Zigbee智能带开关插座特点的特点?

ZigBee 3.0要霸占智慧家庭,有这3大特点足够?-通信/网络-与非网
联盟最新发布的版标准,强化低延迟与低功耗优势,并加入网际网路通讯协定(IP)支援能力,能大幅简化家中各种装置互连设计的复杂度,同时实现让用户以IP网路进行远端操控,因而成为打造的理想技术。
随着市场加速发展,(IoT)概念变得更为普及,但也更加令人困惑。现在是时候面对现实情况,去鉴定现状并且评估事情走向。
卡位物联网 无线技术各显神通
两年前,产业界对可能有助于物联网的不同无线电技术掀起讨论热潮。一些公司主张,Wi-Fi和蓝牙的存在就已足够,而其他公司则开始推动IEEE 802.15.4(即ZigBee和Thread的底层无线电技术)。如今大多数联网技术决策者皆能坦然接受并完全明白,物联网会针对不同的应用使用全部三种技术。
为弥补Wi-Fi相对于ZigBee的劣势,市场开始推行使低功耗Wi-Fi(IEEE 802.11ah)标准化活动;虽然该领域活动仍在如火如荼地进行,且可能会由此制订出标准,但全球对此的接纳程度却难以预测。由于世界不同地区所用的规格和型号不同,该标准并非是放诸四海而皆准。
即便这全新的低功耗标准被称为Wi-Fi,但并不相容真正的Wi-Fi,而是一种完全不同的无线电和媒体存取控制(MAC)技术。既然如此,那为什么不采用IEEE 802.15.4呢?这已经是一个通用标准,且涵盖新的低功耗Wi-Fi开发商为之奋斗的所有特性,而新类型的Wi-Fi并没有多大意义。
而蓝牙作为物联网标准而言,存在致命性缺陷,因其设计理念是替代点对点有线传输技术而非联网技术。为解决该缺陷,一些公司开始针对蓝牙研究网路层--蓝牙网格(Bluetooth Mesh),但面临着严峻挑战(图1)。以往许多业内联网工程师已经见证类似的Mesh联网所作出的努力均以失败告终。例如IEEE 802.11s几乎未曾使用,并只应用于单跳网格拓扑(中继器)中,其主要问题是,在支援多跳时无法控制延时。因此,网路技术工程师对新蓝牙Mesh情况持怀疑的态度也在意料中。
图1 Bluetooth Mesh概念图
现在全球无线市场已承认三大核心物联网无线电技术(图2),也就是目前熟悉的IEEE 802.11/Wi-Fi,适用于内容传送;IEEE 802.15.4/ZigBee则适用于像智慧家居类的传控器(Sentroller,即具备控制功能的感测器)网路;而蓝牙,包括低功耗蓝牙,则适用于连接个人区域网路(围绕智慧手机)及可穿戴式设备。前两种用于将家居设备连接到互联网,最后一种主要使用智慧手机进行网路连接。
图2 目前已发布的短程物联网标准
许多供应商已经提供各式各样交叉无线电产品:Wi-Fi/蓝牙、ZigBee/蓝牙和Wi-Fi/ZigBee/蓝牙,目前这些产品的定价可能尚不太合理,却传达明确潜在资讯,也就是全球三大开放的统一无线电通讯标准奠定物联网基础,由此带来福音。
十多年前,相互竞争的无线电技术冲突随着Wi-Fi出现而结束,Wi-Fi是最后的赢家(而HomeRF和其他几种技术随之销声匿迹);之后围绕联网和应用层爆发新技术革命。现在,所有人都熟悉TCP/IP,即使未曾听闻该项技术,也会在通过网路和本地网路进行通讯时用到;然而为达到该阶段,多个网路标准进行过殊死搏斗,网路作业系统Novell Netware、Bayan Vines、Microsoft LanManager、IBM SNA等。
当时,几乎各大型电子公司都觉得必须透过自行定义网路层技术,在历史上留下个人专属印记。
这就是现在物联网和智慧家居领域正在经历的一切,许多公司再次重蹈覆辙,忘记标准战争会不利于且会减缓新技术采用,例如苹果(Apple)的HomeKit、Google的Brillo、高通(Qualcomm)的AllJoyn、英特尔(Intel)的IoTivity及华为(Huawei)从中国家居层面提出的LiteOS。这些新兴应用程式框架现在均在角逐获取其他行业的精神支持,努力成为物联网的佼佼者。
ZigBee成智慧家庭系统制造商首选技术
紧随应用程式框架层步伐,联网层面也是剑拔弩张之势,其中ZigBee 3.0的挑战者是Thread。然而,令人百思不得其解的是,Thread Group中几个主力角色,如飞思卡尔(Freescale)、安谋国际(ARM)及芯科实验室(Silicon Labs)等半导体公司,也在ZigBee Alliance占突出的领导地位。
就目前来看,Thread要发展成为ZigBee 3.0强而有力的竞争对手有些难度。这也在意料中,因为ZigBee 3.0已整合许多应用领域(照明控制、家庭自动化、楼宇自动化、零售等)有多年的经验。ZigBee的认证计画已稳健启动并开展,授权多家检测中心,对一千多个ZigBee产品进行认证。ZigBee显然已经成为世界上众多物联网和智慧家居系统制造商的首选技术。同时,ZigBee功能容易使用,支援强大安全协议。由于感测器和周边设备通常未设有键盘来输入安全码,因此其实现正面临着重大挑战,故强而有力的安全协议显得十分重要。
最重要的是,ZigBee 3.0支援经历过众多反覆运算形成的应用程式库。因此,Thread Group认真考虑采用ZigBee应用程式库运行Thread也就不足为奇。但不仅限于此,ZigBee 3.0和ZigBee RF4CE在消费电子世界稳占一席之地,且ZigBee 3.0同时包括功能。
.ZigBee RF4CE
ZigBee RF4CE最初是在消费电子领域开发,用于替代基于无线电远端控制的红外线(IR)遥控,因此毋须再使用瞄准后按一下模式。随后其经历明显演变,最新版本ZRC(ZigBee Remote Control)2.0已完全整合ZigBee应用程式库。这代表着针对电视和机上盒设计的遥控器同样可控制家里的灯具、灯光、窗帘及遮阳罩等。随着时间推移,消费电子领域和智慧家居领域有望继续重叠及融合,而ZRC 2.0对此的定位恰到好处。
ZigBee RF4CE依然完全相容传统红外线技术,ZigBee远端控制可自动检测并下载需要红外线的传统设备所需代码集。由于具有以上所有功能及得到国际上认可,RF4CE使ZigBee成为智慧家居重要推动者也就不足为奇,而智慧家居又给有线电视运营商和电视运营商服务带来重大新商机。
除超低功耗需求外(可与低功耗蓝牙媲美,且覆盖范围更好),ZigBee RF4CE关键增值特性就是低延时。用户周边设备能从低延时中受益,原因是这些周边设备使得产品制造商能向使用者提供即时回馈。
一般而言,网状网路(包括Thread)倾向具有高达几百毫秒或以上延时,造成用户不愉悦的体验,几乎所有人都经历过按下按钮后没有反应,然后再按下按钮,灯光终于亮起,却又立即关掉的情形。现在,采用有线照明开关不会产生类似情况,因此没人仅因&现在是用无线的&作为理由而接受这种窘况。能够在网路中新增低延时的人性化介面装置对ZigBee而言非常关键。
ZigBee Green Power
ZigBee 3.0还包括ZigBee Green Power,其最初是制定为超低功耗的无线标准,用以支援能量收集设备。能量收集设备是指不使用电池也能从环境中撷取能量(如运动、光线、压电、帕尔贴效应等)的设备。最常见的应用是照明开关,其中,开关的拉动产生能量,然后向电灯传送无线通讯包。Green Power对于只偶尔存在于网路中的设备而言十分有效,如此使得这些设备能够安全进出网路,因此可在大部分时间处于关闭状态。
作为超低功耗的无线技术,Green Power对于使用电池供电的设备而言也是非常有效,这使得这些设备能用同一电池运行多年。Green Power同时还允许低成本端网点与网路中其他设备通讯,特别是在不需要Mesh情况下。
ZigBee完全相容Wi-Fi/IP
ZigBee 3.0完全相容IP。ZigBee设备与Wi-Fi设备类似,通常透过路由器、闸道或机上盒连接到互联网,让人可在世界其他地方利用连接互联网的个人电脑、平板或智慧手机应用程式等任何其他设备实现即时控制(图3)。由于ZigBee完全相容Wi-Fi和IP,因此没必要在手机本身插入ZigBee晶片,从而发现和控制ZigBee连接的智慧家居和物联网设备。只要通过任何联网中心均可让这一切实现,这意味着,透过Wi-Fi或蜂窝网进行联网的个人电脑和智慧手机可以作为指示板,并可毫不费力发现并与其他ZigBee设备进行通讯。
图3 智慧家庭联网应用概念
ZigBee 3.0具有开放性、普遍性和完整性,可与现有的互联网应用程式完全相容,此技术是智慧家居的最佳解决方案,应用范围可涵盖照明、安全、恒温器、遥控器等。而且ZigBee 3.0十分安全,支援不使用电池的设备、网状、低延时及能量收集。对于许多应用程式创造者而言,该技术是高于IEEE 802.15.4无线电技术的独一联网解决方案。将来许多物联网传感和控制网路及应用程式会把ZigBee 3.0视为低能耗的Wi-Fi。
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本帖最后由 power265 于
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单火线zigbee智能家居开关接节能灯或LED 灯为什么闪烁?
单火线取电智能电子开关为什么接白炽灯不会闪烁,而接节能灯和LED灯就会闪烁呢?节能灯(或LED灯)以及电子开关的自身构造都有关系:由于电子开关是 用电子电路组
成的控制开关,就一定要消耗一定的电流,这一电流必定要通过串接在电源回路中的节能灯(或LED灯)。由于电子节能灯(或LED灯)内部电路 结构的特殊性,即使流过节能灯
(或LED灯)的电流很小,也会使节能灯产生不同程度的闪烁现现象,这一闪烁现象的间隔与流过的电流及节能灯(或LED灯)的内部电路结构密切相关,很难进行具体量化
(如:多少瓦数以上的灯不会闪烁,哪些类型的 灯不会闪烁)。经过对收集到的50多个厂家(其中有品牌也有部分杂牌)的300多款(不同功率瓦数)节能灯和LED灯进行实
际测试,发现引起节能灯(或LED灯)闪烁的电流从20微安至100微安不等。有一些节能灯(或LED灯)在电流小于10微安以下时都还会出现闪烁或者微亮的现象,另外灯闪烁是
否与实际灯的标称功率瓦数也没有直接的绝对关系(如: 测试发现有些1W甚至更小的节能灯或LED灯都不会闪烁或微亮,而有一些5W的节能灯或LED灯却会出现闪烁或微
单火线取电技术的难点在于,在灯具关闭时,单火智能开关是和灯具串联后接入电网的,所以流过智能开关和灯具的电流大小是一样的,电流小就会导致智能开关电路不能
工作,如果电流过大就会导致灯具会有间歇性闪烁(俗称“鬼火”)等问题。
单火线开关接LED灯或节能灯闪烁不稳定如何解决?
1.并接消闪模块(其实也就是电容器,有些厂家为了掩人耳目称之为“安规电容”,“增强盒”等等);
2.并接分流电阻;
3.换功率稍大的灯具;
4.购买质量好的单火线智能开关(如采用超微功耗单火线电源模块PI-3V3-B4设计的中高档智能开关)。
真正设计的好的智能开关是不需要在灯具两端并接任何电阻或电容配件的。免布线无闪烁、质量稳定可靠的智能开关才能带给客户更好的消费体验!
参考:采用成熟稳定的的单火线取电技术的智能开关具有如下特点:
1.单火线控制,直接替换原有墙壁普通机械开关,无需重新布线,直接替换传统86开关,无需另接零线,无需改动灯具任何线路,可手控也可遥控,相互无影响,安装简单,快捷安全;2.超低的待机功耗,待机时灯具无闪烁现象;3.大幅度兼容常用照明灯具(如LED灯、节能灯、日光灯、白炽灯,荧光灯、钨丝灯等),不必外部驳接接电容电阻等配件;4.采用多路供电技术,待机功耗更小,并且供电不分主次,有效避免了有一路灯具损坏而导致整个开关产品不能使用的情况发生;
资料来源:& && & & &
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ZigBee/WiFi/蓝牙?谁更适合智能家居
ZigBee/WiFi/蓝牙?谁更适合智能家居
08:58:00 [编辑:nicolelee]
智能家居无疑是这几年来热门的研究对象之一,而今年随着蓝牙4.0技术的推出,其低功耗,低成本,传输速率快的特点让更多的人选择了蓝牙方案开发智能家居,让智能家居这个市场形成了蓝牙,WiFi,ZigBee三足鼎立的一个局面。本文主要针对三种方案的原理,技术特点及优缺点作出了一个对比并以此展望了智能家居市场的未来。
1. ZigBee (紫峰协议)&
ZigBee简介
Zigbee是IEEE 802.15.4协议的简称,它来源于蜜蜂的八字舞,蜜蜂(bee)是通过飞翔和&嗡嗡&(zig)抖动翅膀的&舞蹈&来与同伴传递花粉所在方位信息,而ZigBee协议的方式特点与其类似便更名为ZigBee。ZigBee主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备,其特点是传播距离近、低功耗、低成本、低数据速率、可自组网、协议简单。
ZigBee的主要优点如下:&&&&&
1. 功耗低&&&&&&&
对比Bluetooth与WiFi,在相同的电量下(两节五号电池)可支持设备使用六个月至两年左右的时间,而Bluetooth只能工作几周,WiFi仅能工作几小时。&&&&&
2. 成本低&&&&&
ZigBee专利费免收,传输速率较小且协议简单,大大降低了ZigBee设备的成本。&&&&
3. 掉线率低&&&&&
由于ZigBee的避免碰撞机制,且同时为通信业务的固定带宽预留了专用的时间空隙,使得在数据传输时不会发生竞争和冲突;可自组网的功能让其每个节点模块之间都能建立起联系,接收到的信息可通过每个节点模块间的线路进行传输,使得ZigBee传输信息的可靠性大大提高了,几乎可以认为是不会掉线的。&&&
4. 组网能力强&&&&&&&
ZigBee的组网能力超群,建立的网络每个有60,000个节点。&&&&&
5. 安全保密&&&&&&&&&&&
ZigBee提供了一套基于128位AES算法的安全类和软件,并集成了IEEE 802.15.4的安全元素。&&&&&&&&&
6. 灵活的工作频段
2.4 GHz,868 MHz及915 MHz的使用频段均为免执照频段。&&&&&
ZigBee的缺点如下:&&&
1. 传播距离近&&&&&&&&&
若在不适用功率放大器的情况下,一般ZigBee的有效传播距离一般在10m&&75m,主要还是适用于一些小型的区域,例如家庭和办公场所。但若在牺牲掉其低掉线率的优点的前提下,以节点模块作为接收端也作为发射端,便可实现较长距离的信息传输。&&&&&
2. 数据信息传输速率低&&&&&&&&&&
处于2.4 GHz的频段时,ZigBee也只有250 Kb/s的传播速度,而且这单单是链路上的速率且不包含帧头开销、信道竞争、应答和重传,去除掉这些后实际可应用的速率会低于100 Kb/s,在多个节点运行多个应用时速率还要被他们分享掉。&&&
3. 会有延时性&&&&&&&&
ZigBee在随机接入MAC层的同时不支持时分复用的信道接入方式,因此在支持一些实时的应用时会因为发送多跳和冲突会产生延时。
ZigBee的具体应用&&&&&&
ZigBee的问世已经有很长一段时间,但是由于传输速率且目前电子设备中配置其模块的比例几乎为零,在2010年前几乎没有什么出名的具体应用。在火热的这几年,人们发现ZigBee适用于灯光照明系统,智能家居系统这种不需要传输速率很快的系统。最近还有应用在无线定位系统中并在具体的项目上得到了实施。
2. Bluetooth(蓝牙协议)&&
蓝牙协议是由爱立信公司创造并于日与其他业界领先开发商一同制定了蓝牙技术标准,最终将此种无线通信技术命名为蓝牙。蓝牙技术是一种可使电子设备在10~100 m的空间范围内建立网络连接并进行数据传输或者语音通话的无线通信技术。
蓝牙发展趋势&&&&&
蓝牙技术联盟(Bluetooth Special Interest Group,SIG)日前宣布蓝牙4.0版本正式问世,且制定了技术标准并开始了认证计划。蓝牙4.0在保持3.0+HS高速传输技术的基础上又加入了某开发商力推的Wibree低功耗传输技术。&&&&&
蓝牙4.0是IEEE 802.15.1传统蓝牙,IEEE 802.11物理层和MAC层以及Wibree三者的结合体,已和大家传统认识中只适用于WPAN的蓝牙有着天壤之别,在未来几年蓝牙会持续这几年的发展趋势进入一个应用狂潮。
蓝牙4.0最大的突破和技术特点便是沿用Wibree的低功耗传输,它采用简单的GFSK调制因而有着极低的运行和待机功耗,即使只是一颗纽扣电池也可支持设备工作几年以上。&&&&&
蓝牙4.0的网络拓扑与ZigBee的星形拓扑相比来得简单且传输速率是ZigBee的几倍以上,在传输距离上相对NFC又有较大优势,加之其在手机与音频领域的广泛应用,作为一个问世不久的新技术,它对ZigBee和NFC的威胁力度却不容忽视,未来发展不可限量。
蓝牙的优点如下:
1. 功耗低且传输速率快&&&&&
蓝牙的短数据封包特性是其低功耗技术特点的根本,传输速率可达到1Mb/s,且所有连接均采用先进的嗅探性次额定功能模式以实现超低的负载循环。&&&&&
2. 建立连接的时间短&&&&&&&
蓝牙用应用程序打开到建立连接只需要短短的3ms,同时能以数毫秒的传输速度完成经认可的数据传递后并立即关闭连接。&&&&&
3. 稳定性好&&&&&&&
蓝牙低功耗技术使用24位的循环重复检环(CRC),能确保所有封包在受干扰时的最大稳定度。&&&&&&&&
4. 安全度高&&&&&&&&
CCM的AES-128完全加密技术为数据封包提供高度加密性及认证度。&&&&&
蓝牙的缺点如下:
1. 数据传输的大小受限
高速跳频使得蓝牙传输信息时有极高的安全性但同时也限制了蓝牙传输过程中数据包不可能太大。即使在所谓的高保真蓝牙耳机中高低频部分也是会被严重压缩的。
2. 设备连接数量少
相对于Wifi与ZigBee,蓝牙连接设备能力确实较差,理论上可连接8台设备,实际上也就只能做到6&&7个设备连接。
3. 蓝牙设备的单一连接性
假设我用A手机连接了一个蓝牙设备,那么B手机是连接不上它的,一定要我与此蓝牙设备之间的握手协议断开B手机才能连接上它。
蓝牙应用&&&&&&&&&
从最初的蓝牙传输数据使得蓝牙技术在手机上广泛运用,再到后来蓝牙耳机和蓝牙无线鼠标的风靡,再到时下最流行的蓝牙智能家居系统,蓝牙对人们生活产生的便利不言而喻。凭借着其在电子产品中的高配置比,人们对蓝牙新产品的接受程度会高于ZigBee,NFC等产品。电子窗帘,吸尘器机器人,抽油烟机,智能穿戴产品,低功耗的蓝牙4.0将有更大的应用市场。&&&&&
3. WiFi(无线保真协议)
WiFi技术简介&&&&
WiFi(Wireless Fidelity,无线保真技术)是IEEE 802.11的简称,是一种可支持数据,图像,语音和多媒体且输出速率高达54Mb/s的短程无线传输技术,在几百米的范围内可让互联网接入者接收到无线电信号。WiFi的首版于1997年问世,当时其中定义了物理层和介质访问接入控制层(MAC层)并在规定了无线局域网的基本传输介质和网络结构的同时规范了介质访问层(MAC)的特性和物理层(PHY),其中物理层采用的是FSSS(调频扩频)技术、红外技术和DSSS(直接序列扩频)技术。在1999年又新增了IEEE 802.11g和IEEE 802.11a标准进行完善。&&
WiFi技术特点&&&&
1. 传输范围广&
WiFi的电波覆盖范围半径高达100 m,甚至连整栋大楼都可以覆盖,相对于半径只有15m蓝牙,优势相当明显。&&&&&
2. 传输速度快&&&&&&&&
高达54Mb/s的传输速率使得WiFi的用户可以随时随地接收网络,并可快速地享受到类似于网络游戏、视频点播(VOD)、远程教育、网上证券、远程医疗、视频会议等一系列宽带信息增值服务。在这飞速发展的信息时代,速度还在不断提升的WiFi必能满足社会与个人信息化发展的需求。
3. 健康安全&&&&&&&
WiFi设备在IEEE 802.11的规定下发射功率不能超过100 mW,而实际的发射功率可能也就在60~70 mW。与类似的通信设备相比,手机发射功率约在200 mW~1 W,而手持式对讲机更是高达5 W。相对于这两者WiFi产品的辐射更小。&&&&&
4. 普及应用度高&&&&&&&&
现今配置WiFi的电子设备越来越多,手机、笔记本电脑、平板电脑、MP4几乎都将WiFi列入了他们的主流标准配置。
WiFi发展趋势&&&&&&
前段时间WiFi技术联盟推出了WiFi Direct标准,这也表示着WiFi在上网本、智能手机、电视机、机顶盒和其他设备中的采用率不断上升的同时也开始要涉及蓝牙传统的WPAN领域。据市场调查公司In-Stat的调查数据,预计到2013年全球将新增2.16亿个配置WiFi模块的电子设备。&&&&&&&&
传统标配中较热门的蓝牙与红外目前只剩下蓝牙,新增的配置包括重力感应,GPS及WiFi,当中已WiFi配置比例最高。WiFi已经几乎已成为目前手机及其他类似电子设备中的标配。目前市面上的平板,笔记本电脑及智能手机几乎全部配置有WiFi模块。&&&&&&&&&&
近日,博通无线连接集团GPS业务组市场总监David Murray表示,与竞争对手相比,博通的解决方案有更多的优势&&除了利用卫星信号,还通过WiFi和基站来进行辅助定位。值得一提的是,WiFi的加入让难以接收卫星信号的室内得以实现精确定位。
4. Bluetooth,WiFi,ZigBee特性对比
目前市面上普及率较高的电子设备(手机,平板)中基本配备了蓝牙4.0模块和WiFi模块,就此而言这两者在客户端能被接受的程度要远远大于ZigBee。其实早在几年前日本曾经有推广过带ZigBee模块的手机,但ZigBee协议的繁琐及传输速率的低下有点似乎赶不上时代发展的一个感觉,所以一直没有普及开来,但其自组网的特点是其他两种方案都无法替代的。未来的智能家居市场,蓝牙凭借着其体积小功耗低的特点,可能会向小型化,例如可穿戴电子设备的产品方向去发展。WiFi凭借着无线网络几乎到处都有的特点,一定会成为未来接受度最高且应用最广的方案。而如今ZigBee要想打破僵局以不被淘汰,可能真的需要一次像蓝牙3.0跨入蓝牙4.0的大改造。(本文作者:厦门大学物理与机电工程学院物理系 郭捷 王亚军)
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