WiFi HaLow智能家居的解决方案

孔省兵

手动设置恒温器或设置机械定时器灯的日子已经一去不复返了。现在，这些功能可以通过智能手机应用程序从任何地方控制，甚至可以通过云中的人工智能进行控制。宽带服务连接为家庭提供了充足的带宽和低延迟，但调制解调器和设备之间的良好无线连接已被证明是难以实现的。

WiFi是答案吗

WiFi是将一切联系在一起的最后一个环节。制造商们争先恐后地满足了对联网电器、安全系统、门锁、开关、灯、车库门开启器和虚拟助理扬声器的需求。通过为房主提供新的便利和功能，同时收集分析并扩展诊断功能，制造商找到了抵消连接设备额外制造和维护成本的方法。消费者认为，设备制造商使用了安全可靠的架构来部署和维护其服务。

然而，一些常见问题困扰着这些连接产品的各种使用场景。传统WiFi连接的高功耗、死角以及由于不同的家庭建筑技术和建筑材料而造成的不良覆盖。此外，2.4 GHz和5 GHz射频频谱拥挤，部署/设置程序复杂，黑客利用安全漏洞。消费者对简单、可靠和安全连接的期望促使制造商拼凑出一套安装成本高昂的专有无线技术。

消费者被迫使用运行在Zigbee、Z-wave、蓝牙和其他非标准RF技术上的专有无线集线器设备，并将其连接到WiFi路由器。他们开始相信需要经常更换电池或使用交流电源，并且他们被迫为远离路由器的设备使用网络扩展器。在缺乏更好的远程解决方案的情况下，制造商需要依靠耗电量大的手机技术，不断收取订阅费和不可预测的数据使用费。黑客也利用了那些没有OTA更新能力来应对新威胁的设备其认证协议保护薄弱的安全漏洞。

WiFi HaLow优势

IEEE 802.11ah WiFi HaLow是一种可以解决现有无线解决方案面临的问题的技术，使用可扩展的行业标准。它专为物联网设备的特定需求而构建。WiFi光环具有更长的距离、更低的功耗、更好的穿透性、充足的带宽、改进的网络容量、易于部署和安装、生命周期安全、空中传送（OTA）更新和低材料成本。让我们分别研究一下这些要求。

距离

使用1 MHz窄信道的低于1 GHz的WiFi HaLow频率比传统WiFi的传输距离远10倍，无需网络扩展器。电池供电的摄像头可以放置在更方便的地方，例如在家里或车库的墙壁；照明系统可以由一个AP控制，无论照明设备是在室内还是室外。為客户提供的解决方案，无需额外的扩展器或蜂窝数据计划，就可以达到109m的距离，这是一个巨大的竞争优势。

功率

WiFi HaLow相比传统WiFi可使用更少的功率就能到达更远的距离，同时提供足够的双向数据传输。IEEE 802.11ah规定了各种新的睡眠模式，允许设备长时间保持在非常低的功率状态，从而节省电池能量。

电池消耗量

WiFi HaLow可以由一个简单的硬币电池供电，平均功耗低于10 uW。凭借如此低的功耗，HaLow还可以支持依赖Zigbee、蓝牙或专有技术的设备。

穿透率

WiFi HaLow通过建筑物的优势将减少困扰基于普通WiFi的产品的客户服务电话和产品退货。WiFi HaLow使用的较低频率相比2.4 GHz和5 GHz，可以更好地穿透各种建筑材料，同时消耗更少的电力。WiFi HaLow使用OFDM调制来校正反射和多径环境，无论设备是放在室内还是室外，或是放在地下室或阁楼中，都可以确保其与AP的HaLow连接可靠。这消除了提供专用集线器或网桥设备以补偿全球消费者的各种家庭架构所增加的复杂性和成本。

带宽

与传统WiFi类似，WiFi HaLow可以根据信号完整性和与AP的距离自动缩放带宽。这些预定义的调制和编码方案使用可选的16 MHz宽信道，具有高达80 Mbit/s的能力，且能自动选择最合适的MCS速率可确保快速传输数据。

这一点很重要，因为数据传输速度越快，使用的电池电量越少，设备在无线电波上所需的时间也越短，从而使它们可以自由供其他设备使用。

安全

IEEE 802.11ah包括最新的WiFi认证要求（WPA2/WPA3）和空中流量的AES加密。

容量

单个WiFi HaLow AP最多可寻址8 191个设备，这个容量应该足以覆盖所有灯泡、门锁、遮阳帘、恒温器，以及未来所有可以想象的智能家居设备。

可靠和互联的选择

典型的家庭WiFi路由器只支持几十个设备。部署WiFi HaLow AP，可以通过订阅邻居中一个或多个家庭或公用设备节省额外支出。HaLow是星形网络拓扑，不受网状网络容量问题的困扰。