《電子技術應用》
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你所不知道智能家居背后的無線通信技術

2015-11-30

  目前,智能家居市場很火不可否認,做智能家居的廠商很多,市面上的智能產品也不少,但智能家居還未真正的接地氣,距離普通大眾的生活還有一定距離,這需要廠商不斷完善技術,不斷提升品質,帶來更簡單易用、體驗更好、價格更親民的智能產品,讓消費者心甘情愿的買單。

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  智能家居是高科技發展的結果,是物聯網在家庭中的應用,家居物聯智能化實現了物物相連,而物物相連功勞最大的是無線通訊協議,無線通訊協議作為智能家居領域的主流通信技術,是連接設備、實現信息傳輸的通道,將各類設備串聯起來,形成家居設備互聯網。當前智能家居領域中有主要的通訊協議有ZigBee、WiFi、藍牙、Z-Wave、RF射頻等,無論是安全性、穩定性,還是流暢性、設備承載能力等方面,各類協議存在差異,各有優勢和缺點,都適于智能家居和物聯網。

  為了爭奪潛力無限的智能家居市場,不僅國外廠商在推陳出新,且國內企業也在發力,近日網絡傳聞國內品牌飛碟智控自主研發出名為nigbee的通信技術,并推出了基于該技術的UF9730通訊模塊,據稱比zigbee更智能,價格更便宜,且已用于智能家居系統。

  隨著越來越多廠商的加入,智能家居領域的各種無線通訊協議也越來越多,目前不少公司都有各自的通信協議,各家基本都是老王賣瓜,都說自己的無線通信協議更有優勢。至于誰家的協議更安全、穩定,信息傳輸更智能,需要市場來檢驗證明。

  WiFi和藍牙大眾皆知,廣泛用于手機、平板、數碼相機、耳機、音箱各類電子產品,WiFi無線信號傳輸距離比較遠,不需要橋接設備,但它的弊端在于功耗,同樣電壓下WiFi工作電流較大,功耗較高。另一個的問題是路由器的負載,如果有較多節點連接時,有可能會影響路由的穩定性。另外,現在國內的民用無線頻率都是2.4GHz,WIFI也是2.4GHz,當局部環境中無線信號過多,無線信號會發生沖突。

  藍牙雖然功耗相對較低,具有組網容易的優勢,但藍牙傳輸距離較近,無法自行組網,且藍牙堆棧(Stack)很容易崩潰等問題,所以藍牙只適用于近場通訊和短距離使用。另外,藍牙現在還存在多個標準并存的局面,藍牙4.2標準才開始支持IPv6。

  Z-Wave是一種基于射頻的短距離無線通信技術,缺陷在于它的傳輸距離和可連接的終端數量。ZigBee是一種基于IEEE802.15.4的短距離無線通信協議,是一個封閉的系統,不能通過IP訪問,還有一個嚴格的認證體系,易用性差。

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  UF9730是一款集成了32位MCU的低成本、高集成度的2.4GHZ的無線自組網透傳模塊,集成發射機、接收機、頻率綜合器、GFSK調制解調器。發射機支持自動跳頻,接收機采用數字擴展及自動跳頻通信機制,在復雜環境和強干擾條件下,可以達到優良的收發性能。UF9730傳輸GFSK信號,發射功率最大可以到5dBm。接收機采用低中頻結構,接收靈敏度可以達到- 96dBm@62.5Kbps。數字信道能量檢測可以隨時監控信道質量。

  UF9730支持標準2.5-3.6V DC供電,片上集成LDO可支持3.6-5.5V DC供電,它內置了CRC、FEC、自動數據校驗機制,可以大大簡化系統設計并優化性能。

  ·自定義20種常規設備

  ·無線升級功能

  ·7+6channel 跳頻

  ·自帶6路ADC/1路 I2C/6 路PWM/1路UART 以及4個通用GPIO燈通用接口

  ·內置自組網功能

  ·數據率1Mbps/62.5Kbps

  ·超低功耗待機10uA

  ·支持6連跳傳輸

  ·點對點傳輸距離 200 米

  ·主芯片QFN 6*6 封裝

  1路UART作為通用的數據傳輸,傳輸速率115200bps,單包數據最長為32bytes,其它數字接口(ADC/PWM 等)均可通過UART口自行配置。

  典型應用:智能家居、物聯網、智能組網、智能物流、工業和商用近距離通信、智能農業、控制信號傳輸等。

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  據說,nigbee通信技術比zigbee的通信技術更智能,擁有更智能節點傳輸能力,數據傳輸更穩定可靠,具備強大數量、高密度組網能力,點對點傳輸距離200米,這目前只是廠家的一方的說辭,還沒有任何數據證明,有待市場驗證。

  盡管用戶所關心的是智能產品的實用性和易用性,能不能給生活帶來真正智能、便捷的體驗,但是只有完善的無線技術,才能保證智能家居的安全性、穩定性和信息傳輸能力,這也是智能家居帶來良好用戶體驗的前提,所以說智能家居的競爭,在一定程度上也是通訊技術之間的較量,雖然不能最終決定智能產品的品質,但通訊協議對智能家居而言重要性不言而喻。


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