何芝蘭

摘 要：隨著人們生活水平的提升，對(duì)生活質(zhì)量的需求越來(lái)越高，在網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)日益成熟的背景下，發(fā)展智能家居成為必然趨勢(shì)。而無(wú)線通信技術(shù)則成為智能家居的引領(lǐng)者，借助無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行家居操控，憑借其靈活便捷的特點(diǎn)促進(jìn)了智能家居產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：無(wú)線通信；智能家居；硬件因素；應(yīng)用分析

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線通信作為一種新型的通信模式日益受到關(guān)注，而無(wú)線通信與家居的結(jié)合催生了智能家居的誕生，其靈活方便的優(yōu)勢(shì)使得人們的生活質(zhì)量顯著提升，極大地促進(jìn)智能家居產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，文章主要針對(duì)無(wú)線通信技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用展開(kāi)分析，更側(cè)重硬件方面的指導(dǎo)研究，為智能家居的長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展提供指導(dǎo)與參考。

1 無(wú)線通信在智能家居應(yīng)用中的種類分析

雖然受我國(guó)現(xiàn)有科技水平限制，我國(guó)的智能家居產(chǎn)業(yè)起步較晚，但是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛推廣與深入研究，一經(jīng)與家居產(chǎn)業(yè)結(jié)合便極大地推進(jìn)智能家居產(chǎn)業(yè)的進(jìn)程，催生了多種智能家居無(wú)線支持方式，目前智能家居中應(yīng)用比較普遍的幾種無(wú)線通信技術(shù)主要有ZigBee、藍(lán)牙技術(shù)、Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及Z-Wave無(wú)線通信技術(shù)等。

2 ZigBee無(wú)線通信技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用

ZigBee是智能家居中最常見(jiàn)的雙向短距離無(wú)線通信技術(shù)，具有低損耗、低投資及高容量的顯著優(yōu)勢(shì)，具有自組網(wǎng)及自我恢復(fù)的功能，采用2.4GHz的頻段在智能家居中發(fā)揮作用。ZigBee自組織的通信模式，其自身模塊與傳感器MCI通信分為同步SPL模式及異步DART模式，常規(guī)采用波特率為960的DART全雙工異步傳輸模式，星型結(jié)構(gòu)下含有一個(gè)協(xié)調(diào)器與必備的終端設(shè)備，通信中的所有數(shù)據(jù)流通過(guò)唯一的協(xié)調(diào)解調(diào)器完成數(shù)據(jù)的中繼。ZigBee無(wú)線通信技術(shù)具有主節(jié)點(diǎn)與分界點(diǎn)兩種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)形式。其硬件構(gòu)造決定其在智能家居中承擔(dān)安防、通訊、家電的調(diào)節(jié)及系統(tǒng)組網(wǎng)任務(wù)。其中安防功能主要是對(duì)用戶的火災(zāi)及煤氣泄漏情況進(jìn)行報(bào)警，借助外網(wǎng)傳輸報(bào)警信息實(shí)現(xiàn)與用戶的交流互動(dòng)，在預(yù)設(shè)的指示下完成相關(guān)應(yīng)急措施的啟動(dòng)。通訊功能主要是針對(duì)用戶家中的安防進(jìn)行管理，當(dāng)前環(huán)境下已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了用戶遠(yuǎn)程信息的查詢及控制信號(hào)的接收。家電調(diào)節(jié)功能在智能家居中比較實(shí)用，可以根據(jù)特定的環(huán)境及用戶指令完成用戶家中所有家電的定時(shí)開(kāi)啟與關(guān)閉的操作，對(duì)家電的安全性能也有一定的監(jiān)視與保障作用。最后其具有的系統(tǒng)自組網(wǎng)功能主要是實(shí)現(xiàn)用戶各種傳感器的有效接入及退出自組網(wǎng)工作，完善的用戶界面可以輕松操控傳感器并實(shí)現(xiàn)家電的遠(yuǎn)程操作。

3 基于Wi-Fi的無(wú)線網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用

作為一種特定的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在我們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)用十分普遍，其具有較高的傳輸速率，可以實(shí)現(xiàn)射頻技術(shù)指導(dǎo)下的個(gè)人電腦、手機(jī)等終端設(shè)備無(wú)線方式的有效連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效傳輸。目前智能家居中的Wi-Fi技術(shù)采用EEE802.11b協(xié)議，同樣采用2.4GHz的頻段，支持11Mbps的速率。Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)龐大，涉及到底層的工作站、網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)、基本服務(wù)集及上層的分布式系統(tǒng)服務(wù)集擴(kuò)展服務(wù)等。其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)為基礎(chǔ)網(wǎng)，也就是由多個(gè)AP組合而成的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換體系；自組網(wǎng)，其中不存在AP，由兩個(gè)以上的STA組成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模式，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在智能家居中承擔(dān)著多種職責(zé)，首先其可以實(shí)現(xiàn)對(duì)家用設(shè)備的有效控制，完成對(duì)音視頻設(shè)備、照明設(shè)備、家用空調(diào)電器及網(wǎng)絡(luò)家電、數(shù)字影院等設(shè)備的調(diào)控。其次其可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字可視對(duì)講，其特有的智能網(wǎng)關(guān)可以當(dāng)作移動(dòng)的終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)起居室、臥室及用戶家中任何位置的數(shù)字可視對(duì)講。再次是安防報(bào)警功能，當(dāng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接收到報(bào)警信息，將數(shù)據(jù)信息上傳到管理中心，通過(guò)短信、電話及郵件等多種渠道告知用戶，幫助用戶及時(shí)處理險(xiǎn)情，特定情況下還可以實(shí)現(xiàn)抓拍等功能。此外，Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)還可以實(shí)現(xiàn)信息的有效管理與發(fā)布，用戶所在小區(qū)物業(yè)會(huì)通過(guò)社區(qū)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各種物業(yè)信息的編輯與整理，與戶主相關(guān)的信息則通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)接脩艏彝ゾW(wǎng)中，方便用戶了解小區(qū)最新動(dòng)態(tài)。最后其可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控及設(shè)備的自我檢修，其中遠(yuǎn)程監(jiān)控主要借助客戶端登陸家庭網(wǎng)，完成用戶家中情況的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。設(shè)備自檢方面，Wi-Fi技術(shù)定期對(duì)設(shè)備自身運(yùn)行情況進(jìn)行檢查，真正實(shí)現(xiàn)了基于控制類的無(wú)線智能家居生活體驗(yàn)。

4 基于藍(lán)牙的無(wú)線通信在智能家居中的應(yīng)用

藍(lán)牙英文名為Bluetooth，是一種典型的分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及快跳頻短包技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信連接，同樣工作在2.4GHz的頻段環(huán)境中，目前其常規(guī)數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mbps。目前藍(lán)牙技術(shù)在智能家居中發(fā)揮著重要作用。一方面其負(fù)責(zé)對(duì)用戶家中的監(jiān)控，其監(jiān)控涉及到兩個(gè)方面，其中之一是完成對(duì)家庭環(huán)境的有效監(jiān)控，自動(dòng)或者遠(yuǎn)程對(duì)用戶家中的溫度、濕度計(jì)光照等情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，為用戶營(yíng)造適合人居的環(huán)境。監(jiān)控的另一方面是實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的監(jiān)視與管理，能源具體指用戶家中的水、煤氣及電、暖等，對(duì)其開(kāi)關(guān)進(jìn)行監(jiān)控，杜絕安全隱患。另一方面其實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)計(jì)費(fèi)并為用戶提供及時(shí)的安全服務(wù)。藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)可以對(duì)用戶家中的水表、電表及煤氣表進(jìn)行流量的精準(zhǔn)監(jiān)控，并精確計(jì)算其消耗費(fèi)用。在安全服務(wù)方面，對(duì)于用戶突發(fā)情況可以自動(dòng)報(bào)警并發(fā)布醫(yī)療求助信息，為用戶贏得寶貴的搶救時(shí)間。藍(lán)牙上述功能的實(shí)現(xiàn)主要依托藍(lán)牙家居網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)家電及通信控制器及嵌入式藍(lán)牙模塊的無(wú)線連接，完成信息的流通，藍(lán)牙具有的路由功能實(shí)現(xiàn)了家庭網(wǎng)與局域網(wǎng)的連接，可以實(shí)現(xiàn)異地視頻、音頻的有效管理與控制，家庭內(nèi)部與家庭外部的信息可以充分流通與共享。

5 Z-Wave無(wú)線通信技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用

Z-Wave無(wú)線通信技術(shù)最早的設(shè)計(jì)初衷就是服務(wù)于智能家居的無(wú)線控制。其數(shù)據(jù)格式傳輸比較小，相較于其他智能家居無(wú)線通信技術(shù)，其傳輸頻率較低，基本維持在865.22-956MHz之間，無(wú)論是傳輸距離還是價(jià)格方面都具有明顯優(yōu)勢(shì)。每一個(gè)Z-Wave網(wǎng)絡(luò)具有獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)地址，由控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分配，所有控制節(jié)點(diǎn)都可以控制通信距離范圍之內(nèi)的節(jié)點(diǎn)。在完成設(shè)備入網(wǎng)以后，用戶可以借助全功能的遙控器，在全觸摸控制屏幕的輔助下對(duì)家中所有連接入網(wǎng)電氣的開(kāi)關(guān)狀態(tài)的掌控。Z-Wave無(wú)線通信技術(shù)支撐下嵌入式情景控制器可以進(jìn)行會(huì)議、影視等多種場(chǎng)景的設(shè)置，用戶通過(guò)一鍵操作完成，簡(jiǎn)單便捷，Z-Wave無(wú)線通信技術(shù)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)更可以實(shí)現(xiàn)用戶家中電器設(shè)備的有效監(jiān)控與管理。

6 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)智能產(chǎn)業(yè)從建筑萌芽，隨著技術(shù)的改進(jìn)，智能家居獲取了更大的發(fā)展機(jī)遇與空間，實(shí)現(xiàn)了智能化的生活體驗(yàn)。文章介紹了幾種常見(jiàn)的無(wú)線通信技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用，指明家居智能化的必然發(fā)展趨勢(shì)，無(wú)線通信技術(shù)通過(guò)信息的接收、處理及傳輸完成家庭用戶信息節(jié)點(diǎn)與系統(tǒng)總線功能模板的連接，形成完善的智能家居無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶家庭情況的無(wú)線與遠(yuǎn)程管理與操控。智能產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的今天，如何更好地發(fā)揮無(wú)線通信在智能家居中的應(yīng)用是智能家居研究的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]張勇，盧志強(qiáng)，王小榮.Z-Wave無(wú)線通信技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用[J].智能建筑電氣技術(shù)，2010，2：57-58.

[2]馬菁菁.Zigbee無(wú)線通信技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用研究[D].武漢理工大學(xué)，2007.

[3]曾劍，王玲，劉輝.兩種無(wú)線通信技術(shù)在智能家居的應(yīng)用[J].微計(jì)算機(jī)信息，2008，18：72-73+55.