本文转载自： 贸泽电子微信公众号
随着智能家居囊括的设备越来越多，单品智能已经逐渐成为消费者眼中的“伪智能”。当前，智能家居已经进入3.0时代——全屋智能。作为一种系统式、主动式的智能系统，全屋智能服务形态聚焦用户，能够大幅提升人们对智能家居的认同感，打造更加舒适的居住和办公环境，但也需要更好的连接技术。
全屋智能的核心要义是“万物智能”，是在万物互联的基础上进一步发展而来。随着互联设备数量的增加，单纯基于有线技术的全屋智能已经越来越难以适应市场需求，尤其是在民居场景下，需求的多样性和定制化更明显，无线连接逐渐成为主流的部署方案。
无线让全屋智能更灵活、更包容
在行业发展初期，全屋智能方案主要聚焦在酒店和办公楼等前装市场，由于是提前部署，建筑物内各空间里的设备情况较为固定，同时对系统稳定性有很高的要求，因此方案商一般都采取有线连接的方式部署全屋智能。
常见的有线通讯系统有KNX、485、Modbus、CAN、IP等，控制方式一般会分为分布式和集中式两种，并在系统末端支持各种拓扑结构，比如灯光的一灯多控。然而，有线方式的全屋智能一旦部署完成，再更改的成本高昂，基本相当于重新装修。并且，随着智能家居设备品类逐渐丰富，有线部署的全屋智能逐渐显现出走线复杂、布线成本高的缺点。
为了提升全屋智能方案的灵活性，更好地应对后装需求，无线方案在全屋智能中的重要性由此飙升。下图是方案商狄耐克现阶段的全屋智能部署方案，可以看到，已经开始采取有线和无线搭配的方案。
图1：全屋智能CAN总线部署方案（图源：狄耐克）
通过上图还能够看到，网关通过ZigBee与各个智能组件通讯，服务器和消费电子设备则是通过Wi-Fi通信，均不需要物理的连接线。总体而言，无线连接的优势是低成本、灵活性高、可扩展性强以及支持后装，让全屋智能能够根据时代发展和用户需求变化进行调整。
当前，在室内场景里，虽然有Matter协议在应用层尝试统一全屋智能的无线连接，不过在具体的网络层，依然是蓝牙、ZigBee、Wi-Fi、Z-Wave等各有各的地盘。主要原因在于这些通信技术各有各的优点，比如Wi-Fi的优势在于高带宽和更好的穿墙性，蓝牙的优势在于低功耗和远距离，ZigBee和Z-Wave则在自组网方面优势突出。这也是为什么在Matter协议出现之前，智能家居领域会显得很割裂。
图2：Matter从应用层统一无线连接（图源：CSA官网）
在Matter协议的统领下，大家在打造全屋智能方案时，可以综合考虑技术、成本、美观等多方面的因素，在适合的地方部署蓝牙、Wi-Fi、ZigBee、Z-Wave等无线通信技术。目前，蓝牙在智能门锁、智能音箱等领域被广泛应用；Wi-Fi可用于智能大家电、智能手机和安防摄像头等数据传输量比较大的领域；ZigBee部署在控制开关、智能网络和传感节点等环节。
然而，这么多通信协议，选取适合的天线都是一项“大工程”，一旦选到不合适的天线，无线系统性能将大打折扣。为了提升方案开发效率，帮助大家解决天线选取的“大麻烦”，在此我们推荐来自制造商TE的标准嵌入式天线解决方案。通过该页面，大家可以了解到具体料号（如2118309-1）的详细信息，进而找到合适的产品。
图3：TE标准嵌入式天线解决方案之2118309-1（图源：TE）
TE标准嵌入式天线解决方案包括单、双、四、五频段天线，适用于800MHz、2.4GHz和5GHz频带等多种频率范围，包括专门针对802.11 a/b/g/n、蓝牙、ZigBee、Wi-Fi、WiMAX、GPS、UMTS、WCDMA以及UWB设计的产品。因此，TE这套方案可以帮助大家从容应对全屋智能的无线挑战，并支持表面贴装、通孔、面板以及粘合/粘贴等多种安装方式。
外部和广域连接也很重要
当然，用户对全屋智能系统的控制并不局限于房屋、房间或者办公室场景下，且水表、电表等设备也需要远程和国网系统通讯，因此蜂窝低功耗广域网技术在全屋智能中也扮演重要角色。蜂窝低功耗广域网技术主要是NB-IoT、LTE-M，两者的应用场景不同。其中，NB-IoT通过星型拓扑结构可用于连接水表、电表、停车位和智能传感器等方面；LTE-M则可以用于防盗门、窗帘控制、宠物跟踪器、监控器等方面。
当然，NB-IoT、LTE-M在全屋智能领域广受欢迎，有一个重要的原因是两种技术都能够和5G长期共存，成为5G物联网战略中的一部分。在全屋智能应用里，5G在智能空调、智能灯控和智能影音等方面能够带来低延时、高速率的网络传输。
又是5G，又是蜂窝低功耗广域网技术，上面提到的问题又出现了——怎么找到适合的天线呢？在此，我们为大家推荐来自制造商TE的5G、NB-IoT和LTE-M天线，大家可以在贸泽电子搜索料号2361492-2，然后在该器件的器件详情页就能看到完整的方案介绍。
图4：TE 5G、NB-IoT和LTE-M天线（图源：贸泽电子）
TE 5G、NB-IoT和LTE-M天线涵盖600MHz至6GHz频段，具有强大的射频性能，满足蜂窝物联网设备的宽频段和各种带宽需求，有助于实现5G和LPWAN通信的更低延迟和更高峰值数据速率连接。
这套天线从多个方面提升了方案设计的灵活性。首先是产品种类足够丰富，且无需调谐，随时可用；其次是能够适应板上安装、嵌入式天线、端子和外部安装等各种安装方式；此外，提供各种电缆长度和连接器可选。
除了全屋智能等智能楼宇方面的应用，TE 5G、NB-IoT和LTE-M天线的典型应用还包括小型蜂窝基站、WLAN、物联网设备、跟踪设备和智慧城市设备等。
设备通信稳定性很重要
在全屋智能理念下，一个空间内涵盖的智能家居设备越来越多，设备数量增多难免会出现信号干扰的问题。并且，除了Wi-Fi和蓝牙信号等工作在2.4GHz频段，实际上微波炉等家电设备使用时也有可能产生2.4GHz频段附近的信号。
在这种情况下，带通滤波器的作用便凸显出来。带通滤波器是一个允许特定频段的波通过同时屏蔽其他频段的设备。一个理想的带通滤波器能够构建一个完全平坦的通带，在通带内没有放大或者衰减，并且在通带之外所有频率都被完全衰减掉。因此，要保障2.4GHz频段的无线信号质量，就要选对滤波器。
在此，我们为大家推荐来自制造商Murata的一款产品，贸泽电子官网上该产品的料号为LFB182G45BG2D280。
图5：LFB182G45BG2D280特征参数（图源：Murata）
LFB182G带通滤波器是一款平衡输出匹配滤波器，采用ZigBee和蓝牙低能耗技术，旨在用于广泛的2.4GHz无线应用。需要特别指出的是，新型LFB182G带通滤波器专为与TI的无线连接SoC、ZigBee和蓝牙技术网络的CC253x和CC254x以及CC85xx配套使用而设计。
正如上面的特征参数表所展现的，LFB182G带通滤波器的一个显著优势是小体积，测量体积仅1.6X0.8mm，在单个封装中包含有匹配网络、平衡-不平衡变压器和滤波器的所有必需射频电路。如此小的体积，使得LFB182G带通滤波器在空间和BOM数量上有巨大的优势，为WLAN、蓝牙、ZigBee、WiMAX应用带来出色的信号保证。
全屋无线未来可期
作为智能家居里面一个新兴的领域，全屋智能的发展依然顺承智能家居产业的大趋势——从有线通信向无线通信过渡。现阶段，无线+物理总线这样的综合布线方式已经成为主流。在打造具体方案时，出色的天线和各种信号处理器件能够保障在全屋智能概念下，各设备之间稳定的智能互联。根据IDC机构初步测算，2022年中国全屋智能市场销售额同比大幅增长54.9%，未来5年智能家居出货量将保持15%-25%的高速增长，全屋智能也将成为万亿级的市场。在这个快速增长的市场里，全屋无线未来可期。
不过，随着无线方案在全屋智能里的渗透率越来越高，我们也需要意识到多协议、多节点的无线通信必然伴随着巨大的数据安全挑战。尤其是在网关和桥接设备上，一旦被攻破，所连接的多款设备都将被监听。因此，硬件可信根、硬件虚拟化和安全开机等功能将逐渐成为设备标配。
在打造高稳定性、高可靠性、高性能的全屋智能方案时，贸泽电子销售的电子元器件，将会为大家提供源源不断的支持。