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结合WiFi与Zigbee的优点 才是智能家居需要的无线技术




智能家居市场一直是市场的热点,随着智能手机厂商/互联网厂商联合家电厂商纷纷自立阵营,抢占智能家居入口之后,还未普及的智能家居市场又被推向风口浪尖。而关于智能家居产品究竟该用哪种无线通讯协议,业界难以达成统一。

图1 Thread针对智能家居领域

现阶段主要的无线通讯网络WiFi、蓝牙、ZigBee等,都有优缺点:

WiFi的功耗比较大,适合传输大量的数据;

蓝牙功耗比较低,但现在还存在蓝牙2.0与蓝牙4.0并存的混乱局面,且不支持IPv6,功耗同样也没能达到一些智能家居应用的要求;

ZigBee是一个封闭的系统,不能通过IP访问,还有一个严格的认证体系,易用性差;

针对此,不少大公司都在呼吁、倡导建立一个新的或者统一的新标准。最终,三星、Nest、ARM、Big Ass Fans、飞思卡尔和Silicon Labs公司联合推出于2014年7月提出的家庭物联网通讯协定技术Thread。这个协议综合了一些通讯协议的优点,更适合用在智能家居领域。

近日,作为七家发起公司之一的飞思卡尔发布了支持Thread技术的射频收发器MCR20AVHM。这款收发器采用全新的2.4 GHz IEEE 802.15.4协议,支持多个无线网状网,能够为其Kinetis mcu扩展无线功能。

因为底层协议采用了2.4 GHz IEEE 802.15.4的低功耗网络连接协议,所以在待机时长方面这款产品将拥有巨大优势。“众所周知,在一个完整的智能家庭系统里,诸如红外烟雾探测器、智能门锁等对于功耗是非常敏感的,这款产品的待机功耗可以达到微安级别,搭配飞思卡尔的Cortex-M0+系列MCU,可以使得系统待机时间达到两到三年。”飞思卡尔亚太区市场与业务拓展高级经理孙东说。

图 2智能家居面临的挑战 飞思卡尔提供的解决方案

这款收发器可以配合飞思卡尔600多款Cortex M的MCU,满足客户的多种需求。同时,它还支持客户的私有协议,包括Zigbee,以及马上在6月份推出的Thread协议,实现跨协议,跨通讯标准的支持。另外,它能够配合MCU做节点,配合MPU来做网关,可以通过一个器件把之前的网关、节点、扩展器等应用都涵盖在内。

这款收发器所支持的Thread技术在智能家居产品领域拥有很大的优势,它支持IP协议,可以很轻易地实现互联互通,任何用户可以从远端访问节点,形成真正的物联网。“包括美的、小米在内的中国公司都非常关注这项技术。”孙东说。

图3 基于MCR20AVHM的Demo,实现点对点的无线通讯

他指出,Thread的优势可以总结为四点:

一 低功耗 包括家庭、安防在内的物联网络,有些应用需要长时间的待机,比如智能门锁要求有两到三年的待机时间,wifi、蓝牙都难以达到这个标准,而Thread继承了Zigbee的低功耗,所以能够满足这种要求;

二 网络可以自愈 Thread支持MESH网络,如有一个节点出现问题,可以绕过它自动配置,因此,网络具有很强的鲁棒性;

三 开放协议 用户可以把包括IPSO、M2M等第三方应用都嫁接在Thread之上;

四 支持IP协议 用户可以通过手机去访问每个智能家居节点,把物联网与万维网连接在一起。

“因为Thread会在六月发布1.0版本,MCR20AVHM也会选择在六月份发布。” 孙东说。

另外,相比于Zigbee ,Z-Wave协议,Thread在安全性上也有优势。因为用户通过Zigbee Z-wave访问的是网关上的数据,不是直接访问节点。但IP网络拥则有安全层,因此,安全性上要比网关更高。

同时,通过Thread,智能家居的数据可以通过IP网络把所有的数据都上传至云端,云端的加密性更好,能够保障家庭安全。“假如所有数据都被放到网关,就很容易被‘攻克’,造成门锁被打开等问题,后果不堪设想。”孙东说。

图4 MCR20AVHM的性能特点

MCR20AVHM拥有以下优点:

一:灵活性,可以搭配飞思卡尔的600多种MCU。

二:收发性能好,低功耗;

三:飞思卡尔能够提供从软件到硬件的支持;

四:支持双天线。

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