智能家居之有线系统与无线系统

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从是否需要布控制线的角度,智能家居系统可以分为有线系统和无线系统两类。

有线系统

有线系统通过物理线路来传输控制信号,常见的有线通讯系统有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。说到这里,怀念一句,10年前,我就是个天天写CAN通信控制软件的码农。

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。

举个CAN总线有线系统的例子吧,下图就是系统结构图。

智能家居之有线系统与无线系统

图中可以看到,智能家居的模块或者组件之间需要使用CAN通讯电缆连接在一起,当然,这种连接类似家中的供电线路,都挂在总线上就可以,并不需要每一个都直接用线连接网关。

再来个Control 4的例子。

智能家居之有线系统与无线系统

总线调光模块通过以太网连接到主机,控制面板通过485总线转以太网桥转成以太网然后通过交换机连接主机。

有线的系统历史悠久,应用也广泛,工业控制领域几乎都是有线的系统。其主要特点如下:

1、高可靠性和稳定性
有线的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)。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,依然能够稳定的传输数据。

2、高前期布线成本
前面说过,有线的系统必须有一条总线或者说控制线,这个总线一般是在建设阶段即完成部署,后面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,布好线管或者电缆支架等等。这部分的成本对于普通家庭来说无异于大改线路,成本还是比较高的。

3、必须前装
从上一条可以看出,如果装修后再装备有线的系统,那难度几乎相当于重新装修,可以认为不太可能。所以,有线的系统必须前装。

4、欧美应用比较广泛,技术成熟
有线的系统在欧洲以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)。欧美的KNX系统主要面向的就是楼宇自动化,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,国外的house普遍比较大,在无线系统未充分发展起来之前,有线的系统是占统治地位的。

当然,随着现在无线通讯的迅速发展,Control 4和赛万特等都推出了无线的产品,也一定程度上意味着无线的系统已经完全可以满足日常智能家居要求。

无线系统

无线的系统依靠电磁波来传输数据,常见的传输协议有Zigbee、wifi、Z-wave、射频等。无线的系统从起步到现在的迅速发展成熟也不过十几年时间,比有线的系统要更为年轻,但是在智能家居领域,无线系统正在焕发出强大的生命力,下图就是某无线智能家居系统的结构图。

智能家居之有线系统与无线系统

图中网关、服务器以及手机平板通过WiFi通讯,网关则通过ZigBee与各个智能组件通讯,相互之前都不需要物理的连接线。

无线系统的主要特点如下:

1、低成本
无线的系统,最大的特点就是总体成本低,省去了前期的布线成本,省去了大量的设计成本,价格上还是具有相当优势的。特别是国内互联网品牌小米、云起等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。虽说他们在全宅智能或者可靠性方面仍然有一点点劣势,但是价格方面的优势却是非常大的。

2、高灵活性、方便扩展
无线的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,无线的系统扩展起来更为轻松容易,这也是为什么我建议大家先来一个简单的套装用着,然后根据自己的需求,不断的增加或者调整组件,让整套系统慢慢成长。

3、可后装
没有了前期线路的限制,无线的系统基本上都可以方便的后装,只要前期做好一些电源、WiFi的配置就可以了。这一点也极大的方便用户在现有的普通家居条件下升级为智能家居系统。

4、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、人体红外传感器等等,目前的解决办法都是使用电池。根据我的实际测试来看,ZigBee、射频等组件的功耗极小,普通纽扣电池使用一年毫无压力,正常情况下,使用两年都没问题。更换的成本也并不高,总体来看,还是非常实用的。

5、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,也不宜穿两道以上的承重墙。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别并不会导致严重问题。

当然,这不代表有线的系统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,有线的系统一样也会挂掉,这只是几率问题。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,无线通讯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,用户无需过于担心无线系统的稳定性。

建议

如果给出个人建议的话,有如下两点:
1、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。
2、独栋别墅等超大户型,可靠性要求极高,走有线。
其他情况,都可以走无线。

来源:家加智能
作者:Henix

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