智能家居的電器必須能夠相互通信。有時，合適的設備會相互通信以協調行為。此外，它們可能不得不與中央控制單元或其他設備(如智能手機)交換信息。

　　智能設備之間使用協議相互通信。這些可以使家自動化鎖門和拉窗簾等過程。通信協議是智能家居系統和物聯網采用過程的關鍵促進因素。

　　當各種小設備相互連接以自動完成家里的任務時，它們提供了必要的基礎設施并設定了規則。本文將概述智能家居協議和標準，使當今的智能家居發展成為可能。

　　智能家居協議的目的是什么?

　　在智能家居中，設備通信時使用的語言被稱為協議。因此，它們可以相互溝通和管理彼此的操作。

　　任何智能家居設備都必須連接到與其中心集線器或控制單元相同的網絡才能有效運行。由于目前使用的協議，這些設備和集線器可以相互連接。它們經常使用計算機或智能手機來來執行此操作。

　　雖然一些智能家電(如電燈和插座)不需要協議就能工作，但大多數都必須。例如，如果想通過手機操作恒溫器，就必須使用恒溫器能識別的協議。好在，最廣泛使用的協議是可互操作的。

　　這意味著混合和匹配小設備通常不會造成什么問題。現在有一些不同的協議可用。Z-Wave、ZigBee、Wi-Fi和低功耗藍牙(BLE)是最受歡迎的四種。

　　? Z-Wave

　　家庭自動化中使用最廣泛的開放標準無線通信協議是Z-Wave。其使用網狀網絡在設備之間傳遞消息。

　　在美國，該協議以908.42 MHz的低頻運行。由于頻率低，其不會受到Wi-Fi的干擾，且更容易穿墻。

　　智能鎖、恒溫器、運動傳感器和安全攝像頭都是流行的Z-Wave的示例。Z-Wave和三星的SmartThings等家庭自動化解決方案可以與智能設備順暢通信。

　　該協議提供了高度的安全性，并為多達232個設備集成了128位AES加密。其最大數據傳輸速率為100kbps。對于普通Z-Wave設備之間的通信，其綽綽有余。

　　? ZigBee

　　另一個開放標準無線網狀網絡是ZigBee。該技術是根據物聯網(IoT)網絡和低功耗、低成本無線的特定要求而創建的。

　　該協議能夠運行2.4 GHz，并提供高達250kbps的數據速度。其可以在一個網絡中與多達65.000個設備進行良好的互操作。對于復雜的智能家居系統來說，這是一個很好的選擇，因為其使用AES-128加密提供安全的數據傳輸。

　　用于控制智能燈、恒溫器和智能鎖等設備的最流行的協議之一是ZigBee。例如，Alexa使用其與家庭自動化設備通信。

　　? Wi-Fi

　　Wi-Fi作為家庭的標配已經有一段時間了。像智能手機和個人電腦一樣，支持Wi-Fi的設備通過家用路由器連接到互聯網。使用Wi-Fi連接智能電視和冰箱等小設備，而無需使用大量的電纜。

　　根據設備通過該協議傳輸的數據量，其在2.4GHz和5GHz之間交替。2.4 GHz Wi-Fi路由器在室內和室外的最大覆蓋范圍分別為150英尺和300英尺。

　　Wi-Fi有多種協議和數據速率。一些最快的智能家居技術是由Wi-Fi網絡支持的。例如，802.11a可以以54Mbps的最大速度傳輸，而802.11b可以以11Mbps的最大速度傳輸。

　　Wi-Fi設置簡單，可以連接到沒有集線器的設備。這項技術在物聯網(IoT)應用中非常有用，不需要擔心功耗或長范圍，比如家庭安全系統。

　　大多數支持Wi-Fi的智能家居設備也可以連接到Nest Wi-Fi路由器。一個Nest路由器可以連接200個設備。

　　? 低功耗藍牙(BLE)

　　一種被稱為藍牙低能耗(BLE)的無線技術比普通藍牙消耗的能量要少得多。該協議結合了AES-128加密技術和網狀組網技術。

　　支持該協議的操作系統包括Android、iOS、Windows、macOS和Linux。

　　BLE連接各種物聯網設備，包括智能電網儀表、資產跟蹤器和家用電器。其可以用于健身追蹤器和可穿戴電子設備。由于其壽命長，BLE適用于硬幣電池。

　　該協議使用2.4GHz ISM波段的微波頻率在設備之間傳輸數據。此外，其通常用于近距離傳輸短暫的數據爆發。

　　總結

　　應用定義了智能家居系統，隨著技術的發展，特別是現在元宇宙已經出現，應用和功能將會發生變化，變得更加復雜。

　　由于通信協議對于這些變化仍然至關重要，因此它們也必須改變。隨著越來越多的家用電器連接到互聯網，人們對完全集成的智能家居體驗的需求將會越來越大，對安全、隱私、能源效率等方面的擔憂也會增加。

　　因此，為了獲得真正集成的智能家居體驗，必須使用利用所有現有安全知識、實現高級別隱私、部署更簡單且兼容性增強的協議。