智能家居有哪些常见的通信协议技术？

目前，智能家居领域使用了多种通信协议，如主流的NB-IoT、ZigBee、Z-Wave、WiFi、蓝牙等。 我们在选择智能家居设备时，应该如何选择通讯协议呢?

今天小编就为大家科普一下这些通信协议的特点以及优缺点。 相信下面的内容会让您对智能家居有更深入的了解。

有线或无线

智能家居的通信系统主要分为有线通信和无线通信两大类。

虽然有线智能家居系统相对稳定，但有线技术的缺点是布线复杂、工作量大、成本高、维护困难。 无线解决方案为智能家居带来了曙光。 丢了很多麻烦。 无线智能家居不会影响室内的美观，节省综合布线的人力物力，并且具有方便快捷的特点，非常适合智能家居。

无线通信技术有哪些

无线通信技术主要有zigbee、z-wave、RF、蓝牙、wifi、EnOcean、lora、NB-IOT等。

01 WiFi技术

Wi-Fi是一种远距离无线传输技术，允许电子设备连接到无线局域网。 其最大的特点是方便人们随时随地上网，但对于智能家居应用来说其缺点也很明显。 功耗高：是随时随地部署低功耗传感器的致命缺陷; 安全性低：购买随机网卡就可以轻松破解WiFi的账户密码，对家庭安全不利。

虽然WiFi很普及，但该技术只适合单品小型智能设备，很难实现场景化应用，因为如果家里有超过8个WiFi连接设备就会变得有点卡。 ，只能作为智能家居应用中的辅助补充。 角色。

02 蓝牙协议

蓝牙也是生活中最常见的协议。 接触最多的就是手机和蓝牙音箱的蓝牙配对。 通过短距离无线通信，可以传输大数据，给生活带来很多便利。 蓝牙的功耗比wifi低，传输距离也比较短，一般小于10米，所以不能用于联网。 其次，蓝牙堆栈(stack)容易崩溃。

蓝牙节点也比较少，稳定性和干扰方面都不是很强，所以不太适合智能家居系统。 在智能家居行业，蓝牙技术一般只考虑用于单一产品或小型本地智能产品。

03 RF433

RF433采用低频信号传输，频率越低，穿墙能力和绕射能力越强，因此RF433具有非常好的穿墙能力和绕射能力。 与wifi一样，RF433仅支持星型网络拓扑，通过多个基站实现网络覆盖和空间扩展。

射频技术特别适合那些改建的房屋和公寓。 安装方便，不会破坏原有的装修风格。 控制模块可以直接安装在墙壁上或盒内或天花板上或您想要安装的任何位置。 安装灵活多变，可DIY。

04 z波

z-wave是由丹麦公司Zensys主导的无线网络协议，专注于互连和标准化。 Zwave的数据传输速率为9.6kbps，信号有效覆盖室内30米(室外100多米)。 适用于窄带宽应用，具有一定的安全性和稳定性。 然而，目前它仅用于家庭自动化。

其主要缺点是：一是节点较少，理论值为256个，实际值可能只有150个左右，这是它能容纳的设备数量的上限。 事实上，许多制造商可以容纳 20 或 30 台设备。 二是树状网络结构。 一旦分支上端断线，下端所有设备将无法与网关通信; 第三，没有加密方法，安全性差，容易受到攻击。 (Zwave使用的频段在我国属于非民用，Zwave智能家居在国内还不常见，国外使用的仍然较多。)

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05 ZigBee协议

ZigBee标准协议是目前物联网领域公认的最适合构建物联网智能系统的通信技术。 它是一种短距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通信技术。 其安全性被公认为较好，采用AES-128加密，此外，ZigBee网络自组网和自愈能力较强。

总而言之，ZigBee是一种廉价、低功耗的短距离无线网络通信技术。 网络容量方面，可扩展至65000个，绝对满足智能家居产品的接入需求。 速率为250K，对于不需要大数据传输的家庭设备来说绰绰有余。 目前，新型智能家居产品大多采用Zigbee进行控制和组网连接。

06 NB-IoT技术

NB-IoT是物联网领域的一项新兴技术，支持广域网中低功耗设备的蜂窝数据连接，也称为低功耗广域网(LPWA)。 与蓝牙、WIFI等传统物联网技术相比，NB-IOT技术具有明显的优势。 国家大力倡导的物联网发展很大程度上依赖于NB-IoT。

NB-IOT技术应用于智能家居，除了具有深度覆盖、连接数量大、数据传输速度快、超低功耗、更安全、更稳定等优势外，还能带来诸多价值——为智能设备增加功能，如支持待机时间短、网络连接要求高的设备的高效连接，并且可以提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖，并且可以简化终端的复杂度，降低终端的功耗，能够实时、大容量地进行高效的身份认证和访问控制等。

如何选择通讯协议?

如何选择智能家居通信协议?

事实上，无论是NB-IoT、ZigBee、WiFi等，它们都是在某些场景下进行自动控制的协议。 如何选择需要根据具体情况来确定，比如公寓的类型、面积的大小、墙体的数量等等。

荣事达智能家居主要以NB-IoT和Zigbee为主，但在WiFi、RF433等领域也有深厚的积累，体现了其雄厚的技术实力。 在荣事达的智能全屋系统中，NB-IOT、ZigBee、WiFi等技术早已被完美划分，并根据各自网络结构和通信协议的特点共同构成了整体的智能家居解决方案。

目前NB-IOT主要应用于智能门锁、安防报警等细分领域，如荣事达NB智能锁、荣事达NB可燃气体探测器等，解决因高带宽导致网络无法连接的情况。功耗大，wifi网络覆盖范围小。 无需网关或路由，直接连接运营商基站即可使门锁与传感器联动更稳定，构建一系列物联网家庭场景; ZigBee主要控制智能系统，如荣事达智能窗帘系统、荣事达智能照明系统等，基于ZigBee协议的设备可以方便地添加到网络中，相互通信。 兼容性非常强，可以支持大量设备，更好地满足每个家庭的需求; 而wifi主要控制智能物品，比如智能猫眼、背景音乐、智能镜子等市面上普及率较高的电子设备都配备了WiFi模块……

荣事达智能家居将这些协议完美结合和分布，为用户提供个性化的智能家居系统，打造个性化的智能生活体验。 基础协议的使用和搭配是智能全屋系统完整性和强大实力的体现。 建立在对各种技术协议的充分理解和掌握的基础上，可以延伸到智慧酒店、智慧别墅、智慧公寓的多领域应用，保证了智慧系统的长期运行和不断迭代升级。

智能家居无疑是这几年来热门的研究对象之一，各类协议不停的更新最新版本及改进缺点，导致目前没有一种真正意义上国际标准化用于智能家居、智能照明的通讯协议。本文主要针对各种方案的原理，技术特点及优缺点作出了一个对比并以此展望了智能家居市场的未来。

下面我们将一一介绍这些协议：

ZigBee协议：

Zigbee是IEEE 802.15.4协议的简称，它来源于蜜蜂的八字舞，蜜蜂(bee)是通过飞翔和“嗡嗡”(zig)抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，而ZigBee协议的方式特点与其类似便更名为ZigBee。ZigBee主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备，其特点是传播距离近、低功耗、低成本、低数据速率、可自组网、协议简单。

ZigBee的主要优点如下：

1.功耗低

对比Bluetooth与WiFi，在相同的电量下(两节五号电池)可支持设备使用六个月至两年左右的时间，而Bluetooth只能工作几周，WiFi仅能工作几小时。

2. 成本低

ZigBee专利费免收，传输速率较小且协议简单，大大降低了ZigBee设备的成本。

3. 掉线率低

由于ZigBee的避免碰撞机制，且同时为通信业务的固定带宽预留了专用的时间空隙，使得在数据传输时不会发生竞争和冲突;可自组网的功能让其每个节点模块之间都能建立起联系，接收到的信息可通过每个节点模块间的线路进行传输，使得ZigBee传输信息的可靠性大大提高了，几乎可以认为是不会掉线的。

4. 组网能力强

ZigBee的组网能力超群，建立的网络每个有60，000个节点。

5. 安全保密

ZigBee提供了一套基于128位AES算法的安全类和软件，并集成了IEEE 802.15.4的安全元素。

6. 灵活的工作频段

2.4 GHz，868 MHz及915 MHz的使用频段均为免执照频段。

ZigBee的缺点如下：

1. 传播距离近

若在不适用功率放大器的情况下，一般ZigBee的有效传播距离一般在10m-75m，主要还是适用于一些小型的区域，例如家庭和办公场所。但若在牺牲掉其低掉线率的优点的前提下，以节点模块作为接收端也作为发射端，便可实现较长距离的信息传输。

但是现在，一般办公和家庭、别墅使用时没有问题的，如果是大平层的话，可以加强里面的信号，达到脱网联动控制。

2. 数据信息传输速率低

处于2.4 GHz的频段时，ZigBee也只有250 Kb/s的传播速度，而且这单单是链路上的速率且不包含帧头开销、信道竞争、应答和重传，去除掉这些后实际可应用的速率会低于100 Kb/s，在多个节点运行多个应用时速率还要被他们分享掉。

3. 会有延时性

ZigBee在随机接入MAC层的同时不支持时分复用的信道接入方式，因此在支持一些实时的应用时会因为发送多跳和冲突会产生延时。

Bluetooth(蓝牙协议)

蓝牙协议是由爱立信公司创造并于1999年5月20日与其他业界领先开发商一同制定了蓝牙技术标准，最终将此种无线通信技术命名为蓝牙。蓝牙技术是一种可使电子设备在10～100 m的空间范围内建立网络连接并进行数据传输或者语音通话的无线通信技术。

蓝牙的优点如下：

1. 功耗低且传输速率快

蓝牙的短数据封包特性是其低功耗技术特点的根本，传输速率可达到1Mb/s，且所有连接均采用先进的嗅探性次额定功能模式以实现超低的负载循环。

2. 建立连接的时间短

蓝牙用应用程序打开到建立连接只需要短短的3ms，同时能以数毫秒的传输速度完成经认可的数据传递后并立即关闭连接。

3. 稳定性好

蓝牙低功耗技术使用24位的循环重复检环(CRC)，能确保所有封包在受干扰时的最大稳定度。

4. 安全度高

CCM的AES-128完全加密技术为数据封包提供高度加密性及认证度。

蓝牙的缺点如下：

1. 数据传输的大小受限

高速跳频使得蓝牙传输信息时有极高的安全性，但同时也限制了蓝牙传输过程中数据包不可能太大。即使在所谓的高保真蓝牙耳机中高低频部分也是会被严重压缩的。

2. 设备连接数量少

相对于Wifi与ZigBee，蓝牙连接设备能力确实较差，理论上可连接8台设备，实际上也就只能做到6——7个设备连接。

3. 蓝牙设备的单一连接性

假设我用A手机连接了一个蓝牙设备，那么B手机是连接不上它的，一定要我与此蓝牙设备之间的握手协议断开B手机才能连接上它。

WiFi(无线保真协议)

WiFi是IEEE 802.11的简称，是一种可支持数据，图像，语音和多媒体且输出速率高达54Mb/s的短程无线传输技术，在几百米的范围内可让互联网接入者接收到无线电信号。WiFi的首版于1997年问世，当时其中定义了物理层和介质访问接入控制层(MAC层)，并在规定了无线局域网的基本传输介质和网络结构的同时规范了介质访问层(MAC)的特性和物理层(PHY)，其中物理层采用的是FSSS(调频扩频)技术、红外技术和DSSS(直接序列扩频)技术。在1999年又新增了IEEE 802.11g和IEEE 802.11a标准进行完善。

WiFi优点：

1. 传输范围广

WiFi的电波覆盖范围半径高达100 m，甚至连整栋大楼都可以覆盖，相对于半径只有15m蓝牙，优势相当明显。

2. 传输速度快

高达54Mb/s的传输速率使得WiFi的用户可以随时随地接收网络，并可快速地享受到类似于网络游戏、视频点播(VOD)、远程教育、网上证券、远程医疗、视频会议等一系列宽带信息增值服务。在这飞速发展的信息时代，速度还在不断提升的WiFi必能满足社会与个人信息化发展的需求。

3. 健康安全

WiFi设备在IEEE 802.11的规定下发射功率不能超过100 mW，而实际的发射功率可能也就在60～70 mW。与类似的通信设备相比，手机发射功率约在200 mW～1 W，而手持式对讲机更是高达5 W。相对于这两者WiFi产品的辐射更小。

4. 普及应用度高

现今配置WiFi的电子设备越来越多，手机、笔记本电脑、平板电脑、MP4几乎都将WiFi列入了他们的主流标准配置。

WiFi缺点：

1.功耗大

2.价格贵

3.协议编码复杂

UWB(Ultra Wideband)：

是一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号，UWB能在10米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率。

Z-Wave协议：

是由丹麦公司Zensys所一手主导的无线组网规格，Z-wave联盟(Z-wave Alliance)虽然没有ZigBee联盟强大，但是Z-wave联盟的成员均是已经在智能家居领域有现行产品的厂商，该联盟已经具有160多家国际知名公司，范围基本覆盖全球各个国家和地区。目前国内应用不光。

RF射频协议：

较常见的应用有无线射频识别(Radio Frequency IdentificaTIon，RFID)，常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等。其原理为由扫描器发射一特定频率之无线电波能量给接收器，用以驱动接收器电路将内部的代码送出，此时扫描器便接收此代码。

EnOcean协议：

国际电工技术委员会(InternaTIonal Electrotechnical Commission)将EnOcean无线通信标准采纳为国际标准ISO/IEC 14543-3-10，这也是世界上唯一使用能量采集技术的无线国际标准。

ModBus协议：

是由Modicon(现为施耐德电气公司的一个品牌)在1979年发明的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。ModBus网络是一个工业通信系统，由带智能终端的可编程序控制器和计算机通过公用线路或局部专用线路连接而成。其系统结构既包括硬件、亦包括软件。它可应用于各种数据采集和过程监控。

KNX协议：

1999年5月，欧洲三大总线协议EIB、BaTIBus和EHSA合并成立了Konnex协会，提出了KNX协议。该协议以EIB为基础，兼顾了BaTIBus和EHSA的物理层规范，并吸收了BatiBus和EHSA中配置模式等优点，提供了家庭、楼宇自动化的完整解决方案

Weave协议：

Weave是一个低功耗、低带宽、低延迟、安全的设备间通信协议，该协议最初由Nest公司开发并被使用在他们自己的设备上。Nest将它开放给全世界的开发者。目前被Google收购，Google并决定推出基于 JSON的通讯语言Weave。意在创建智能硬件间的通用通信、指令收发方案，与Android兼容。

Thread协议：

由三星、Nest、ARM、Big Ass Fans、飞思卡尔和Silicon Labs公司联合推出， 是一种基于IP的无线网络协议，用来连接家里的智能产品。