在我的想像中,在不久的將來家裡的所有電子裝置,無論是冷氣、冰箱、電鍋、微波爐與Web Carema等等都會是統一的單一無線網路協定所構成,例如可能全都是ZigBee協定、或者全走藍芽(Blue Tooth, BT),要不就是全部Thread,然後最後搭配Wi-Fi Router接上IP網路與雲端應用程式溝通,但仔細分析家庭物聯網的實際設定情景,這恐怕是錯誤的劇情設定。

  可以確定的是智慧家庭網路必定是ZigBee/BT/Thread為主,以Wi-Fi為輔組成的家庭區域網路(Home Area Network, HAN)。 而ZigBee/BT/Thread可以提供Mesh網狀網路架構串連家中所有電子裝置,讓家庭智慧網路每台裝置間的傳輸距離縮短,降低功耗,並且擴大通訊距離並改善整體網路系統的可靠性

  Mesh網狀網路的特點是在裝置之間形成多重路徑,且可以讓彼此相距較遠的裝置透過路由選擇互相溝通,這亦意味著ZigBee/BT/Thread 構成的Mesh 網路可以在離IoT家庭閘道器較遠的位置運作,而多重路徑選擇增加了網路的可靠傳輸,網狀網路節點間的短距離通訊則降低了系統整體功耗。

 

[1] Mesh網狀網路

 

  "智慧家庭絕非能靠一種傳輸技術、認證而完成。"[2]

  假設家裡有防盜攝影機,其會需要用可以傳輸較高解析度圖片資料的Wi-Fi來傳送影像;而家電類的產品,則適合用ZigBee/BT來控制;電錶與水錶的部份則可能是採用NB-IOT或Wi-SUN與IoT Gateway串聯,這些無線技術因此可能同時存在於智慧家庭不同角落,彼此合作才能使智慧家庭網路運作,所以家庭智慧網路的形成幾乎是"多重無線協定"的組合,不是靠單一無線個人區域網路技術就可完成。

  這意味著兩個問題必然會發生:

  1. 首先多數無線個人區域網路運作在2.4GHZ(ZigBee/BT)的頻率底下,所以多少會有彼此間訊號互相干擾的問題,在佈建家庭智慧網路時也許需要考慮這樣的干擾因素。
  2. ZigBee網路本身無提供IP層,所以若多數裝置走的是ZigBee協定,在想要透過手機或電腦遙控這些ZigBee裝置的前提下,ZigBee裝置本身需要有支援藍芽協定的設計,讓ZigBee裝置可透過藍芽訊號與手機或電腦平版裝置互動。亦或者ZigBee可以透過有IP功能的Gateway將訊號與Internet Cloud串聯,再由手機透過Cloud 操作ZigBee電子裝置。

以上都是在說明智慧家庭網路的組成為何可能會是多重協定的理由。 這也是我們在設計自家IoT物聯網路時重要的一個基本認知,最重要的是如何讓各協定裝置能彼此溝通,最後必然會透過IoT Gateway與Wi-Fi網路讓這些家智慧庭網路裝置能與雲端應用程式或手機與電腦裝置互動。

2019624日星期一 11:23:55 PM

Reference

[1] 為何 FireChat 使用的網狀網路技術可能改變世界 –https://technews.tw/2014/03/27/why-apples-adoption-in-ios-7-could-change-the-world/

[2] 藍芽/ZigBee/Thread各展所長 多協定網狀網路滿足多元聯網應用 物聯網創新應用開發攻略2018年版

[3] 技術多樣且應用破碎化 物聯網互通性/效能測試突破盲點 物聯網創新應用開發攻略2018年版

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