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应用精选 -- 智能家居市场概况

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发表于 2022-11-26 00:03:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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BLE 芯片则有 Nordic、DiaLog、CSR、TI、NXP 等

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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。

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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。

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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。

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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.电子发烧友《智能家居通讯协议有哪些》




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