韓歡　王華軍

摘 要：在智能家居的組網模式的選擇上，目前，無線接入的組網模式主要有藍牙、Zigbee、Z-Wave、WiFi等技術，藍牙和WiFi已經被我們所熟知，也是目前在智能終端領域主要的接入方式，而Zigbee和Z-Wave作為新興的低功率、低成本的無線接入方式，也使無線接入的產業(yè)鏈更加完善。

關鍵詞：物聯(lián)網；智能家居；藍牙；zigbee；z-wave；wifi

智能家居，早在上世紀九十年代就已經出現(xiàn)，但是，昂貴的成本，繁雜的布線以及物理限制，讓智能家居的發(fā)展幾乎停滯不前，尤其是在已有建筑反面，機會不可能改造。還好，我們來到了物聯(lián)網時代，這個時代，讓我們的生活變得簡單，讓我們周圍每一件物品都變成一部智能手機，一臺智能PC，并且通過現(xiàn)成已有的網絡把他們連在一起，讓我們在地球任何一個角落都可以輕松自如的操作他們。在這個大背景下，基于各種無線協(xié)議的智能家居以勢如破竹之勢走入我們生活。如此巨大的市場和發(fā)展前景，必然帶動技術的發(fā)展，各種無線組網模式紛紛改進，低功耗，低成本的產品越來越多，讓我們的選擇也越來越多，目前主要有以下幾種主要的組網模式：

1 Zigbee

Zigbee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗個域網協(xié)議。根據(jù)這個協(xié)議規(guī)定的技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。Zigbee低功耗，倆節(jié)5號干電池可以持續(xù)工作6個月；低成本，ZigBee免協(xié)議專利費，每塊芯片的價格大約為2美元；短時延，ZigBee的響應速度較快，一般從睡眠轉入工作狀態(tài)只需15ms，節(jié)點連接進入網絡只需30ms，進一步節(jié)省了電能；高容量，ZigBee可采用星狀、片狀和網狀網絡結構，由一個主節(jié)點管理若干子節(jié)點，最多一個主節(jié)點可管理254個子節(jié)點；同時主節(jié)點還可由上一層網絡節(jié)點管理，最多可組成65000個節(jié)點的大網。ZigBee作為一種新興的短距離、低速率的無線通信技術，更是得到了越來越廣泛的關注和應用。尤其是在智能家居領域，大部分廠商都采用了zigbee的組網方式。但是，zigbee也有無法忽略的缺點：首先，目前國內Zigbee技術主要工作在2.4GHz―2.5GHz ISM微波段，其衍射能力弱，穿墻能力弱，如果采用射頻功放，對2.5G信號進行放大，又會增加功耗和成本；其次，Zigbee技術的主要特點是支持自組網，但是在家居環(huán)境中，大部分家居控制設備都是定點安裝，自組網的優(yōu)點也不復存在；最后，相對65000個節(jié)點，目前在家居環(huán)境中，我們最多用到100個節(jié)點，在多也不在我們的承受范圍之內，當然，隨著zigbee模塊的成本降低，未來可能家里的每一個物品上都會安裝有zigbee模塊，那時，才能更好的利用它的優(yōu)點。

2 Z-Wave

Z-Wave是一種新興的基于射頻的、低成本、低功耗、高可靠、適于網絡的短距離無線通信技術。工作頻帶為908.42MHz（美國）～868.42MHz（歐洲，國內使用的是歐洲頻段，目前這兩頻段都是免授權頻段），采用FSK（BFSK/GFSK）調制方式，數(shù)據(jù)傳輸速率為9.6 kbps-40kbps，信號的有效覆蓋范圍在室內是30m，室外可超過100m，適合于窄帶寬應用場合。隨著通信距離的增大，設備的復雜度、功耗以及系統(tǒng)成本都在增加，相對于現(xiàn)有的各種無線通信技術，Z-Wave的設計成本只有Zigbee的一半左右，而且輕量級協(xié)議和簡單結構有助于保持比Zigbee更低的功耗，有力地推動著低速率無線個人區(qū)域網，同時，由于其目標明確定位在智能家居領域，所以，在智能家居領域的發(fā)展比zigbee更快。但是相對于ZigBee跳頻擴頻（FHSS）技術，Z-Wave的單信道方式自我修復能力弱，容易受到干擾，安全性較差，這些都是Z-Wave聯(lián)盟需要盡快解決的問題。

3 WiFi

WiFi是目前應用最廣，傳輸速率最快的無線組網模式，也是最被我們所熟知的一種方式，但是，其在只能終端領域里，只是占有了PC和智能手機，而其他的無源智能終端設備，則用之甚少，終其原因，就是因為功耗太大，相較于zigbee，藍牙等組網方式，WiFi的功耗是不可接受的，尤其是在物聯(lián)網快速發(fā)展的今天，大部分聯(lián)網設備都是無源的，所以WiFi在物聯(lián)網的發(fā)展上一直都不被看好，雖然國內已經安置的大量的WiFi熱點，而且以后會安裝更多，但在其他智能終端上的應用還是沒有被大量采納。不過，目前低功耗的WiFi芯片也有很多矚目的研究，尤其是內嵌了實時時鐘控制器/看門狗定時器的WiFi芯片，芯片的電源管理功能會自動控制電源在無設備連接控制時保持低功耗待機模式，耗電量僅為數(shù)μW，完全可以讓干電池使用一年以上，功耗幾乎和zigbee的功耗一樣，當然，在未來的應用上，成本的降低才可能占有更多的市場。

4 總結

在物聯(lián)網快速發(fā)展的今天，不可能直接否決掉某種技術，也不可能完全應用某種技術，未來，多種組網模式相結合，也許才是更好的發(fā)展方向，當然，多種組網模式相結合，我們還要解決的問題還有很多，尤其是克服信號間相互干擾的問題，那時，我們將能自由的享受到這幾種技術帶來的便利。

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