
理解无线通讯协议:wifi蓝牙、ZigBee 及其衍生
智能设备之间的联动,依赖于通讯协议。家居常见的无线通讯协议有WiFi、低功耗蓝牙(BLE)、蓝牙mesh和ZigBee,还有并不知名但地位重要的Thread。
① WiFi
WiFi协议的使用门槛较低,无需网关直接联网,且穿墙能力好,空间不大的情况下一个路由器就能覆盖全屋。但其依赖于网络和电力,不仅功耗高,且断电断网便无法使用,稳定性不足,一般不用作主要的通讯协议,仅适用在插电使用的设备上。而当WiFi作为主要通讯协议时,只适合不喜欢折腾(接入简单)、设备少且网络条件好(不容易拥堵)的家庭。
② 低功耗蓝牙(BLE)
在智能家居中,蓝牙协议是指“一对一”的低功耗蓝牙协议,通常应用在一些小的传感器、或是功能简单的智能设备上,不会作为主要通讯协议。蓝牙技术虽然传输速率低、传输距离短、穿墙能力弱,但由于家庭空间有限,所以一般情况下问题都不太明显。
③ 蓝牙mesh
蓝牙mesh是一种以低功耗蓝牙协议为基础的组网技术,继承了低功耗蓝牙技术的优缺点.但不同在于,蓝牙mesh采用“泛洪”方式,实现了“多对多”数据传输,设备之间组成网络,一条指令能够在整个网络中进行传播,且某一节点掉线后,网络仍能继续正常使用。正因如此,蓝牙mesh成为了无线智能家居系统的主要通讯协议之一。
④ ZigBee
与蓝牙mesh相比,ZigBee具备更长的传输距离、更强的穿墙能力、更低的功率损耗、更好的拓展性能,深受苹果、谷歌、亚马逊等巨头的青睐并被大力推广,成为现阶段无线智能家居系统的主力通讯协议。此外,目前的ZigBee 3.0不定义应用层,在品牌允许或用户自行开源改造的情况下,可以实现跨品牌终端设备的互联互通,因此ZigBee更适合有玩心、有自行改造升级需求的用户。
⑤ Thread
Thread是ZigBee3.0的衍生协议,两者拥有相似的网络性能表现。除了都有应用层互通这个能一统生态的前提,Thread还进行了一些升级:根据已有的测试数据,其网络性能比BLE和ZigBee都更好;基于IP,设备是IPv6可寻址的,可以不用网关就能接入网络;拥有类似蓝牙mesh但更细致的节点设计,更不易掉线;它主要服务的matter生态在本地运行,安全性高等等。Thread的优点很多,但Thread设备售价高昂,暂未铺开生产;matter获得了数量前所未有的中国商家的声援,但目前付诸实践的还不多,matter1.0发布后,溅起的水花也不算大。
常用的几种技术的特点总结:

AC+AP和mesh组网,无线智能家居哪种组网方式好?
全屋网络覆盖的智能家居的基础,无线智能家居的全屋网络供给,主要有以下几种组网方式:
(1) 单路由器组网
① 方式:入户光纤进入光猫后,再通过网线接入一个路由器,由这单个路由器实现全屋WiFi网络供给;对于电脑、游戏机等有线网络设备,则可以在路由器上延伸网线。
② 优点:这种组网方式非常简单,宽带服务商一般会提供光猫并上门安装,用户只需自行购买网线和路由器接入即可。
③ 缺点:单个路由器的信号覆盖面积有限,容易受到隔墙的影响,多设备接入会影响网速,造成延迟。
④ 适用:适合智能设备不多且隔墙少的小户型,路由器最好放置在房屋的中心位置上。

(2) AC+AP组网
① 方式:入户光纤进入光猫后,通过网线将光猫与AC控制器连接,再从AC控制器连接各区域的AP面板以及有线网络设备,由各个AP面板为其所负责域提供WiFi覆盖,从而实现全屋无线网络供给。在这里,AC+AP的组网关系,可简单理解为一个无WiFi功能的主路由器+数个提供WiFi功能的副路由器。
② 优点:AP面板美观不占空间,网络供给稳定,只要有充足的面板,大户型也能轻松做到全屋网络覆盖;可以无缝漫游,即在两个信号节之间,设备可以自动从信号弱的节点转移到信号强的节点上。
③ 缺点:AC控制器的价格不低,而AP面板穿墙能力弱,所有房间都要布线设置,导致整体造价高。AC控制器和AP面板都有严重的发热问题,建议多采用吸顶式面板,并在弱电箱内安装散热设备。AP面板尽量不要在同墙背对背安装,否则信号会受干扰。
④ 适用:适合预算充足,空间宽广的大户型、大别墅,以及公司、园区等商用领域,需要在水电阶段提前规划布线。

(3) 有线mesh组网
① 方式:入户光纤进入光猫后,先从光猫接入主路由,然后将主路由与每个子路由进行连接,从而实现无线WIFI网络的全屋覆盖;可以从任意一个路由器(主子路由均可)延伸网线进行供网,具体由有线网络设备的位置决定,路由器负责区域没有有线设备的,也可空出不接。
② 拓展:一般路由器只有4个左右的端口,如果主路由器的端口数量不能够满足子路由的接入,可以在主路由和子路由之间加入交换机。此时电脑等有线网络设备,也可以从交换机处延伸网线进行供网。
③ 优点:路由器的穿墙能力要比AP面板好,只要保证主路由和子路由能够覆盖全屋范围即可,无需每个房间都设置,造价较低。网络效果同样十分稳定,也可以实现无缝漫游。有一定的升级拓展空间,可以搭配NAS使用。
④ 缺点:需要布线;只能使用同一个品牌下的,带有线mesh组网功能的路由器进行组网,不同厂家的mesh路由器是不兼容的;路由器需要放在较为空旷的位置,否则遮挡容易导致网络信号减弱。
⑤ 适用:是目前全屋供网最为推荐的方案,能够适用于绝大部分的户型,需要在水电阶段提前规划布线。
⑥ 提醒:任何模式(有线/无线/混合)的mesh组网,设备数都有上限,一般支持7-10路由器组网,能够基本满足家庭供网需求,具体数量可询问品牌客服。


(4) 无线mesh组网
① 方式:组网逻辑与有线mesh是完全一致的,其只是省去了主路由和子路由之间的网线连接,改用无线方法实现互联。有线网络设备可以随意接入任何一个路由器进行供网。
② 优点:不需要过多的设备,也不需要提前布线,可以随意添加或减少,更加灵活多变;一样能够实现无缝漫游。
③ 缺点:效果始终不如有线稳定,需要使用同一品牌、带无线mesh组网功能的路由器,路由器要避免被遮挡。
④ 适用:适合没有提前部署网线,也不方便重新布线的用户。
⑤ 提醒:无线mesh组网有双频和三频之分。双频路由器节点间传输会与移动设备共享同一个5G频段,终端连接的网速衰减较大;而三频路由器节点间有专用的频段进行mesh组网,终端连接的网速不受影响,无线体验更好,因此更推荐三频无线mesh组网。

(5) 混合mesh组网
① 方式:是有线mesh和无线mesh的结合,即主路由和子路由连接时,一部分采用网线,另一部分采用无线。有线网络设备可以由任一路由器供网。
② 优点:结合了有线和无线的优点,有线部分网络效果稳定,无线部分能够灵活调整,能够实现无缝漫游。
③ 缺点:需要使用同一品牌、带混合mesh组网功能的路由器,路由器要避免被遮挡。
④ 适用:适合已布线但子路由无法全屋覆盖,需要增加设备的用户;或者是主路由器端口不足,但不想使用交换机的用户。但要注意组网的路由器数量有限制。

(6) 中继/桥接组网
① 定义:中继和桥接都是路由器的组网功能,两者在本质上没有太多区别,只是品牌叫法不一。中继/桥接同样可以分为有线组网和无线组网模式。
② 方式:中继/桥接的组网布线逻辑了mesh组网是一致的,可直接参考mesh组网。事实上,mesh组网可以看做的中继/桥接的升级版。mesh组网通过自动配置同步+漫游算法,具备了“一键组网”和“无缝切换”这两大优点,这都是中继/桥接并不拥有的。
③ 优点:普通路由器都具备中继/桥接的能力,且一般情况下可以跨品牌连接,网络表现也比较稳定。此外,普通路由器的价格要比mesh组网路由器便宜,造价成本则更低。
④ 缺点:首次需要人工进入网页进行设置,小白可能不会操作;没有漫游功能,只能等一台路由器完全没有信号才会连上另外一台。
⑤ 适用:适合对无缝漫游没有需求,要求信号覆盖较为全面,且追求经济实惠的用户。
(7) 选购建议
单个路由器供网的方式仅适合户型小且智能设备数量不多的家庭,其他情况应该考虑mesh组网或者AC+AP组网。
有线mesh组网是目前最为推荐的全屋网络覆盖方案,其造价成本适中,网络信号稳定,可以一键组网和无缝漫游,但需要在水电阶段规划布线。如果房子已装修完毕,且不方便重新布线,则可以试试无线mesh组网,成本和功能与有线mesh相差无几,但稳定性较弱。组网时建议购买同型号mesh路由,选购可参考大户型mesh路由型号推荐榜。
稳定的家用AC+AP组网比有线mesh贵得多,同样需要提前规划布线,且首次使用需要进入网页手动添加设备和设置参数等,操作要比能一键组网的mesh复杂得多,如果是大户型用户,且具备充足的资金预算,也可以考虑使用这种组网方式,安装使用时建议由专业人士指导配置。
此外,如果家中有多个旧路由,且性能也还不错,也可以尝试进行中继/桥接组网,或许能有不错的效果,但同样需要进入网线手动配置。
智能家居如何做好电路安排?
智能家居的终端产品,基本都是用电设备,电路很重要,应特别注意三点:
(1)开关布零线
传统开关只接火线,通过控制火线的通断,进而控制灯具,当开关关掉后,整个回路处于无电状态。智能开关一般通过接入零线,在内部形成一个不受开关影响的小回路,为接收信息的智能模块供电。所以打算做智能家居的用户,最好提前布好零线,后面购买相应的零火开关就可以了。如果没有预留零线,也可以用单火开关来解决,但稳定性不如零火开关,容易出现灯具闪烁的情况。
(2)不必再做双控
家里有些灯通常会做双控开关,例如房间灯,门口一个,床头一个,睡前不必下床关灯。但如果一开始就考虑做智能开关,那没必要保留双控。智能开关是不支持双控接线的,若继续预留双控布线,后期改线安装会很麻烦,处理不好影响灯具使用。此外,智能开关拥有APP、语音等多种控制操作,不受其位置的限制。如果仍需要双控,搭配同品牌的贴墙式无线开关即可实现。
(3)多预留插座
家居产品从原来的手动控制变为智能家电,改变了一些水电点位的布置习惯,部分家装公司还跟不上步伐,需要业主自己注意预留插座:如智能窗帘要在窗边的墙上预留插座;电动晾衣杆要在阳台留插座;智能马桶要在马桶旁留插座;摄像头要在屋顶角落留插座;扫地机器人要在上下水附近留插座等。即使前期还没有打算好买什么智能设备,也应该多预留插座,有备无患。