對于普通使用智能家居的用戶來說,智能家居是如何控制的不需要了解太多,需要知道的就是這個家電是否可以控制、那個家電是否可以控制。但是對于做智能家居產(chǎn)品的人來說,不得不面對這個問題。
簡單而言,控制其實就是由控制端(手機、iPad或遙控器)發(fā)射出一個控制信號,然后被控制的家電接收信號,并對信號進行解碼并作出響應(yīng)。
這個控制信號我們稱之為遙控協(xié)議,目前市面上的家電種類很多,又由于這些年由于智能家居的興起,又有不少智能產(chǎn)品采用了新的控制方式,因而遙控協(xié)議也有很多種。總體而言,目前絕大多數(shù)的家電產(chǎn)品的遙控協(xié)議主要分為以下幾種方式:紅外、Zigbee、2.4G、Wifi、藍牙、Zwave、433/315射頻。
紅外
紅外遙控是一種無線、非接觸控制技術(shù),具有抗干擾能力強,信息傳輸可靠,功耗低,成本低,易實現(xiàn)等顯著優(yōu)點。可以說紅外遙控是目前最普遍的遙控方式,絕大多數(shù)的空調(diào)、電視機、機頂盒、DVD、電風(fēng)扇、投影儀基本采用的都是紅外遙控。
基本原理:
紅外遙控的發(fā)射電路是采用紅外發(fā)光二極管來發(fā)出經(jīng)過調(diào)制的紅外光波;紅外接收電路由紅外接收二極管、三極管或硅光電池組成,它們將紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外光轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號,再送后置
放大器。
發(fā)射機一般由指令鍵(或操作桿)、指令編碼系統(tǒng)、調(diào)制電路、驅(qū)動電路、發(fā)射電路等幾部分組成。當按下指令鍵或推動操作桿時,指令編碼電路產(chǎn)生所需的指令編碼信號,指令編碼信號對載波進行調(diào)制,再由驅(qū)動電路進行功率放大后由發(fā)射電路向外發(fā)射經(jīng)調(diào)制定的指令編碼信號。
接收電路一般由接收電路、放大電路、調(diào)制電路、指令譯碼電路、驅(qū)動電路、執(zhí)行電路(機構(gòu))等幾部分組成。接收電路將發(fā)射器發(fā)出的已調(diào)制的編碼指令信號接收下來,并進行放大后送解調(diào)電路,解調(diào)電路將已調(diào)制的指令編碼信號解調(diào)出來,即還原為編碼信號。指令譯碼器將編碼指令信號進行譯碼,最后由驅(qū)動電路來驅(qū)動執(zhí)行電路實現(xiàn)各種指令的操作控制(機構(gòu))。
紅外遙控的缺點:
紅外遙控的缺點主要有四點:穿墻能力差、具有方向性、遙控距離短(10米左右,最遠可達20米)、無法組網(wǎng)。
射頻:
射頻遙控的普及地位略低于紅外,相對于紅外而言,射頻遙控的主要特點在于可穿墻、遙控無方向性、遙控距離遠(最遠可達50米)。雖然射頻遙控可以采用的頻段很多,但是目前主要使用的303Mhz、315 Mhz和433Mhz這幾個頻段。
常見的產(chǎn)品有汽車、燈光系統(tǒng)、窗簾、防盜器、防盜門等產(chǎn)品。
藍牙:
藍牙遙控經(jīng)過多年的發(fā)展,功耗以及傳輸距離問題都得到了有效的解決,但是由于其無法進行復(fù)雜組網(wǎng),因此目前采用藍牙遙控的家電并不多,目前生活中常見使用藍牙遙控的一般有:電視機、互聯(lián)網(wǎng)盒子等。
Zigbee:
ZigBee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議,可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(歐洲流行)和915 MHz(美國流行)3個頻段上,分別具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的傳輸速率,它的傳輸距離在10-75m的范圍內(nèi)。根據(jù)這個協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。其特點是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本。主要適合用于自動控制和遠程控制領(lǐng)域,可以嵌入各種設(shè)備。簡而言之,ZigBee就是一種便宜的,低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。從網(wǎng)絡(luò)容量來說,其可以擴展到65000的數(shù)量,絕對滿足只智能家居產(chǎn)品的接入要求,速率有250K,對于無需大數(shù)據(jù)傳輸?shù)募揖釉O(shè)備來說綽綽有余。
目前新型的智能家居產(chǎn)品多數(shù)采用Zigbee進行控制和組網(wǎng)連接。
WIFI:
這個就不用多說了,但是由于成本高、功耗大等特點,雖然不是很適合智能家居,但是由于其傳輸速度快、普及性高,使得也有不少產(chǎn)品采用了Wifi遙控方案,目前使用比較多的是智能電視。
Z-Wave:
Z-Wave是真正意義為智能家居而生的,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(wǎng)絡(luò)的短距離無線通信技術(shù)。工作頻帶為908.42MHz(美國)~868.42MHz(歐洲),采用FSK(BFSK/GFSK)調(diào)制方式,數(shù)據(jù)傳輸速率可達40 kbps,信號的有效覆蓋范圍在室內(nèi)是30m,室外可超過100m,適合于窄帶寬應(yīng)用場合。隨著通信距離的增大,設(shè)備的復(fù)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(shù),Z-Wave技術(shù)將是最低功耗和最低成本的技術(shù),有力地推動著低速率無線個人區(qū)域網(wǎng)。Z-Wave技術(shù)設(shè)計用于住宅、照明商業(yè)控制以及狀態(tài)讀取應(yīng)用,例如抄表、照明及家電控制、HVAC、接入控制、防盜及火災(zāi)檢測等。Z-Wave可將任何獨立的設(shè)備轉(zhuǎn)換為智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,從而可以實現(xiàn)控制和無線監(jiān)測。Z-Wave技術(shù)在最初設(shè)計時,就定位于智能家居無線控制領(lǐng)域。采用小數(shù)據(jù)格式傳輸,40kb/s的傳輸速率足以應(yīng)對,早期甚至使用9.6kb/s的速率傳輸。與同類的其他無線技術(shù)相比,擁有相對較低的傳輸頻率、相對較遠的傳輸距離和一定的價格優(yōu)勢。
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