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王麟瑛博士
机械工业仪器仪表综合技术研究所副所长
GB/T 20965标准修订工作组组长
一、概要
智能家居解决方案应综合考虑技术、成本、施工方便、美观等诸多因素。 传统的智能家庭网络布线方式是有线网络，施工不便，影响美观，各厂商主要推进基于无线技术的智能家庭解决方案。 无线网络无需接线，不损害室内美观，具有综合接线方面节约人力资源、方便快捷等特点，非常适合应用于智能家居。
目前市场上智能家居无线解决方案众多，这方面可以为用户提供选择，同时也给用户带来困惑，不知道选择哪种无线技术构建的智能家居系统。 尽管智能家庭无线解决方案众多，但主流智能家庭无线技术可以集成到Zigbee、Z-Wave、KNX RF、WiFi、蓝牙等中。
二、几种主要智能家庭无线技术的比较
现在已经从无线传输技术、功耗、节点数量、安全性、开放性、标准化和互操作、行业适用性、可用硬件和软件资源等几个方面对上述几个主要的智能家庭无线技术进行了比较。
1 .无线传输技术
ZigBee :根据IEEE 802.15.4标准，工作频率为868MHz、915MHz或2.4GHz，国内主要支持2.4GHz、250kbps(2.4GHz )、调制方式: BPSK/OQPSK、星型、树型、网格型网络拓扑
Z-Wave :无线传输技术没有标准，工作频率为908.42MHz (美国)，868.42MHz (欧洲)，调制方式: FSK(BFSK/GFSK )，数据传输速率为40kbps，支持网状网络拓扑，支持单信道。
基于knxrf:en50090-5-3，工作频率为868MHz，调制方案: FSK，数据传输速率为16kbps，支持对等网络拓扑，支持3条不支持网格拓扑的高速信道和2条低速信道。
wifi :根据IEEE 802.11标准，主要工作频率为2.4GHz，调制方式: MIMO-OFDM/DSSS/CCK，数据速率为11Mbps以上，支持即席和基础架构拓扑，支持14个通信信道。
蓝牙:基于IEEE 802.15标准，主要工作频率为2.4GHz，调制GFSK，数据速率超过1Mbps，支持点对点和对等网络( ad hoc )拓扑，支持79通道。
2 .用电
Zigbee/Z-Wave/KNXRF全部采用低功耗设计，支持典型的1mW(0dBm )，KNX RF采用机电能源采样(类似于EnOcean方案)的wi-fi功耗较大，需要外部电源，支持标准的36mw ( 16 DBM )蓝牙
3、节点数
Zigbee :理论上可以支持6万多个节点。
Z-Wave :最多232个节点。
KNX RF :最多约4000个节点。
WiFi :理论上是254节点，但实际支持远低于理论值，通常不超过20节点。
蓝牙:通常为8节点。
4 .安全性
ZigBee :安全机制，如AES–128。
Z-Wave :具备安全层，提供关键机制。
KNX RF :在应用层之上提供认证、加密等安全机制。
WiFi:WPA/WPA2安全机制。
蓝牙:提供验证、加密和密钥管理等安全机制。
5 .开放性
Zigbee:Zigbee联盟，会员开放。
Z-Wave:Zensys公司主导Z-Wave联盟，会员开放。
KNX RF:KNX协会，会员完全开放。
WiFi :完全开放。
蓝牙:蓝牙技术联盟，完全开放。
6 .标准化和互操作
Zigbee :国际标准还没有确立，协会的内部协商规范和不同领域的规章已经确立，目前不同厂商的产品存在互操作问题。
Z-Wave :国际标准尚未确立，协会内部协商的规范已经确立。
knxrf:iso/iec标准、EN标准、GB/T标准，不同厂家的产品可以相互操作，由统一软件构成。
WiFi :虽然已经有国际标准，但是没有针对智能家庭领域建立规章，不同制造商的产品无法相互作用。
蓝牙:虽然已经有国际标准，但是没有针对智能家居领域建立规章，不同厂商的产品无法相互运用。
七、行业适用性
Zigbee :面向多个应用领域，适合智能家居的应用，但主要用于传感和控制等功能。
Z-Wave :专门用于智能家居，但主要用于传感和控制等功能。
KNX RF :专用于智能家居用途，可与KNX TP (双绞线)并用，但主要用于传感和控制等功能。
WiFi :在多应用程序领域，智能家庭应用程序不仅可用于传感和控件，还可用于语音视频等功能。
蓝牙:智能家庭应用程序面向多应用领域，不仅可用于感知和控制，还可用于语音等功能。
8 .可用的硬件和软件资源
ZigBee :许多芯片制造商都提供了解决方案，包括基于多种硬件平台的通信协议栈，如ti、FREESCALE、ATMEL和Nordic。
Z-Wave:Zensys公司提供专用芯片。
KNX RF :目前有两家硬件制造商和两家软件公司提供芯片和协议解决方案。
WiFi :许多供应商提供芯片和协议解决方案，而非应用层协议是开放协议。
蓝牙:许多供应商提供芯片和协议解决方案。
三、特征分析
1、Zigbee
无线通信技术先进，抗干扰性和透明性一般(主要工作为2.4GHz )，硬件和软件开发资源丰富，应改善标准化和互操作性，适合智能家居行业的应用。
2、Z-Wave
无线通信技术先进，抗干扰性和透明性好，硬件和软件开发资源单一，第三方解决方案少，标准化完善，互操作性好。 适合智能家居行业。
3、KNX RF
无线通信技术简单，但实用，硬件和软件开发资源少，抗干扰性和透明度好，标准化和互操作性好。 无线和有线配置完整的解决方案，非常适合智能家居行业的应用。
4、WiFi
无线通信技术先进，硬件和软件开发资源丰富，抗干扰性和透明性一般(主要工作为2.4GHz )。 智能家居行业标准化和互操作性差，节点数量受到限制，因此在智能家居行业的应用受到限制，但将智能家居应用程序整合到IT网络中的能力最强。
5、蓝牙
无线通信技术先进，硬件和软件开发资源丰富，抗干扰性和透明性一般(主要工作为2.4GHz )。 由于智能家庭行业标准化和互操作性差、节点数和拓扑结构，智能家庭行业的应用受到限制，但可简单集成智能终端，如手机、Pad等。
四、观点
以上客观比较了一些主要的家庭无线电技术，公司选择哪些技术，顾客选择哪些产品，不仅考虑了技术的先进性比较，还考虑了技术的成熟性、可靠性、工程实施等诸多因素。
我有两个问题
我需要支持Mesh网络的无线技术吗？ 无线技术支持Mesh拓扑意味着无线技术复杂、可以支持更多节点并复盖更大区域。 但是，考虑到Mesh拓扑的复杂性，增加了开发难度，网络管理复杂，许多路由在实际应用中没有什么意义。
2 )现阶段是否应采用纯粹的无线解决方案？ 无线技术确实给智能家庭带来了很多便利，但目前无线技术无法完全解决所有应用问题，无线技术的可靠性、稳定性至今仍需改善。 特别是在公共用途上。 现阶段有线无线解决方案仍然选择良好。
