讓冰箱自動(dòng)訂購(gòu)黃油和奶酪的想法已經(jīng)有很長(zhǎng)時(shí)間了，但到目前為止這一智能家居的典型應(yīng)用還沒(méi)有成為現(xiàn)實(shí)。而另一方面，其它聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用陸續(xù)出現(xiàn)，而且每天都在不斷增加。對(duì)供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，這意味著他們必須確定要將精力放在哪些無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)上。

策略分析公司（Strategy Analytics）的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2008年平均每個(gè)家庭有2．8個(gè)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，而到2015年這個(gè)數(shù)字已經(jīng)升至8．6。據(jù)Gartner預(yù)測(cè)，到2022年每個(gè)家庭將平均擁有500個(gè)智能設(shè)備。德國(guó)是智能家居的關(guān)鍵市場(chǎng)之一：從2016年智能家居監(jiān)測(cè)報(bào)告（由Dr． Grieger ＆ Cie．市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)和德國(guó)智能家居首倡協(xié)會(huì)聯(lián)合發(fā)布）可以看出，在1017個(gè)參與調(diào)查的家庭中，約30％已經(jīng)在使用智能家居設(shè)備，主要集中在能源管理、娛樂(lè)和通信，以及安防等方面。

但是智能家居和環(huán)境輔助生活（AAL）技術(shù)不單單在個(gè)人消費(fèi)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，物業(yè)管理公司和住房協(xié)會(huì)組織也日益關(guān)注和采用智能家居技術(shù)方案來(lái)監(jiān)控能源消耗和開支，同時(shí)也用于監(jiān)控調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度以防霉的熱控系統(tǒng)。針對(duì)這些應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)連接有很多無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)和平臺(tái)。

來(lái)自美國(guó)的專有協(xié)議：Z－Wave

美國(guó)Sigma Designs公司自己開發(fā)出Z－Wave混合網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，但沒(méi)有其它半導(dǎo)體供應(yīng)商使用該協(xié)議，很多設(shè)備制造商擔(dān)心采用該技術(shù)會(huì)走向死胡同。在美國(guó)，Z－Wave使用免許可的915 MHz頻段，但這個(gè)頻段在歐洲不可用，采用Z－Wave的終端設(shè)備供應(yīng)商必須使用868 MHz收發(fā)器轉(zhuǎn)換才行。Z－Wave的其它缺點(diǎn)還包括數(shù)據(jù)傳輸率低，也不兼容智能手機(jī)。這是一個(gè)很嚴(yán)重的問(wèn)題，因?yàn)榇蟛糠钟脩舳枷Ｍㄟ^(guò)智能手機(jī)遠(yuǎn)程操控智能家居。這一點(diǎn)在2015年Deloitte智能家居調(diào)查報(bào)告中也得以驗(yàn)證。

靈活的頻率選擇：ZigBee

ZigBee是另外一種混合網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，到目前為止主要在美國(guó)市場(chǎng)使用。它基于IEEE 802．15．4規(guī)范，使用免許可的2．4 GHz，處于短頻頻段。這意味著用戶可以為每個(gè)智能家居設(shè)備選用最好的頻率，特別是使用短頻／2．4 GHz頻段的混合收發(fā)器，比如Atmel的AT86RF215收發(fā)器。然而，眼下還不能推薦使用ZigBee，因?yàn)?015年發(fā)現(xiàn)它存在一個(gè)嚴(yán)重的安全漏洞，到目前為止還沒(méi)有找到通過(guò)固件更新的方式來(lái)解決這一問(wèn)題。也許不遠(yuǎn)的將來(lái)這一情況會(huì)有所改變，因?yàn)閆igBee聯(lián)盟已經(jīng)在測(cè)試3．0版本規(guī)范，將徹底堵死這一漏洞。

通用且安全：Thread

Thread網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也是基于IEEE 802．15．4規(guī)范，使用免許可的2．4 GHz和短頻頻段。它具有穩(wěn)固、自我修復(fù)和節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)支持IPv6，是可以與藍(lán)牙和WiFi匹敵的6LowPAN替代方案。AES加密也可以保證安全性。因?yàn)門hread是免許可的，全球已經(jīng)有220家公司和組織支持該標(biāo)準(zhǔn)，其中包括ARM、三星、Atmel、寶潔和Osram等行業(yè)領(lǐng)頭企業(yè)。由Redpine Signals公司提供的流行模塊基于當(dāng)前的RS9113M2MCombo芯片組，同時(shí)支持Thread協(xié)議，以及其它主流標(biāo)準(zhǔn)比如雙帶WiFi （2．4／5 GHz）、傳統(tǒng)藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)、藍(lán)牙低功耗標(biāo)準(zhǔn)（BLE）和ZigBee等。

紅遍全球的藍(lán)牙智能

藍(lán)牙智能標(biāo)準(zhǔn)也稱為藍(lán)牙低功耗（BLE），同樣采用2．4 GHz頻段，已經(jīng)在全球得到廣泛使用。BLE也有一個(gè)決定性的優(yōu)勢(shì)，就是對(duì)IPv6的支持，這可以讓終端設(shè)備直接通過(guò)一個(gè)IPv6地址即可聯(lián)網(wǎng)。Nordic半導(dǎo)體公司已經(jīng)在其nRF51 SoC （CortexM0 ＋ 2．4 GHz 收發(fā)器）和nRF52 SoC （Cortex M4 ＋ 2．4 GHz收發(fā)器＋NFC）芯片上提供IPv6軟件包支持。此外，BLE在智能手機(jī)上的廣泛應(yīng)用讓它比其它競(jìng)爭(zhēng)規(guī)范先行一步。幾乎所有設(shè)備型號(hào)都帶有一個(gè)BLE接口，以方便與其它BLE智能家居產(chǎn)品直接通訊。此外，BLE 5．0標(biāo)準(zhǔn)也在覆蓋范圍、數(shù)據(jù)傳輸率和廣播功能等方面做了很大改進(jìn)。這種廣播功能不必連接到終端設(shè)備并向云端傳送數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立的物聯(lián)網(wǎng)，APP應(yīng)用因此反而顯得多余了。業(yè)界專家預(yù)測(cè)2017年藍(lán)牙智能的混合網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將面世，自然Nordic半導(dǎo)體也會(huì)為其nRF51和nRF52芯片提供相應(yīng)的軟件支持包。

從健身房到智能家：ANT

還有一個(gè)不容忽視的協(xié)議是ANT，這是由Garmin子公司Dynastream開發(fā)的，目前僅限于運(yùn)動(dòng)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)。然后ANT協(xié)議也已經(jīng)在家庭自動(dòng)化、室內(nèi)定位和遠(yuǎn)程醫(yī)療等方面得到認(rèn)可和使用。ANT跟Z－Wave一樣是一種專有協(xié)議，但其優(yōu)勢(shì)是已經(jīng)得到幾家半導(dǎo)體制造商的支持，為客戶提供了更好的穩(wěn)定性。由于具有低功耗、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活性強(qiáng)，以及越來(lái)越多智能手機(jī)的支持，ANT標(biāo)準(zhǔn)必將成為一個(gè)值得認(rèn)真對(duì)待的競(jìng)爭(zhēng)標(biāo)準(zhǔn)。Nordic半導(dǎo)體在其nRF51和nRF52芯片上也提供對(duì)ANT協(xié)議的軟件支持包。

已經(jīng)遍布家庭的WLAN

WLAN無(wú)疑是智能家居的首選網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗呀?jīng)在大部分家庭和公寓里安裝部署，具有很高的數(shù)據(jù)傳輸率，特別適合監(jiān)控?cái)z像頭和多媒體系統(tǒng)等高帶寬需求的應(yīng)用。此外，能源管理和環(huán)境輔助生活（ALL）等方面的智能家居應(yīng)用也使用WLAN作為其無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)論是與智能手機(jī)的直接通信，還是通過(guò)本地網(wǎng)絡(luò)向云端傳送數(shù)據(jù)。WLAN和BLE經(jīng)常混合使用，特別是通過(guò)BLE傳輸傳感器數(shù)據(jù)到中心控制單元，然后再通過(guò)WLAN傳輸?shù)皆贫恕＿@種場(chǎng)合下，混合模塊是最合適的，比如Redpine Signals公司的RS9113芯片。最新的短頻WLAN標(biāo)準(zhǔn)802．11ah也可以確保WLAN在可預(yù)見的將來(lái)成為智能家居的首選網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。

標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)仍將持續(xù)

現(xiàn)在還不能斷言哪個(gè)無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)會(huì)壓倒其它競(jìng)爭(zhēng)規(guī)范。我們可以很有把握的說(shuō)，沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)能夠技?jí)喝悍级?dú)霸一方，多種標(biāo)準(zhǔn)將同時(shí)并存。在這種情況下，集中的聯(lián)網(wǎng)單元將具有兼容性，而單個(gè)供應(yīng)商將開發(fā)自己專有的、界線分明的智能家居系統(tǒng)。在所有場(chǎng)合都具有決定性的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)IPv6的支持、兼容智能手機(jī)，以及具有快速響應(yīng)新環(huán)境變化的靈活性。ANT具有所有以上優(yōu)點(diǎn)，因此可以斷定它將占據(jù)更大的市場(chǎng)份額。但重量級(jí)的BLE和WiFi必將在市場(chǎng)上持續(xù)保持其主導(dǎo)地位。