智能家居介紹


1. 概念

物聯網,Internet Of Things(IoT),是互聯網的延伸和擴展,是指物品與物品之間信息交換和通信組成的網絡
智能家居,Home Automation,是通過互聯網技術將家中的設備進行互聯,提供控制功能;可以說智能家居系統是物聯網應用的具體實例

智能家居系統從廣泛意義上包括室內設計、電線布線、網線布線、家電選擇等等;狹義上則是通過有線或者無線的方式將智能設備互聯,並通過手機等方式進行控制;這里主要介紹的是狹義上智能家居系統中所使用的技術

開源的物聯網操作系統如下

 TinyOS、Nuttx、Mynewt、Zephyr、Brillo、Contiki、FreeRTOS、Mbed OS、AliOS Things、Android Things、LiteOS

2. 架構

智能家居系統整體架構圖如下所示

Overview-of-the-home-automation-system

智能家居中最重要的環節就是設備互聯設備控制

3. 互聯

3.1 介紹

這里主要從協議層面介紹智能家居,包括

protocol_stack

3.2 接入協議

智能家居設備接入(即鏈路層)協議包括有線協議無線協議
有線協議包括

CAN、RS-485、Ethernet、PLC-BUS、ModBus、KNX/EIB、LonWorks

無線協議包括

WiFi、Bluetooth、ZigBee、Z-wave、EnOcean、RF315/433、Thread、Insteon、6LowPan
LPWAN(LoRa、eMTC、LTE-M、SigFox、NB-IoT)

3.3 通訊協議

目前在智能家居中設備通訊(也即應用層)協議既有標准協議,也有廠商私有定制,包括

DDS、CoAP、MQTT、AMQP、XMPP、DLAN(UPnP)、AirPlay、Nest Weave、ZigBee Light Link

4. 產品

智能家居相關產品涉及方方面面,通常可分為平台網關、網關/橋(Hub/Bridge)、設備、用戶端

4.1 平台

智能家居平台是用戶指令和設備之間的樞紐,接收來自用戶的控制指令,並通過通訊協議將指令下發至網關或者設備;網關再將指令進行轉換並下發至設備,可分為在線平台和離線平台

在線平台需要用戶端接入到互聯網公司提供的雲平台,主要有

- 國內: 百度物接入、阿里雲IoT、微信硬件平台、小米IoT平台、Aqara AIOT、JD Alpha、機智雲、雲智易、OneNET
- 國外: AWS IoT、Azure IoT、HomeKit、Samsung SmartHome、Samsung ARTIK 、Insteon

目前主要的智能家居離線平台包括

- Calaos
- AllJoyn
- openHAB
- Domoticz
- HomeBridge
- OpenMotics
- Home Assistant
- The Thing System
- Eclipse SmartHome

4.2 網關

這里的網關(也可稱橋)是指針對不具備接入平台網絡的設備(如ZigBee,Bluetooth)而言的,用來連接設備和平台;
其作用在於連接設備和網絡,對於直接接入平台網絡的設備,網關是不存在的

- Aqara網關
- Vivint Sky - Insteon Hub - SmartThings Hub - CastleOS CastleHub

4.3 設備

智能家居設備種類分類繁多,主要包括如下

- 空調:       Aros
- 手環:       Lark
- 窗簾:       Aqara
- 開關:       Sonoff
- 貓眼:       Peeple
- 門窗傳感器: Korner
- 智能鎖:     Goji、Sesame
- 吸塵器:     iRobot Roomba
- 插座:       Belkin WeMo、BroadLink
- 攝像頭:     Dropcam、愛耳目、360攝像頭
- 照明:       LIFX、GE Link、Switchmate、Philips Hue、Yeelight LED
- 智能音響:   Amazon Echo、Google Home、Sonos、Mycroft、Jasper Project

TIP: 還有一個自動化神器IFTTT

參考:
<物聯網常見通信協議與通訊協議梳理>
<List of Home Automation Software>


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