智能家居無線協(xié)議的發(fā)展歷史和未來趨勢

據(jù)Crimson Hexagon最近的一份報告發(fā)現(xiàn)：“從2014年到2017年，智能家居技術(shù)開始受到人們的廣泛關(guān)注，超過60％的消費者對智能家居技術(shù)表現(xiàn)出了極大的興趣。”如果你從事物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)工作，那么你可能會對報告及數(shù)據(jù)比較熟悉，因為這預示著智能聯(lián)網(wǎng)家庭的未來市場發(fā)展機會。

我們都知道，消費者在選購智能家居產(chǎn)品時，往往會受到很多因素的影響，如娛樂性、便利性、安全性以及提升家庭能源利用效率和減少能源支出等等。但是，在這些背后，我們都知道，智能家居發(fā)展最大的阻礙因素之一就是智能家居設(shè)備的互操作性和越來越多的無線協(xié)議。

類似Z-Wave和Wi-Fi這樣的無線協(xié)議作為物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的重要支柱; 在某些情況下，設(shè)備之間使用的這些語言創(chuàng)建了支離破碎或封閉的生態(tài)系統(tǒng)，往往給終端用戶造成困惑及應用障礙。

隨著現(xiàn)代智能家居越來越受歡迎，相應的協(xié)議及其功能的數(shù)量也越來越多。盡管工程師，開發(fā)人員以及制造商都試圖創(chuàng)造他們認為最佳用戶體驗的產(chǎn)品，并引入了新的協(xié)議和技術(shù)，但大家都想統(tǒng)一標準，連接控制所有的產(chǎn)品。為了更好理解我們?nèi)绾芜_到當前智能家居的協(xié)議狀態(tài)，我們來看一段簡短的歷史。

物聯(lián)網(wǎng)之前的物聯(lián)網(wǎng)

首先，智能家居中無線協(xié)議的功能是什么？

簡而言之，協(xié)議是設(shè)備如何相互通信和理解的語言或功能。許多人認為現(xiàn)代智能家居協(xié)議的出現(xiàn)可追溯到20世紀70年代X10（一種國際通用的智能家居電力載波協(xié)議）的創(chuàng)建，它是第一個用于電子設(shè)備的通用通信協(xié)議。不久之后，又開發(fā)了各種其它協(xié)議，包括Z-Wave，以及UPB（通用電力線總線），Wi-Fi和Insteon（一種復雜度低,功耗低,數(shù)據(jù)傳輸速率低,成本低的雙向混合通信技術(shù),具有即時響應,易安裝,易使用,經(jīng)濟可靠和與X10兼容的特點）等以解決消費電子和家庭控制市場的各種問題。

UPB于1999年發(fā)布，使用電力線接線進行信號和控制，通過家中現(xiàn)有的電線提供高水平的可靠性和傳輸速率。這是一項技術(shù)性很強的技術(shù)，對于那些幾乎沒有相應技術(shù)知識的DIY人群來說很難采用。另外，在90年代早期引入Wi-Fi來傳輸大量數(shù)據(jù)。今天，Wi-Fi在智能家居中允許設(shè)備連接并讓用戶享受家庭設(shè)備的遠程控制。但是，Wi-Fi確實存在和面臨諸如高干擾、高功耗等挑戰(zhàn)，這對于電池供電的產(chǎn)品來說并不理想。

繼Wi-Fi之后，Z-Wave和Insteon等新一代協(xié)議通過提供高效、低功耗連接和利用網(wǎng)狀網(wǎng)絡來增強網(wǎng)絡信號，主要為家庭控制而設(shè)計。

智能家居的早期技術(shù)

Insteon由Smartlabs Inc.設(shè)計，旨在解決基于電力線和無線協(xié)議之間連接。它們在當時是一種獨特的解決方案，但它們封閉的生態(tài)系統(tǒng)使得消費者很難采用。

作為早期的網(wǎng)狀網(wǎng)絡技術(shù)，Zigbee由HomeRF聯(lián)盟開發(fā)，是一種無線專有協(xié)議，具有許多不同的“配置文件”，主要用于商業(yè)，能源和遠程控制市場。與Zigbee一樣，Z-Wave也是一種網(wǎng)狀網(wǎng)絡協(xié)議，由丹麥公司Zensys于2001年推出，現(xiàn)在為Silicon Labs擁有。

Z-Wave是專門為智能家居打造的; 家庭控制愛好者和開發(fā)人員都知道，要想獲得成功，標準不僅必須使用低功率電源而且不會干擾其他家用電子產(chǎn)品，而且隨著設(shè)備的增加而變得更強。 作為家庭控制的原始網(wǎng)絡網(wǎng)技術(shù)之一，Z-Wave的傳統(tǒng)至今仍在繼續(xù)。Z-Wave由Z-Wave聯(lián)盟提供支持，Z-Wave聯(lián)盟是行業(yè)領(lǐng)導者的成員聯(lián)盟，致力于推廣標準，在撰寫本文時擁有超過2400個經(jīng)認證的Z- Wave設(shè)備和700多名成員。

智能家居協(xié)議新成員

在過去幾年中，隨著智能家居技術(shù)的發(fā)展，對低功耗網(wǎng)狀網(wǎng)絡作為智能家居技術(shù)支柱需求促使其它標準組織不斷探索自己的技術(shù)。 我們已經(jīng)看到像Thread（由三星、Nest、ARM、Big Ass Fans、飛思卡爾和Silicon Labs公司聯(lián)合推出， 是一種基于IP的無線網(wǎng)絡協(xié)議，用來連接家里的智能產(chǎn)品。）以及藍牙技術(shù)組織（SIG）和Wi-Fi聯(lián)盟等現(xiàn)有標準組織已經(jīng)宣布了自己的藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)和Wi-Fi HaLow網(wǎng)狀網(wǎng)協(xié)議版本。

Thread是由Google和其它對智能家居感興趣的大公司與2014年發(fā)起。Thread天生支持IPv6，旨在與Google和Nest合作，但不解決產(chǎn)品級互操作性問題。藍牙網(wǎng)格由SIG于2017年正式推出，與目前已知的藍牙點對點通信相比具有不同的功能。而Wi-FiHaLow網(wǎng)狀網(wǎng)協(xié)議，目前來自主要芯片組供應商的工程師對WiFi HaLow的功耗問題表示擔憂，擔心該協(xié)議會對電池供電的智能家居設(shè)備消耗太多能量。

此外，許多較新的協(xié)議，如Wi-Fi HaLow可能需要很長時間才能被制造商采用并為消費者創(chuàng)造合理的產(chǎn)品，這對于他們的發(fā)展來說是一大障礙。

智能家居協(xié)議未來將如何發(fā)展？

智能家居市場還將繼續(xù)增長，到目前為止，我們還沒有看到足夠多的跡象表明某一種標準或技術(shù)未來會一統(tǒng)天下。但我們有責任幫助消費者了解他們帶回家的產(chǎn)品以及每種技術(shù)在實際應用所中發(fā)揮的作用。

例如，Wi-Fi將成為所有智能家居產(chǎn)品連接的組成部分，特別是如果用戶希望能夠在家庭之外遠程訪問他們的設(shè)備。而藍牙將在智能鎖市場中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，讓消費者用智能手機在走到前門時可以輕松地開門。Z-Wave在安全系統(tǒng)中仍然是一項突出技術(shù)，連接燈、溫控器、門鎖、傳感器及其它外圍設(shè)備，使家庭真正智能化。

現(xiàn)在比較常用的網(wǎng)絡協(xié)議有 WiFi、藍牙、ZigBee、Z-Wave，不過都有不足，例如：

WiFi的功耗比較大，適合傳輸大量的數(shù)據(jù)；

藍牙功耗比較低，但現(xiàn)在還存在藍牙2.0與藍牙4.0并存的混亂局面，且不支持IPv6；

ZigBee技術(shù)比較復雜，研發(fā)成本高；

Z-Wave由丹麥公司Zensys主導，暫時還沒有ZigBee聯(lián)盟強大。

所有無線協(xié)議都有其優(yōu)缺點，但最重要的選用因素仍然是互操作性和安全性，以及更多的產(chǎn)品選擇。這取決于我們所有人，包括標準組織，制造商，零售商，開發(fā)人員等智能家居生態(tài)系統(tǒng)中的每個人，共同推動和實現(xiàn)互聯(lián)互通的智能家居生活。