由智能家居入门物联网安全（没写完，是个半成品

何为智能家居

智能家居（smart home, home automation）是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。

何为物联网

物联网技术（Internet of Things，IoT）起源于传媒领域，是信息科技产业的第三次革命。物联网是指通过信息传感设备，按约定的协议，将任何物体与网络相连接，物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能。

智能家居用到的通信协议

无线协议

一、Wifi技术

　　生活中最常见的无线协议。采用的是国内2.4G免费频段，直接连入互联网，手机下载APP，就可以直接进行控制。Wifi最初就是为了实现大数据在小范围内的无线传输而设计的，所以设计之初并没有考虑其他的因素。以至于应用到目前智能家居系统并不是很合适。Wifi只支持星型网络拓扑结构，通过多基站的方式实现网络空间拓展。协议稳定性、安全性比较差，容易断开连接，被人破解。wifi在功率消耗上面能耗巨大，假如家里面安装了许多的wifi产品，那么一个月下来用电量都不可小视。Wifi设计只有16个信道，而且其中有一个是占用的，理论上是可以连接15个产品但是实际中连接10个就极不稳定了。一个家庭产品上面远远不止10个。Wifi的穿墙能力和衍射能力较弱等等，这些方面就足以说明wifi不适合做智能家居系统。

　　二、蓝牙技术

　　蓝牙也是生活中最常见的协议，接触最多的就是手机蓝牙配对和蓝牙音箱了，通过短距离的无线通讯，可以传输大数据，为生活带来了许多便捷之处。蓝牙的功耗低于wifi，传输距离较近，一般低于10米，无法进行组网，其次蓝牙堆栈(stack)很容易奔溃。蓝牙节点也比较少，在稳定性和受干扰能力方面也不是很强。所以不适合做成智能家居系统。

　　三、射频433

　　433MHz的显著优势是无线信号的穿透性强、能够传播得更远。但其缺点也是很明显的，就是其数据传输速率只有9600bps，因此433Mhz技术一般只适用于数据传输量较少的应用场合。从通讯可靠性的角度来讲，433Mhz技术和WiFi一样，只支持星型网络的拓扑结构，通过多基站的方式实现网络覆盖空间的扩展，因此其无线通讯的可靠性和稳定性也逊于Z-Wave与Zigbee技术。另外，不同于Z-Wave，Zigbee和WiFi技术中所采用的加密功能，433MHZ系统，它的致命弱点是系统安全保密性差，很容易被攻击，被破译。

　　四、z-wave协议

　　Zwave的数据传输速率为9.6kbps，信号的有效覆盖在室内30米（室外大于100米），适用于窄带宽应用场合，且具备一定的安全性和稳定性，不过目前只应用于家庭自动化方面。究其缺点主要有三个：①是节点较少，理论值为256个，实际值可能只有150个左右，算是其能容纳设备数量的上限，实际上很多厂商能做到容纳20、30个设备就不错了。②是树状组网结构，一旦树枝上端断掉，下端的所有设备将无法与网关通信。③是没有加密方式，安全性差，易受到攻击。（Zwave所用频段在我国是非民用的，国内Zwave智能家居并不常见，更多的还是应用在国外。）

　　五、ZigBee协议

　　在智能家居领域，ZigBee协议是公认的目前最适合的协议之一。Zigbee具备双向通讯的能力，不仅能发送命令到设备，同时设备也会把执行状态反馈回来，这对终端使用体验至关重要，尤其是安防设备，倘若你点击了关门，却不知道门是否真的已经锁上，将会带来多大的安全隐患；此外，Zigbee采用了极低功耗设计，可以全电池供电，理论上一节电池能使用10年以上，节能环保。ZigBee介质存取层网络拓扑结构多样，分为星状拓扑结构，树状拓扑结构和网状拓扑结构。在信号传输方面，ZigBee的每一个产品都是一个中继器，产品之间信号可以连跳7次，所以ZigBee协议节点具有多达65000个，但是实际应用中200-300个节点时稳定性上就会衰减。ZigBee网络节点不仅本身可以作为监控对象，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。采用扩频技术对ZigBee的抗干扰能力进行改进和完善，可以起到避开干扰的作用。当系统网络受到干扰时，整个网络整以动态的方式切换到另一信道上。在安全性上面采用AES128位高级加密法，确保了整个系统的安全可靠。

　　综上所述：ZigBee协议具有自组网能力，安全性、可靠性高，抗干扰能力，自我恢复能力都比较强。具有极低的功耗，因此也是目前国内最适合智能家居的无线通讯协议。

　　6、EnOcean：2012年3月，国际电工技术委员会将EnOcean无线通信标准采纳为国际标准“ISO/IEC 14543-3-10”[1] ，这也是世界上唯一使用能量采集技术的无线国际标准。

　　EnOcean技术和同类技术相比，功耗最低，传输距离最远，可以组网并且支持中继等功能，主要应用在一些无线无源智能家居和智能楼宇产品上。

　　7、Lora：LoRa 是LPWAN通信技术中的一种，是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传感网络。目前，LoRa 主要在全球免费频段运行，包括433、868、915 MHz等。

　　LoRa技术具有远距离、低功耗（电池寿命长）、多节点、低成本的特性。

　　8、NB-IOT：基于蜂窝的窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）,NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。

　　NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

　　NB-IoT具备四大特点：一是广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，相当于提升了100倍覆盖区域的能力；二是具备支撑海量连接的能力，NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构；三是更低功耗，NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年；四是更低的模块成本，企业预期的单个接连模块不超过5美元。

　　NB-IOT聚焦于低功耗广覆盖（LPWA）物联网（IOT）市场，是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。其具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点。NB-IOT使用License频段，可采取带内、保护带或独立载波三种部署方式，与现有网络共存。

有线协议

1、RS485：RS-485又名TIA-485-A, ANSI/TIA/EIA-485或TIA/EIA-485。

　　RS485是一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准，该标准由电信行业协会和电子工业联盟定义。使用该标准的数字通信网络能在远距离条件下以及电子噪声大的环境下有效传输信号。RS-485使得廉价本地网络以及多支路通信链路的配置成为可能。

　　RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓扑结构，在同一总线上最多可以挂接32个节点。

　　很多主流的有线智能家居厂家采用的都是RS485协议。

　　2、RS232：个人计算机上的通讯接口之一，由电子工业协会所制定的异步传输标准接口。通常 RS-232 接口以9个引脚 (DB-9) 或是25个引脚 (DB-25) 的型态出现，一般个人计算机上会有两组 RS-232 接口，分别称为 COM1 和 COM2。很多老式电脑的接口用的就是这种通讯协议。少数的智能家居产品会采用这种协议。

　　3、Modbus：Modbus是由Modicon（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年发明的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。

　　ModBus网络是一个工业通信系统，由带智能终端的可编程序控制器和计算机通过公用线路或局部专用线路连接而成。其系统结构既包括硬件、亦包括软件。它可应用于各种数据采集和过程监控。

　　ModBus网络只有一个主机，所有通信都由他发出。网络可支持247个之多的远程从属控制器，但实际所支持的从机数要由所用通信设备决定。采用这个系统，各PC可以和中心主机交换信息而不影响各PC执行本身的控制任务。

　　4、KNX：1999年5月，欧洲三大总线协议EIB、BatiBus和EHSA合并成立了Konnex协会，提出了KNX协议。该协议以EIB为基础，兼顾了BatiBus和EHSA的物理层规范，并吸收了BatiBus和EHSA中配置模式等优点，提供了家庭、楼宇自动化的完整解决方案。

　　KNX 总线是独立于制造商和应用领域的系统。通过所有的总线设备连接到 KNX 介质上 ( 这些介质包括双绞线、射频、电力线或 IP/Ethernet), 它们可以进行信息交换。总线设备可以是传感器也可以是执行器，用于控制楼宇管理装置如：照明 , 、遮光 / 百叶窗、保安系统、能源管理、供暖、通风、空调系统、信号和监控系统、服务界面及楼宇控制系统、远程控制、计量、视频 / 音频控制、大型家电等。所有这些功能通过一个统一的系统就可以进行控制、监视和发送信号，不需要额外的控制中心。