1.2 智能家居有线无线平台
智能家居系统从是否需要布控制线的角度,可分为有线系统和无线系统两类。这两类系统各有优劣,适用于不同的应用场景和用户需求。了解有线和无线智能家居系统的特点和适用场景,对于选择合适的智能家居解决方案至关重要。
1.2.1有线智能家居系统
有线智能家居系统通过物理线路来传输控制信号,常见的有线通信系统有KNX、485、Modbus、CAN、IP等。其中,KNX在欧洲很流行,485、Modbus、CAN等现场总线在工业控制领域已经应用多年。一定程度上,可以认为有线系统其实就是工业控制系统的移植到家用,当然,工业控制和家庭自动化倾向性不同,可靠性要求不同,但是原理一致。
高可靠性和稳定性
有线系统一般采用双绞线等介质传输,例如CAN使用一条双绞线传输差分信号,KNX则是利用两条双绞线,共四条线(两条电源、两条数据),如图1-10所示。这种数据传输安全稳定,信号被约束在线路内,抗干扰能力非常强,可靠性高,即使非常大的系统,例如一栋几十层的大楼,依然能够稳定地传输数据。
前期布线成本
前面介绍过,有线系统必须有一条总线或者控制线,这条总线一般是在建设阶段即完成部署,之后再将各个设备接入此总线。对于家庭来讲,就是在装修阶段必须做好规划,留好相应的点位,布置好线管或者电缆支架等。这部分成本对于普通家庭来说无异于大改线路,成本还是较高的,如图1-11所示。
必须前装
从上一条可以看出,如果装修后再装备有线系统,那难度几乎相当于重新装修,可以认为不太可能。所以,有线系统必须前装。
应用比较广泛,技术成熟
有线系统在欧洲以KNX为主,在美国更多的是通过IP传输,也就是网线(当然,网线也是4对双绞线)。KNX系统主要面向的是楼宇自动化,已经获得了广泛的应用。美国的Crestron、Savant等产品在有线方面也都有多年的积累,国外特别是有些家庭住房普遍比较大,在无线系统未充分发展起来之前,有线系统是占统治地位的。
当然,随着现在无线通信的迅速发展,Control 4和Savant等都推出了无线的产品,也一定程度上意味着无线系统已经完全可以满足日常智能家居的要求。
1.2.2无线智能家居系统
无线智能家居系统依靠电磁波来传输数据,常见的传输协议有ZigBee、Wi-Fi、Z-Wave、射频等。例如网关、服务器以及手机、平板通过Wi-Fi通信,网关则通过ZigBee与各个智能组件通信,相互之间都不需要物理的连接线。无线系统从起步到现在的迅速发展成熟也不过十几年时间,比有线系统要更为年轻,但是在智能家居领域,无线系统正在焕发出强大的生命力。
低成本
无线系统最大的特点就是总体成本低,省去了前期的布线成本、大量的设计成本,价格上具有相当的优势。特别是国内互联网品牌小米、云起智能等推出的低价格无线智能家居系统,为广大平民百姓带来了曙光,让智能家居的普及进一步加速,让曾经高高在上的智能家居走下神坛,步入寻常百姓家,如图1-12所示。
虽说它们在全屋智能或者可靠性方面仍然有一点点不足,但是价格的优势却是非常大的。
高灵活性、方便扩展
无线系统因为少了线路的限制,基本上实现了即插即用,配置也非常方便,大部分用户自己就可以完成。同时,无线系统扩展起来更为轻松容易,这也是为什么建议大家先来一个简单的套装用着,然后根据自己的需求,不断地增加或者调整组件,让整套系统慢慢成长。
可后装
没有了前期线路的限制,无线系统基本上都可以方便后装,只要前期做好一些电源、Wi-Fi的配置即可。这一点也极大地方便用户在现有的普通家居条件下升级为智能家居系统。
存在供电问题
既然使用无线,有一些组件就有供电问题。例如温湿度传感器、人体红外传感器等,目前的解决办法都是使用电池。根据实际测试来看,ZigBee、射频等组件的功耗极低,普通纽扣电池使用一年毫无压力,正常情况下,使用两年没问题。更换的成本也并不高,总体来看,还是非常实用的,如图1-13所示。
可靠性比有线系统低
可靠性是无线系统的弱点,毕竟无线系统依靠电磁波传输信号,而室内的承重墙、地面、金属防盗门等对信号有较强的衰减作用,其他的无线电波也会对信号的传输产生干扰,这也决定了网关距离组件的距离不能太远,也不宜穿越两道以上的承重墙,如图1-14所示。
但是其可靠性就普通家用来讲,是不必过分担心的。家庭不同于工业控制,工业控制中可靠性差可能会导致灾难性后果,而家庭自动化中的可靠性差并不会导致严重问题。
这不代表有线系统的可靠性就高到从来不出问题,电子系统,谁也不能保证永远不出问题,有线系统也一样会挂掉,这只是概率问题。就目前来看,全球相对高端的智能家居厂商也都推出了无线的产品,所以个人认为,无线通信的发展已经足够为智能家居系统提供稳定支撑,再加上现在高效快速的服务响应,用户无须过于担心无线系统的稳定性。
1.2.3有线与无线系统的选择
大户型或别墅全宅智能
对于大户型或别墅全宅智能,带音频和视频矩阵等高端系统,需要集成多家国际顶尖厂商的产品,系统庞大、复杂且不计成本,可以走有线。
独栋别墅等超大户型
独栋别墅等超大户型,可靠性要求极高,可以走有线。
其他情况
其他情况,都可以走无线。近年来,随着无线通信技术的成熟和专用于智能家居系统的通信协议的发展,更多的无线智能家居系统进入市场,各种智能家居系统的组件价格大幅下降,降幅甚至超过了90%。
1.2.4有线与无线系统的结合
在实际应用中,有线和无线系统并不是完全对立的,很多时候可以结合使用,发挥各自的优势。例如,在一些大户型或别墅中,可以采用有线系统作为主干网络,确保系统的稳定性和可靠性,而在各个房间或局部区域采用无线系统,实现灵活的扩展和便捷的控制。
1.2.5未来发展趋势
随着技术的不断进步,无线智能家居系统的性能和稳定性将进一步提升,成本也将进一步降低,未来有望在更多场景中取代有线系统。同时,有线系统也将在高端和复杂应用场景中继续发挥其稳定性和可靠性的优势。
总之,选择有线还是无线智能家居系统,需要根据具体的应用场景、用户需求和预算来决定。了解有线和无线系统的特点和适用场景,有助于做出更加明智的选择,打造一个高效、便捷、安全的智能家居环境。
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