为什么在我的房屋自动化时需要某些设备的集线器?


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当您开始使家庭自动化时,您会很快发现许多设备需要集线器或桥接器才能正常运行。例如,飞利浦Hue灯泡需要一个,August Smart Locks需要一个不同的桥,有些人还购买了诸如SmartThings集线器Vera集线器之类的集线器

很多 似乎谁也不可以肯定他们是否需要集线器时,他们开始自动化他们的家,但往往解释不清楚。

为什么我需要集线器或桥接器,而不仅仅是将所有设备直接连接到家庭网络?

例如,如果我有一些Philips Hue灯泡,Amazon Echo和ecobee3,如何确定是否需要集线器?有没有一种方法可以帮助我确定哪个枢纽是最好的?

Answers:


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从技术上讲,不同的设备将使用非基于Internet的协议,专有协议以及与不同管理工具捆绑在一起的协议进行通信。

现实尤其是在消费物联网中,您正在目睹有兴趣占领消费物联网(或家庭自动化)市场的供应商之间的一场重要战役。芯片组供应商将推广他们选择的无线电网络,产品供应商将推广其管理工具,而其他供应商则将自己定位为统治所有产品的中心。人们和Minnow科技公司受够了这种尝试并推广标准,而这些标准通常会被主要参与者采用。您会在每个“标准”都有一个“联盟”页面的地方看到此内容,这是其制定标准能力的来源。

没有单一的“集线器”,因为没有单一的供应商。人们需要致力于一个(或两个)生态系统,并希望拥有最好的生态系统。人们将致力于苹果或Android移动生态系统的方式与他们将致力于“智能家居”生态系统的方式几乎相同。三星希望成为“物联网的苹果”,飞利浦也希望成为“物联网的苹果”。

尽管正在努力进行标准化,但是由于您所质疑的挫败感,任何标准都不太可能很快出现,甚至更不可能成为真正的开放标准。

这个答案看似愤世嫉俗,多于事实,但物联网是一个新兴市场,为主导市场的供应商带来丰厚的回报。物联网的当前用户是早期采用者,随着技术巨头之战的展开,他们会感到沮丧。了解市场状况对于评估技术时调整您的期望很重要。


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通常,当某些设备不使用Wi-Fi并且无法直接与家庭网络通信时,您需要一个智能集线器。很多设备,特别是传感器和执行器(如门锁和马达),都使用ZigBeeZ-WaveBluetoothThread等其他协议,因此它们无法直接与Wi-Fi路由器“对话”。集线器充当翻译器,能够与Wi-Fi网络和其他协议(几乎总是ZigBee和Z-Wave,有时也可以与其他协议)通信。

Wi-Fi和其他协议之间有什么区别?

Wi-Fi非常适合在整个房屋中传输大量数据的应用程序中使用。例如,如果您正在整个房屋中流式传输视频,那么使用Wi-Fi完全不会有问题。但是,正如Time所解释的,Wi-Fi并非在每种使用情况下都是完美的:

Logitech的首席工程师兼架构师Chris Coley说:“ Wi-Fi是一个全家网络。”它主要用于媒体流传输,浏览Web和其他大量数据活动,它是高带宽的高功率网络。 -只要在Netflix上观看视频时,观察笔记本电脑电池的放电速度即可。

许多智能家居产品都避免使用Wi-Fi连接,因为这将要求其设备具有专用电源或持久的电池。

如果家里的每台联网设备都使用Wi-Fi,这会非常昂贵,而且闪亮的新LED灯泡可能比旧的白炽灯泡消耗更多的电能,因此像此类设备会转向其他协议,例如ZigBee或Z -波。例如,飞利浦Hue灯泡使用ZigBee,这就是为什么需要桥接器才能“转换”回Wi-Fi,以便所有其他设备都可以与之交互的原因。

您可以在“无线协议比较研究:蓝牙,UWB,ZigBee和Wi-Fi”的第51页上看到ZigBee和蓝牙的比较。在图6中,您可以看到Wi-Fi 每兆位消耗的功率少得多。那么,为什么我们不使用Wi-Fi呢?如果查看图5,可以看到每个Wi-Fi传输所消耗的功率都远远超过ZigBee(Wi-Fi消耗约700mW,而ZigBee消耗的功率却不到100mW)。

对于灯泡或恒温器,Wi-Fi没什么意义。如果您的设备仅发送了几个字节的数据(例如,只是一个数字),为什么每次传输浪费功率呢?

简而言之:当您在远距离发送大量数据时,Wi-Fi才有意义。您的设备可能不需要这样做,因此其他协议更有意义

集线器还能做什么?

某些中心(如SmartThings)可以运行预编程的例程(“自动化”),并允许您自定义其行为。设备通常会提供IDE或编辑器,以便您可以自定义规则。

您可能可以将IFTTT与某些集线器(特别是WinkSmartThings)集成在一起,如果您无法使用集线器进行编程,这可能是将服务链接在一起的最简单方法。

我真的需要一个集线器吗?

这实际上取决于您的个人设置。如果您所有的设备都使用Wi-Fi,则可能不需要。关于Reddit的一个常见问题解答有一个简洁的解释:

可以在集线器和标准Wi-Fi路由器之间绘制紧密的并行关系。简单来说,两者都是带有收音机和一点点机灵的盒子。最终,集线器和Wi-Fi路由器可能合并为一个产品(实际上,Securify的Almond系列路由器已经做到了这一点),但是当前大多数家庭将需要购买集线器,因为房屋中没有其他设备具有必要的无线电设备。与各种开关和传感器交谈。此外,集线器必须留在室内,以便即使没有人在场也可以继续自动化。这允许在“假期模式”下进行状态模拟,或者在到达之前对房屋进行预热或预冷。

实际上:许多集线器不只是“翻译”,它们还可以执行一些处理并使制造商默认未提供的功能自动化。如果您希望灵活地自定义设备的工作方式和交互方式,那么集线器是个好主意。如果您只是打算使用语音助手(例如Google Home或Amazon Echo)并且想获取天气信息,可能现在还不需要。

要弄清楚应该选择哪个集线器,请考虑以下几点:

  • 您的设备使用哪些协议?
    您应该能够搜索与特定协议兼容的集线器。例如,当我搜索“ Z-Wave hubs”时,我发现了此产品列表,因此您可以获得一些其他指导。

  • 您的设备是否列出了与集线器的特定集成?
    例如,ecobee3专门列出了SmartThings和Wink兼容。您应该将此因素纳入您的决定。

  • 您正在寻找的集线器是否允许您简单地自动化事情?
    一些中心可能会使用您不熟悉的编程语言。最好避免使用它们,否则您将无法控制设备!


因此,如果这太难读了:

  • 网桥通常只是从一种协议“转换”到另一种协议,并且倾向于仅与一种设备或制造商一起使用(例如Hue网桥)。

  • 集线器本身可以翻译和运行自动化例程,从而使您的设备以更复杂的方式进行交互。

  • 对于比普通设置更复杂的事情,您可能需要一个集线器。确保您进行研究以找出最适合您的一个!


从这个答案中,我无法弄清楚这些集线器是否充当以太网桥,只是将未经修改的以太网帧从一种介质传输到另一种介质,或者它们充当IP路由器,或者可能完全不同。与每个单独的设备交换的数据包是否具有以太网和/或IP标头?
kasperd

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@kasperd:我相信这取决于协议。例如,Thread使用的6LoWPAN 确实允许直接转发到Internet。对于像SmartThings这样的枢纽,我认为情况并非如此。相反,您将命令发送到集线器,然后集线器将其转换为正确的协议(ZigBee,Z-Wave等),而无需直接转发任何数据包。
Aurora0001

@kasperd:这又取决于协议。您似乎了解网络的典型分层体系结构,因此让我以此方式进行解释:其中一些协议对于标准以太网帧可能只是不同的物理层(类似于WiFi在很大程度上与以太网的高层兼容),那么您只需要一个网桥,有些可能是完全不同的协议,它们仍然在传输IP,然后您需要一个路由器,而有些则可能是完全不同的协议,而不是基于以太网或IP,那么您需要全栈翻译服务器。
约尔格W¯¯米塔格

例如,我在Z-Wave中找不到任何表明它正在使用以太网或IP的东西。X10是一种绝对不基于以太网或IP的协议。(尽管从技术上来说,这不是基于IP(在任何协议的互联网协议)是不是一部分互联网物联网,因为它不是互联网的一部分。)
约尔格W¯¯米塔格
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