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杭榮
智能家居的電器必須能夠相互通信。有時(shí)，合適的設(shè)備會(huì)相互通信以協(xié)調(diào)行為。此外，它們可能不得不與中央控制單元或其他設(shè)備(如智能手機(jī))交換信息。
智能設(shè)備之間使用協(xié)議相互通信。這些可以使家自動(dòng)化鎖門和拉窗簾等過程。通信協(xié)議是智能家居系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)采用過程的關(guān)鍵促進(jìn)因素。
當(dāng)各種小設(shè)備相互連接以自動(dòng)完成家里的任務(wù)時(shí)，它們提供了必要的基礎(chǔ)設(shè)施并設(shè)定了規(guī)則。本文將概述智能家居協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，使當(dāng)今的智能家居發(fā)展成為可能。
智能家居協(xié)議的目的是什么?
在智能家居中，設(shè)備通信時(shí)使用的語言被稱為協(xié)議。因此，它們可以相互溝通和管理彼此的操作。
任何智能家居設(shè)備都必須連接到與其中心集線器或控制單元相同的網(wǎng)絡(luò)才能有效運(yùn)行。由于目前使用的協(xié)議，這些設(shè)備和集線器可以相互連接。它們經(jīng)常使用計(jì)算機(jī)或智能手機(jī)來來執(zhí)行此操作。
雖然一些智能家電(如電燈和插座)不需要協(xié)議就能工作，但大多數(shù)都必須。例如，如果想通過手機(jī)操作恒溫器，就必須使用恒溫器能識(shí)別的協(xié)議。好在，最廣泛使用的協(xié)議是可互操作的。
這意味著混合和匹配小設(shè)備通常不會(huì)造成什么問題?，F(xiàn)在有一些不同的協(xié)議可用。Z-Wave、ZigBee、Wi-Fi和低功耗藍(lán)牙(BLE)是最受歡迎的四種。
? Z-Wave
家庭自動(dòng)化中使用最廣泛的開放標(biāo)準(zhǔn)無線通信協(xié)議是Z-Wave。其使用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)在設(shè)備之間傳遞消息。
在美國，該協(xié)議以908.42 MHz的低頻運(yùn)行。由于頻率低，其不會(huì)受到Wi-Fi的干擾，且更容易穿墻。
智能鎖、恒溫器、運(yùn)動(dòng)傳感器和安全攝像頭都是流行的Z-Wave的示例。Z-Wave和三星的SmartThings等家庭自動(dòng)化解決方案可以與智能設(shè)備順暢通信。
該協(xié)議提供了高度的安全性，并為多達(dá)232個(gè)設(shè)備集成了128位AES加密。其最大數(shù)據(jù)傳輸速率為100kbps。對(duì)于普通Z-Wave設(shè)備之間的通信，其綽綽有余。
? ZigBee
另一個(gè)開放標(biāo)準(zhǔn)無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是ZigBee。該技術(shù)是根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)網(wǎng)絡(luò)和低功耗、低成本無線的特定要求而創(chuàng)建的。
該協(xié)議能夠運(yùn)行2.4 GHz，并提供高達(dá)250kbps的數(shù)據(jù)速度。其可以在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中與多達(dá)65,000個(gè)設(shè)備進(jìn)行良好的互操作。對(duì)于復(fù)雜的智能家居系統(tǒng)來說，這是一個(gè)很好的選擇，因?yàn)槠涫褂肁ES-128加密提供安全的數(shù)據(jù)傳輸。
用于控制智能燈、恒溫器和智能鎖等設(shè)備的最流行的協(xié)議之一是ZigBee。例如，Alexa使用其與家庭自動(dòng)化設(shè)備通信。
? Wi-Fi
Wi-Fi作為家庭的標(biāo)配已經(jīng)有一段時(shí)間了。像智能手機(jī)和個(gè)人電腦一樣，支持Wi-Fi的設(shè)備通過家用路由器連接到互聯(lián)網(wǎng)。使用Wi-Fi連接智能電視和冰箱等小設(shè)備，而無需使用大量的電纜。
根據(jù)設(shè)備通過該協(xié)議傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，其在2.4GHz和5GHz之間交替。2.4 GHz Wi-Fi路由器在室內(nèi)和室外的最大覆蓋范圍分別為150英尺和300英尺。
Wi-Fi有多種協(xié)議和數(shù)據(jù)速率。一些最快的智能家居技術(shù)是由Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)支持的。例如，802.11a可以以54Mbps的最大速度傳輸，而802.11b可以以11Mbps的最大速度傳輸。
Wi-Fi設(shè)置簡單，可以連接到?jīng)]有集線器的設(shè)備。這項(xiàng)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應(yīng)用中非常有用，不需要擔(dān)心功耗或長范圍，比如家庭安全系統(tǒng)。
大多數(shù)支持Wi-Fi的智能家居設(shè)備也可以連接到Nest Wi-Fi路由器。一個(gè)Nest路由器可以連接200個(gè)設(shè)備。
? 低功耗藍(lán)牙(BLE)
一種被稱為藍(lán)牙低能耗(BLE)的無線技術(shù)比普通藍(lán)牙消耗的能量要少得多。該協(xié)議結(jié)合了AES-128加密技術(shù)和網(wǎng)狀組網(wǎng)技術(shù)。
支持該協(xié)議的操作系統(tǒng)包括Android、iOS、Windows、macOS和Linux。
BLE連接各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，包括智能電網(wǎng)儀表、資產(chǎn)跟蹤器和家用電器。其可以用于健身追蹤器和可穿戴電子設(shè)備。由于其壽命長，BLE適用于硬幣電池。
該協(xié)議使用2.4GHz ISM波段的微波頻率在設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)。此外，其通常用于近距離傳輸短暫的數(shù)據(jù)爆發(fā)。
總結(jié)
應(yīng)用定義了智能家居系統(tǒng)，隨著技術(shù)的發(fā)展，特別是現(xiàn)在元宇宙已經(jīng)出現(xiàn)，應(yīng)用和功能將會(huì)發(fā)生變化，變得更加復(fù)雜。
由于通信協(xié)議對(duì)于這些變化仍然至關(guān)重要，因此它們也必須改變。隨著越來越多的家用電器連接到互聯(lián)網(wǎng)，人們對(duì)完全集成的智能家居體驗(yàn)的需求將會(huì)越來越大，對(duì)安全、隱私、能源效率等方面的擔(dān)憂也會(huì)增加。
因此，為了獲得真正集成的智能家居體驗(yàn)，必須使用利用所有現(xiàn)有安全知識(shí)、實(shí)現(xiàn)高級(jí)別隱私、部署更簡單且兼容性增強(qiáng)的協(xié)議。
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