应用精选 -- 智能家居市场概况

鸣涧

应用精选 -- 智能家居市场概况


智能家居是物联网（IoT）中最重要的一部分，智能家居主要是以住宅为平台，由硬件、 软件、云平台构成家居生态圈，实现远程操控、设备互联等功能，使家居生活更舒适、便利、 安全，我们尝试从智能家居的无线技术、厂家支持以及产品类别来看一看，智能家居这个应 用市场的一些状况。



在智能家居无线通信中，我们主要分为两个部分：长距离通信协、短距离通信协议。通 过频段，我们又可以分为开放的 2.4G 频段协议，以及运营商频段协议、非开放非运营商频 段协议。



ZigBee、WiFi、 BLE 属于短距离通信协议，频段为 2.4G，虽然 ZigBee 也支持 915MHZ、 868MHZ 等频段，但是目前市场上大部分芯片均是支持 2.4GHZ，且国内使用的也基本是 2.4GHZ。ZigBee 和智能家居的渊源颇深，起初  ZigBee 的建立即主要是针对于智能家居市 场，ZigBee 目前是智能家居中最成熟也是应用最广的无线通信协议。

那么，相较于其它的无线通信协议，ZigBee 的优势在哪里呢？

蓝牙的发展起初是传统蓝牙，但是传统蓝牙功耗太大，不适用与智能家居的低功耗省电 产品，后来蓝牙衍生出了低功耗蓝牙（BLE），现在市场上 BLE 的应用也是不少的，但是 BLE 在智能家居中最大的缺点即是不能大规模组网，仅仅支持 1-8 个设备，因此对于智能家居 来说是比较鸡肋的，当然现在 BLE 也在大力推进开发 BLE Mesh，但是公有的 BLE Mesh 并 没有开始大规模商用且还未稳定，到成熟还是需要一定的时间，毕竟 ZigBee 走到现在这个 阶段也是花费了不少的时间，未来的智能家居中，无线通信协议中谁是领头羊，还真是不好 说。



另外在长距离通信 NB-IoT、LoRa 等与 ZigBee、BLE 属于不同的领域，因为 NB-IoT 是运营商频段，需要付一定的资费，因此在成本上是比 ZigBee、BLE 要高，而 LoRa 目前 在国内也属于灰色地带的通信协议，对于大厂来说是有一定的风险，但是长距离无线通信目 前在水电表这些应用中是非常适合的，也开始占有一定的份额，这也是它们的目标市场，在 智能家居市场，还是要看协议未来的规划。



在厂家支持部分我们主要看 ZigBee 、BLE、NB-IoT, 因为 LoRa 技术是 Semtech 公司 的专利，其 LoRa 芯片产品也是独家供应。2018 年 Semtech 开始改变传统的产品营销模 式，授权 IP 给一些公司做 LoRa 产品，形成了多供应商的市场供应局面，共同做大市场， 在此暂时不进行讨论。

而在 ZigBee 芯片上，目前主要有以下厂家：NXP、Silicon Labs、TI、Telink 等。



BLE 芯片则有 Nordic、DiaLog、CSR、TI、NXP 等



现在芯片厂家对于未来 BLE、ZigBee 的前景也是不确定的，很多厂家出了多协议芯片， 能够支持 ZigBee 和 BLE，但是目前暂时还未找到很好的应用场景在双模芯片上，只有部分 的智能门锁、智能音箱有类似的需求，但是目前还未有特别成熟的产品在市场上出现。

市场上大部分智能家居产品主要有：智能家居套件，包括网关、智能门锁、灯具、门磁、 窗帘电机、安全开关、情景面板、智能音箱等。

智能家居套件明星产品主要是绿米的套件，包括灯具、开关、温湿度传感器、门磁，产 品做得比较稳定，也是行业内标杆产品，出货量不错。




另外智能门锁也是现在比较大火的产品，只要是智能家居相关的企业基本都有做该产品， 但是使用的通信协议并不是一定的，有些为了和智能家居产品互动会使用 ZigBee 通信协议， 而有的是为了和手机互动，使用 BLE 通信协议，也有的是赶上了热门的 NB-IoT 通信协议。 且现在智能门锁越来越普及，后续还有人脸识别门锁会越来越成普及。



WPI ATU 有智能家居套件完整方案，包括网关、门磁、灯具、插座、温湿度传感器、 PIR，使用 NXP JN5169 的解决方案，使用的 ZigBee 协议由之前的 ZHA1.2 已经升级至 ZigBee3.0，也有 JN5169 ZigBee 模组的相关设计，可以通过 FCC 认证，在大大通方案中 有详细介绍。



在此向大家推荐一些大大通优质的智能家居方案：

① 基于 NXP JN5189 的 ZigBee 中继路由方案
    链接：https://www.wpgdadatong.com/from ... NewsDetail?PID=5279
    该方案用的是 2020 年恩智浦最新发布的 JN5189 芯片，内核性能增强，且接收灵敏度等参数也 更加好，是作为高端网关的第一选择，Flash 和 RAM 均在 JN5169 上进行增加，该芯片是在 JN5169 广泛客户使用反馈上进行升级。

② 联合荣亚物联推出基于 NXP JN5169 的新零售电子货架标签解决方案
    链接：https://www.wpgdadatong.com/from ... NewsDetail?PID=5187
    电子标签是智能化的一个标志，新型的零售业离不开电子标签，电子标签市场上的方案有 BLE、 ZigBee、2.4G 等，但是后续电子标签的网络安全性肯定也会是第一考量，因此私有 2.4G 的通信 方式我认为有可能会被淘汰， BLE 和 ZigBee 目前来说 BLE 的成本会更好，但是 ZigBee 的优势 在于标准化的组网方式。

③ 基于 NXP i.MX6UL 开发板的智慧城市网关设计方案
    链接：https://www.wpgdadatong.com/from ... NewsDetail?PID=5025
    智慧城市是一个大的课题，既然是智慧城市网关，那么肯定是不止支持一种通信协议的转换，因 此对主控的性能要求会比较高，NXP i.MX 系列 MPU 高性能是得到业界的认可，i.MX 6UL 系列 更是将性价比做到了，在高性能网关上的主控 i.MX 是一个好的选择。

总结：智能家居目前主要的通信协议还是短距离通信协议，长距离通信协议也在慢慢渗 透，未来有可能出现一些反转变化，但是无论哪种协议都是有它自己的优势劣势，需要产品 开发者根据自己的应用需求去选择，智能家居的市场也是一直有在扩大，但是产品类别的丰 富性并没有太大的变化，除了智能门锁冲出了智能家居的枷锁，变成了智能家居的入口，市 场份额也在不断的增长，我们也是会专注于不同的协议、产品的技术积累，不能被未来抛弃。

参考文献：

1.《智能家居通讯协议有哪些》