解析智能家居通讯网络架构系统

简介:

众所周知,智能家居最重要的也就是实现智能产品之间的互联互通,如何实现智能家居产品之间的联通,如何在喊出命令时,保证产品的执行力?

这一切必须要涉及到通讯架构。而当前智能家居的通讯网络架构包括三大类。

智能家居通讯网络架构三大类技术

实现智能家居控制的就属于信息网络和控制网络技术。主要有三类:总线技术、无线技术、电力载波技术。

总线技术就是将各部件连接到计算机处理器的一个元件,通过总线能使整个系统内各部件之间的信息进行传输、交换、共享和逻辑控制等功能。被分为外部和内部总线、系统总线和非系统总线等等。

无线技术也分不同种类,通常以产生无线信号的方式来区分,目前主要的方式有调频无线技术、红外无线技术和蓝牙无线技术三种,其成本和特点也不尽相同。

电力载波通讯即PLC(Power-line-Communication),是电力系统特有的通信方式,电力载波通讯是指利用现有电力线,通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络,只要有电线,就能进行数据传递。

20160216014314139.jpg

  一、总线技术在智能家居中应用

总线技术应用在智能家居方面在于,家庭总线系统。家庭总线是智能家居实现的重要基础,是住宅内部的神经系统,其主要作用是连接家中的各种电子、电气设备,负责将家庭内的各种通信设备(包括安保、电话、家电、视听设备等)连接在一起,形成一个完整的家庭网络。

日本是较早提出家庭总线系统(简称HBS)概念,成立HBS研究会,制定了日本的HBS标准,后面又发展成为S-HBS系统,也即超级家庭总线。

二、无线技术在智能家居中的应用

就目前而言,无线智能家居根据所使用的技术不同,主要分为蓝牙、Wi-Fi、Zwave和ZigBee四种,无线技术让人们得以实现对家居的远程控制。下面我们不妨先从日常接触最为频繁的WiFi说起。

基于WiFi技术的智能家居产品最为常见,其优势在于传输速率快,且产品成本低,生活中也最为普及,对用户来说,基于WiFi的智能家居组合最为省事,购买设备直接组网即可。

凡事都存在两面性,WiFi虽然传输快、普及广,但也存在着自身的技术劣势:其最大的问题要属安全性非常低,无线稳定性弱;功耗大也是其弱点之一,将导致其在家居领域的应用受限,例如智能门锁、红外转发控制器、各种传感器等不适宜使用;此外,WiFi的组网能力也相对较低,目前WiFi网络的实际规模一般不超过16个设备,而实际家居环境中,仅开关、照明、家电的数量就已远远多于16个,显然发展空间受到了一定的限制。

三、电力载波在智能家居领域的应用

电力载波在国外智能家居领域的应用已经有几十年,在智能家居进入我国时,电力载波也是最先被引入的技术,然而传统的电力线载波也存在许多弱点,如通道干扰大、信息量小、频率拥挤等,同时传统窄带调制技术传输速率较低(传输一个指令需要0.883s)。这使得在过去较长的一段时间限制了电力载波技术在智能家居行业的应用。

随着电力载波技术的不断发展,国内厂家已开发出使用OFDM调制技术的载波通信系统,峰值通信速率可以达到400kbps,稳定运行通信速率也已经达到100kbps,足以满足现有智能家居应用对速率的需求,也让我们看到电力载波在智能家居领域应用的广阔前景。

产业趋势:多通信技术并存

智能家居的发展呈现智能化、网络化、人性化、信息化、集成化方向发展。总线型、无线通讯和电力线载波通信作为智能家居主要的技术路线,获得了大多数认可;同时,三者之间无法相互替代,有线、无线、电力线多种通信技术并存是未来的产业趋势。

20160216014318469.jpg

不过,智能家居行业的发展一日千里,技术更新步伐也较快,有线技术需要穿墙布线,工期长,不能升级换代,已经不能满足消费者的个性化需求。无线技术则凭借免布线、移动性强、低成本等优势成为市场新宠。

此外,自动组网、设备拓展能力强也是其优势之一,而功耗较低、健康节能更是符合低碳生活的绿色家居概念的理念。并且,无线方式维护简单,可快速检测出问题所在,并及时修复。

在无线方式上,又分为蓝牙、Wi-Fi和ZigBee等主要几种技术,前两者组网性能差,稳定性薄弱,而ZigBee正凭借成本低、组网快、低复杂度等特点迅速成为新时代的主流无线通讯技术,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。据悉,目前ZigBee联盟正积极介入中国智能家居行业标准的制定工作,将进一步促进产业的推广和发展。

总线型、无线通信和电力线载波通信三种技术线路无法相互替代,有线、无线、电力线多种通信技术并存是未来的产业趋势。就智能家庭领域而言,无线通信技术有着独特的优势,近年来智能家庭的发展趋势也验证了这点,无线通信在智能家庭中已成为最主要的通信方式。

智能家居领域的协议们

日本是较早推动智能家居发展的国家之一,它较早地提出了家庭总线系统HBS的概念,制定了日本的HBS标准。为适应大型居住社区的需要,1988年年初,日本住宅信息化推进协会又推出了超级家庭总线(SuperHomeBusSystem,简称S-HBS),它适用于更大的范围,因为一个S-HBS系统可挂接数千个家庭内部网。

LonWorks协议是美国Echelon公司开发并与Motorola和东芝公司共同倡导的现场总线技术,它支持多种物理介质,适用于双绞线、电力线、光缆、射频、红外线等,并可在同一网络中混合使用。支持多种拓扑结构,可以选用任意形式的网络拓扑结构,组网方式灵活。应用范围主要包括楼宇自动化、工业控制等,在组建分布式监控网络方面有较好的性能。

X-10是历史最长且使用最简单的一种协议,1978年诞生于美国,至今仍是美国家庭自动化的主导系统。之所以说X-10协议简单是因为它直接利用住宅电力线作为控制总线,通过电力线将各控制器与各功能接口器相连并实现程序控制,不必再穿墙打孔,更有利于改变结构空间,用户可自己动手安装,价格也比较低廉。

而CEBuS作为电子工业推广协议,与欧洲的EHS标准同为欧美家庭自动化电子产品的行业推荐标准。

Zigbee和Z-Wave新的无线技术,使用网格式技术每个端口都同时配备一个接收器和一个传导器,以最有效的方式从一个端口到另一个端口贯穿整个设备来传播信号。在您的家里有越多的端口,这项技术工作起来就越见成效。

目前用于家庭内部的无线传输技术还包括无线通信HomeRF、蓝牙技术、WAP、无线以太网等,而HomeRF和蓝牙技术相对来说比较受欢迎。

Insteon,在家居控制领域最新的协议,提出了一项RF/PLC交互的协议,家里的无线或有线电力装置可以互相交流,而无需各种线路和插头。

智能家居统一标准一旦确立 将给厂商带来巨大商机

在技术上,智能家居建设面临的挑战不是设备或实施问题,而是标准与协议问题。智能家居是一个多行业交叉覆盖的系统工程,各设备厂商按照不同的接口标准与协议生产设备,其结果是:不同设备之间的互连、互通变得非常困难。因此,建立共同遵循的标准与协议是发展智能家居必须首先解决的问题。

目前,智能家居领域的国际标准尚未成熟,各大厂商和相关组织机构正在着手建立和制定智能家居系统内部设备之间的网络接口标准和数据传输协议。抓住机会,参与标准的制定,将给国内厂商带来无穷的机会。

结语:智能家居要获得巨大发展,其互联互通异常重要,而通讯网络架构技术就是促使智能产品之间更好地互联互通。当前,总线技术热度褪去,无线技术逐渐兴起,然而其是否能够统领通讯网络架构技术,答案是否定的,至少当前是三类技术交融互补时期。

三类技术成鼎立之势,哪种技术获得市场认可,统领智能家居,我们拭目以待。



本文转自d1net(转载)

相关文章
|
23小时前
|
传感器 监控 安全
LabVIEW智能家居安防系统
LabVIEW智能家居安防系统
|
1天前
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法
构建高效AI系统:深度学习优化技术解析
【5月更文挑战第12天】 随着人工智能技术的飞速发展,深度学习已成为推动创新的核心动力。本文将深入探讨在构建高效AI系统中,如何通过优化算法、调整网络结构及使用新型硬件资源等手段显著提升模型性能。我们将剖析先进的优化策略,如自适应学习率调整、梯度累积技巧以及正则化方法,并讨论其对模型训练稳定性和效率的影响。文中不仅提供理论分析,还结合实例说明如何在实际项目中应用这些优化技术。
|
2天前
|
机器学习/深度学习 传感器 算法
LabVIEW开发基于神经网络的自动汽车制动系统
LabVIEW开发基于神经网络的自动汽车制动系统
|
2天前
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法
构建未来:AI驱动的自适应网络安全防御系统
【5月更文挑战第11天】在数字时代的风口浪尖,网络安全问题日益凸显。传统的安全防御手段在应对不断进化的网络威胁时显得力不从心。本文提出了一个基于人工智能技术的自适应网络安全防御系统框架,旨在通过实时分析、学习和预测网络行为,自动调整防御策略以抵御未知攻击。系统采用先进的机器学习算法和大数据分析技术,能够在保持高效性能的同时,最小化误报率。文章详细阐述了系统的设计理念、关键技术组件以及预期效果,为网络安全的未来发展方向提供新思路。
|
2天前
|
网络协议 网络安全 数据库
LabVIEW中MAX在我的网络上不显示“远程系统”选项卡或设备
LabVIEW中MAX在我的网络上不显示“远程系统”选项卡或设备
|
4天前
|
监控 供应链 数据可视化
深度解析BPM系统:优化业务流程,提升组织效率
本文探讨了业务流程管理系统(BPM)的核心价值和功能,以及低代码如何优化流程管理。BPM通过自动化和标准化流程,提高效率,降低技术复杂性,促进协作和监控。低代码平台加速了开发进程,增强了流程自动化,使得非专业开发者也能构建应用程序。结合低代码,企业能更轻松地适应市场变化,实现流程简化和业务增长。
8 1
|
4天前
|
前端开发 Java 关系型数据库
Java医院绩效考核系统源码B/S架构+springboot三级公立医院绩效考核系统源码 医院综合绩效核算系统源码
作为医院用综合绩效核算系统,系统需要和his系统进行对接,按照设定周期,从his系统获取医院科室和医生、护士、其他人员工作量,对没有录入信息化系统的工作量,绩效考核系统设有手工录入功能(可以批量导入),对获取的数据系统按照设定的公式进行汇算,且设置审核机制,可以退回修正,系统功能强大,完全模拟医院实际绩效核算过程,且每步核算都可以进行调整和参数设置,能适应医院多种绩效核算方式。
22 2
|
4天前
|
存储 SQL 自然语言处理
RAG技术全解析:打造下一代智能问答系统
一、RAG简介 大型语言模型(LLM)已经取得了显著的成功,尽管它们仍然面临重大的限制,特别是在特定领域或知识密集型任务中,尤其是在处理超出其训练数据或需要当前信息的查询时,常会产生“幻觉”现象。为了克服这些挑战,检索增强生成(RAG)通过从外部知识库检索相关文档chunk并进行语义相似度计算,增强了LLM的功能。通过引用外部知识,RAG有效地减少了生成事实不正确内容的问题。RAG目前是基于LLM系统中最受欢迎的架构,有许多产品基于RAG构建,使RAG成为推动聊天机器人发展和增强LLM在现实世界应用适用性的关键技术。 二、RAG架构 2.1 RAG实现过程 RAG在问答系统中的一个典型
36 2
|
5天前
|
供应链 监控 安全
全面剖析:新页ERP系统不为人知的一面,以及系统的工作流程解析!
全面剖析:新页ERP系统不为人知的一面,以及系统的工作流程解析!
|
5天前
|
新零售 供应链 搜索推荐
多人拼团新零售分销模式系统开发(解析)
新零售模式的推广和应用,必将对传统零售业产生深远影响

推荐镜像

更多