，如传输距离短、通信角度小，但目前其它无线通信技术还未达到完美的程度，因此在未来很长一段时期内，红外线传输技术依然会在智能家居控制系统中占据一席之地。
　　基于WiFi的智能家居产品最为常见，因为WiFi本身已得到了比较广泛的普及应用。对用户而言，基于WiFi的智能家居组合最为省事，购买设备直接组网即可。在主打感知和控制的智能家居单品出现之前，WiFi主要用在大数据流的传输（如电视盒子、音箱），原因是它传输速度快，但缺点是成本和功耗比较高。此外，由于WiFi智能家居要求时时在线，在智能家居组网中WiFi对普通路由器的负载比较高，一般而言，一台普通家用路由器的负载大概在8～10个设备，之后稳定性会出现变化。通过WiFi技术的运用，已成功将智能家居的各种设备和楼宇对讲衔接起来，提供比传统智能家居更舒适、安全、便捷的智能家居生活空间，优化了人们的生活方式，为用户带来了全新的家居生活。
　　NFC近场通信技术由非接触式射频识别（RFID）演变而来，它的特点是短距高频，在13.56MHz频率运行于20厘米距离内，传输速度有106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424Kbit/秒三种。
　　NFC采用主动和被动两种读取模式。在智能家居应用中，用户可将手机用作大门钥匙。
　　此外，还有一种无线技术，即Zwave，因其所用频段在我国是非民用的，故国内并不常见Zwave智能家居，国外用得比较多一点。Zwave的数据传输速率为9.6kbps，信号的有效覆盖距离在室内为30米（在室外大于100米），适于窄带宽应用场合，且具备一定的安全性和稳定性，不过目前只应用于家庭自动化方面。究其缺点，主要三：一是节点较少，理论值为256个，实际值可能只有150个左右，算是其能容纳设备数量的上限，实际上很多厂商能做到容纳20～30个设备就不错了；二是树状组网结构，一旦树枝上端断掉，下端的所有设备将无法与网关通信；三是没有加密方式，安全性差，易受到攻击。
　　随着科技的不断发展，无线技术也正经历日新月异的变化。相信在不远的将来，会有一种结合各方优点的无线技术出现，并将给智能家居行业带来革命性的变化。智能家居的未来前景也必将随着其技术支撑手段（如无线技术）的改进而不断进化，最终成为人们一种方便、高效、快捷、智能、低成本的新生活方式。