谈谈智能家居的通讯协议：WiFi、BLE、ZigBee 和Sub1G
前几年,一直从事智能家居行业,对于wifi、ble、zigbee也都研究使用过,现在想谈谈自己对他们的理解和发展趋势的看法,初次写文章,写的不好,望见谅.
起因
从哪说起呢，就从接触智能家居开始吧，刚开始接触智能家居，对这个行业还很陌生，大学的时候，只学过蓝牙一种无线通信技术。所以对智能家居，到底怎么做 ，还是很模糊的。
那时候的蓝牙
那应该是16年，低功耗蓝牙还处于ble4.0节段，而且只支持直连，并且只支持同时在线7个设备。
种种限制，导致当时的低功耗蓝牙，无法满足整个家庭，高达几十种设备互联互通的需求，只能去做一些和手机蓝牙连接的设备，比如：手环、体重秤、血压计、温湿度计等等。
其他无线通讯技术
所以，要想做智能家居，当时我们的选择只能去选择其他无线通讯技术。
摆在我们面前的。wifi，sub1g，zigbee
wifi
wifi功耗太大，不适合做电池设备，但是他能做供电的设备，并且因为是wifi，也可以连接网络，和云端通讯。所以，wifi适合作为中心节点，比如小米的多功能网关
Sub1G
所谓Sub1G,就是无线通信的波段在1G一下的无线通讯技术，比如Ti的CC1310单片机，就支持Sub1G的通讯。
Sub1G有很多优点，比如：通讯距离远，穿墙效果好
缺点也很明显：没有协议栈,如果使用他组网,就需要开发一套自己的组网协议,费时费力
zigbee
那个时候的zigbee,已经相对比较成熟,已经有了家庭自动化协议栈.专门为智能家居而生.
然后,zigbee3.0也已经发布,完整的协议,统一的通讯规则.让智能家具行业,真正能够互联互通.
那个时候的zigbee优点:
- 理论支持65535个设备
- 通信速率250kpbps,传输通知协议,和上报信息,完全够用
- 通信距离20m左右
- 支持星形网络,支持消息多级路由
- 功耗低,像NXP的厂家的芯片JN5169功耗ua级别
如此多的优势,让我们毫不犹豫的选择了zigbee通讯技术,来实现我们的智能家居产品
当然,它也有缺点,最明显的缺点就是,需要一个中心节点.就是网关.就像前面说的小米的多功能网关,其实就是一个zigbee的中心节点
智能家居的变革
我认为的,当时的智能家居处于智能家居1.0时期,就是能实现家庭的互联互通.并且通过手机可以去控制家里的设备.
而且那年,有一个智能设备突然火了起来,迅速把智能家居推向了2.0的时代
他就是智能音箱
智能音箱
你可能不知道,第一台智能音箱是谁生产的,其实,在智能音箱没火之前,国外的亚马逊和国内的京东,就已经出了好几个智能音箱产品,但是在国内,一直都是不温不火的状态.其主要原因有两个
- 智能家具的厂家还不多,智能家具1.0才刚刚起步,想要用音箱控制智能家居产品,耗时费力,短时间完成不了
- 如果一个智能音箱买回家,智能听听歌,聊聊天.而且很贵,大部分人不会购买
智能家居火了以后,不管是国外的Apple、Google、Amazon，还是国内的小米、阿里，京东,百度他们都卷入了这场智能音箱的竞争.
以至于,以前一个智能音箱需要五六百快,当时只需要七八十块就可以买一个.
为什么这些智能音箱厂家,宁愿赔钱,都要让你买一个智能音箱放在家里面.
他们当然是有目的的,他们要抢一个智能家居的入口,智能家居2.0时代的语音入口
智能家居2.0
随着大厂的入局智能家居迅速进入2.0时代.
各个智能家居厂家,争先恐后的加入那些大厂的智能家居平台.通过 云对云 的方式,能让智能音箱控制自己家的智能设备.
云云接入
所谓云对云,就是智能音箱听到一个控制指令,比如:打开空调.这条指令会传给智能音箱的云端,云端会根据"打开空调".去找到加入的空调,然后根据空调的品牌,找到对应品牌商的云端控制地址,把指令发给品牌商,品牌商收到指令后,再下发指令给自己的空调,从而控制空调打开.
为什么选择云云对接,原因也很明显.
- 许多智能家居厂家,已经生产了很多智能家具产品,如果这些产品能使用智能音箱控制,那就能极大的增加产品的卖点.
- 选择云云对接,极大程度的保护了厂家自己的生态,各个厂家也比较乐意去加入这个免费平台,可谓是各取所需,互惠互助
当然云云对接,也有自己的弊端.仅仅只是能简单的语音指令控制智能设备了.但是还是没办法使各个厂家之间的单品互联互通,不如,你没办法让小米的门磁关联华为的智能灯,实现开门开灯 关门关灯的场景.
所以接下来,智能音箱厂家想做的还是能 直连接入 自己的智能音箱的智能产品
直连接入
如果要直连接入,那势必需要选择无线通讯技术,前面我们讲过,除了zigbee,没有特别合适的无线通讯技术.
然而,当时又发生一件事情,ble5.0发布.同时支持了mesh组网.
ble5.0的优势
1.通信速度上的翻倍，从现行的1Mbit/s变身为2Mbit/s。
2.通信距离的提升，可提升至4倍。直线通信距离理论上最大可达300米。这意味着蓝牙信号搞掂一个房间不在话下，整户公寓也没问题，甚至整栋小型楼房也不在话下。
3.蓝牙连接的稳定性有提高。例如与运动耳机等设备的连接稳定性将增强，信号中断几率有所减少。
4.在功耗不变的前提下实现性能提高。
5.兼容之前的蓝牙标准。就是说，现在的蓝牙4.2等旧版本将可以与配备蓝牙5的设备连接。
6.meshnetworking已经加入。网状网络是基于蓝牙设备而独立研发的一项技术：蓝牙设备能相互作为对方的路由器，一站站把信号传递得更远，提升信号传送距离。可兼容蓝牙4和5系列协议。
ble5.0发布,就像一颗重磅炸弹,砸入了智能家居的深海中.掀起了一大波浪花
毫无疑问,ble5.0mesh作为了直连接入的最优通信协议(当然对于那些非低功耗产品,插排插座,wifi通讯也是很不错的选择)
对于,zigbee和ble5.0 wifi 之间的优劣,我就不做赘述,感兴趣的小伙伴,可以去这个提问,看看大家的看法.
总结:
总体来说,智能家居发展到现在这个阶段,以智能音响为中心,衍生各种智能家居产品.以后使用最多的通讯技术,我认为还是蓝牙Mesh和wifi,音箱本身就自带蓝牙功能和wifi功能,不需要添加任何硬件成本,就可以作为智能家居的中心节点,就和其他智能设备实现互联互通.这是蓝牙和wifi非常大的优势
当然,将来智能家居能不能发展成,就像家里有一位管家,非常贴心的照顾你的饮食起居.那还依赖于以后AI的发展.我相信,这应该不远了.