WiFi、ZigBee、Bluetooth在智能家居应用

本文导读

随着物联网技术的进步和普及，智能家居系统的实现逐步变得容易。智能家居能极大的提高人们的生活质量，得益于家居系统的完善，而又如何确保单品完美接入您的智能系统吗？

近年来，智能家居在中国掀起了一股不小的热浪，智能家居经过多年的洗礼，在我国已经走过了概念普及阶段，但是由于发展缓慢的问题，智能家居行业并没有得到普及，85%的消费者表示只是听说过智能家居，但是尚不知道智能家居到底包括哪些设备，要具备什么样的功能。

图1 智能家居控制系统

其实这也是我国智能家居行业的定位尴尬，自从行业引进以来，尚没有统一的标准表明智能家居要达到怎样的需求，能够为消费者提供怎样的服务。不同厂家有不同的定位，一些照明企业、电器企业甚至一些窗帘企业都介入智能家居市场。相关产品可谓五花八门，产品的稳定性有所欠缺。

图2 缺少标准导致产品性能良莠不齐

Wi-Fi、ZigBee、蓝牙等多种无线通信方式各有优劣，厂商各自联盟，统一行业通信标准才是智能家居行业亟需解决的问题，只有这样才能让众多用户享受到智能家居带来的方便、智能生活。

图3 Wi-Fi、ZigBee、Bluetooth适用场景与特点

一、Wi-Fi方案

Wi-Fi技术是目前无线传输速度较快的技术，产品成本也较低，在目前的生活中较为普及，最方便的是只需要购买模块连上Wi-Fi网络就能使用。所以目前基于Wi-Fi技术的智能家居产品占的市场份额最大。

图4 ZLG致远电子Wi-Fi模块

如图4为ZLG致远电子推出的一款低功耗、高性能的Wi-Fi模块，产品采用博通（Broadcom）无线方案设计。

图5 WM6201串口透传

模块内置一颗Cortex-M4内核的处理器，主频高达100MHz，无线遵循IEEE 802.11b/g/n协议，支持UART串口透明传输，用户无需了解复杂的TCP/UDP及无线网络协议，即可实现设备的快速联网。

二、ZigBee方案

传感器 (Sensor) 在物联网的生态系统 (Eco System) 中扮演着很重要的角色，在智能家庭的运用场景中更显得重要，例如灯光控制，窗帘控制，温度控制，烟雾侦测，甚至安防系统都需要透过传感器来实现。

随着无线网络技术的发展，无线传感器网络的技术标准也得到了快速的革新与进步，ZigBee就是其中之一。ZigBee是一种中距离低速传输的无线网络协议。它的优势在于低耗电、低成本、支持大量的网络节点与支持多种网络拓扑 (点对点网络、星型网络、网状网络)。

图6 ZigBee点对点、星型、网状网络拓扑结构

从2001年ZigBee问世到现在历经了十多年来的改革，ZigBee3.0统一了各个不同应用规格 (Profile) 之间的标准，让各个运行在不同应用的ZigBee装置能够互连互通，为整个物联网系统打通了链接管道，大大增进了整个物联网与智能家庭运用的发展进程。

华为在2016年8月29号申请加入ZigBee联盟，成为“促进者”成员并获得一个董事会席位。华为成为ZigBee联盟董事会成员，无疑进一步彰显了ZigBee在物联网领域不断增长的影响力和价值。

ZLG致远结合多年的市场经验和该行业用户的实际需求，将用户80%的实际应用需求，90%的协议研发耗时，推出了一系列基于NXP JN516X无线微控制器开发的低功耗、高性价比的ZigBee模块。

其最大的特点是实用性极强、传输效率高、性能可靠稳定、二次开发简单、工程布网灵活。

三、Bluetooth方案

蓝牙技术(Bluetooth)应该是在智能家庭运用场景里仅次于Wi-Fi和ZigBee的另一个关键无线传输技术，它通常被用于不同设备之间的短距离无线通信，如同Wi-Fi，蓝牙技术经过了近二十年的演进，从BT1.0、BT2.0、BT3.0、BT4.0到最新的BT5.0，其中蓝牙技术联盟 (SIG) 在蓝牙4.0的标准规范中已提出了“低功耗蓝牙”(BLE, Bluetooth Low Energy)的运作模式，蓝牙技术连盟更进一步地在2013年底推出了蓝牙4.1的技术规范，其主要目的是为了让Bluetooth Smart 技术最终成为物联网发展的核心动力。

ZLG9021系列蓝牙模块是ZLG致远电子推出的一款低成本、低功耗和小尺寸的BLE模块，符合蓝牙4.0标准。

模块内置完整的无线协议栈，支持串口透明传输模式，用户无需进行繁琐的射频硬件设计或无线协议的开发即可快速使用，大幅减少研发投入，缩短产品的研发周期。

物联网的标准、规范与协议也许需要一个漫长的整改完善的过程，当然，新的技术还在不停的开发，可以预见的是每个规格之间的兼容性会愈来愈好。

并且通过物联网产品开发商的努力之下，同时支持多种传输技术与多种规范的产品会变成主流，在某个单一无线网络传输技术与规范统一整个物联网系统之前，能兼容于多种传输技术与规范的产品才能因应市场的变化并不被制定的框架所局限。

未来会不会有一个规格一统物联网的天下？目前没有人可以提供一个明确的答案。

但是多样性且充满创意的产品与应用能让万物更自由的互连互通并为人类的生活带来更多的便利，是所有科学家、软硬件设备开发商、规格制订者与解决方案提供者未来一起努力奋斗的目标。