【好居网】在当下物联网和“互联网+”日渐火爆的市场上，智能家居也有了可以凭借的“东风”。智能家居成为物联网的重要组成部分，智能家居系统的构建也就成了当下很多人关注的热点。想要构建智能家居系统，相关的技术必不可少。今天要给大家介绍的就是实现智能家居的几种常用通信技术。

当下智能家居技术主要指的是通讯或控制协议，专业来看这里主要涉及硬件接口和软件协议两部分，笼统来看市场上主要分为两大派别，即大家经常听到的无线与有线技术。

首先要介绍的就是有线技术。有线技术协议很多，但被人们所知晓的可归纳为两种：总线技术和电力载波技术(X-10、PLC)。

总线技术

早期的智能家居产品算是高科技产品，主要以有线产品为主，其控制方式主要是以双绞线为基础的家居控制总线控制方式，通过EIB、C-Bus、H-Bus、LonWorks、SCS、RS-485等总线通过协议对外围设备进行控制。

总线技术智能家居架构图

现场总线控制系统则通过系统总线来实现家居灯光、电器及报警系统的联网以及信号传输，采用分散型现场控制技术，控制网络内各功能模块接入总线，布线比较繁琐。

总线技术一般适用于大型工程小区的集成控制，有良好的稳定性、安全性。但在智能家居领域几乎没有发展前景。究其原因，主要体现在以下几个方面。

1、销售周期短，在销售，施工上都存在很大的限制。在销售时，必须在房屋安装之前进行销售。

2、布线非常复杂、不美观。这种方式所有的控制信号必须通过有线方式连接，控制器端的信号线更是多得吓人，并且布线麻烦。

3、布线繁杂、工作量大、大量从新布信号线，破坏墙体。施工时要与基础装修一起同步施工，强电弱电布线得规划好，大的别墅的智能家居产品，安装周期长，通常需要半年到一年左右的时间，还得和基础装修的施工衔接好，避免安装线路冲突。

4、维护困难，日常应用过程中，密密麻麻的线路掩埋在墙体内，不容易诊断，即使发现了，后期维护也比较困难，轻者破坏线路，重者对房屋装修会有不同程度的破坏。尽管销售商承诺售后服务，很多用户用后依然担心这个问题，这也成为有线智能家居产品在市场推广过程中的瓶颈。

5、不易组网、不可添加升级，特别是在后期用户需要添加设备，进行智能升级的过程中，也会有所限制。

6、成本高，1998年比尔盖茨就为自己建造过一座智能化的豪宅。当年比尔盖茨为了实现他的智能豪宅，铺设了84公里电缆，将房内的所有电器设备连接成一个家庭网络，耗资5.3亿美元，这些钱足以买下一家做内的中型上市公司。造价不菲，以至于早期的智能家居只适合高端人群，而非平民消费品。

这些缺点最终导致有线方式的智能家居只停留在概念和试点阶段，无法大规模推广。所以可以肯定的说智能家居要规模化，普及化必然要采用无线技术才有市场。有线智能家居现有厂家有ABB、海尔、快思聪(C4)、HDL河东、ETL、索博等。

特殊的有线——电力载波

电力载波通讯即PLC，是英文Power line Communication的简称。电力载波是电力系统特有的通信方式，电力载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。

电力载波运用领域

一般来说，全球的电力载波技术分为两种：一种是X-10。这种电力载波技术是通过交流电零点的时候来传输信号，这种技术的缺陷就是通信速率很低、没有反馈机制、会受到电力线本身50HZ和60HZ脉冲的干扰，也会受到电压不稳定的影响，这也是众多企业放弃电力载波非常重要的一个原因。二是通过调制解调的方式在电力线上传输信号。

电力线载波通讯因为有以下缺点，导致PLC主要应用--“电力上网”未能大规模应用：

1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送;

2、三相电力线间有很大信号损失(10 dB -30dB)。通讯距离很近时，不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输;

3、不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同，藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合。线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比，电力载波信号少损失十几dB，但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用;

4、电力线存在本身固有的脉冲干扰。有一种利用波形过0点的短时间内进行数据传输的方法，但由于过0点时间短，实际应用与交流波形同步不好控制，现代通讯数据帧又比较长，所以难以应用;

5、电力线对载波信号造成高削减。实际应用中，当电力线空载时，点对点载波信号可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时，只能传输几十米。

6、需加装大量的发射器、接收器和系统配套设备，更加复杂、影响美观。

7、智能化过程中，已装修好的家庭受到布线约束。(必须要在某处已经是布好了线)

8、容易造成公共电网二次污染，受政策限制。

X-10电力线载波技术甚至早在上世纪70年代就研制成功开始应用与家居自动化领域。在我们国内也是2000年左右就被引入并开始推广了，但是市场局面一直难于打开，难于广泛推广的主要原因还在于技术本身的种种问题。

最主要还是出现在稳定性上，因为电力网络环境实在太糟糕，尤其是国内的电网，如果我们要实现足够稳定地在电力线上通讯，需要花费的代价太大，尽管后来PLC-BUS提高了一定的稳定性，但是仍旧难以达到稳定持续的通讯质量，况且电网环境变化多端，后期维护有点捉襟见肘。除此之外，电力线通讯还涉及到对公共电网的二次污染以及信息安全性的问题等等。

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其次是无线智能家居技术。

在介绍无线智能家居技术之前，我们先来看看什么是标准通信。

1、什么是ISM?

ISM，此频段主要是开放给工业、科学、医学三个主要机构使用，该频段是依据美国联邦通讯委员会(FCC)所定义出来，属于Free License，并没有所谓使用授权的限制。

2、什么是2.4G?

2.4G是一种无线技术，由于其频段处于2.405GHz~2.485GHz之间，所以简称2.4G无线技术。是市面上三大主要无线技术(包括Bluetooth、27M、2.4G)之一。2.4GHz为各国共同的ISM频段。因此无线局域网，蓝牙，ZigBee等无线网络，均可工作在2.4GHz频段上。

3、都在2.4G频段上面是否会产生干扰?

它是全球范围内被广泛使用的超低辐射绿色环保频段;2.4G产品具有跳频功能一般都具有125个通迅信道可以避开干扰。因为2.4G无线网络通迅更通畅，多个通迅指令间不会相互干扰

无线技术包括Zigbee、Wi-Fi、Z-Wave、蓝牙(Bluetooth)、RF射频、Enocean。

常见无线智能家居系统

WiFi

它是一种短程无线传输技术，能够在数百米范围内支持互联网接入的无线电信号。其产品成本低，生活中也最为普及，它的最大特点就是方便人们随时随地接入互联网。但对于智能家居应用来说缺点却很明显，功耗高、组网专业性强。高功耗对于随时随地部署低功耗传感器是非常致命的缺陷。另一个致命缺陷是安全性，随意买一张蹭网卡就可以轻松破解wifi的账号和密码，这对于居家安全是不利的。此外，WiFi的组网能力也相对较低，目前WiFi网络的实际规模一般不超过16个设备，而实际家居环境中，仅开关、照明、家电的数量就已远远多于16个，显然发展空间受到了一定的限制。虽然wifi非常普及，但在智能家居的应用中只是起到辅助补充的作用。

现在国内家家易、博联等一些做智能单品的公司，还有就是目前一些互联网的巨头做的智能路由。

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无线射频技术

在电子学理论中，电流流过导体，导体周围会形成磁场;交变电流通过导体，导体周围会形成交变的电磁场，称为电磁波。在电磁波频率低于100khz时，电磁波会被地表吸收，不能形成有效的传输，但电磁波频率高于 100khz时，电磁波可以在空气中传播，并经大气层外缘的电离层反射，形成远距离传输能力，我们把具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频。

射频技术在无线通信领域中被广泛使用。许多无线设备利用RF场。无绳电话和手机，无线电和电视广播站，卫星通讯系统，以及对讲机服务等都是在RF频谱下运作的。还有一些无线设备工作在IR或可见光的频率下，它们的电磁波长要比RF场的短。这些例子包括大多数的电视机遥控器，一些无线的电脑键盘和鼠标，以及一些无线hi-fi立体声耳机。

射频在智能家居的应用。射频智能家居的入行门槛很低，价格便宜，大部分不知名的厂家都是用的射频(注意的是射频的智能家居厂家已经能做的双向通讯了)。

射频，315M/433M/868M/915M，这些无线射频技术广泛运用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触RF等场所，也有厂商将其引入智能家居系统，但由于其抗干扰能力弱，组网不便，可靠性一般，易窜网，在智能家居中的应用效果差强人意，泛善可陈，最终被主流厂商抛弃。

做射频的技术的厂家：欧瑞博(以射频为主，现在也在慢慢转入zigbee)、阿米奇、科道、家立方、家家易(现在正在改做wifi)、德乐、聪明屋、优易家等等 。

蓝牙

大家对蓝牙技术的熟知，恐怕要属手机上的蓝牙功能了。这是一种支持设备短距离通信(一般10m内)的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。但这种技术通讯距离太短，同时属于点对点通讯方式，故蓝牙产品会提供一些较为私人化的使用体验。对于智能家居的要求来说根本不适用。

Z-Wave

Z-Wave是由丹麦公司Zensys所一手主导的无线组网规格，并由之组建Z-wave联盟(Z-wave Alliance) 。Z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术。采用FSK(BFSK/GFSK)调制方式， Zwave的数据传输速率为9.6kbps，信号的有效覆盖在室内30米(室外大于100米)，适于窄带宽应用场合，且具备一定的安全性和稳定性，不过目前只应用于家庭自动化方面。

Z-Wave有以下特点：

一、节点较少，理论值为256个，实际值可能只有150个左右，算是其能容纳设备数量的上限，实际上很多厂商能做到容纳20、30个设备就不错了。

二、树状组网结构，一旦树枝上端断掉，下端的所有设备将无法与网关通信;

三、没有加密方式，安全性差，易受到攻击。

四、Zwave所用频段在我国是非民用的，政策上收到限制。国内并不常见Zwave智能家居，更多的还是应用在国外。

五、9.6kbps的传输速率太小，无法满足现代智能通信设备的数据传输，无法加密。

现有主要厂家有丰唐集团(和ZIGBEE组网结构相似，也是低功耗)。

Enocean

2012年3月，国际电工技术委员会将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。易能森(EnOcean)无线能量采集模块由德国易能森有限公司生产销售，并为易能森联盟成员提供技术支持。基于这个平台，原始设备生产商可以轻松且快速实现定制化的基于无线能量采集技术的无线开关传感解决方案。

EnOcean能量采集模块能够采集周围环境产生的能量，比如机械能，室内的光能，温度差的能量等。这些能量经过处理以后，用来供给EnOcean超低功耗的无线通讯模块。

ZigBee

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称(又称紫蜂协议)来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。

ZigBee有以下优势：

1、更高的安全性：拥有128K的高级加密技术，在全球目前还没有攻破的先例。

2、更可靠的稳定性：拥有跳频，直续扩频和网络自愈功能，蜂窝型结构，使用越广泛稳定性能越好，适合于大面积布网。

3、更强大的组网能力：拥有星型网，树状网，网状网的多种组网方式，组网能力强大到理论上能达到65000多个设备，我们的网关测试外挂2500个传感器延时仅1.2秒。

ZigBee拓展图

ZigBee组网结构 [page]

最后我们来了解一下南京物联传感技术有限公司的SmartRoom技术技术。物联传感是目前我国唯一一家拥有ZigBee-HA全套成品的公司。它软硬件齐全，传感器种类达到36种之多，可以控制家庭90%以上需要实现智能化功能的需求。SmartRoom技术是南京物联传感技术有限公司，集上百技术人员历时十年，以zigbee为蓝本融合了包括WiFi，射频，蓝牙等无线技术的优点，突破了ZigBee技术的很多局限，同时又向下完全兼容ZigBee，是一款完全具有中国人自己知识产权的通信协议，让我们走出国门在物联网领域获得了对外说“不”的权利。

为什么说ZigBee是最先进的智能家居运用技术?

ZigBee对比系数

为什么说ZigBee是最先进的智能家居运用技术?

ZigBee技术优势

以上就是一些智能家居系统实现的相关通信技术，有了这些技术，智能家居的实现才不是一个遥远梦。