智能家居主要应用的技术有哪些?

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发表于 2024-1-30 14:20:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
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发表于 2024-1-30 14:21:08 | 显示全部楼层
智能家居成为装修新风向,想入门先来了解一下智能家居系统的原理吧:
目前常用的无线通信技术有红外线、蓝牙、WiFi、ZigBee等,智能家居可以通过家用触摸屏、无线遥控器、电话、互联网或者语音识别控制家用设备,执行场景操作,使多个设备形成联动。




一、WiFi

WiFi是一种基于IEEE 802.11标准的无线局域网技术,它可以实现设备之间的高速数据传输,支持自组网和基础结构拓扑,不需要专用网关,可以直接连接路由器。
WiFi的优点是传输带宽大,可以支持音视频等功能,软硬件开发资源丰富,完全开放。
WiFi的缺点是功耗高,需要外接电源,节点数有限,抗干扰性和穿墙性一般,一旦断网就无法控制。




二、蓝牙

蓝牙是一种基于IEEE 802.15标准的短距离无线通信技术,它可以实现设备之间的低速数据传输,支持点对点和对等网络拓扑,不需要专用网关,可以方便地集成到智能终端,如手机、平板等。
蓝牙的优点是功耗低,模块成本低,软硬件开发资源丰富,完全开放。
蓝牙的缺点是传输带宽小,只能支持传感和控制等功能,节点数有限,抗干扰性和穿墙性一般。




蓝牙和蓝牙mesh的区别

蓝牙是一种短距离无线通信技术,而蓝牙Mesh是一种网络技术。蓝牙Mesh采用蓝牙低功耗广播的方式进行信息发送和接收,将信息从网络中的某一个节点转发至目的节点,在蓝牙Mesh组网中,这种广播模式也称为网络泛洪。
简单来说,蓝牙是一对一的连接方式,而蓝牙Mesh则是一对多的连接方式。
三、Zigbee

Zigbee是一种基于IEEE 802.15.4标准的低速无线通信技术,它可以实现设备之间的小数据包传输,支持星型、树型和网状网络拓扑,需要专用网关,可以接入多种品牌和类型的智能设备。
Zigbee的优点是功耗低,可以使用电池供电,节点数多,抗干扰性和延迟性能好。
Zigbee的缺点是传输带宽小,只能支持传感和控制等功能,模块成本高,标准化和互操作性待改进。




总结一下,在智能家居系统中:
WiFi适合用于各种数据传输量大的插电的设备,如电视机、电脑、智能冰箱、监控摄像头、智能语音音箱等,可以实现高速数据传输和音视频功能。
蓝牙适合用于一些数据量较小的设备,如无线开关和传感器等上电池的被动设备,可以实现较低速数据传输和语音功能。
Zigbee适合用于节点较多数据量小的设备,如各种照明灯具、开关和传感器等(电池供电)被动设备,可以实现小数据包传输和网状网络拓扑。
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发表于 2024-1-30 14:21:27 | 显示全部楼层
通俗点回答吧,我想问这个问题的应该不是业内人士,更大可能是用户或者爱好者,甚至是还没入门的爱好者吧。
简单来说,智能家居主要是在传统家居技术的基础上添加了联网,以及通过网络接收和传递指令的功能。概说就是通讯单元和控制单元。
而这个其实就是IOT,也就是所谓的物联网。其基本的原件是单片机+控制装置。
一、一个基础的物联网模块包括什么呢?

1、当然是网络功能,不论是无线接入,还是有线接入。


无线接入主要包括WiFi、zigbee、蓝牙等技术,当然在深入点,其实还有射频,红外,激光,z-wave,2.4g等。当前的智能家居主要集中在WiFi、zigbee和蓝牙这三种方式上。
有线接入的话,可以是传统网线,总线,1-wire,电力信号传输等。当前用的较多的是网线,总线,1-wire。电力传输更多的出现在电力猫等网络转换上。
2、控制功能,包括继电器,可控硅啥的。
实际上就是控制开关、通断。所有的信号实际都是开关与通断,也就是常说的电脑里的0、1状态。
3、传感器部分,也就是感知环境的参数,然后用数字也好,模拟也好等信号方式,反馈给单片机。
4、接受和传输指令的功能。也就是将所连接装置的状态通过网络传输给服务器,以及接受服务器所发过来的指令,并执行。
实际上上述功能看起来是分开的,其实都是一个单片机来实现的。比如物联网(智能家居)行业最常见的esp系列。我自己DIY最常用的是esp-01(S),esp32,esp12,wemo等。


上图中,左边就是一片esp-01+扩展板,单片机电源,继电器,装置电源,以及被控装置的简易智能家居示意图。而我们只要将装置电源和电机换成其他电器,就已经完成了一个最基础的智能家居改造,而实现了可以通过网络控制其开与关(通断)。
二、认识单片机

初学者,不妨从一片esp32开始


它就象一个简易电脑,有专门的固件可以刷入,git上很多开源的内容,比较常用的有esphome,espeasy,tasmota等。个人推荐使用espeasy,界面简洁,功能强大,且可以随意更改设置而无需重刷固件。
除了可以直接控制开关之外,它还支持多种传感器。不能尽列,具体可查官方文档,基本你能见到的大类传感器它都可以用上。


至于更多的单片机io口高低电平控制,数字信号处理,模拟信号处理等,可以到我的专栏去参考。我写了数十篇关于智能家居,以及DIY的文章,当然了,也可以考虑咨询我。
智能家居DIY我是 @GeekOn 智能家居老司机。

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发表于 2024-1-30 14:21:43 | 显示全部楼层
智能家居主要应用了综合布线技术、网络通信技术、 安全防范技术、自动控制技术、音视频技术等。
在智能家居的装修过程中,分为前装和后装,综合布线技术指的是在智能解决方案的设计下,实现有线布线系统或无线系统,例如ZigBee、蓝牙、WiFi、ZWave、微波(315MHz、433MHz)、蜂窝网络等技术的安装,在家中形成一个完整的物联网。
以物联网为依托,智能面板能够连接家中的各类设备,传感器、大数据、人工智能、云计算等关键技术,为当下各类智能设备提供了有效的自动控制和安防技术。
未来,借助5g的发展,大数据、人工智能、VR、云计算、AR、传感器、5G、边缘计算、区块链等至今依旧处在科技发展前沿的技术,也将被融合到智能家居行业的发展中,为实现真正的智慧生活提供助力。
<hr/>本人是智能家居解决方案专家,具备10年以上行业实战经验,对智能家居行业的发展有深刻见解,欢迎与我交流。
【推荐阅读】

智能家居一个面板真的可以控制全屋设备吗?智能家居以后会是刚需吗?如何搭建一个完善的智能家居系统?2020年了,大家想到智能家居还会觉得是智商税吗?有什么智能家居体验很好却不贵的?
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发表于 2024-1-30 14:21:56 | 显示全部楼层
一、总线技术
总线技术的主要特点是所有设备通信与控制都集中在一条总线上,是一种全分布式智能控制网络技术,其产品模块具有双向通信能力,以及互操作性和互换性,其控制部件都可以编程。市场上比较有影响力的总线技术包括LonWorks、KNX、EIB、CAN、BACNet等。总线技术类产品比较适合于楼宇智能化以及小区智能化等大区域范围的控制,其优势在于技术成熟、系统稳定、可靠性高,应用也比较广泛,但一般设置安装比较复杂,造价较高,工期较长,只适用新装修或对旧房进行改造需要重新布线的用户,且后期需要专业人员进行维护。
二、电力线载波技术
电力线载波技术充分利用现有的电网,两端加以调制解调器,直接以50Hz交流电为载波,再以数百KHz的脉冲为调制信号,进行信号的传输与控制。因电力线载波技术对于电网的稳定性要求较高,所以目前这种技术暂时只在远程电力抄表、楼宇对讲、照明控制等少数几个领域有一些应用。
三、无线技术
目前国内最常用的面向智能家居的无线技术有WiFi、Zigbee、433MHz及红外无线技术。无线技术由于不用布线、施工方便,不用对家庭现有线路做大的改动即可实现智能家居的安装,同时后期维护和扩展也很方便,越来越受到智能家居厂家和用户的追捧。
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发表于 2024-1-30 14:22:21 | 显示全部楼层
大方向来说,有集成技术、通信技术、互动操作技术和布线技术等。
1.通过家庭网关及其系统软件建立智能家居平台系统
家庭网关是智能家居局域网的核心部分,主要完成家庭内部网络各种不同通信协议之间的转换和信息共享,以及与外部通信网络之间的数据交换功能,同时网关还负责家庭智能设备的管理和控制 。
2.统一的平台
用计算机技术、微电子技术、通信技术,家庭智能终端将家庭智能化的所有功能集成起来,使智能家居建立在一个统一的平台之上。首先,实现家庭内部网络与外部网络之间的数据交互;其次,还要保证能够识别通过网络传输的指令是合法的指令,而不是“黑客”的非法入侵。因此,家庭智能终端既是家庭信息的交通枢纽,又是信息化家庭的“保护神”  。
3.通过外部扩展模块实现与家电的互连
为实现家用电器的集中控制和远程控制功能,家庭智能网关通过有线或无线的方式,按照特定的通信协议,借助外部扩展模块控制家电或照明设备 [10] 。
4.嵌入式系统的应用
以往的家庭智能终端绝大多数是由单片机控制的。随着新功能的增加和性能的提升,将处理能力大大增强的具有网络功能的嵌入式操作系统和单片机的控制软件程序做了相应的调整,使之有机地结合成完整的嵌入式系统。
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