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來源：Digi-Key 作者：Wevolver.com 簡介 得益于技術的進步，“智能家居”的定義隨著應用和容量的增長而持續發展。但萬變不離其宗的是，智能家居由多個協同工作的系統構成，以實現自動、舒適和無壓力的家居環境。 近年來，物聯網 (IoT) 已成為智能家居系統轉型的關鍵驅動力之一。物聯網讓我們可以憧憬，將我們環境中的元素和對象連接到互聯網。這導致了包括智能家居在內的眾多行業/垂直領域發生巨大的轉變。得益于物聯網，以前僅僅在家居范圍內彼此共享數據的智能家居設備，現在可以在互聯網上共享數據了。這讓智能家居用戶能夠隨時隨地與他們的家居和基礎設施進行實時交互。同時也讓智能家居解決方案變得“更加智能”，并為多種全新應用開辟了道路，利用云計算和機器學習/AI（人工智能）來處理數據、實時評估場景以及做出超越典型預編程邏輯的智能決策。這些潛力不斷得到開發，并催生了多種新的智能家居設備/解決方案。 催生智能家居系統和走向物聯網化的主要推動力是通信協議。它們提供了基礎設施，并規定了為實現家居環境自動化，設備應遵循的通信條款。本文將針對支持當前智能家居趨勢的通信協議和標準提供指引。 智能家居通信協議 智能家居應用是圍繞多個設備、傳感器、執行器等元素彼此間通信的能力而構建的。從恒溫器與空調通信以調節家居溫度，到運動傳感器關閉無人房間的燈光，無不如此。這使得通信協議成為智能家居應用不可或缺的一部分。但是，由于特性、功能、工作模式和要求的變化，制造商針對不同應用采用了多種通信協議。一些流行的智能家居通信協議包括： 1. WiFi 2. Zigbee 3. Z-Wave 4. BLE 5. Matter 構建智能家居解決方案： 了解通信協議與物聯網智能家居應用之間的關系 雖然制造商的偏好（創建具有相同協議的產品線等）這類不起眼的因素有時也會影響決策過程，但為智能家居系統選擇通信協議最終總是取決于應用的要求。一些應用特性可決定所用協議，包括： 1. 數據量 2. 功率 3.工作周期 4.平臺兼容性 5.成本 整合設備：智能家居中樞和多協議中樞/網關 在家中將多個智能家居設備分布在不同應用中，很快就會增加許多需要管理的內容。每個應用的不同控制/界面會讓用戶疲憊不堪，無法實現智能家居應用之間該有的同步水平，阻礙家居變得真正的智能和自主。 為了解決這個問題，人們開發了智能家居中樞。智能家居中樞（網橋或網關）是讓用戶能夠統一其智能家居設備，以便能夠從單一界面進行管理的硬件設備。 除了能夠從一個界面訪問多個設備/應用之外，中樞還讓用戶能夠在這些設備/應用之間建立關系和交互。對于基于非 IP 協議的設備，有時會使用中樞將數據從設備傳輸到互聯網（反之亦然）。 不過，中樞的存在進一步揭露了由于多種協議而困擾智能家居系統的互操作性挑戰。例如，如果您通過基于 Zigbee 的中樞部署了一些基于 Zigbee 的智能家居設備，那么您就“不允許”移情別戀，選擇一套基于另一種協議的其他設備/應用，除非您打算再獲得另一個基于該協議的中樞，或者單獨運行這些設備/應用。 多協議中樞/網關（如 Samsung 的 Smartthings 中樞和 Wink 中樞 2）讓用戶能夠將基于多種協議（包括 Zigbee、Z-wave、WiFi 等）的設備相互連接，提供了一種解決此問題的方法；但這些設備需要額外的成本，給用戶帶來了額外的負擔并阻礙了智能家居解決方案的采用。 除其他因素外，互操作性挑戰及其對智能家居采用的影響，也使得協議/標準的統一成為必要之舉，在這種情況下，類似 Matter 這樣的協議/標準應運而生。 Matter：為什么它很重要 根據 Google 和 Accenture 在 2020 年進行的一項研究，采用智能家居的主要障礙之一是智能家居解決方案之間缺乏互操作性。根據亞太地區的專題報告：“消費者要么由于缺乏了解而沒有購買設備，要么未能充分利用這些設備。在許多家居中，設備之間在很大程度上是彼此斷連的，這意味著用戶無法獲得無縫的體驗，設備的智能功能也沒有得到充分的施展。”這是一個所有人都很清楚的問題。隨著時間的推移，智能家居解決方案提供商/制造商已經嘗試通過聯合組成聯盟來制定統一的標準/協議。Zigbee 聯盟就是一個很好的例子。 雖然取得了不俗的進展，但對于一些建立聯盟的基礎協議而言，其面臨的根本挑戰動搖了它們的生存能力，并導致聯盟無法發揮真正的潛力。 在這種情況下，Matter 應運而生，它是一種通信標準，其架構兼具簡易性、安全性以及真正提升家居智能化和互聯度所需的優雅簡練性。 Matter 滿足了以前的聯盟和標準未能達成的所有要求。 除了作為智能家居行業主要參與者支持和共同制定的協議（罕見的壯舉）之外，由于 Matter 的開放性和基于 IP 的架構（這為每個設備賦予了唯一的地址），因此對基于物聯網的智能家居系統的未來發展有著舉足輕重的重要意義。這兩個因素將會降低部署解決方案的復雜性并解決安全性和隱私問題，充分利用已經為其他基于 IP 的協議完成的重要工作。 結語 智能家居系統的定義取決于應用，隨著技術的不斷進步，尤其是元宇宙的撲面而來，應用和功能將會不斷發展并變得更加錯綜復雜。通信協議將繼續在這些轉變中發揮不可或缺的作用，因此也必須與時俱進。對于真正的集成式智能家居體驗的需求將會增加，而且隨著越來越多的家居設備連接到互聯網，對安全、隱私、能效等問題的擔憂也會日益加深。因此，為了獲得真正的集成式智能家居體驗，必須讓協議發揮真正的作用，這些協議將從可獲取的全方位知識中獲益，從而確保安全性、實現高層次的隱私保護、降低部署難度以及改善互操作性。 本篇文章的全文可在 wevolver.com 網站上查看。 |
