【智能家居篇】通訊技術簡介

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         在這個巴西世界盃火爆進行的炎熱夏天，能夠靜下心來寫一篇技術性的文章，不容易。2014年科技領域最備受關注之一的莫過於智能家居了。從年初的國際消費電子展（CES）的其中一大看點智能家居，到蘋果發布智能家居平台homekit。世界各個科技公司都相繼推出自己的智能家居產品。

         什麼是智能家居呢？

         好吧，概念性的東西，我們在Google上百度一下吧！

智能家居是以住宅為平台，利用綜合布線技術、網路通訊技術、安全防範技術、自動控制技術、音視頻技術將家居生活有關的設施整合，構建高效的住宅設施與家庭議程事務的管理系統，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術性，並實現環保節能的居住環境。

        智能家居又稱智能住宅，通俗地說，它是融合了自動化控制系統、電腦網路系統和網路通訊技術於一體的網路化智能化的家居控制系統。智能家居將讓使用者有更方便的手段來管理家庭裝置，比如，通過家觸控螢幕、無線遙控器、電話、互連網或者語音辨識控制家用裝置，更可以執行情境操作，使多個裝置形成聯動；另一方面，智能家居內的各種裝置相互間可以通訊，不需要使用者指揮也能根據不同的狀態互動運行，從而給使用者帶來最大程度的高效、便利、舒適與安全。

        下面我們來簡單介紹一下智能家居的通訊技術。

        既然智能家居要把家用裝置串連起來，進行控制，那麼它就需要一套通訊系統。用在智能家居的通訊系統，我們可以分為兩類：一、有線通訊；二、無線通訊。

        而基於有線和無線通訊的技術，又有很多。我們應該如何選擇適合的通訊技術進行智能家居通訊系統的搭建呢？下面我們就分別針對有線通訊、無線通訊的各種通訊技術進行一個簡單的比較。

        我們先來比較各種有線通訊技術，如下表：

	乙太網路	RS485	CAN-BUB	LonWorks	EIB、KNX	X-10、PLC-BUS
速度（bps）	10M～1000M	300～1M	1M	300～1.25M	1M	100～200
拓撲結構	星形	匯流排式	匯流排式	匯流排式、星形、自由拓撲等多種拓撲結構	匯流排式、星形	匯流排式、星形
網路容量	網段類型決定網段容量，可無限擴充	32/網段，可擴充至255	255個結點	64/網段，32385/域，可無限擴充	64或128/網段，可擴充至65536	256個地址碼/X-10， 64000/PLC
傳輸距離（m）	100	1200	10000	2700	1000	200/X-10，2000/PLC
線纜材料	8芯雙絞線	2芯雙絞線	專用線纜	雙絞線、同軸電纜、電力線、 光纖、 無線、紅外等不拘	專用線纜	電力線

無線通訊技術對比如下表：

	RF射頻	藍芽	Wifi	Zigbee	Z-wave
工作頻率（Hz）	315M，433M等	2.4G	2.4G	2.4G	908.42MHz(美國) 868.42MHz(歐洲)
調製方式	類比 -> 數字GFSK	數字GFSK， π/4-DQPSK， 8DPSK	數字DSSS/OFDM等	數字BPSK/QPSK	數字FSK(BFSK/GFSK)
典型發射功率	5mW（7dBm）	2.5mW（4dBm）	終端36mW（16dBm） AP 320mW（25dBm）	1mW（0dBm）	1mW（0dBm）
典型傳輸距離	50～100米	10米	50～300米	5～100米	5～100米
網路結構	點到點	微微網(Piconet)和分布式網路(Scatternet)	蜂窩	動態路由自組織網	動態路由自組織網
通訊速率（bps）	1.2K~19.2K	1M	1M～600M	250K	9.6K
網路容量	取決於協議	8，可擴充8+255	50，取決於AP效能	255，可擴充至65000	232
協議規範	無	藍芽技術聯盟	國際級IEEE 802.11	國際級IEEE 802.15.4	Z-wave聯盟
安全與加密	無	密鑰，加密機採用了四個線性反饋移位寄存器（LFSR）	WEP，WPA等	迴圈冗餘校正(CRC)， AES-128的密碼編譯演算法	無加密

 

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