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智能家居無(wú)線(xiàn)技術(shù)將成為大勢所趨
時(shí)間:2016-09-07 09:27:51 來(lái)源:深圳市智慧安防行業(yè)協(xié)會(huì ) 作者:AsiaOTT
2015年全球智能家居市場(chǎng)規模在13億美元左右，新興國家占全球智能家居市場(chǎng)的13%。美國主宰全球智能家居市場(chǎng)，2015年收入約6億美元，而中國智能家居收入近7000萬(wàn)美元。2015年到2020年各地區智能家居收入復合年增長(cháng)率則相反，中國增速最快，在38.2%左右，預計2020年中國智能家居市場(chǎng)達到4.35億美元。
物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，智能家居將是物聯(lián)網(wǎng)最貼近人們生活最先落地的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)作為智能家居網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的平臺，對智能家居網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展起到了良好的推動(dòng)作用。人們開(kāi)始用無(wú)線(xiàn)電代替傳統的有線(xiàn)電纜，實(shí)現個(gè)人信息終端的智能互聯(lián)，組建個(gè)人化的家居信息網(wǎng)絡(luò )。
目前市面上有許多被運用在智能家居上的技術(shù)，其中包括Zigbee，Z-wave，BluetoothMesh，Allseen(Alljoyn)，Weave，Hilink，IoTivity，OpenIoT等，各有優(yōu)缺點(diǎn)。本文主要介紹了八種可用于智能家居的組網(wǎng)技術(shù)，并對它們進(jìn)行了比較。
一、被運用在智能家居上的八大智能組網(wǎng)技術(shù)
Zigbee
ZigBee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議。是一種短距離、低功耗的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。其特點(diǎn)是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率。主要適合用于自動(dòng)控制和遠程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設備。ZigBee在室內通常能達到30-50米的作用距離，在室外空曠地帶甚至可以達到400米，簡(jiǎn)而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)通訊技術(shù)。
Z-wave
Z-Wave是由丹麥公司Zensys一手主導的無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)規格，是一種新興的基于射頻的、低成本、低功耗、高可靠、適于網(wǎng)絡(luò )的短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。信號的有效覆蓋范圍在室內是30m，室外可超過(guò)100m，適合于窄寬帶應用場(chǎng)合。Z-Wave技術(shù)專(zhuān)門(mén)針對窄帶應用并采用創(chuàng )新的軟件解決方案取代成本高的硬件，因此只需花費其它類(lèi)似技術(shù)的一小部份成本就可以組建高質(zhì)量的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。Z-wave聯(lián)盟(Z-waveAlliance)雖然沒(méi)有ZigBee聯(lián)盟強大，但是Z-wave聯(lián)盟的成員均是已經(jīng)在智能家居領(lǐng)域有現行產(chǎn)品的廠(chǎng)商，該聯(lián)盟已經(jīng)具有160多家國際知名公司，范圍基本覆蓋全球各個(gè)國家和地區。
BluetoothMesh
BluetoothMesh脫胎于CSR倡導的私有協(xié)議，CSRMesh。CSRMesh是2014年2月由CSR公司推出的一款全新的BluetoothSmart解決方案。這項技術(shù)主要是通過(guò)將藍牙配置與控制協(xié)議整合到單一的芯片中，利用星型網(wǎng)絡(luò )和中繼技術(shù)，讓每個(gè)網(wǎng)絡(luò )可以連接超過(guò)65000個(gè)節點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò )和網(wǎng)絡(luò )間也能實(shí)現互連，最終可對無(wú)數個(gè)搭配BluetoothSmart的設備通過(guò)同一手機、平板電腦或PC進(jìn)行互聯(lián)或直接操控，從而構建整體家居自動(dòng)化。BluetoothMesh的特點(diǎn)是低成本、低功率、可避免同頻干擾、藍牙自聯(lián)網(wǎng)降低了覆蓋距離的要求，節點(diǎn)越多，覆蓋盲區越少。
Allseen(Alljoyn)
AllSeen聯(lián)盟（AllSeenAlliance），采用高通所開(kāi)發(fā)的開(kāi)放源始碼平臺AllJoyn為基礎，開(kāi)發(fā)出AllSeen技術(shù)，是單純的協(xié)議規范，并不屬于硬件設計，主要用于近距離無(wú)線(xiàn)傳輸，通過(guò)WiFi或藍牙技術(shù)，定位和點(diǎn)對點(diǎn)文件傳輸。能讓硬設備能透過(guò)AllSeen的協(xié)議，經(jīng)過(guò)Wi-Fi、電線(xiàn)或是以太網(wǎng)絡(luò )聯(lián)結達到可被控制的目標，進(jìn)而實(shí)踐智能家居的理念于日常生活之中。AllJoyn框架是非常靈活，能使物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現愿景。
Weave/Thread
Weave是一個(gè)低功耗、低帶寬、低延遲、安全的設備間通信協(xié)議，該協(xié)議最初由Nest公司開(kāi)發(fā)并被使用在他們自己的設備上。盡管這個(gè)協(xié)議目前仍在專(zhuān)利保護期內，但Nest仍然將它開(kāi)放給全世界的開(kāi)發(fā)者，讓他們免費使用并提供反饋。Thread是三星、Nest、ARM聯(lián)手推出了一種新的協(xié)議，可支持250個(gè)以上設備同時(shí)聯(lián)網(wǎng)，能夠覆蓋到家中所有的燈泡、開(kāi)關(guān)、傳感器和智能設備。
Weave運行于Thread或Wifi上，使用802.15.4或者802.11無(wú)線(xiàn)信號。任何運行在這兩個(gè)頻段上并且支持軟件升級的物聯(lián)網(wǎng)設備都可以使用Weave并從其強大的功能中受益。據Nest介紹，多年來(lái)Weave在自帶電池的設備上運轉良好，除此以外，它也能運行在使用ARMR和A-Class控制器的智能家居上，而智能家居一般都是有持久電力供應的。經(jīng)過(guò)改進(jìn)的Weave協(xié)議還可運行在諸如藍牙、LTE或者以太網(wǎng)上。
HiLink
華為HiLink連接協(xié)議是智能設備之間的“普通話(huà)”。它可以快速接入，簡(jiǎn)單易用，安全可靠，兼容多協(xié)議，SDK開(kāi)放。華為將HuaweiHiLink連接協(xié)議和HuaweiLiteOS物聯(lián)網(wǎng)操作系統稱(chēng)為與伙伴共享的兩大核心能力。
IoTivity
IoTivity是一個(gè)開(kāi)源的軟件框架，用于無(wú)縫的支持設備到設備的互聯(lián)，主要為了滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)的需要，構建物聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)系統，使得設備和設備之間可以安全可靠的連接。IoTivity是intel和三星牽頭的一個(gè)開(kāi)源項目，目的是建立統一的物聯(lián)網(wǎng)設備連接標準。而IoTivity通過(guò)提供一系列框架和服務(wù)來(lái)加速設備的互聯(lián)應用開(kāi)發(fā)。
OpenIoT
OpenIoT是一個(gè)用于合并互聯(lián)網(wǎng)和云計算的開(kāi)源解決方案，提供一個(gè)開(kāi)源的中間件框架，使應用程序在云環(huán)境中可以實(shí)現自我管理。因此OpenIoT中間件框架將使得物聯(lián)網(wǎng)應用程序的交付變得自動(dòng)化，可以適應云基礎設施。
二、有線(xiàn)技術(shù)受限，無(wú)線(xiàn)智能組網(wǎng)技術(shù)是未來(lái)
1、智能無(wú)線(xiàn)技術(shù)王者之爭——Zigbee和Z-Wave
Zigbee和Z-Wave無(wú)疑是當下最火的無(wú)線(xiàn)技術(shù)，Z-wave和ZigBee都是基于無(wú)線(xiàn)射頻上所發(fā)展出來(lái)的技術(shù)，屬于硬件架構跟協(xié)議上的技術(shù)。智能家居系統最為重視的是穩定性、靈活性與安全性，可以說(shuō)Zigbee和Z-Wave技術(shù)是因應而生的，有著(zhù)靈活的組網(wǎng)方式、智能聯(lián)網(wǎng)修復、互為中繼、低功耗、低成本等特性。
Z-wave的數據傳輸速率為9.6kbps，信號的有效覆蓋在室內30米（室外大于100米），適于窄帶寬應用場(chǎng)合，且具備一定的安全性和穩定性，不過(guò)目前只應用于家庭自動(dòng)化方面。不過(guò)，它的節點(diǎn)不是太多，理論值為256個(gè)，實(shí)際值可能只有150個(gè)左右，同時(shí)樹(shù)狀組網(wǎng)結構，一旦樹(shù)枝上端斷掉，下端的所有設備可能將無(wú)法與網(wǎng)關(guān)通信。另外，Z-wave技術(shù)并沒(méi)有加密方式，安全性較差。
Z-wave所用頻段在我國是非民用的，國內并不常見(jiàn)Z-wave智能家居，更多的還是應用在國外。Z-wave是由SigmaDesign所獨立開(kāi)發(fā)出來(lái)的技術(shù)，缺乏國際標準為其依靠，應用上也僅止于家庭自動(dòng)化，不同于ZigBee能同時(shí)運用于醫療、安全等多種領(lǐng)域。ZigBee是建置于IEEE802.15.4上的協(xié)議，應用層面較廣。雖然這兩種技術(shù)都以WirelessSensorNetworks（WSN）為前提，但Z-wave比較專(zhuān)注智能家居的應用；ZigBee則開(kāi)發(fā)出很多協(xié)議，目前除了采用于智能家居之外，也同時(shí)應用在智能電網(wǎng)跟智能大樓上。雖然ZigBee和Z-Wave都以類(lèi)似的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)串聯(lián)，數百種產(chǎn)品也支持此兩種技術(shù)使用，然而現階段卻呈現出多頭馬車(chē)的市場(chǎng)現象，尚未有任一技術(shù)獨大的現象。
ZigBee技術(shù)研發(fā)和應用門(mén)檻較高，開(kāi)發(fā)難度大，沒(méi)有技術(shù)實(shí)力的企業(yè)無(wú)法涉足，國外的智能家居系統都是在運用這個(gè)技術(shù)，國內也有少數企業(yè)把此技術(shù)運用到了智能家居，比如海爾、小米等，還做到了智能化和系統化，功能非常全面。ZigBee技術(shù)的安全性較高，其安全性源于其系統性的設計：采用AES加密（高級加密系統），嚴密程度相當于銀行卡加密技術(shù)的12倍；其次，ZigBee采用蜂巢結構組網(wǎng)，每個(gè)設備不僅能通過(guò)多個(gè)方向與網(wǎng)關(guān)通信，保障網(wǎng)絡(luò )的穩定性；每個(gè)設備還具有無(wú)線(xiàn)信號中繼功能，可以接力傳輸通訊信息把無(wú)線(xiàn)距離傳到1000米以外。另外，其網(wǎng)絡(luò )容量理論節點(diǎn)為65300個(gè)，能夠滿(mǎn)足家庭網(wǎng)絡(luò )覆蓋需求，即便是智能小區、智能樓宇等只需要1個(gè)主機就能實(shí)現全面覆蓋。除此之外，ZigBee還具備雙向通信的能力，不僅能發(fā)送命令到設備，同時(shí)設備也會(huì )把執行狀態(tài)和相關(guān)數據反饋回來(lái)。此外，ZigBee采用了極低功耗設計，可以全電池供電，理論上一節電池能使用2年以上。
盡管ZigBee技術(shù)的傳輸速率更快，可容納的節點(diǎn)數更多，開(kāi)放性更強；但Z-Wave似乎結構更簡(jiǎn)單、成本更低、接收靈敏度更高。二者之間具有不同的優(yōu)勢，正是因為有了這兩大協(xié)議的相互比較，才使得這兩大協(xié)議不斷的去推陳出新，更新?lián)Q代，研發(fā)更適用于人們生活的產(chǎn)品。
2、Weave/Thread來(lái)勢洶洶，但推廣仍面臨困難
Thread是由三星、Nest、ARM等公司聯(lián)合推出的一種基于IP的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，用來(lái)連接家里的智能產(chǎn)品。Thread的出現，改進(jìn)了ZigBee和Z-wave協(xié)議中的不足，通過(guò)6LoWPAN技術(shù)支持IPv6。Thread可支持250個(gè)以上設備同時(shí)聯(lián)網(wǎng)，能夠覆蓋到家中所有的燈泡、開(kāi)關(guān)、傳感器和智能設備。優(yōu)化了功耗，超低能耗，設備可以運行數年。此外，原有的ZigBee設備只需更新軟件即可兼容Thread。綜合來(lái)看，Thread很可能像Homekit、高通的開(kāi)源框架AllJoyn一樣，是一種在頂層工作的頂層架構。
不過(guò)，Thread要大規模推廣，還要解決兩個(gè)難題：一個(gè)是需要說(shuō)服廠(chǎng)商在每一個(gè)設備中植入802.15.4芯片，另一個(gè)是要建立真正統一的標準。雖然Thread兼容ZigBee，可以通過(guò)軟件升級實(shí)現兼容，不過(guò)目前大部分智能手機和平板都不支持ZigBee。Thread要推廣開(kāi)來(lái)，必須找到手機、平板或者電視這樣的中心或者入口來(lái)控制Thread聯(lián)網(wǎng)設備。
3、未來(lái)，藍牙Mesh在智能家居領(lǐng)域或將超越ZigBee
無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò )（無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )）也稱(chēng)為“多跳（multi-hop）”網(wǎng)絡(luò )，無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)將傳統WLAN中的無(wú)線(xiàn)“熱點(diǎn)”擴展為真正大面積覆蓋的無(wú)線(xiàn)“熱區”。無(wú)線(xiàn)Mesh非常適合于覆蓋大面積開(kāi)放區城（包括室外和室內）的無(wú)線(xiàn)區域網(wǎng)絡(luò )解決方案。藍牙Mesh脫胎于CSR倡導的私有協(xié)議CSRMesh，通過(guò)將藍牙配置與控制協(xié)議整合到單一的芯片中，構建整體家居自動(dòng)化。
藍牙Mesh有六大優(yōu)點(diǎn)：1、低成本：每年十幾億部的智能手機幾乎全部搭載藍牙4.0，龐大的體量攤銷(xiāo)了藍牙協(xié)議、藍牙芯片的軟硬件研發(fā)成本。藍牙模塊的成本平均大概只有其他協(xié)議的一半。2、超低功率：適中的帶寬、低發(fā)射功率和完備的休眠機制造就了藍牙的超低功率，藍牙4.0中BLE的出現，更是把待機功耗帶到了微瓦級，而且啟動(dòng)快速。3、多信道：Wi-Fi在2.4GHz上只定義了14個(gè)頻道，而藍牙4.0定義了79個(gè)頻道，智能家居聯(lián)網(wǎng)必須有足夠多的頻道才能避免同頻干擾，而ZigBee在2.4GHz、868MHz和915MHz一共才定義了27個(gè)信道，遠遠不能勝任大面積家庭使用導致的同頻干擾。4、覆蓋盲區少：藍牙自聯(lián)網(wǎng)降低了覆蓋距離的要求，而且節點(diǎn)越多，覆蓋盲區越少。一般人家中5個(gè)以上藍牙燈泡或開(kāi)關(guān)，就可以形成全家無(wú)盲區覆蓋。5、傳輸速度：藍牙4.2的理論帶寬上限24Mb，帶寬可以傳送短視頻或圖片。6、IPV6：藍牙4.2可以直接接入互聯(lián)網(wǎng)，甚至預留了未來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)標準，IPV6。
藍牙Mesh能否取代ZigBee成為智能家居領(lǐng)域的標準，還需要時(shí)間來(lái)檢驗。
物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，智能家居也必須跟的上時(shí)代的發(fā)展和需求，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的智能家居必須具備物物相通、萬(wàn)物互聯(lián)的功能，把一件普通的家電設備通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人連接起來(lái)，達到家電設備和人實(shí)時(shí)對話(huà)交流的目的。也許現在談?wù)揨igbee、Z-Wave、藍牙Mesh、Weave/Thread究竟誰(shuí)能稱(chēng)霸智能家居還為時(shí)尚早，但是正是因為各有不足，才有競爭，給智能家居注入源源不斷的動(dòng)力。
物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，智能家居將是物聯(lián)網(wǎng)最貼近人們生活最先落地的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)作為智能家居網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的平臺，對智能家居網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展起到了良好的推動(dòng)作用。人們開(kāi)始用無(wú)線(xiàn)電代替傳統的有線(xiàn)電纜，實(shí)現個(gè)人信息終端的智能互聯(lián)，組建個(gè)人化的家居信息網(wǎng)絡(luò )。
目前市面上有許多被運用在智能家居上的技術(shù)，其中包括Zigbee，Z-wave，BluetoothMesh，Allseen(Alljoyn)，Weave，Hilink，IoTivity，OpenIoT等，各有優(yōu)缺點(diǎn)。本文主要介紹了八種可用于智能家居的組網(wǎng)技術(shù)，并對它們進(jìn)行了比較。
一、被運用在智能家居上的八大智能組網(wǎng)技術(shù)
Zigbee
ZigBee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議。是一種短距離、低功耗的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。其特點(diǎn)是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率。主要適合用于自動(dòng)控制和遠程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設備。ZigBee在室內通常能達到30-50米的作用距離，在室外空曠地帶甚至可以達到400米，簡(jiǎn)而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)通訊技術(shù)。
Z-wave
Z-Wave是由丹麥公司Zensys一手主導的無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)規格，是一種新興的基于射頻的、低成本、低功耗、高可靠、適于網(wǎng)絡(luò )的短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。信號的有效覆蓋范圍在室內是30m，室外可超過(guò)100m，適合于窄寬帶應用場(chǎng)合。Z-Wave技術(shù)專(zhuān)門(mén)針對窄帶應用并采用創(chuàng )新的軟件解決方案取代成本高的硬件，因此只需花費其它類(lèi)似技術(shù)的一小部份成本就可以組建高質(zhì)量的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。Z-wave聯(lián)盟(Z-waveAlliance)雖然沒(méi)有ZigBee聯(lián)盟強大，但是Z-wave聯(lián)盟的成員均是已經(jīng)在智能家居領(lǐng)域有現行產(chǎn)品的廠(chǎng)商，該聯(lián)盟已經(jīng)具有160多家國際知名公司，范圍基本覆蓋全球各個(gè)國家和地區。
BluetoothMesh
BluetoothMesh脫胎于CSR倡導的私有協(xié)議，CSRMesh。CSRMesh是2014年2月由CSR公司推出的一款全新的BluetoothSmart解決方案。這項技術(shù)主要是通過(guò)將藍牙配置與控制協(xié)議整合到單一的芯片中，利用星型網(wǎng)絡(luò )和中繼技術(shù)，讓每個(gè)網(wǎng)絡(luò )可以連接超過(guò)65000個(gè)節點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò )和網(wǎng)絡(luò )間也能實(shí)現互連，最終可對無(wú)數個(gè)搭配BluetoothSmart的設備通過(guò)同一手機、平板電腦或PC進(jìn)行互聯(lián)或直接操控，從而構建整體家居自動(dòng)化。BluetoothMesh的特點(diǎn)是低成本、低功率、可避免同頻干擾、藍牙自聯(lián)網(wǎng)降低了覆蓋距離的要求，節點(diǎn)越多，覆蓋盲區越少。
Allseen(Alljoyn)
AllSeen聯(lián)盟（AllSeenAlliance），采用高通所開(kāi)發(fā)的開(kāi)放源始碼平臺AllJoyn為基礎，開(kāi)發(fā)出AllSeen技術(shù)，是單純的協(xié)議規范，并不屬于硬件設計，主要用于近距離無(wú)線(xiàn)傳輸，通過(guò)WiFi或藍牙技術(shù)，定位和點(diǎn)對點(diǎn)文件傳輸。能讓硬設備能透過(guò)AllSeen的協(xié)議，經(jīng)過(guò)Wi-Fi、電線(xiàn)或是以太網(wǎng)絡(luò )聯(lián)結達到可被控制的目標，進(jìn)而實(shí)踐智能家居的理念于日常生活之中。AllJoyn框架是非常靈活，能使物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現愿景。
Weave/Thread
Weave是一個(gè)低功耗、低帶寬、低延遲、安全的設備間通信協(xié)議，該協(xié)議最初由Nest公司開(kāi)發(fā)并被使用在他們自己的設備上。盡管這個(gè)協(xié)議目前仍在專(zhuān)利保護期內，但Nest仍然將它開(kāi)放給全世界的開(kāi)發(fā)者，讓他們免費使用并提供反饋。Thread是三星、Nest、ARM聯(lián)手推出了一種新的協(xié)議，可支持250個(gè)以上設備同時(shí)聯(lián)網(wǎng)，能夠覆蓋到家中所有的燈泡、開(kāi)關(guān)、傳感器和智能設備。
Weave運行于Thread或Wifi上，使用802.15.4或者802.11無(wú)線(xiàn)信號。任何運行在這兩個(gè)頻段上并且支持軟件升級的物聯(lián)網(wǎng)設備都可以使用Weave并從其強大的功能中受益。據Nest介紹，多年來(lái)Weave在自帶電池的設備上運轉良好，除此以外，它也能運行在使用ARMR和A-Class控制器的智能家居上，而智能家居一般都是有持久電力供應的。經(jīng)過(guò)改進(jìn)的Weave協(xié)議還可運行在諸如藍牙、LTE或者以太網(wǎng)上。
HiLink
華為HiLink連接協(xié)議是智能設備之間的“普通話(huà)”。它可以快速接入，簡(jiǎn)單易用，安全可靠，兼容多協(xié)議，SDK開(kāi)放。華為將HuaweiHiLink連接協(xié)議和HuaweiLiteOS物聯(lián)網(wǎng)操作系統稱(chēng)為與伙伴共享的兩大核心能力。
IoTivity
IoTivity是一個(gè)開(kāi)源的軟件框架，用于無(wú)縫的支持設備到設備的互聯(lián)，主要為了滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)的需要，構建物聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)系統，使得設備和設備之間可以安全可靠的連接。IoTivity是intel和三星牽頭的一個(gè)開(kāi)源項目，目的是建立統一的物聯(lián)網(wǎng)設備連接標準。而IoTivity通過(guò)提供一系列框架和服務(wù)來(lái)加速設備的互聯(lián)應用開(kāi)發(fā)。
OpenIoT
OpenIoT是一個(gè)用于合并互聯(lián)網(wǎng)和云計算的開(kāi)源解決方案，提供一個(gè)開(kāi)源的中間件框架，使應用程序在云環(huán)境中可以實(shí)現自我管理。因此OpenIoT中間件框架將使得物聯(lián)網(wǎng)應用程序的交付變得自動(dòng)化，可以適應云基礎設施。
二、有線(xiàn)技術(shù)受限，無(wú)線(xiàn)智能組網(wǎng)技術(shù)是未來(lái)
1、智能無(wú)線(xiàn)技術(shù)王者之爭——Zigbee和Z-Wave
Zigbee和Z-Wave無(wú)疑是當下最火的無(wú)線(xiàn)技術(shù)，Z-wave和ZigBee都是基于無(wú)線(xiàn)射頻上所發(fā)展出來(lái)的技術(shù)，屬于硬件架構跟協(xié)議上的技術(shù)。智能家居系統最為重視的是穩定性、靈活性與安全性，可以說(shuō)Zigbee和Z-Wave技術(shù)是因應而生的，有著(zhù)靈活的組網(wǎng)方式、智能聯(lián)網(wǎng)修復、互為中繼、低功耗、低成本等特性。
Z-wave的數據傳輸速率為9.6kbps，信號的有效覆蓋在室內30米（室外大于100米），適于窄帶寬應用場(chǎng)合，且具備一定的安全性和穩定性，不過(guò)目前只應用于家庭自動(dòng)化方面。不過(guò)，它的節點(diǎn)不是太多，理論值為256個(gè)，實(shí)際值可能只有150個(gè)左右，同時(shí)樹(shù)狀組網(wǎng)結構，一旦樹(shù)枝上端斷掉，下端的所有設備可能將無(wú)法與網(wǎng)關(guān)通信。另外，Z-wave技術(shù)并沒(méi)有加密方式，安全性較差。
Z-wave所用頻段在我國是非民用的，國內并不常見(jiàn)Z-wave智能家居，更多的還是應用在國外。Z-wave是由SigmaDesign所獨立開(kāi)發(fā)出來(lái)的技術(shù)，缺乏國際標準為其依靠，應用上也僅止于家庭自動(dòng)化，不同于ZigBee能同時(shí)運用于醫療、安全等多種領(lǐng)域。ZigBee是建置于IEEE802.15.4上的協(xié)議，應用層面較廣。雖然這兩種技術(shù)都以WirelessSensorNetworks（WSN）為前提，但Z-wave比較專(zhuān)注智能家居的應用；ZigBee則開(kāi)發(fā)出很多協(xié)議，目前除了采用于智能家居之外，也同時(shí)應用在智能電網(wǎng)跟智能大樓上。雖然ZigBee和Z-Wave都以類(lèi)似的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)串聯(lián)，數百種產(chǎn)品也支持此兩種技術(shù)使用，然而現階段卻呈現出多頭馬車(chē)的市場(chǎng)現象，尚未有任一技術(shù)獨大的現象。
ZigBee技術(shù)研發(fā)和應用門(mén)檻較高，開(kāi)發(fā)難度大，沒(méi)有技術(shù)實(shí)力的企業(yè)無(wú)法涉足，國外的智能家居系統都是在運用這個(gè)技術(shù)，國內也有少數企業(yè)把此技術(shù)運用到了智能家居，比如海爾、小米等，還做到了智能化和系統化，功能非常全面。ZigBee技術(shù)的安全性較高，其安全性源于其系統性的設計：采用AES加密（高級加密系統），嚴密程度相當于銀行卡加密技術(shù)的12倍；其次，ZigBee采用蜂巢結構組網(wǎng)，每個(gè)設備不僅能通過(guò)多個(gè)方向與網(wǎng)關(guān)通信，保障網(wǎng)絡(luò )的穩定性；每個(gè)設備還具有無(wú)線(xiàn)信號中繼功能，可以接力傳輸通訊信息把無(wú)線(xiàn)距離傳到1000米以外。另外，其網(wǎng)絡(luò )容量理論節點(diǎn)為65300個(gè)，能夠滿(mǎn)足家庭網(wǎng)絡(luò )覆蓋需求，即便是智能小區、智能樓宇等只需要1個(gè)主機就能實(shí)現全面覆蓋。除此之外，ZigBee還具備雙向通信的能力，不僅能發(fā)送命令到設備，同時(shí)設備也會(huì )把執行狀態(tài)和相關(guān)數據反饋回來(lái)。此外，ZigBee采用了極低功耗設計，可以全電池供電，理論上一節電池能使用2年以上。
盡管ZigBee技術(shù)的傳輸速率更快，可容納的節點(diǎn)數更多，開(kāi)放性更強；但Z-Wave似乎結構更簡(jiǎn)單、成本更低、接收靈敏度更高。二者之間具有不同的優(yōu)勢，正是因為有了這兩大協(xié)議的相互比較，才使得這兩大協(xié)議不斷的去推陳出新，更新?lián)Q代，研發(fā)更適用于人們生活的產(chǎn)品。
2、Weave/Thread來(lái)勢洶洶，但推廣仍面臨困難
Thread是由三星、Nest、ARM等公司聯(lián)合推出的一種基于IP的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，用來(lái)連接家里的智能產(chǎn)品。Thread的出現，改進(jìn)了ZigBee和Z-wave協(xié)議中的不足，通過(guò)6LoWPAN技術(shù)支持IPv6。Thread可支持250個(gè)以上設備同時(shí)聯(lián)網(wǎng)，能夠覆蓋到家中所有的燈泡、開(kāi)關(guān)、傳感器和智能設備。優(yōu)化了功耗，超低能耗，設備可以運行數年。此外，原有的ZigBee設備只需更新軟件即可兼容Thread。綜合來(lái)看，Thread很可能像Homekit、高通的開(kāi)源框架AllJoyn一樣，是一種在頂層工作的頂層架構。
不過(guò)，Thread要大規模推廣，還要解決兩個(gè)難題：一個(gè)是需要說(shuō)服廠(chǎng)商在每一個(gè)設備中植入802.15.4芯片，另一個(gè)是要建立真正統一的標準。雖然Thread兼容ZigBee，可以通過(guò)軟件升級實(shí)現兼容，不過(guò)目前大部分智能手機和平板都不支持ZigBee。Thread要推廣開(kāi)來(lái)，必須找到手機、平板或者電視這樣的中心或者入口來(lái)控制Thread聯(lián)網(wǎng)設備。
3、未來(lái)，藍牙Mesh在智能家居領(lǐng)域或將超越ZigBee
無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò )（無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )）也稱(chēng)為“多跳（multi-hop）”網(wǎng)絡(luò )，無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)將傳統WLAN中的無(wú)線(xiàn)“熱點(diǎn)”擴展為真正大面積覆蓋的無(wú)線(xiàn)“熱區”。無(wú)線(xiàn)Mesh非常適合于覆蓋大面積開(kāi)放區城（包括室外和室內）的無(wú)線(xiàn)區域網(wǎng)絡(luò )解決方案。藍牙Mesh脫胎于CSR倡導的私有協(xié)議CSRMesh，通過(guò)將藍牙配置與控制協(xié)議整合到單一的芯片中，構建整體家居自動(dòng)化。
藍牙Mesh有六大優(yōu)點(diǎn)：1、低成本：每年十幾億部的智能手機幾乎全部搭載藍牙4.0，龐大的體量攤銷(xiāo)了藍牙協(xié)議、藍牙芯片的軟硬件研發(fā)成本。藍牙模塊的成本平均大概只有其他協(xié)議的一半。2、超低功率：適中的帶寬、低發(fā)射功率和完備的休眠機制造就了藍牙的超低功率，藍牙4.0中BLE的出現，更是把待機功耗帶到了微瓦級，而且啟動(dòng)快速。3、多信道：Wi-Fi在2.4GHz上只定義了14個(gè)頻道，而藍牙4.0定義了79個(gè)頻道，智能家居聯(lián)網(wǎng)必須有足夠多的頻道才能避免同頻干擾，而ZigBee在2.4GHz、868MHz和915MHz一共才定義了27個(gè)信道，遠遠不能勝任大面積家庭使用導致的同頻干擾。4、覆蓋盲區少：藍牙自聯(lián)網(wǎng)降低了覆蓋距離的要求，而且節點(diǎn)越多，覆蓋盲區越少。一般人家中5個(gè)以上藍牙燈泡或開(kāi)關(guān)，就可以形成全家無(wú)盲區覆蓋。5、傳輸速度：藍牙4.2的理論帶寬上限24Mb，帶寬可以傳送短視頻或圖片。6、IPV6：藍牙4.2可以直接接入互聯(lián)網(wǎng)，甚至預留了未來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)標準，IPV6。
藍牙Mesh能否取代ZigBee成為智能家居領(lǐng)域的標準，還需要時(shí)間來(lái)檢驗。
物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，智能家居也必須跟的上時(shí)代的發(fā)展和需求，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的智能家居必須具備物物相通、萬(wàn)物互聯(lián)的功能，把一件普通的家電設備通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人連接起來(lái)，達到家電設備和人實(shí)時(shí)對話(huà)交流的目的。也許現在談?wù)揨igbee、Z-Wave、藍牙Mesh、Weave/Thread究竟誰(shuí)能稱(chēng)霸智能家居還為時(shí)尚早，但是正是因為各有不足，才有競爭，給智能家居注入源源不斷的動(dòng)力。
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