物聯傳感 物聯網背景下的智居解決方案
來源:慧聰網 更新時間:2014-08-31

 一.智能家居背景簡介

    智能家居概念的起源很早,但一直未有具體的建築案例出現,直到1984年美國聯合科技公司(UnitedTechno1ogiesBuildingSystem)將建築設備信息化、整合化概念應用於美國康乃迪克州(Conneticut)哈特佛市(Hartford)的CityPlaceBuilding時,才出現了首棟的“智能型建築”,從此也揭開了全世界爭相建造智能家居的序幕。

    經過多年的需求累積,目前通常把智能家居定義為利用計算機、網絡和綜合布線技術,通過家庭信息管理平台將與家居生活有關的各種子系統有機地組合成一個系統。具體來說,就是首先在一個家居中建立一個通訊網絡,為家庭信息提供必要的通路,在家庭網絡操作系統的控制下,通過相應的硬件和執行機構,實現對所有家庭網絡上的家電和設備的控制和監測。其次,它們都要通過一定的網絡平台,構成與外界的通訊通道,以實現與家庭以外的世界溝通信息,滿足遠程控制、監測和交換信息的需求。最終達到滿足人們對安全、舒適、方便和綠色環保的需求。

    隨著社會經濟結構、家庭人口結構以及信息技術的的發展變化以及人類對家居環境的安全性、舒適性、效率性要求的提高,造成家居智能化的需求大大增加,同時越來越多的家庭要求智能家居產品不僅要滿足一些基本的需求,更要求智能家居系統在功能擴展、外延甚至服務方面能夠做到簡單、方便、安全。

    二.常用智能家居技術介紹及比較

    雖然智能家居的概念很早就出現,市場需求也一直存在,但長期以來智能家居的發展由於受制於相關技術的突破,一直沒有得到大規模的應用普及。目前市場存在的智能家居技術介紹如下:

    1.有線方式

    這種方式所有的控制信號必須通過有線方式連接,控制器端的信號線更是多得嚇人,一但遇到問題排查也相當困難。有線方式缺點非常突出,布線繁雜、工作量大、成本高、維護困難、不易組網。這些缺點最終導致有線方式的智能家居只停留在概念和試點階段,無法大規模推廣。

    2.無線方式

    用於智能家居的無線系統需要滿足幾個特性:低功耗、穩定、易於擴展並網;至於傳輸速度顯然不是此類應用的重點。目前幾種可用於智能家居的無線方式

    藍牙:是一種支持設備短距離通信(一般10m內)的無線電技術。能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等眾多設備之間進行無線信息交換。但這種技術通訊距離太短,同時屬於點對點通訊方式,對於智能家居的要求來說根本不適用。

    WIFI:其實就是IEEE802.11b的別稱,是由一個名為“無線以太網相容聯盟”(WirelessEthernetCompatibilityAlliance,WECA)的組織所發布的業界術語,中文譯為“無線相容認證”。它是一種短程無線傳輸技術,能夠在數百米範圍內支持互聯網接入的無線電信號。它的最大特點就是方便人們隨時隨地接入互聯網。但對於智能家居應用來說缺點卻很明顯,功耗高、組網專業性強。高功耗對於隨時隨地部署低功耗傳感器是非常致命的缺陷,所以wifi雖然非常普及,但在智能家居的應用中只是起到輔助補充的作用。

    315M/433M/868M/915M:這些無線射頻技術廣泛運用在車輛監控、遙控、遙測、小型無線網絡、工業數據采集系統、無線標簽、身份識別、非接觸RF等場所,也有廠商將其引入智能家居系統,但由於其抗干擾能力弱,組網不便,可靠性一般,在智能家居中的應用效果差強人意,泛善可陳,最終被主流廠商拋棄。

    ZigBee/SmartRoom:是IEEE802.15.4協議的代名詞。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、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率。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。

    相比其它幾種無線通信技術,它具有:

    更高的安全性(擁有128K的高級加密技術在全球目前還沒有攻破的先例);

    更可靠的穩定性(擁有跳頻,持續擴頻和網絡自愈功能,設備集中使用的抗干擾能力極強不受影響);

    更強大的組網能力(擁有星型網,樹狀網,網狀網的多種組網方式,組網能力強大到理論上能達到65000多個設備,我們的網關測試外掛2500個傳感器延時僅1.2秒)。

    所以是作為智能家居應用技術的首選技術。

    三.物聯網背景下智能家居的理解

    ZigBee/SmartRoom最初預計的應用領域主要包括消費電子、能源管理、衛生保健、家庭自動化、建築自動化和工業自動化。隨著物聯網的興起,ZigBee/SmartRoom又獲得了新的應用機會。物聯網的網絡邊緣應用最多的就是傳感器或控制單元,這些是構成物聯網的最基礎最核心最廣泛的單元細胞,而ZigBee/SmartRoom能夠在數千個微小的傳感傳動單元之間相互協調實現通信,並且這些單元只需要很少的能量,以接力的方式通過無線電波將數據從一個網絡節點傳到另一個節點,所以它的通信效率非常高。這種技術低功耗、抗干擾、高可靠、易組網、易擴容,易使用,易維護、便於快速大規模部署等特點順應了物聯網發展的要求和趨勢。目前來看,物聯網和ZigBee/SmartRoom技術在智能家居、工業監測和健康保健等方面的應用有很大的融合性。

    值得注意的是,物聯網的興起將給ZigBee/SmartRoom帶來廣闊的市場空間。因為物聯網的目的是要將各種信息傳感傳動單元與互聯網結合起來從而形成一個巨大的網絡,在這個巨大網絡中,傳感傳動單元與通信網絡之間需要數據的傳輸,而相對其他無線技術而言,ZigBee/SmartRoom以其在投資、建設、維護等方面的優勢,必將在物聯網型智能家居領域獲得更廣泛的應用。

    四.方案選擇

    作為一個標准的智能家居,需要覆蓋多方面的應用,但前提條件一定是任何一個普通消費者都能夠非常簡單快捷地自行安裝部署甚至擴展應用,而不需要專業的安裝人員上門安裝。一個典型的智能家居系統通常需要下列設備: