3.1 数字家庭组网技术

家庭网络的构建需要考虑已有的经济现实（各个国家家庭内部布设的传输媒质，考虑合适的组网技术）。根据传输的媒质，数字家庭网络技术可分为电信有线网络技术和无线网络技术，其中有线网络技术包含通用有线网络组网技术和有线的智能家居控制组网技术。针对各种媒质的组网应用：

（1）在家庭网络中，有线、无线技术可以配合使用，如以太网+WLAN方式构建信息网。

（2）从媒质的角度，可以是双绞线+无线相互配合，也可以是同轴电缆+无线相互结合应用。

（3）基于电力线的技术不用单独布线，但存在电磁兼容问题；基于双绞线的技术需要布线，但性能稳定、数据速率高；基于同轴电缆的技术可以不单独布线，但因原有电视节点少而受限；无线技术不用布线，但安全性、稳定性相对较差。

3.1.1 家庭有线组网技术

有线组网技术包括基于UTP/FTP网络线的以太网技术、基于电话线的Home PNA技术、基于同轴电缆的MoCA（HomeCNA）技术和基于电力线的HomePlug技术。

1.基于UTP/FTP网络线的以太网技术

在计算机网络发展历程中，以太网可以说是众多网络技术中最具影响力的一种，目前正大举进入住宅、小区等场合，使家庭用户可以享受高性价比、丰富多彩的互联网应用。

1973—1982年：以太网的产生与DIX联盟。1973年，Xerox公司提出并实现了最初的以太网。DIX联盟在1980年9月开发并发布了10Mbps版的以太网标准[DIX80]。与此同时，IEEE802委员会被分成几个工作组从事不同的LAN技术研究。IEEE 802.3研究基于以太网技术的标准，IEEE 802.4和802.5工作组分别研究令牌总线与令牌环技术。

1982—1990年：10Mbps以太网发展成熟。1983年6月，IEEE标准委员会通过了第一个802.3标准。在20世纪80年代后几年，这项基本标准中又增加了中继器规范并可支持细同轴电缆及光纤等。IEEE于1990年9月通过了使用双绞线媒质的以太网（10BASE-T）标准，该标准很快成为办公自动化应用中首选的以太网技术。

1983—1997年：LAN网桥接与交换。DEC在20世纪80年代初开发了第一个透明LAN网桥，成为多个以太网互连的主流设备。于1990年出现了IEEE 802.1D标准。使用交换机后，实现了“全双工以太网”。1995年，IEEE标准委员会开始研究全双工操作，并在1997年通过了一项标准。

1992—1997年：快速以太网。计算机性能和应用需求的增长，要求网络容量也同时增长。1991—1992年，Grand Junction网络公司开发了一种高速以太网，运行速度达到100Mbps。随后提出了快速以太网标准。这也是从最初DIX规范提出后的15年里，以太网数据速率的第一次提升。

1996年至今：千兆以太网。在快速以太网的官方标准提出后不到一年，对千兆以太网的研究工作也开始了，这种网络的速率可达到1000Mbps。1996年，IEEE 802.3成立了一个标准开发任务组，1998年完成并通过了标准。研究工作又向支持桌面应用的双绞线千兆以太网技术方面拓展。

以太网技术以其简单和良好的经济性、互通性及易用性等优势得到了普遍应用，获得长足的发展。短短十几年，从10Mbps到10Gbps，以太网技术的发展已经完成了数个量级的飞跃，40Gbps以太网技术也趋于完善。并且，以太网技术的发展并不仅限于速率的提高，几乎在所有方面，以太网技术都进行着不断地改进。大功率光收发器的使用，显著地扩展了以太网的单跳传输距离，从原来的5km增加到了几十千米，甚至100km以上。Ethernet over SDH技术可以通过SDH传送网传输桥接的以太网帧，从而将以太网的物理范围进一步扩大。

2.基于电话线的Home PNA技术

Home PNA是Home Phoneline Networking Alliance（家庭电话线网络联盟）的简称，该联盟是一个非营利性组织，致力于采用统一电话线网络的工业标准。Home PNA是1998年由11个具有前瞻意识的公司（3Com、AMD、IBM、Wireless、Compaq、Conexant、HP、Epigram、AT & T、Intel、Lucent and TUT System）建立的联盟组织，如今已有100多个公司加入，涉及的领域包括网络、电信、计算机硬件及其他电子工业。

Home PNA的标准是由TUT Systems开发的，由Home Phoneline Networking Alliance将其标准化，目前已有1.0和2.0两种版本。Home PNA 1.0版本于1998年第3季度完成，符合该规范的产品已经在1998年第4季度开始交付。该规范在通用电话线上传输速率为1Mbps。Home PNA允许25台PC、外设和其他网络设备联网，设备之间的最大距离为500英尺。Home PNA 2.0版本已于1999年下半年发布，其速率为10Mbps。Home PNA的接入速率是拨号上网的56Kbps速率所无法比拟的。

Home PNA采用频分复用技术，即在同一条电话线上同时传送话音和数据信号，所以用户可以同时上网和打电话。话音信号频率为20～3.4kHz，xDSL频率在25kHz与 1.1MHz之间，而Home PNA频率范围是5.5～9.5MHz。

Home PNA 3.0于2005年5月被国际电联（ITU-T）接受，成为国际标准（G.9954）。

Home PNA采用QAM/FDQAM调制方式，FDQAM增加了信噪比边界，有较好的抗扰性。目前Home PNA系统主要工作在三个频段：4～21MHz、12～28MHz、36～52MHz，其大部分频点可以采用256QAM调制技术，并可根据信道实际的SNR要求自适应地使用128QAM、64QAM、32QAM、16QAM和8QAM。可以跨接放大器Home PNA 3.0的覆盖能力，主要依据为其传输距离的长度和带宽分配大小而确定。目前Home PNA 3.0的一般传输距离为300m（最大电平衰减-61dBm），带宽最大提供128Mbps。根据实际测试结果，在300m传输距离的前提下，一般可以覆盖2～3栋住宅楼。按照带宽分配计算，每用户可提供最大吞吐90Mbps；考虑同时在线率的因素，每个在线用户可提供带宽2Mbps以上。在Home PNA 3.1标准中，调制带宽将提高到160～320Mbps。

Home PNA 3.0支持两层的QoS，在广播信道上对识别的流可以应用不同的QoS策略：带宽、抖动和延时。在GEPON+Home PNA 3.0的网络架构下，可以实现基于MAC地址、VLAN、IP、UDP/TCP端口号等多种方式的用户识别和业务区分，从而保证了对网络中用户的管理控制、业务流的划分、不同业务的多等级服务。

Home PNA 3.0的技术特点：

（1）对原有电视网络的网络结构、承载的业务没有影响；具备QoS能力；同时支持电视、话音和数据业务。

（2）解决了HFC网络的IP联通性（对称速率、全双工、高带宽、QoS保证）；可以利用IP技术的灵活性，在网络上开展基于IP的业务，包括现有的VOD、VoIP、VIDEO PHONE等业务。

（3）适合大规模、广覆盖、高并发的网络建设；网络建设可根据用户需要逐步建设、逐步改造。

3.基于同轴电缆的MoCA（HomeCNA）技术

MoCA（Multimedia Over Coax Alliance），是基于同轴电缆网的宽带接入和家庭网络的国际性标准。MoCA是包括运营商，系统设备制造商，芯片供应商等的一个完整技术产业链。MoCA成立于2004年1月，创立者为Cisco、Comcast、EchoStar、Entropic、Motorola与Toshiba等。其核心是利用800～1500MHz频带，采用OFDM和TDMA/TDD调制，在其间的每个50MHz频段上实现同轴分支分配网上的270Mpbs带宽的IP数据。

MoCA技术设计中网络骨干节点与小区分配间采用光纤连接，而目前以PON技术为基础。小区内广播电视信号分配仍然利用现有的同轴电缆进行各住户间的连接，使用的频率因地区而异，我国的频段为0～860MHz。而宽带数字频带的利用各国不同，如美国使用860～1550MHz频带，日本使用770～1030MHz频带。50MHz的带宽，理论上最大可以获得270Mbps的传输速度。使用多个信道叠加后，理论上可以获得1Gbps以上的传输速率。该方式的特点是：

（1）可实现最高物理速度270Mbps的高速传输；

（2）可使用同轴电缆中的空余频率与区内共享信号；

（3）用户家里不需要对调制解调器进行各种设置；

（4）在同一频带内进行双向通信，不需要专门留出上行带宽。

MoCA系统的典型网络结构分为网络接入控制器（NC）、网络接入适配器（CPE）及分支分配同轴射频网。MoCA技术的典型应用如图3-1所示。

分支分配同轴射频网是基于同轴电缆及分支分配器组成的树星形无源射频传输网。无源同轴分配网部署灵活、技术成熟、成本低廉、应用广泛，是我国广电用户主要的接入网络形式。

接入控制器（NC）是MoCA双向网传输控制中心，实现后端各个接入适配器（CPE）的接入与控制。在NC端控制用户有效数据带宽和QoS来提高用户业务质量，通过访问控制列表和划分VLAN等来实现网络安全，通过读取MIB信息库获取系统和用户状态来实现网络管理、提供有效的用户隔离和平滑的VoIP等服务。

接入适配器为MoCA网络的用户接入端，为用户提供基于同轴传输网的双向高带宽多业务网络接入。通过CPE，不但能提供给家庭用户传统的CATV信号，并且还能提供高带宽的IP数据信号，并能非常好地提供用户管理及多媒体业务保障。

相比基带EoC、HomePlug和Home PNA等多种解决最后100m的传输技术来说，MoCA的工作频率较高，受到外界的干扰相对较小（但仍然会受到移动通信信号的影响），解决了使用低频段传输数据受噪声干扰较严重的问题。MoCA无须大规模改造现有的同轴网络，只需更换部分不满足传输条件的分支分配器即可，设备安装简单。另外，它采用了动态带宽管理技术，使其带宽利用率比较高，这与PON网络的带宽共享机制相似，可与PON技术更好地兼容。MoCA与PON技术的结合可以比较好地解决广电网络通过HFC网络进行双向网络传输问题，必将是未来HFC网络新建和改造的主要解决方案之一。

4.基于电力线的HomePlug技术

HomePlug的全称是Home Plug Power Line Alliance，即电力线网络联盟。该联盟的宗旨是，联合包括应用电子、消费电子、软件、硬件、零售等行业的著名公司，致力于为各种信息家电产品建立开放的电力线互联网接入规范。其未来目标是，只需在事先安装好的万能插座上插上电源插头即可构筑局域网。新技术运用普通的电力线可以传输因特网的信息，所有电话、传真机、计算机及电视、摄像机等家用电器，将来都可以直接用墙壁的电线插座互连在一起。

HomePlug电力线网络联盟选择Intellon公司的技术作为基础，于2001年6月发布了HomePlug 1.0规范，目前符合HomePlug 1.0规范的产品已经在北美、欧洲和亚洲销售近300万套。2004年1月开始制定HomePlug BPL，目前已经完成了市场需求文件，选定HomePlug AV作为基本技术，正在进行中、低压之间异同的研究。HomePlug C & C在2005年第1季度向家居自动化行业的领导者发出征求提案函，目前该规范正在制定之中。

HomePlug的成员包括Intellon、CNXT、Arkados、Spidcom及Intel、Sony、Motorola、TI等芯片制造商和设备制造商，Intellon是其中的技术主导者。该标准联盟的目标是推进电力线网络使其具有高性价比应用，良好的互通性和产品标准化，已制定了多个宽带电力线通信（BPL）规范，如Homeplug 1.0和Homeplug AV等，并开展一些设备认证方面的业务，是目前电力线家庭网络方面最成功的联盟之一。

电力线联盟（Universal Powerline Association，UPA）于2004年12月成立，成员包括DS2、Ambient Corporation、Sumitomo、Ilevo Schneider等，其主导成员是DS2公司。该组织涵盖了家庭内部的电力线网络和电力线接入网两大领域，与之相关的另一个组织是OPERA（Open PLC European Alliance），其研究经费来源于欧盟，也是由DS2公司主导。

消费类电子电力线通信联盟（Consumer Electronics Powerline Communication Alliance，CEPCA）由Panasonic公司发起，主要着眼于各种家庭网络技术之间的共存，以避免和其他标准组织的竞争。

目前基于HomePlug AV的第2代芯片已经推出。该系统采用美国Intellon公司专用PLC通信芯片INT6000作为主接入芯片，其频带范围为2～30MHz；使用CSMA/CA（带优先级模式的载波侦听/冲突避免）协议；采用OFDM（正交频分复用）技术，1024QAM调制原理；支持最大200Mbps的传输速率，128位的AES加密技术，用户可以让家用计算机、普通家电、外围设备及其他信息终端产品通过电力线网络进行连接。

3.1.2 有线智能家居控制通信技术

家庭有线智能控制技术包括基于电力线的X-10技术、CEBus、LonTalk、BACnet、EIB和HBS技术。

1.基于电力线的X-10技术

1976年英国的皮克电子公司提出了X-10计划，“在不必另行架设新线路的情况下，如何利用既有线路来控制家中的灯饰及电子电器产品”。X-10计划是全球第一个利用电力线来控制灯饰及电子电器产品，并将其商业化的成功模式。因而产生的X-10协议允许室内所有兼容X-10协议的设备通过现有电力线进行通信，而无须增加任何布线。因其具有布线简单、功能灵活、扩展容易等优点，现已广泛应用于家用电器控制、家庭安全监控和住宅仪表数字读取等方面。

X-10协议是以60Hz或50Hz为载波，以120kHz的脉冲为调变波而研发出的数位控制技术，并制定出了一套控制规格。X-10协议规定信号传输波特率为4800bps，无奇偶校验，数据为8位，一个停止位。

基于X-10协议构建的智能家居模型，由家庭网关和分布在家庭各处的符合X-10规范的家电设备组成。由于现在市场上大多数家电产品仍未在其内部提供对X-10协议的支持，因此暂时需要在电力线与家电电源之间增加一个X-10模块，由网关对X-10模块进行控制，间接实现对家电的控制。家电和与之相配的X-10模块统称为X-10设备。X-10设备根据其功能、功耗等可以被大致分为三类（每一类下又有更细致的划分）：信号发射设备、信号接收设备和双向收发设备。通信时，信号发射设备负责发送符合X-10协议的命令编码，信号接收设备则负责接收、解释该命令编码并按照命令控制家电，而双向收发设备则同时具有上述两种功能。与通常的通信协议类似，X-10协议也有自己的定址方式，每个X-10设备都被分配一个地址，地址由“房间号”和“设备号”两部分组成。“房间号”的选择范围为字母A～P，“设备号”的选择范围为数字1～16，因而在一个基于X-10协议构建的智能家居系统中，最多可同时控制16×16=256个不同地址的X-10设备。X-10协议规范对设备地址编码，用于逻辑表示，使用时参照协议中的转换表直接使用即可。

基于X-10技术的智能家居系统结构图如图3-2所示，图中的A、B、C三块就是X-10到RS-232的协议转换器（RS-485），它们可以把有RS-485接口的三表装置的数据转化为X-10协议的数据，实现接口的转换。灯光控制器根据X-10协议进行四个端口灯光亮度调节和开、关灯光电源。

各种X-10设备之间通过电力线或无线方式进行的通信已在相应设备内部实现。系统实现时所要做的工作集中在网关与CM11之间的串口通信上，主要有两种：一是网关控制设备时，它将命令编码发给CM11，然后由CM11通过电力线向连在电力线上的相应设备发出命令；二是若MS13E等无线探测设备或遥控器发出了某些命令，无线接收设备TM352会接收命令并通过电力线将命令发送出去，这时CM11也会把命令上传给网关，这一特性可以用于智能家居的安防系统。

2.CEBus

CEBus支持灵活的网络拓扑结构，只要具有相应媒体的接口组件，一个设备可以连接到网络的任何地方，信号可以在多种媒体之间通过路由器进行传输。该标准支持分布式控制方案，不需要集中控制器即可进行工作，但使用集中/分布式控制方案进行网络管理和控制会更方便。当前该标准主要应用于家电的控制网络。

CEBus是一个较完整的开放系统，它定义了7种物理媒体：电力线、双绞线、红外线、无线电、电缆线、光纤和音频/视频总线。定义了几乎所有传输媒体中信号的传输标准，并要求控制信号在所有的媒体中都要以相同的传输速度（10Kbps）传输，从而有效地避免了信号传输中可能出现的瓶颈问题，任何符合CEBus标准的电器产品都可以直接互连并通信，其寻址能力超过40亿。参照ISO的OSI网络协议建议书，CEBus总线采用其中四层，即物理层、数据链路层、网络层和应用层，其基本框架如图3-3所示。

（1）物理层，可分为MDP子层和SE子层。消费电子总线的物理层是开放的，目前支持的媒介有电力线、红外线、无线电双绞线、同轴电缆等。特别是电力线，利用家庭中已有的走线，而不需要另外布线，因而对于现有住宅的改造非常方便。

（2）数据链路层，可分为MAC子层和LLC子层。消费电子总线的数据链路层保证正确收发数据帧。

（3）网络层，负责路由、路桥、确定网址、流量控制，给数据分段、丢弃无线媒体收到的文件包等。由于网络层已超然于媒体之上，所以要考虑信息的跨媒体传输问题。

（4）应用层，包括三个子层，即消息传递子层（Message Transfer Layer），传递4种类型的消息；在CAL子层，CEBus专为设备之间相互通信而设计了面向对象语言，一个设备就是一个对象；用户子层，根据CAL语言执行的结果来控制设备的运行。CAL语言全称是公共应用语言，它定义了安全、照明、环境、能源管理、公用设施（水、电、煤气等）、计算机和娱乐等应用的一系列功能产品部件，构成业界普遍认同的家用电气设备模型。

CEBus的干扰能力比X-10强，控制功能也十分丰富。但由于CEBus接口技术比较复杂，价格非常昂贵，因此其用户相对较少。

3.LonTalk

LonTalk协议是美国Echelon公司于1990年推出的LonWorks网络中使用的通信协议。它是第一个宣称提供OSI（Open System Interconnection）参考模型所定义的全部七层服务的协议。目前，LonWorks网络在楼宇自动化（Building Automation-BA）、交通运输行业、工业自动化及公用事业自动化方面获得了广泛的应用。LonTalk协议虽然也是美国消费类电子产品制造商协会（Consumer Electronics Manufactures Association，CEMA）的家庭网络EIA—709标准的基础，但是其价格昂贵，因此在家庭中推广比较困难。

LonTalk协议支持的媒质包括双绞线、电力线、无线、红外线、同轴电缆和光纤。在一个LonWorks网络上，各个节点的地位是平等的，每个节点随时可以发起对其他节点的通信。LonTalk协议采用了一种改进的以太网媒质访问控制协议，称为“带预测的CSMA媒质访问控制协议”，从而能有效地减少网络碰撞次数，提高网络的利用率。网络重载时，以太网吞吐量急剧下降，而对LonWorks网络影响较小，这一优良的网络特性对实时应用场合尤为重要。

1）LonTalk协议寻址

为了简化网络配置和管理，可把逻辑地址分配给节点。逻辑地址使用户把一个名字和物理装置或节点进行配合。使用LonTalk协议控制网中节点的逻辑地址定义，所有逻辑地址有两个部分。

第一部分，是指定域的域ID（Domain ID）。所谓域就是节点的集合，常常是整个系统，它们可以互操作。

第二部分，以独特的15位节点地址规定域中的一个单一节点，或者以它独特的8位组地址规定一个预先定义的节点组。每个在网上传输的包，包含传输节点（源地址）的逻辑节点地址和接收节点地址（目的地址），它们可能是物理神经元地址、逻辑节点地址、组地址或广播地址。

假如节点数目超过允许的域限值，或者想把节点分开使它们不能互操作，那么应使用多重域。可以让两个或两个以上的独立的LonWorks系统共享同一个物理网络，只要每个系统有专用的域ID即可。每个系统中的装置只响应匹配它们的域ID的包，并不知道或关心其他域ID寻址的包。装置也对以它们自己的物理ID寻址的包做出响应，物理ID只有相应的网络管理工具知道。当然，在一个物理网被共享时，整个网络响应时间因数目增加而受到影响，所以需要协调一致的整体网络设计。组是域中节点的集合，可是不像子网那样，但是不关心节点位置而形成的节点的集合。最大的组规模是发送确认报文时的64个节点，发送不确认报文的组规模是无限制的。组是一个有效的优化方法，用于一个对多个网络变量和报文标签连接。

2）LonTalk报文类型

LonTalk协议提供3种基本报文服务，并且支持鉴别的报文，最优化的网络会经常使用这些业务。

第一类报文服务提供端到端的确认，称为确认的报文发送。在使用确认的报文发送时，一个报文发送给一个节点或节点组，并期望从每个接收者得到各自的确认。假如未收到确认，则发送者做超时安排并重试事务处理。重试和超时安排的次数都是可选择的。

第二类报文是不确认的重复报文。使用这类报文可把一个报文发送到节点或节点组许多次。这个业务通常在向一个大的节点组广播信息时使用，因为确认报文会造成所有的接收节点同时尝试发出一个响应。

第三类报文就是不确认报文，发送节点或节点组一次，并且不期望响应。报文鉴别服务使报文接收者能确定发送者是否有权发送这个报文。这样，鉴别就能防止对节点的未经授权的访问。鉴别功能是在安装时分布48位密钥到节点而设立的。

3）LonTalk信道类型

LonTalk协议在设计上是独立于介质的，这使LonWorks系统可以在任何物理传输介质上通信。这也使网络设计者能充分利用提供给控制网的各种信道。协议还提供可改变的配置参数，以便折中某一特殊应用的性能、安全和可靠性。

信道是个特殊的物理通信介质（如双绞线或电力线）。LonWorks装置通过专用于此信道的收发器与其连接。每类信道在最多可连接的节点数、通信位速率和物理距离限值方面都有不同的特征。表3-1总结了几类广泛应用的信道的特征。特别重要的是拓扑双绞线信道TP/FT10，它使装置可用单、双绞线的线段在任何配置中连接，没有对短截线长度、装置间距或分线的限制。

4.BACnet

BACnet是美国采暖、制冷和空调工程师协会（ASHRAE）组织20多位各国专家，经过近9年时间研究制定的一种专用楼宇自动控制网络协议。作为世界上第一个楼宇自动控制网络的数据通信协议，它代表了智能建筑发展的主流趋势。BACnet采用了Ethernet、ARCnet、MS/TP、PTP、LonTalk五种网络技术进行通信，可根据系统通信要求和通信速度选择不同的网络技术。相对其他现场总线，BACnet最大的优点是可以与Ethernet、LonWorks等网络进行无缝集成。BACnet协议标准于1995年颁布，即引起了各国政府、专家学者和企业的广泛关注。BACnet于1995年由美国国家标准学院通过成为美国国家标准，目前韩国、日本已经将其列为国家标准，并已成为欧盟标准草案。同时，一些主要的自动控制设备生产商都支持BACnet。

BACnet遵从OSI七层模型的原则，将协议分为四层：物理层、数据链路层、网络层和应用层。BACnet的物理层和数据链路层支持LonTalk协议。另外，其物理层还支持RS-232、RS-485、Ethernet和ARCNET协议。数据链路层支持IEEE802、MS/IP（主从/令牌传递）和PTP（点到点）协议。BACnet的体系结构如图3-4所示。

BACnet采用了面向对象的技术，定义了一组具有属性的对象（Object）来表示楼宇自控设备的功能，从而提供了一种标准的描述楼宇自控设备的方式。同时，BACnet定义了四种服务原语用于传递某些特定的服务参数。

目前BACnet共定义了18个对象、123个属性和35个服务。由于一幢楼宇自控系统中并非所有设备都有必要支持BACnet所有的功能，因此BACnet协会还定义了6个性能级别和13个功能组，从而兼顾了设备的功能与实现的复杂度。

BACnet是一个完全开放性的楼宇自控网协议，其开放性表现在独立于任何制造商，不需要专门芯片，并得到众多制造商的支持；有完善和良好的数据表示和交换方法；按标准制造的产品有严格的性能等级和完整的说明；产品有良好的互操作性，有利于系统的扩展和集成。

5.EIB

欧洲安装总线（EIB）是一个在欧洲占主导地位的楼宇自动化（BA）和家庭自动化标准（HA），是由Siemens、ABB等一些知名企业首先提出的。1990年成立的EIBA是EIB管理机构，目前在全球已经拥有300多个会员，国际上很多知名公司都推出了符合EIB规范的相关产品。EIB在欧洲得到很好的应用，占据欧洲楼宇、家庭自动化设备80%的市场。美国消费电子制造协会（CEMA）批准EIB为家庭网络标准（EIA—776）。

EIB是一个基于事件控制的分布式总线系统。系统采用串行数据通信进行控制、监测和状态报告。所有总线装置均通过共享的串行传输连接（即总线）交换信息。数据传输按照总线协议所确定的规则进行，需发送的信息先打包，形成标准传输格式（即报力），然后通过总线从一个传感装置（命令发送者）传送到一个或多个执行装置（命令接收者）。

EIB的数据传输和总线装置的电源（DC 24V）共用一条电缆，报文调制在自流信号上。一个报文中的单个数据是异步传输的，但整个报文作为一个整体是通过增加起始位和停止位同步传输的。所有总线装置都在侦听报文的传输，但只有相应地址的装置才做出响应。为了发送报文，总线装置必须首先侦听总线，等待其他总线装置的报文发送完毕，一旦总线空闲，每个总线装置都可以启动发送过程。若两个总线装置同时开始发送，则具有高优先级的总线装置无须延迟即可继续传送，而低优先级的总线装置中止传送，等待下次再试；如果两者具有相同的优先级，那么物理地址较低的可优先传送。

EIB系统的拓扑结构非常灵活，可以是任意拓扑。它适用于不同大小的电气安装系统，小到一个普通的房间，大至一栋摩天大楼，都可以在拓扑上分层次设计安装。

EIB系统的最小安装单元是线路（Line），一般情况下（使用一个640mA总线电源），每条线路上最多可连接64个总线元件；通过线路耦合器（Line Coupler）可以将多达15个线路连接组合成一个更大的拓扑单元，称为域（Area）；通过干线耦合器（Backbone Line Couple）更可将15个域相互连接并组合起来。这样，EIB系统最多可连接14400个总线元件，可控制的设备更是数量惊人。根据EIB标准，每条线路的总线的最大长度为1000m，总线装置与最近的电源之间的导线距离不能超过350m；为了避免报文碰撞，两个总线装置之间的导线距离不能超过700m。

EIB协议早期只支持双绞线作为传输媒质，目前协议已支持包括电力线、同轴电缆、无线电及红外线在内的多种传输媒质。

EIB协议仍在不断发展和完善。1999年，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中配置模式的优点，提供了家庭、楼宇自动化的完整解决方案。Konnex的目标是成为欧洲乃至世界上最好的家庭、楼宇自动化标准。

6.HBS

HBS的全称为家庭总线系统，是由日本电子工业联合会/无线工程电子协会（Electronic Industry Association of Japan/Radio Engineering & Electronics Association，EIAJ/REEA）HBS标准委员会于1997年制定的，得到了日本政府和商会的支持。

HBS以双绞线和同轴电缆为通信媒质，媒质的最大长度为200m。HBS由控制通道和信息通道两部分组成，控制通道用于低速数据的传输，信息通道用于高速数据的传输。控制通道最多可支持256个节点，传输速率为9.6Kbps。

HBS对开放系统OSI七层模型进行了精简，由四层结构组成，分别为物理层、数据链路层、网络层和应用层。在媒质访问子层时，HBS采用带碰撞检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）协议。根据网络层的规定，HBS的子网之间由路由器连接，HBS网和其他网之间用网关连接。

7.家居控制总线技术的分析和对比

下面将这些技术在标准化、技术指标和应用方面进行对比，表3-2是这些技术的对比表。

1）在标准化方面

已成为美国、欧洲或国际组织正式标准的有：CEBus（1992年成为EIA—600系列标准）、LonWorks（1998年成为ANSI/EIA—709标准）、EIB（1990年成为欧洲安装总线协会的标准）和CAN（1993年成为国际标准化组织的ISO 11898—1标准）。X-10技术在1978年就已成功开发，以其拥有最多的用户而成为事实上的标准。

2）在技术指标方面

X-10是基于50（60）Hz载波与120Hz调变波来传输的，速率只有60bps，仅限于以电力线作为传输介质。类似的还有PLC-Bus，其主要区别是采用了60kHz跳频，速率略高，为200bps。CEBus、LonWorks、EIB和CAN均支持多种传输介质，如都支持双绞线介质方式，对电力线、同轴电缆、无线、红外和光纤等介质的支持则各自有所选择。采用跳频技术的CEBus和EIB的最大传输速率为10Kbps，而LonWorks和CAN则分别采用了双频和差分电压信号的传输技术，速率分别可达1.25Mbps和1Mbps；ApBus的传输则仅限于双绞线，可以实现电源/信号混合传送。

3）在应用能力方面

X-10以简单、易用、便宜而成为北美家庭自动化市场的主流，但寻址空间小、功能单一使其后劲不足。CEBus和LonWorks的寻址空间大，协议比较完善，具有开放性和互操作性，特别是LonWorks，支持ISO/OSI的七层模型，不仅适用于HA，还适用于楼宇自动化和工业自动化（IA）领域。CAN在国内外的汽车领域有广泛的应用，在HA领域应用相对较少。EIB的寻址空间为15域×15线×256单元，具有优秀的工具软件ETS，可用于BA、HA领域，主要流行于欧洲。PLC-Bus和ApBus相对寻址空间中等（如PLC-Bus为250房间×250单元），功能有限，国内应用较少。

4）主要不足

X-10的功能过于简单，而且抗干扰性差。CEBus的上层协议不够完善，需其他协议做补充。LonWorks的关键技术并非完全针对家庭网络环境的需要，价格过高。PLC-Bus速率不高，功能有限，介质单一，且未标准化。CAN在技术上对家庭网络针对性不强。ApBus的协议过于简单，未标准化，后劲不足。

3.1.3 家庭无线组网技术

家庭无线组网技术主要包括超宽带技术（Ultra-WideBand，UWB）、IEEE 802.11、家庭射频技术（Home RF）、蓝牙技术（Bluetooth）和ZigBee技术等。UWB系统占用的带宽很高，可能会干扰现有其他无线通信系统，其调制时脉冲持续时间很短，瞬时功率峰值可能会很大，甚至会影响民航等许多系统的正常工作。IEEE 802.11b和蓝牙的速率太慢，不适合传输视频数据。54Mbps速率的IEEE 802.11a标准可以处理视频数据，但费用昂贵。Home RF的协议标准没有公开，只得到数十家公司的支持，与其他技术相比，抗干扰方面也存在缺陷。

1.超宽带技术UWB

超宽带是一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。有人称它为无线电领域的一次革命性进展，认为它将成为未来短距离无线通信的主流技术。

传统的窄带和宽带都是采用射频（Radio Frequency，RF）载波来传送信号的，载波的频率和功率在一定范围内变化，从而利用载波的状态变化来传输信息。相反，UWB以基带传输，故UWB又称为基带信号、无载波信号或脉冲无线电。实现方式是发送脉冲无线电（Impulse Radio，IR）信号传输声音和图像数据，每秒可发送多至10亿个代表0和1的脉冲信号。这些脉冲信号的时域极窄（0.1～1.5ns），频域极宽（数赫兹到数吉赫兹，可超过10GHz）。

UWB的优越性在于以下几点。

（1）系统结构的实现比较简单：UWB系统无须载波调制，属于基带传输，因此UWB发射器直接用脉冲小型激励天线，不需要进行上变频，从而不需要功用放大器与混频器，允许采用非常低廉的宽带发射器。同时，在接收端，UWB接收机也有别于传统的接收机，不需要中频处理。

（2）高速的数据传输：按照FCC的规定，UWB的工作频段在3.1～10.6GHz，以非常宽的频率带宽来换取高速的数据传输。在10m的传输范围内，信号传输速率可达500Mbps，是实现个人通信和无线局域网的一种理想通信技术。

（3）功耗低：UWB系统使用间歇的脉冲来发送数据，脉冲持续时间很短而且功率谱密度要求低于-41.3dBm/MHz，即功率为1mW/MHz，所以其系统耗电量很低。

（4）保密性强：UWB一般把信号能量弥散在极宽的频带范围内，功率谱密度低于自然的电子噪声，超宽带信号被隐藏在环境噪声和其他信号中，很难被检测出来。若采用编码对脉冲参数进行伪随机化，则脉冲的检测将更加困难。

（5）抗多径能力强：UWB发射的是持续时间极短的单周期脉冲且占空比极低，多径信号在时间上是可分离的，所以很容易分离出多径分量，具有很强的抗多径能力。

（6）定位精确：冲激脉冲持续时间短，具有很好的时域分辨率，可用于高精度的定位及穿透障碍物，采用超宽带无线电通信，很容易将定位与通信合一，在室内和地下进行精确定位，定位精度可达厘米级。

英特尔、惠普、诺基亚、三星等国际大公司与欧洲的行业协会和标准化组织ECMA国际（ECMA International）联合推出全球首个行业UWB标准，包括ECMA—368和ECMA—369两个系列，其中ECMA—368采用MB-OFDM无线电规范，定义了分布式系统的物理层和媒质接入控制层规范，采用3.1～10.6GHz的UWB频谱，强制支持至少53.3Mbps、106.7Mbps和200Mbps的数据速率。ECMA—369标准则规定了MAC和PHY之间的接口。

UWB网络协议不仅指DS-CDMA或MB-OFDM，它们仅是处于UWB协议完整模型的底层，即物理层。除了这底下的一层外，UWB完整的网络协议模型还包括如图3-5所示的部分。

应用层协议（Application Profile）包括无线USB（Wireless USB）、无线1394（Wireless 1394）、DLNA兼容（DLNA compliant）等标准。UWB网络业务汇聚子层协议主要是WiMedia联盟创建的一系列标准，该标准将应用层到达的信号在WiMedia这一层汇聚，不管原来是什么信号，在经过WiMedia汇聚层后转换成相同的信号传送给物理层发射。

数据链路层分为MAC子层和逻辑链路控制（Logical Link Control，LLC）子层。MAC子层实现媒体接入控制、同步、功率控制及认证加密等功能。LLC子层目前尚无统一的标准。

物理层协议目前主要是DS-CDMA或MB-OFDM规范，位于整个架构的底层，实现物理成帧、加扰、编码、交织、调制等功能。

2.蓝牙技术

蓝牙是一种新型的低成本、低功率、近距离无线连接技术，是实现数据与语音无线传输的开放性规范。

1994年，爱立信成立了一个调研小组，对移动电话及其附件的低耗能、低费用无线连接的可能性进行研究，目的在于建立无线电话与PC、耳机及桌面设备等的连接。

1997年，诺基亚、英特尔、IBM和东芝公司加入蓝牙技术开发研究。

1998年5月，五家世界顶级通信运营集团与IT产业巨头——爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔联合成立了蓝牙技术联盟（Special Interest Group，SIG），负责蓝牙技术标准的制定、产品测试，并协调各国蓝牙的具体使用。3Com、朗讯（Lucent）、微软和摩托罗拉很快也加盟SIG。

2002年3月，美国电气电子工程师协会宣布蓝牙技术标准已获该协会批准。IEEE的批准为蓝牙技术标准在手机、计算机及其他设备中的广泛普及铺平了道路。蓝牙是无线数据和语音传输的开放式标准，它将各种通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统，甚至家用电器采用无线方式连接起来。它的传输距离为10cm～10m，如果增加功率或是加上某些外设便可达到100m的传输距离。

它采用2.4GHz ISM频段和调频、跳频技术，使用权向纠错编码、ARQ、TDD和基带协议。TDMA每时隙为0.625μs，基带符合速率为1Mbps。蓝牙支持64Kbps实时语音传输和数据传输，语音编码为CVSD，发射功率分别为1mW、2.5mW和100mW，并使用全球统一的48bit的设备识别码。

蓝牙技术的特点：

（1）采用跳频技术，数据包短，抗信号衰减能力强。

（2）采用快速跳频和前向纠错方案以保证链路稳定，减少同频干扰和远距离传输时的随机噪声影响。

（3）使用2.4GHz ISM频段，无须申请许可证。

（4）可同时支持数据、音频、视频信号。

（5）采用FM调制方式，降低设备的复杂性。

蓝牙协议的发展如图3-6所示。

完整的蓝牙标准协议，通常包括四部分：蓝牙核心协议、线缆替代协议、电话控制协议和已有协议。如图3-7所示为蓝牙协议栈示意图。

3.无线局域网技术

无线通信在最近几年发展迅速，在无线通信领域，无线局域网已经成为应用最广泛的宽带互联网接入技术。IEEE 802.11协议是IEEE制定的无线局域网标准，旨在各种场合下为用户提供无线接入服务。自1999年首个IEEE 802.11a协议正式使用以后，经过十余年的发展，IEEE 802.11协议趋于成熟和丰富。特别是近年来，IEEE 802.11无线局域网以其灵活、高效的特点得到了迅速的普及，在机场、学校、办公室等场合无所不见。

IEEE 802.11属于IEEE 802局域网（Local Area Network，LAN）技术规范之一。IEEE 802.11协议是一种可以利用IEEE 802.2/LLC封装的链路层规范。它包含了MAC层和物理层。随着新的IEEE 802.11协议版本的出现，其物理层技术也在不断丰富。其中，IEEE 802.11a使用5GHz频段，以正交频分复用OFDM技术为基础，传输速率在6Mbps与54Mbps之间。1999年基于IEEE 802.11b的产品问世，IEEE 802.11b规范了高速直接序列扩频（HR/DSSS）物理层，新增规定支持5.5Mbps和11Mbps两种传输速率。IEEE 802.11g使用OFDM技术，工作在2.4GHz频段，最高传输速率达到54Mbps，且兼容IEEE 802.11b。目前最新开发的物理层是IEEE 802.11n，采用MIMO OFDM技术。另外，着眼于汽车间网络通信的IEEE 802.11p、加强漫游功能的IEEE 802.11r等新的协议正在制定之中。IEEE 802.11系列标准比较如表3-3所示。

IEEE 802.11网络主要包含四种物理组件，即工作站（Station）、接入点（Access Point）、无线媒介（Wireless Medium）、分布式系统（Distributed System），如图3-8所示。

工作站是指装配有无线网络接口的设备终端，通常是笔记本电脑或者带有WLAN功能的移动电话，也可以是iPad等移动终端和无线设备。接入点完成无线网络至有线网络的桥接功能，接入点不仅具有网桥的功能，也有普通工作站的功能，而有无接入功能是判断其是否为接入点的标志。IEEE 802.11网络帧以无线媒介在工作站之间传递，允许多种物理层使用IEEE 802.11 MAC，目前主要指射频物理层。分布式系统是IEEE 802.11无线网络逻辑组件，负责接入点之间相互协调通信。

一个典型的IEEE 802.11网络一般包含一个或数个接入点和工作站或终端，而工作站之间也能建立独立的网络。接入点周期性地广播Beacon信息帧，使网络中用户终端得以更新当前网络状态。相互之间能够通信的工作站之间构成基本服务集（Basic Service Set，BSS）。基本服务集分两种，分别是独立型基本服务集（Independent BSS，IBSS）和基础型基本服务集（Infrastructure BSS）。

独立型基本服务集仅由若干工作站组成，也就是常说的Ad Hoc网络。工作站之间可以直接通信，一般用于持续时间不长、规模较小的应用场景。基础型基本服务集包含至少一个接入点，接入点负责接收和转发所有工作站的通信帧，它能为所有在其覆盖范围内的工作站提供服务，而该模式正是为无线网络连接至有线网络，即因特网提供了可能。IEEE 802.11协议规定，多个这样的BSS可以串联成为扩展服务集（Extended Service Set，ESS），从而扩展无线网络覆盖区域。这些BSS通过骨干网串联在一起，并使用相同的服务组标识符（Service Set Identifier，SSID），即网络名称；而隶属于同一个ESS的工作站，则可以相互通信。

4.Home RF

Home RF是专门为家庭用户设计的，它制定的共享无线接入协议（Share Wireless Access Protocol，SWAP）结合了无绳数字交换技术（Digital Exchange Cordless Technology，DECT）和IEEE 802.11的特点，提供了对语音和数据业务的支持能力，旨在家庭范围内，使PC与其他电子设备之间实现无线通信，非常适合在家居环境中组网。

该协议规范选用2.4GHz频段，采用FHSS方式，跳频速率为50跳/s，共75个带宽为1MHz的跳频信道。利用时分复用技术支持语音通信，以太网技术支持高速数据通信，采用2FSK调制方式时传输速率为1Mbps，采用4FSK调制方式时传输速率为2Mbps。网络节点数为127个，传输距离为40m。Home RF必须有基站才能工作，最大的缺点是开放性不好，而且技术本身还存在抗干扰性差等缺点。

5.IEEE 802.15.4技术

IEEE 802.15.4是IEEE针对低速率无线个人区域网络（Low-Rate Wireless Personal Area Network，LR-WPAN）制定的无线通信标准。该标准定义了物理层规范（PHY）和媒质访问控制层规范（MAC）。物理层规范规定无线通信的频段及对应的数据传输速率。媒质访问控制层规范规定了在同一无线通信频率的多个无线设备如何通过竞争方式访问无线信道。要想真正将该无线通信技术应用到实际中，仅定义物理层和媒质访问控制层规范是不够的，因此有必要在这两层规范的基础上根据市场和实际应用的需要添加高层协议规范，并形成统一的协议规范标准，于是ZigBee联盟应运而生。该联盟成立于2001年8月，2002年下半年，英国的Invensys公司、日本三菱公司、美国摩托罗拉公司，以及荷兰的飞利浦半导体公司加入ZigBee联盟。到目前为止，ZigBee联盟已有200多家成员，除了三菱、摩托罗拉、TI、飞思卡尔等知名大公司之外，还有Honeywell、Eaton等工业控制领域和家庭自动化领域公司，甚至还有Mattel这样的玩具公司。ZigBee联盟在IEEE 802.15.4标准的基础上定义了网络层和应用层，从而形成了完整的ZigBee协议标准。

ZigBee无线通信技术具有如下特点。

（1）低功耗：在唤醒模式下，ZigBee技术可以根据能量检测和链路质量指示的结果，自动调整射频发射功率，在保证数据传输的情况下最大限度地降低能耗；在睡眠模式下，ZigBee节点处于低功耗待机模式。由电池供电的ZigBee节点的工作时间可以长达6个月到2年左右。

（2）时延短：通信时延和休眠/激活状态转换的时延都很短，通常为15～30ms。

（3）可靠的数据传输：ZigBee的媒质访问控制层（MAC层）采用冲突避免的载波监听（CSMA/CA）方式接入信道，有效避免了无线设备之间的冲突。此外，为了保证数据传输的可靠，还提供应答机制。

（4）网络容量大：一个ZigBee的网络最多有255个ZigBee路由功能节点，其中一个是协调器，其余则是路由器。通过网络路由功能节点的互连，整个网络最多可以支持超过65000个ZigBee网络节点，网络节点的数目十分可观，可实现大范围的通信覆盖。

（5）安全性：为了保证ZigBee设备之间无线数据传输的安全性，ZigBee提供了数据完整性校验与鉴权机制，支持AES加密机制对数据进行加密处理。

（6）成本低：ZigBee芯片的体积很小，随着集成半导体技术的发展，芯片的尺寸还会更小，成本也会更低。此外，ZigBee协议紧凑、简单、免专利费用。

（7）优良的网络拓扑能力：ZigBee网络采用Ad Hoc网络的自组织技术，具有自组织和自愈能力。节点加入和离开网络无须人工控制，当有节点加入或离开网络时，网络都能自我修复，对拓扑结构和路由表等信息进行相应的调整。

完整的ZigBee协议以OSI七层模型为基础，根据市场和应用的需要而定义，包括物理层、媒质访问控制层、网络层和应用层。其中，应用层定义了应用支撑子层（Application Support Sub-layer，APS）和ZigBee设备对象（ZigBee Device Object，ZDO）及由制造商制定的应用，这些是组建基于ZigBee技术无线网络的基础。如图3-9所示，网络层和应用层框架是由ZigBee联盟制定的，IEEE 802.15.4工作组负责制定物理层和媒质访问控制层。

6.无线通信技术比较研究

蓝牙通信媒质为2.402～2.480GHz的电磁波，使用全球开放的2.4GHz ISM频段，以及跳频频谱扩展技术。蓝牙技术的最大特点是它可以在约10m的半径范围内实现设备的单点对多点的无线数据和声音传输，数据传输带宽一般是1Mbps。一台蓝牙设备最多可以同时与七台蓝牙设备建立实时连接，而且可以在有效范围内越过障碍物进行连接，没有特别的通信视角和方向的要求。蓝牙同时还具备通信安全性好、功耗低、支持语音传输、组网较简单等特点。

蓝牙的不足之处，一个是通信速率相对较低，不能满足未来数字家庭对高清视频的传输要求；另一个是网络架构小，不能提供类似于WLAN那样的AP接入功能。

蓝牙使用2.402～2.480GHz频段，采用的是跳频扩频（FHSS），在79个信道上跳变速率为每秒1600次跳频。当蓝牙处于设备查询状态时，跳变速率为每秒3200次跳频，可以有效降低干扰。

无线局域网使用的也是全球开放的ISM频段，在2.4GHz附近的频段，WLAN基于IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11n和IEEE 802.11g。无线局域网的优点是传输的有效距离很长，速率可以高达上百兆，可以和各种802.11 DSSS的设备兼容。目前市场上最新的交换机可以把WLAN无线网络从接近100m的通信距离扩大到约6.5km。除此之外，使用无线局域网的要求比较低。服务供应商只要在商场、火车站、写字楼等人员密集的地方设置热点，就可以通过高速的无线线路接入因特网。

无线局域网的不足之处，主要是设备功耗过大、成本较高，并且为了提供较远的热点覆盖，射频辐射也大大加强。虽然目前没有明确的证据证明无线电波对人体健康的影响，但这无法消除人们的担心。另外，对于工业控制及传感网络，人们最关注的是低功耗，较大的传输速率并不重要。

ZigBee是一种低速率、低复杂度、极低功耗的无线连接技术，它可以提供给廉价的固定、便携或移动设备使用，现在主要适用自动控制和远程控制方面，其使用范围一般在10m左右，通过射频功放，可以增加到100m的范围。ZigBee可以嵌入在各种设备中，同时支持地理定位功能。

表3-4为几种无线通信技术的分析比较。

1）应用分析比较

蓝牙的发展在各种无线技术中一直令人瞩目，普及速度令人吃惊。手机是带动蓝牙技术发展的最大“功臣”，同时，蓝牙也在汽车、计算机、PDA、鼠标、键盘、手持设备、游戏设备、相机和打印机上得到广泛应用。

相对于蓝牙，WLAN具有较高的传输速率及较远的传输距离，采用OFDM调制方式可取得较高的频谱利用效率，因此适合Internet环境中实现高质量多媒体业务的传输。

WLAN是第一项得到广泛部署的高速无线技术，在全球的热点中尤其引人注目——包括家庭和办公室，以及越来越多的咖啡屋、酒店、机场，WLAN热点几乎是立即风靡全球。

ZigBee是一种低复杂度、近距离、低功耗、低速率、低成本的双向无线通信技术，主要适合自动控制、传感、监控等领域。它的芯片可以嵌入到各种设备中，同时还可以支持目标地理定位功能。

2）技术发展比较

2009年4月21日，蓝牙SIG正式颁布了新一代标准规范Bluetooth Core Specification Version 3.0 High Speed。蓝牙3.0的核心是AMP，这是一种全新的交替射频技术，允许蓝牙协议栈针对任意任务动态地选择正确射频。作为新版规范，蓝牙3.0的传输速度自然会更高。通过集成IEEE 802.11 PAL（协议适应层），蓝牙3.0的数据传输速率提高到了大约24Mbps，即可在需要的时候调用802.11 WLAN用于实现高速数据传输，是蓝牙2.0的8倍，可以轻松用于录像机至高清电视、PC至PMP、UMPC至打印机的资料传输。

功耗方面，通过蓝牙3.0高速传送大量数据自然会消耗更多能量，但由于引入了增强电源控制（EPC）机制，再辅以IEEE 802.11，实际空闲功耗会明显降低，蓝牙设备的待机耗电问题有望得到初步解决。

IEEE 802.11是无线局域网的技术基础，但并不能限定其他标准对这项技术的使用。蓝牙3.0的推出，后续甚至可能使用IEEE 802.11n技术。对于蓝牙这种明显的“挑衅”行为，WLAN联盟也宣布了自己的计划，那就是于2010年中期推出的WLAN Direct（直连）技术。

一直以来，当人们要借助无线局域网技术搭建无线连接时，一个不可缺少的前提是周围必须存在热点，而终端设备又必须处于热点的覆盖范围之内。在这样的要求下，配备了无线局域网功能的终端设备，在发挥无线上网的优势方面就显得不是那么的“自由自在”。现在，当无线局域网直连技术面市后，无线局域网设备也许在发挥无线连接特性时，就能变得更加游刃有余。

无线局域网直连允许无线网络中的设备，无须通过无线路由器即可相互连接。与蓝牙技术类似，这种标准允许无线设备以点对点的形式互连，不过在传输速度和传输距离方面比蓝牙有所提升。另外，据称现有的WLAN无线设备可通过软件升级具备支持这种技术的能力。

由于无线局域网设备正在走向普及化，因此无线局域网直连的市场空间非常大。从全球范围来看，无线局域网设备的数量处于快速增长之中。来自市场咨询公司In-Stat的数据显示，2009年全球无线局域网设备的出货量为4.75～6亿部。而数码相机等消费类电子产品、手机等移动通信终端，普遍开始配备WLAN功能，这成为市场整体增长的强劲驱动力。

无线局域网直连技术对蓝牙构成了极大的挑战，如在手机上，是否将彻底取代蓝牙，成为标准配置，有待市场验证。

在无线传感网领域，ZigBee具有领先的优势，其显著的特点就是低功耗。另外，在无线遥控器方面，ZigBee也有取代红外遥控的可能。最近蓝牙SIG也开始在低功耗方面推出新的标准，试图在这方面占据一席之地。

2009年12月19日，蓝牙SIG宣布推出蓝牙低功耗无线技术，此规范有双模、单模两种应用。