李婭菲 朱烜璋

（湖南科技學(xué)院計(jì)算機(jī)與通信工程系 永州 425100）1

（湖南科技學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)化中心 永州 425100）2

一、 引言

在現(xiàn)代通信技術(shù)的飛速發(fā)展下，越來越多的人都用網(wǎng)絡(luò)化和智能化代替了傳統(tǒng)的生活環(huán)境，讓生活更加舒適，便捷而高效。智能家居的實(shí)現(xiàn)不僅會給普通居民用戶帶來家庭生活方式上的變革，而且將波及工業(yè)控制等許多與互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域。由于有線通信接線過多、方式復(fù)雜，線路存在的隱患較多，而且綜合度、智能度不高，因而無線藍(lán)牙通信是近年來各通信行業(yè)所研究的重點(diǎn)。藍(lán)牙模塊在通信、電子、家庭無線網(wǎng)和個(gè)人信息網(wǎng)等方面都有著較多的應(yīng)用。隨著無線藍(lán)牙技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，產(chǎn)品規(guī)模的不斷擴(kuò)大、技術(shù)的日益成熟和價(jià)格的下降，藍(lán)牙技術(shù)逐漸應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域和家庭中。由于無線藍(lán)牙通信媒介特殊性和優(yōu)勢，它可以很好地靈活地應(yīng)用于智能家居信息網(wǎng)絡(luò)。

二、 藍(lán)牙技術(shù)

藍(lán)牙技術(shù)是一種正在發(fā)展中的短距離無線連接技術(shù)。藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)旨在短距離領(lǐng)域里建立通用的無線空中接口及其控制軟件的公開標(biāo)準(zhǔn)，使通信與計(jì)算機(jī)進(jìn)一步結(jié)合，使不同廠家生產(chǎn)的不同便攜式設(shè)備在沒有電纜相互連接的情況下，能在近距離范圍內(nèi)具有互用、互操作性并最終使得無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)WPAN歸于一統(tǒng)。藍(lán)牙技術(shù)能夠提供點(diǎn)對點(diǎn)及點(diǎn)對多點(diǎn)的連接，并能同時(shí)支持?jǐn)?shù)據(jù)和語音傳輸。藍(lán)牙技術(shù)已經(jīng)成為通信領(lǐng)域的一個(gè)新熱點(diǎn)，很有可能在不遠(yuǎn)的將來成為小范圍無線多媒體通信的國際標(biāo)準(zhǔn)。

藍(lán)牙技術(shù)工作在2.4 GHz的ISM頻段上，無需申請?jiān)S可證，它基于時(shí)分復(fù)用和跳頻原理，將電路交換和分組交換結(jié)合，適用于語音傳輸和數(shù)據(jù)傳輸。其功耗低，輻射小，采用FM調(diào)制方式，降低設(shè)備的復(fù)雜性；采用跳頻技術(shù)，抗信號衰落；采用快跳頻和短分組技術(shù)，減少同頻干擾，保證傳輸?shù)目煽啃裕徊捎们跋蚣m錯(cuò)編碼技術(shù)，減少遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)的隨機(jī)噪聲影響等。當(dāng)兩個(gè)藍(lán)牙設(shè)備互相進(jìn)入彼此的范圍之內(nèi)時(shí)，藍(lán)牙協(xié)議就會自動掃描藍(lán)牙設(shè)備，并交換信息。

三、 智能家居通信控制系統(tǒng)的構(gòu)架

智能家居系統(tǒng)中的家電設(shè)備可以利用電話線或Internet對其進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控，用戶通過Internet登錄到家庭網(wǎng)點(diǎn)，并發(fā)出相應(yīng)的運(yùn)行或檢測命令，該命令被網(wǎng)關(guān)接到后，通過無線藍(lán)牙發(fā)送模塊發(fā)送到無線藍(lán)牙接受模塊上。MCU（微控制器）完成系統(tǒng)的初始化、藍(lán)牙通信鏈路的建立、監(jiān)測系統(tǒng)正常運(yùn)行和網(wǎng)絡(luò)訪問等功能，并且可以控制藍(lán)牙模塊之間的互相通信。主要構(gòu)架如圖1所示：

系統(tǒng)由家庭計(jì)算機(jī)、MCU、藍(lán)牙模塊組成。各個(gè)藍(lán)牙模塊組成一個(gè)微微網(wǎng)，使家電控制和家庭安防監(jiān)控靈活方便，擺脫了布線系統(tǒng)的束縛。

四、 具體應(yīng)用設(shè)計(jì)

智能家居是以住宅為平臺，兼?zhèn)渚W(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動化，集軟件系統(tǒng)、硬件架構(gòu)、服務(wù)、管理于一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。其目標(biāo)是將家庭中各種與信息相關(guān)的通信設(shè)備、家用電器和家庭安保裝置，通過家庭總線技術(shù)連接到一個(gè)家庭智能化系統(tǒng)中，用以進(jìn)行集中監(jiān)視、控制和事務(wù)性管理。

圖1 智能家居系統(tǒng)構(gòu)架

本文研究的遠(yuǎn)程家居智能監(jiān)控系統(tǒng)的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)以下功能：

1、 智能家電

通過互聯(lián)網(wǎng)、電話線接口，實(shí)現(xiàn)信息交換和遠(yuǎn)程控制。包括對重要家用電器、主要電源插座等實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制。通過互聯(lián)網(wǎng)（或電話）控制家里電器的運(yùn)作并獲得其運(yùn)作信息.例如，下班時(shí)在公司通過互聯(lián)網(wǎng)打開家中熱水器；啟動洗衣機(jī)；提前啟動家中獨(dú)立供暖設(shè)備等。

2、 智能家庭儀表

通過藍(lán)牙設(shè)備和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對水表、電表和煤氣表的遠(yuǎn)程抄表。

3、 智能家庭安防

實(shí)現(xiàn)家庭的防火、防盜和防煤氣泄漏。在無線鏈接狀態(tài)下，對防盜報(bào)警器、煙霧探測器、有害氣體檢測裝置等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集以及可自動查詢各傳感器的工作狀態(tài)。一旦出現(xiàn)告警，則由智能監(jiān)控系統(tǒng)通過電話網(wǎng)向主人報(bào)警或通過互聯(lián)網(wǎng)向監(jiān)控中心報(bào)警。也可以配置攝像頭進(jìn)行實(shí)時(shí)環(huán)境監(jiān)控；用戶通過遠(yuǎn)端電話和計(jì)算機(jī)，可全天候監(jiān)控到家里的情況；通過緊急按鈕實(shí)現(xiàn)緊急求助和醫(yī)療求救。

五、 小結(jié)

由于無線藍(lán)牙通信技術(shù)可以有效地抑制干擾的噪聲，在速度、抗干擾性、可靠性等方面具有較大優(yōu)勢，因此采用無線藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能家居的水電費(fèi)管理、通信和安全保衛(wèi)等系統(tǒng)的構(gòu)造，具有廣泛的應(yīng)用空間。

[1]劉書生.藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用[M].東北大學(xué)出版社．2001.11.

[2]程秀華，繆希仁，謝禮龍.數(shù)字家居智能系統(tǒng)控制技術(shù)[M].低壓電器，2007（4）.

[3]曾銀龍.藍(lán)牙技術(shù)構(gòu)造家庭無線網(wǎng)絡(luò)[J].工業(yè)設(shè)計(jì)CAD與智能建筑.2001.10.

[4]金 純，許光辰，孫 睿.藍(lán)牙技術(shù)[M].北京電子工業(yè)出版社，2001.33～34.