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技術(shù)應(yīng)用

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Wi-Fi HaLow 智能家居的解決方案

發(fā)布時間:2023-03-11作者來源:金航標(biāo)瀏覽:2211

您的“智能”家居是否不那么智能?現(xiàn)在有希望了。Wi-Fi HaLow為所有連接設(shè)備提供安全可靠的無線連接。消費者已經(jīng)接受了依靠方便的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實現(xiàn)家居功能自動化的概念。手動設(shè)置恒溫器或機械定時開關(guān)燈的年代一去不復(fù)返了。現(xiàn)在,這些功能可以隨時隨地通過手機APP或云端的人工智能控制。寬帶為智能家居提供了充足的帶寬和低延遲性,但在調(diào)制解調(diào)器和設(shè)備之間建立良好的無線連接仍難以實現(xiàn)。

圖片

Wi-Fi是解決問題的答案嗎?

Wi-Fi被認(rèn)為是將一切聯(lián)系在一起的最后一環(huán)。制造商們急于滿足對聯(lián)網(wǎng)電器、安全系統(tǒng)、門鎖、開關(guān)、燈光、車庫門開關(guān)和智能音箱的需求。通過為屋主提供新的便利功能,同時收集分析數(shù)據(jù)并擴展診斷功能的范圍,制造商找到了抵消互聯(lián)設(shè)備額外制造和維護成本的方法。消費者以為,設(shè)備制造商使用了安全可靠的架構(gòu)來部署和維護服務(wù)。

然而,一些常見問題困擾著這些聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的各種使用場景。傳統(tǒng)Wi-Fi連接功耗大、有盲點,因不同的建筑技術(shù)和建筑材料而導(dǎo)致覆蓋范圍差。此外,還存在擁堵的2.4GHz和5GHz RF頻譜、復(fù)雜的部署/設(shè)置程序以及黑客利用安全漏洞進行攻擊等問題。消費者對簡單、安全、可靠無線連接的渴望,促使制造商拼湊出大量安裝成本高昂的專有無線技術(shù)。

消費者被迫使用運行于Zigbee、Z-wave、藍(lán)牙和其他非標(biāo)準(zhǔn)RF技術(shù)的專有無線集線器設(shè)備,并將其連接到Wi-Fi路由器。他們開始相信經(jīng)常更換電池或使用交流電源供電是必要的。他們被迫對遠(yuǎn)離路由器的設(shè)備使用網(wǎng)絡(luò)擴展器。由于缺乏更好的遠(yuǎn)程解決方案,制造商不得不退而求其次地使用功耗大的手機技術(shù),同時要繳納手機的每月套餐費,還要加上數(shù)據(jù)流量費。黑客也會利用設(shè)備保護薄弱的認(rèn)證協(xié)議上的安全漏洞,這些設(shè)備沒有能力進行遠(yuǎn)程升級(OTA)以應(yīng)對新的威脅。

Wi-Fi HaLow的優(yōu)勢

IEEE 802.11ah Wi-Fi HaLow?技術(shù)可以使用可擴展的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)解決現(xiàn)有無線解決方案面臨的問題。Wi-Fi HaLow專為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的特定需求而設(shè)計,傳輸距離更遠(yuǎn)、功耗更低、穿透建筑材料的能力更強、帶寬充足、提高了網(wǎng)絡(luò)容量、易于部署和安裝、生命周期安全、遠(yuǎn)程升級(OTA)、低成本材料。

我們分別研究一下這些特性:

1

傳輸距離

Wi-Fi HaLow的sub-1GHz頻率使用1MHz窄信道,比傳統(tǒng)的Wi-Fi傳輸距離遠(yuǎn)十倍,無需網(wǎng)絡(luò)擴展器。電池供電的攝像頭可以放置在居室外或車庫外的等更方便的地方。無論燈具是在室內(nèi)還是在室外,照明系統(tǒng)可以由一個接入點控制。為客戶提供遠(yuǎn)達100米的解決方案,無需額外的擴展器或手機流量,這是一個巨大的競爭優(yōu)勢。

2

功耗

與傳統(tǒng)Wi-Fi相比,Wi-Fi HaLow可以用更低的功耗達到更遠(yuǎn)距離,同時提供充足的雙向數(shù)據(jù)傳輸。IEEE 802.11ah規(guī)定了各種新的睡眠模式,使設(shè)備能夠在較長時間內(nèi)保持在極低功率狀態(tài),節(jié)省電池能量。

3

電池

Wi-Fi HaLow可由一個簡單的紐扣電池供電,平均功耗低于10μW。憑借如此低的功耗,Wi-Fi HaLow可以應(yīng)用于本來必須依賴Zigbee、藍(lán)牙或?qū)S屑夹g(shù)的設(shè)備中。

4

穿透力

Wi-Fi HaLow對建筑物的超強穿透力,將會避免普通Wi-Fi產(chǎn)品因穿透力差而導(dǎo)致的客戶投訴和產(chǎn)品退貨。Wi-Fi HaLow使用的較低頻率,比2.4GHz和5GHz更能穿透各種建筑材料,同時功耗更低。Wi-Fi HaLow使用OFDM調(diào)制來校正反射及多路徑環(huán)境。無論設(shè)備制造商的產(chǎn)品是放在室內(nèi)還是室外,或是放在地下室或閣樓中,都可以確保產(chǎn)品與Wi-Fi HaLow 接入點的可靠連接。這可以消除為補償全球消費者各種房屋架構(gòu)而提供專用集線器或網(wǎng)橋設(shè)備所增加的復(fù)雜性和成本。

5

帶寬

與傳統(tǒng)的Wi-Fi類似,Wi-Fi HaLow可以根據(jù)信號完整性和與接入點的距離自動調(diào)整帶寬。這些預(yù)定義的調(diào)制和編碼方案(MCS)級別支持單流、單天線(1×1)產(chǎn)品的帶寬從150Kbps到40Mbps,使用的信道寬度在1MHz、2MHz、4MHz和8MHz之間,使用可選的16MHz寬信道,[敏感詞]可達80Mbps。自動選擇最合適的MCS速率,確保數(shù)據(jù)快速傳輸。

這一點非常重要,因為數(shù)據(jù)傳輸越快,使用的電池電量就越少,設(shè)備在無線電波上所需的時間就越短,從而為其他設(shè)備保留資源。

6

安全性

IEEE 802.11ah包括[敏感詞]的Wi-Fi認(rèn)證要求(WPA2/WPA3)和遠(yuǎn)程升級(OTA)的AES加密。

7

容量

單個Wi-Fi HaLow的接入點可處理多達8191個設(shè)備。這個容量足以覆蓋所有燈泡、門鎖、窗簾、恒溫器,以及一切未來可以想象的智能家居設(shè)備。

可靠和互聯(lián)的選擇

典型的家居Wi-Fi路由器只能支持幾十個設(shè)備。如果由寬帶服務(wù)商將Wi-Fi HaLow部署到家居中,Wi-Fi HaLow 的AP就可以成為一個平臺,通過為一個小區(qū)的一戶或多戶家庭提供訂購“安全和公共設(shè)施管理設(shè)備和服務(wù)”,獲得額外的收入。Wi-Fi HaLow是一種星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),因此沒有網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)容量問題的閑置。在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中,無線電頻譜會因不斷重復(fù)發(fā)送相同的信息而變得擁堵。


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