向智能家居的转变已经开始,尽管还处于初期阶段。与以往的技术革命一样,智能家居是由硅成本下降推动的。但这只是一部分:提高计算能力和通信能力方面的能源效率,是使智能设备能够支持生活方式的关键。这类技术变革需要10年时间才能显现出来,但一旦发生,后果将是巨大的。
“智能家居”一词模糊了其对大多数消费者具有吸引力的特性。制造智能家居设备所需的一些核心技术已经出现了十多年。热衷于DIY的人已经能够使用支持Zigbee协议的设备在家中建立数字照明控制和其他形式的自动化。
尽管ZigBee在互联智能设备诸如智能灯泡和温度控制器之类的智能设备方面有效,但它专注于自动化岛,支持更智能的加热和照明,而不是整个智能家庭。ZigBee并不容易支持不同网络之间互连的概念,这些网络在内容互联网(物联网)的核心上。
未来真正的智能家居将是一个不断学习的生态系统。它将意识到你的动作和偏好,并能够通过来自可穿戴设备和大量连接到物联网的固定和移动传感器的信息来适应它们随时间的变化(图1)。
图1:通过物联网智能家居连接示例
网络的不同部分将在不同的时间配合,以实现特定应用,例如将门的访客的视频传输到电视或由房主观看的平板电脑。亚博国际官网平台网址可能有一个加热系统,对他们家周围的人做出反应。如果它没有占用,系统可能会响应他们可能到达回家的时间而激活,那么要考虑实时流量条件。
启用此未来的关键是互操作性至关重要的关键,并且此环境的系统供应商识别出智能家庭将构建阶段。消费者可以融合一个或两个带智能照明或安装智能恒温器的房间,以便在将它们集成到完整的智能家庭环境之前立即节省燃料。他们不希望替换这些系统只是让他们与未来的生态系统兼容。幸运的是,他们不太可能需要做出这个选择。
目前智能家居系统的无线通信环境看起来很混乱——这很可能是到目前为止缓慢普及的一个因素。安全摄像头通常会使用WiFi接口来实现高视频传输速率。一组智能灯泡可能会使用Zigbee的照明配置。用户可以通过蓝牙与智能恒温器交互。
统一力量是Internet协议(IPv6)的6。需要部署在世界各地的智能房屋中的传感器和连接设备数量的指数增长是一个理想的协议,因为它提供的大地址空间(图2)。在不使用地址转换网关的情况下访问此类大地址空间将是有助于在智能家中围绕智能家庭的生态系统。
图2:显示IPv4和IPv6之间区别的表
IPv6还有更多的优势。它拥有支持无状态地址自动配置的工具,这种工具非常适合设置处理能力非常有限的传感器网络节点。最初的IPv6协议在低功耗无线链路上带来了巨大的开销。IPv6版本的低功耗无线个人区域网络(6LoWPAN)标准处理了IPv6功能的子集,发现优化了智能家庭和物联网。
IPv6和6LowPan将有助于在三个关键标准中推动IoT和智能家庭协议的整合。WiFi已经支持IPv6。IEEE 802.15.4下潜ZigBee的无线协议能够运行IPv6。通过采用6LowPAN协议栈,还将使用6LOWPAN协议堆栈进行IPv6兼容的持续增强程序。
集成了数百万智能手机,平板电脑和其他便携式设备,蓝牙已经是智能家庭IOT的网关。支持迁移到IPv6的进一步增强将使它成为更广泛的设备的智能选择。介绍多跳网状网络能力,另一个蓝牙SIG工作组的焦点将让蓝牙智能在更广泛的情况下使用。
无线网状网络是内置于多个固定和移动节点上的网络,这使得可以在到目的地的方式中从一个节点跳跃来通信。目的地可以是网络上的对等体或提供对更广泛的互联网的访问的网关。它是一种高度可靠的方法,可以在网络内提供连接到节点的连接,因为如果用于将数据中继到另一个数据的一个节点,则通常可以替换另一个节点(图3)。
图3:无线网状网络示例
该网格是低功率网络的一个重要特征,其与WiFi和蜂窝等技术相比具有短发射范围 - 这使得它们以更高的能量消耗的成本增益。Mesh网络提供的多跳策略克服了允许彼此超出范围的设备来将数据包发送到更近的节点,然后使用短跳至目标到目的地。
在智能家庭网络中,网状网络在处理多个设备时提供另一个优势。例如,要在传统的物联网网络中旋转灯,主机需要向每个智能灯泡发送消息。网状网络可以使用称为“洪水”的技术,其中设备将“灯”命令发送到最接近它的灯泡。那些灯泡然后将命令传递到邻居,直到房间点亮。
虽然网格为智能家庭和IOT场景提供了一些明显的优势,但它们在市场上没有像蓝牙或WIFI一样快速发展。蓝牙的网格能力的开发可能与强大的摄取相一致。蓝牙智能网格具有比现有网格协议更晚开发的优势:它的开发人员能够使用早期工作的经验,以便在即将到来的标准上指导进展。
蓝牙标准开发有15年的经验,在许多不同类型的设备上创建消费者易用性和互操作性的协议,利用现场数十亿系统的结果来对当今的状态进行微调。蓝牙智能网格将确保网络的网格功能不会导致兼容性中断。
基础已经打好了。蓝牙智能4.1版本引入了散网的概念,这是对协议所使用的现有的小微网方法的补充。Piconet使用传统的主-从配置,其中一个主在逻辑上连接到一组从,由主发起通信。散网使得与一个或多个从节点有逻辑连接的主节点也可以成为另一个节点的从节点。这种交换模式的能力使得散网能够实现多跳连接,而不需要对纯粹的主从微型网络架构进行完全更改。
这些发展的结果将使蓝牙不仅成为智能家居生态系统的主要参与者,而且可能成为低功耗网络的明智选择,无论设备是什么。