從是否需要布控制線的角度,智能家居系統(tǒng)可以分為有線系統(tǒng)和無線系統(tǒng)兩類。
在之前的文章中,我對于有線系統(tǒng)和無線系統(tǒng)的區(qū)別基本上是三言兩語一筆帶過,今天就來整體說一下有線系統(tǒng)和無線系統(tǒng)的具體原理和差別。
有線系統(tǒng)
有線系統(tǒng)通過物理線路來傳輸控制信號,常見的有線通訊系統(tǒng)有KNX、485、Modbus、CAN、IP等,其中KNX在歐洲很流行,485、Modbus、CAN等現(xiàn)場總線在工業(yè)控制領(lǐng)域已經(jīng)應用多年。說到這里,懷念一句,10年前,我就是個天天寫CAN通信控制軟件的碼農(nóng)。
一定程度上,可以認為有線系統(tǒng)其實就是工業(yè)控制系統(tǒng)的移植家用,當然,工業(yè)控制和家庭自動化傾向性不同,可靠性要求不同,但是原理一致。
舉個CAN總線有線系統(tǒng)的例子吧,下圖就是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖中可以看到,智能家居的模塊或者組件之間需要使用CAN通訊電纜連接在一起,當然,這種連接類似家中的供電線路,都掛在總線上就可以,并不需要每一個都直接用線連接網(wǎng)關(guān)。
有線的系統(tǒng)歷史悠久,應用也廣泛,工業(yè)控制領(lǐng)域幾乎都是有線的系統(tǒng)。其主要特點如下。
1、高可靠性和穩(wěn)定性
有線的系統(tǒng)一般采用雙絞線等介質(zhì)傳輸,例如CAN使用一條雙絞線傳輸差分信號,KNX則是利用兩條雙絞線,共四條線(兩條電源,兩條數(shù)據(jù))。這種數(shù)據(jù)傳輸安全穩(wěn)定,信號被約束在線路內(nèi),抗干擾能力非常強,可靠性高,即使非常大的系統(tǒng),例如一棟幾十層的大樓,依然能夠穩(wěn)定的傳輸數(shù)據(jù)。
2、高前期布線成本
前面說過,有線的系統(tǒng)必須有一條總線或者說控制線,這個總線一般是在建設(shè)階段即完成部署,后面將各個設(shè)備接入此總線。對于家庭來講,就是在裝修階段必須做好規(guī)劃,留好相應的點位,布好線管或者電纜支架等等。這部分的成本對于普通家庭來說無異于大改線路,成本還是比較高的。
3、必須前裝
從上一條可以看出,如果裝修后再裝備有線的系統(tǒng),那難度幾乎相當于重新裝修,可以認為不太可能。所以,有線的系統(tǒng)必須前裝。
4、歐美應用比較廣泛,技術(shù)成熟
有線的系統(tǒng)在歐洲以KNX為主,在美國更多的是通過IP傳輸,也就是網(wǎng)線(當然,網(wǎng)線也是4對雙絞線)。歐美的KNX系統(tǒng)主要面向的就是樓宇自動化,已經(jīng)獲得了廣泛的應用。美國的Crestron、Savant等產(chǎn)品在有線方面也都有多年的積累,國外的house普遍比較大,在無線系統(tǒng)未充分發(fā)展起來之前,有線的系統(tǒng)是占統(tǒng)治地位的。
當然,隨著現(xiàn)在無線通訊的迅速發(fā)展,Control 4和賽萬特等都推出了無線的產(chǎn)品,也一定程度上意味著無線的系統(tǒng)已經(jīng)完全可以滿足日常智能家居要求。
無線系統(tǒng)
無線的系統(tǒng)依靠電磁波來傳輸數(shù)據(jù),常見的傳輸協(xié)議有Zigbee、wifi、Z-wave、射頻等。無線的系統(tǒng)從起步到現(xiàn)在的迅速發(fā)展成熟也不過十幾年時間,比有線的系統(tǒng)要更為年輕,但是在智能家居領(lǐng)域,無線系統(tǒng)正在煥發(fā)出強大的生命力,下圖就是某無線智能家居系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖中網(wǎng)關(guān)、服務器以及手機平板通過WiFi通訊,網(wǎng)關(guān)則通過ZigBee與各個智能組件通訊,相互之前都不需要物理的連接線。
無線系統(tǒng)的主要特點如下。
1、低成本
無線的系統(tǒng),最大的特點就是總體成本低,省去了前期的布線成本,省去了大量的設(shè)計成本,價格上還是具有相當優(yōu)勢的。特別是國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)品牌小米、云起等等推出的低價格無線智能家居系統(tǒng),為廣大平民百姓帶來了曙光,讓智能家居的普及進一步加速,讓曾經(jīng)高高在上的智能家居走下神壇,步入尋常百姓家。雖說他們在全宅智能或者可靠性方面仍然有一點點劣勢,但是價格方面的優(yōu)勢卻是非常大的。
2、高靈活性、方便擴展
無線的系統(tǒng)因為少了線路的限制,基本上實現(xiàn)了即插即用,配置也非常方便,大部分用戶自己就可以完成。同時,無線的系統(tǒng)擴展起來更為輕松容易,這也是為什么我建議大家先來一個簡單的套裝用著,然后根據(jù)自己的需求,不斷的增加或者調(diào)整組件,讓整套系統(tǒng)慢慢成長。
3、可后裝
沒有了前期線路的限制,無線的系統(tǒng)基本上都可以方便的后裝,只要前期做好一些電源、WiFi的配置就可以了。這一點也極大的方便用戶在現(xiàn)有的普通家居條件下升級為智能家居系統(tǒng)。
4、存在供電問題
既然使用無線,有一些組件就有供電問題。例如溫濕度傳感器、人體紅外傳感器等等,目前的解決辦法都是使用電池。根據(jù)我的實際測試來看,ZigBee、射頻等組件的功耗極小,普通紐扣電池使用一年毫無壓力,正常情況下,使用兩年都沒問題。更換的成本也并不高,總體來看,還是非常實用的。
5、可靠性比有線系統(tǒng)低
可靠性是無線系統(tǒng)的弱點,畢竟無線系統(tǒng)依靠電磁波傳輸信號,而室內(nèi)的承重墻、地面、金屬防盜門等對信號有較強的衰減作用,其他的無線電波也會對信號的傳輸產(chǎn)生干擾,這也決定了網(wǎng)關(guān)距離組件的距離不能太遠,也不宜穿兩道以上的承重墻。但是其可靠性就普通家用來講,是不必過分擔心的。家庭不同于工業(yè)控制,工業(yè)控制中可靠性差可能會導致災難性后果,而家庭自動化中的可靠性差別并不會導致嚴重問題。
當然,這不代表有線的系統(tǒng)可靠性就高到從來不出問題,電子系統(tǒng),誰也不能保證永遠不出問題,有線的系統(tǒng)一樣也會掛掉,這只是幾率問題。就目前來看,全球相對高端的智能家居廠商也都推出了無線的產(chǎn)品,所以個人認為,無線通訊的發(fā)展已經(jīng)足夠為智能家居系統(tǒng)提供穩(wěn)定支撐,再加上現(xiàn)在高效快速的服務響應,用戶無需過于擔心無線系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
建議
如果給出個人建議的話,有如下兩點:
1、大戶型或別墅全宅智能,帶音頻和視頻矩陣等高端系統(tǒng),需要集成多家國際頂尖廠商的產(chǎn)品,系統(tǒng)龐大復雜且不計成本,可以走有線。
2、獨棟別墅等超大戶型,可靠性要求極高,走有線。
其他情況,都可以走無線。
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