．智慧家庭無線協議的發展歷史及重要性

Smart Home Solution Presentation

無線才是王道家用監控攝影機輕鬆搞定

來源：千家网

Connecting the smart home: The history of wireless protocols – and why they matter

據Crimson Hexagon最近的一份報告發現：「從2014年到2017年，智慧家庭技術開始受到人們的廣泛關注，超過60％的消費者，對智慧家庭技術表現出了極大的興趣。」如果你從事物聯網行業工作，那麼你可能會對報告及數據比較熟悉，因為這預示著智慧聯網家庭的未來市場發展機會。

我們都知道，消費者在選購智慧家庭產品時，往往會受到很多因素的影響，如娛樂性、便利性、安全性，以及提升家庭能源利用效率，和減少能源支出等等。

但是，在這些背後，我們都知道，智慧家庭發展最大的阻礙因素之一就是智慧家庭設備的互操作性，和越來越多的無線協議。

類似Z-Wave和Wi-Fi這樣的無線協議，作為物聯網基礎設施的重要支柱；在某些情況下，設備之間使用的這些語言，創建了支離破碎或封閉的生態系統，往往給終端用戶造成困惑及應用障礙。

隨著現代智慧家庭越來越受歡迎，相應的協議及其功能的數量，也越來越多。儘管工程師，開發人員以及製造商，都試圖創造他們認為最佳用戶體驗的產品，並引入了新的協議和技術，但大家都想統一標準，連接控制所有的產品。為了更好理解我們如何達到當前智慧家庭的協議狀態，我們來看一段簡短的歷史。

物聯網之前的物聯網

首先，智慧家庭中無線協議的功能是什麼？

簡而言之，協議是設備如何相互通信和理解的語言或功能。許多人認為現代智慧家庭協議的出現，可追溯到20世紀70年代X10（一種國際通用的智慧家庭電力載波協議）的創建，它是第一個用於電子設備的通用通信協議。

不久之後，又開發了各種其它協議，包括Z-Wave，以及UPB（通用電力線總線），WiFi和Insteon（一種複雜度低、功耗低、數據傳輸速率低、成本低的雙向混合通信技術，具有即時響應、易安裝、易使用、經濟可靠和與X10相容的特點）等以解決消費電子和家庭控制市場的各種問題。

UPB於1999年發佈，使用電力線接線進行信號和控制，透過家中現有的電線，提供高水平的可靠性和傳輸速率。這是一項技術性很強的技術，對於那些幾乎沒有相應技術知識的，DIY人群來說很難採用。

另外，在90年代早期引入WiFi來傳輸大量數據。今天，WiFi在智慧家庭中，允許設備連接，並讓用戶享受家庭設備的遠端控制。但是，WiFi確實存在和面臨諸如高干擾、高功耗等挑戰，這對於電池供電的產品來說，並不理想。

繼WiFi之後，Z-Wave和Insteon等新一代協議，透過提供高效、低功耗連接和利用網狀網路，來增強網路信號，主要為家庭控制而設計。

智慧家庭的早期技術

Insteon由Smartlabs Inc.設計，旨在解決基於電力線和無線協議之間連接。它們在當時是一種獨特的解決方案，但它們封閉的生態系統，使得消費者很難採用。

作為早期的網狀網路技術，Zigbee由Home RF聯盟開發，是一種無線專有協議，具有許多不同的「配置文件」，主要用於商業、能源和遠端控制市場。與Zigbee一樣，Z-Wave也是一種網狀網路協議，由丹麥公司Zensys於2001年推出，現在為Silicon Labs擁有。

Z-Wave是專門為智慧家庭打造的；家庭控制愛好者和開發人員都知道，要想獲得成功，標準不僅必須使用低功率電源，而且不會干擾其他家用電子產品，而且隨著設備的增加，而變得更強。

作為家庭控制的原始網路網技術之一，Z-Wave的傳統至今仍在繼續。Z-Wave由Z-Wave聯盟提供支持，Z-Wave聯盟是行業領導者的成員聯盟，致力於推廣標準，在撰寫本文時，擁有超過2400個經認證的Z- Wave設備和700多名成員。

智慧家庭協議新成員

在過去幾年中，隨著智慧家庭技術的發展，對低功耗網狀網路作為智慧家庭技術支柱需求，促使其它標準組織不斷探索自己的技術。

我們已經看到像Thread（由三星、Nest、ARM、Big Ass Fans、飛思卡爾和Silicon Labs公司聯合推出，是一種基於IP的無線網路協議，用來連接家裡的智慧產品。）以及藍牙技術組織（SIG）和WiFi聯盟等現有標準組織，已經宣佈了自己的藍牙網狀網路和WiFi HaLow網狀網路協議版本。

Thread是由Google和其它對智慧家庭感興趣的大公司，在2014年發起。Thread天生支持IPv6，旨在與Google和Nest合作，但不解決產品級互操作性問題。藍牙網格由SIG於2017年正式推出，與目前已知的藍牙點對點通信相比，具有不同的功能。

而WiFi HaLow網狀網協議，目前來自主要晶片組供應商的工程師，對WiFi HaLow的功耗問題表示擔憂，擔心該協議會對電池供電的智慧家庭設備消耗太多能量。

此外，許多較新的協議，如WiFi HaLow可能需要很長時間，才能被製造商採用，並為消費者創造合理的產品，這對於他們的發展來說是一大障礙。

智慧家庭協議未來將如何發展？

智慧家庭市場還將繼續成長，到目前為止，我們還沒有看到足夠多的跡象顯示，某一種標準或技術未來會一統天下。但我們有責任幫助消費者瞭解，他們所帶回家的產品，以及每種技術在實際應用，所中發揮的作用。

例如，WiFi將成為所有智慧家庭產品連接的組成部分，特別是如果用戶希望能夠在家庭之外，遠端訪問他們的設備。而藍牙將在智慧鎖市場中，發揮了關鍵作用，讓消費者用智慧手機在走到前門時，可以輕鬆地開門。

Z-Wave在安全系統中，仍然是一項突出技術，連接燈、溫控器、門鎖、傳感器及其它外圍設備，使家庭真正智慧化。

現在比較常用的網路協議有 WiFi、藍牙、ZigBee、Z-Wave，不過都有不足，例如：

WiFi的功耗比較大，適合傳輸大量的數據；

藍牙功耗比較低，但現在還存在藍牙2.0與藍牙4.0並存的混亂局面，且不支持IPv6；

ZigBee技術比較複雜，研發成本高；

Z-Wave由丹麥公司Zensys主導，暫時還沒有ZigBee聯盟強大。