在物联网兴旺成长的海潮下，智能家居的热度也随之不竭升温。因为智能家居的平安、节能、舒服、便当、高效等诸多特点，愈来愈多的客户最先接管和开辟智能家居单品和系统。在中国推行Zigbee手艺的这几年里，我有幸看到来自中国的厂家在物联网和智能家居范畴实现 “弯道超车”，中国的智能家居手艺与市场成长极为迅猛，我们的产物和系统能够说是世界领先。

作为Zigbee中国手艺组的主席，我很兴奋有如许一个机遇谈谈智能家居中的一个主要手艺环节——无线毗连手艺。固然我不会决心去讲Zigbee，相反，我但愿能够淡化手艺隔膜，谈一谈智能家居这么一个特定的利用范畴到底需要甚么样的无线毗连。如文章的标题问题所示，我但愿多从手艺角度动身，以申明问题、解答迷惑。假如还有机遇，我的同事们能够从市场的角度聊聊产物与利用。

智能家居系统的手艺界面

要阐发智能家居的无线手艺，起首要明白：智能家居的规模是甚么？系统架构甚么样？这是我们会商的根本。下面以智能家居中的一个子系统——智能照明系统为例申明问题。

图1 家庭智能照明系统和手艺界面

如图1所示，家庭智能照明系统年夜致能够分为三个手艺界面：①基在云真个利用与办事;②家庭规模的无线节制收集;和③智能照明产物内部的节制软件与驱动电路。

在这三个手艺界面中，最受人存眷、会商最多也是最使人利诱的就是第二个界面：家庭无线节制收集。市场上各类产物形态共存，收集上各类不雅点百家争鸣。该当理解，手艺自己无所谓好坏（低劣的手艺在其成长中天然而然地被裁减了），只要合适不合适。我们思虑的是：甚么样的无线手艺更合适智能家居收集？或说，智能家居系统对无线互联手艺有甚么怪异的需求？

智能家居系统是怎样玩的？

小我消费者对重生事物的接管度常常超出工业界的估计，智能家居亦是一例。

智能家居规模极广，没有同一的界说。其典型子系统——智能照明，能够简单到只要一个自力节制器（手机也是一个节制器）和一盏灯，也能够复杂到一个集成照明装备、传感器、智能开关和节制算法的完全照明系统。作为消费者接触聪明照明的第一步，一个能够用手机节制的、安装简单的灯胆是很好的产物情势。这个灯胆能够不那末完善，功能也不丰硕，但必然要像通俗灯胆一样，拧上去就好。几分钟的时候便可以操作起来。是以，对消费者来讲，智能产物的第一个需求就是：低复杂度、易在安装。

当消费者渐渐习惯了用手机节制家里的灯胆，新的需求呈现了。这时候，和灯胆无缝互联的开关类装备能够供给加倍天然、直不雅的办事。假如配上适合的传感器，好比活动、温湿度、光照传感器，经由过程设定特定的法则，一个小型的、主动运转的照明系统就呈现了。这个照明子系统能够和其它的子系统好比安防、影音、厨卫、遮阳系统互动。这组成了典型的智能家居无线收集。

是以，智能家居的无线收集该当是一个年夜规模、多装备的局域收集。用手艺说话来说——它该当是一个mesh网。

我们抛开让人目炫狼籍的手艺目标和市场宣扬，顺着适才的思绪想想，一个不变靠得住的智能家居无线收集该当有哪些要素。

1、mesh网。智能家居系统的节点数能够从数个到数十个乃至上百个，这与点对点节制的智能单品判然不同，要求收集能够供给更年夜的冗余度以利负载均衡和路径选择。要做到负载均衡，需要在路由和谈上下工夫，公道建立路由和选择路由，并进行延续的、动态的优化。

2、硬朗性。在一个节点数较多的收集中，硬朗性相当主要。智能家居系统多摆设在室内，空间布局上的遮挡、反射和无线电情况上的干扰，都对系统的硬朗性提出了更高的要求。路由的公道建立和装备的公道保护，和分歧的通信报文类型，都对收集的硬朗性发生决议性影响。

3、空间的复用性。在一个无限的频谱中，如何与分歧的手艺进行公道的躲避和分派，也一样对无线收集的不变性提出考验。空间拜候机制，和软件和和谈的协同共同在此中起了很年夜的感化。

Zigbee为何要费尽心思做mesh网？

另外一种一样用在毗连低功耗资本受限型装备的IoT无线手艺——低功耗广域网（LPWAN）是典型的集中式收集布局（即星形收集）。比力一下这两种手艺的特点会很是成心思，也有助在我们加深对IoT无线毗连手艺的理解。

LPWAN（如NB-IoT和Lora）长短常优异的无线收集，它将IoT装备长距离地间接连至基站，进而接入云端。这一收集拓扑布局决议了，LPWAN在取得低功耗、长距离毗连的同时，抛却了一个对智能家居而言极为主要的特征——装备的当地互动。请看下面的例子。

这是一个极简单的装备互动——当门被打开时点亮灯胆（固然也能够是传感器）。在一个当地的mesh 收集中，门锁能够和灯胆间接互联，经由过程利用层的逻辑绑定可一步实现这个功能。而在LPWAN的架构下，门锁必�����APP须将动静上报给基站，凡是基站是不实现利用逻辑的，需要进一步上报给云端。云端经由过程处置给灯胆下发指令——开灯或关灯。对这个利用而言，这一数据通路较着过在复杂了。

固然在现实利用中，LPWAN的每次动静传输还意味着一笔费用，不外这是别的一个层面的工作。

进一步地，假如上百个装备都是如许操作，系统的机能差别将很是较着。

图2 当地mesh网和LPWAN架构下的装备互动

或许有人会想，为何不成以在LPWAN，好比NB-IoT装备上实现当地的通讯呢？提出这个问题其实不希奇，乃至有些天经地义。我曾在一个钻研会上碰见一位物联网从业者，他年夜篇幅地描写他在NB-IoT上提出的新利用，就是基在这个设法。