何芝蘭

摘 要：隨著人們生活水平的提升，對生活質(zhì)量的需求越來越高，在網(wǎng)絡與通信技術日益成熟的背景下，發(fā)展智能家居成為必然趨勢。而無線通信技術則成為智能家居的引領者，借助無線網(wǎng)絡進行家居操控，憑借其靈活便捷的特點促進了智能家居產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

關鍵詞：無線通信；智能家居；硬件因素；應用分析

隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，無線通信作為一種新型的通信模式日益受到關注，而無線通信與家居的結(jié)合催生了智能家居的誕生，其靈活方便的優(yōu)勢使得人們的生活質(zhì)量顯著提升，極大地促進智能家居產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，文章主要針對無線通信技術在智能家居中的應用展開分析，更側(cè)重硬件方面的指導研究，為智能家居的長遠穩(wěn)定發(fā)展提供指導與參考。

1 無線通信在智能家居應用中的種類分析

雖然受我國現(xiàn)有科技水平限制，我國的智能家居產(chǎn)業(yè)起步較晚，但是隨著網(wǎng)絡技術的迅猛推廣與深入研究，一經(jīng)與家居產(chǎn)業(yè)結(jié)合便極大地推進智能家居產(chǎn)業(yè)的進程，催生了多種智能家居無線支持方式，目前智能家居中應用比較普遍的幾種無線通信技術主要有ZigBee、藍牙技術、Wi-Fi無線網(wǎng)絡技術及Z-Wave無線通信技術等。

2 ZigBee無線通信技術在智能家居中的應用

ZigBee是智能家居中最常見的雙向短距離無線通信技術，具有低損耗、低投資及高容量的顯著優(yōu)勢，具有自組網(wǎng)及自我恢復的功能，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)下含有一個協(xié)調(diào)器與必備的終端設備，通信中的所有數(shù)據(jù)流通過唯一的協(xié)調(diào)解調(diào)器完成數(shù)據(jù)的中繼。ZigBee無線通信技術具有主節(jié)點與分界點兩種網(wǎng)絡節(jié)點形式。其硬件構(gòu)造決定其在智能家居中承擔安防、通訊、家電的調(diào)節(jié)及系統(tǒng)組網(wǎng)任務。其中安防功能主要是對用戶的火災及煤氣泄漏情況進行報警，借助外網(wǎng)傳輸報警信息實現(xiàn)與用戶的交流互動，在預設的指示下完成相關應急措施的啟動。通訊功能主要是針對用戶家中的安防進行管理，當前環(huán)境下已經(jīng)實現(xiàn)了用戶遠程信息的查詢及控制信號的接收。家電調(diào)節(jié)功能在智能家居中比較實用，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開啟與關閉的操作，對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現(xiàn)家電的遠程操作。

3 基于Wi-Fi的無線網(wǎng)技術在智能家居中的應用

作為一種特定的無線局域網(wǎng)絡技術在我們?nèi)粘Ｉ钪袘檬制毡椋渚哂休^高的傳輸速率，可以實現(xiàn)射頻技術指導下的個人電腦、手機等終端設備無線方式的有效連接，實現(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無線網(wǎng)絡系統(tǒng)龐大，涉及到底層的工作站、網(wǎng)絡接入點、基本服務集及上層的分布式系統(tǒng)服務集擴展服務等。其網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)為基礎網(wǎng)，也就是由多個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，由兩個以上的STA組成的無線網(wǎng)絡模式，從而進行數(shù)據(jù)的交換。Wi-Fi無線網(wǎng)絡在智能家居中承擔著多種職責，首先其可以實現(xiàn)對家用設備的有效控制，完成對音視頻設備、照明設備、家用空調(diào)電器及網(wǎng)絡家電、數(shù)字影院等設備的調(diào)控。其次其可以實現(xiàn)數(shù)字可視對講，其特有的智能網(wǎng)關可以當作移動的終端設備，實現(xiàn)起居室、臥室及用戶家中任何位置的數(shù)字可視對講。再次是安防報警功能，當無線網(wǎng)絡接收到報警信息，將數(shù)據(jù)信息上傳到管理中心，通過短信、電話及郵件等多種渠道告知用戶，幫助用戶及時處理險情，特定情況下還可以實現(xiàn)抓拍等功能。此外，Wi-Fi無線網(wǎng)絡還可以實現(xiàn)信息的有效管理與發(fā)布，用戶所在小區(qū)物業(yè)會通過社區(qū)管理系統(tǒng)實現(xiàn)各種物業(yè)信息的編輯與整理，與戶主相關的信息則通過無線網(wǎng)絡傳輸?shù)接脩艏彝ゾW(wǎng)中，方便用戶了解小區(qū)最新動態(tài)。最后其可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控及設備的自我檢修，其中遠程監(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態(tài)監(jiān)控。設備自檢方面，Wi-Fi技術定期對設備自身運行情況進行檢查，真正實現(xiàn)了基于控制類的無線智能家居生活體驗。

4 基于藍牙的無線通信在智能家居中的應用

藍牙英文名為Bluetooth，是一種典型的分散式網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)及快跳頻短包技術，可以實現(xiàn)點對點及點對多點的通信連接，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。目前藍牙技術在智能家居中發(fā)揮著重要作用。一方面其負責對用戶家中的監(jiān)控，其監(jiān)控涉及到兩個方面，其中之一是完成對家庭環(huán)境的有效監(jiān)控，自動或者遠程對用戶家中的溫度、濕度計光照等情況進行調(diào)節(jié)，為用戶營造適合人居的環(huán)境。監(jiān)控的另一方面是實現(xiàn)對能源的監(jiān)視與管理，能源具體指用戶家中的水、煤氣及電、暖等，對其開關進行監(jiān)控，杜絕安全隱患。另一方面其實現(xiàn)了自動計費并為用戶提供及時的安全服務。藍牙無線通信技術可以對用戶家中的水表、電表及煤氣表進行流量的精準監(jiān)控，并精確計算其消耗費用。在安全服務方面，對于用戶突發(fā)情況可以自動報警并發(fā)布醫(yī)療求助信息，為用戶贏得寶貴的搶救時間。藍牙上述功能的實現(xiàn)主要依托藍牙家居網(wǎng)絡，實現(xiàn)藍牙網(wǎng)絡家電及通信控制器及嵌入式藍牙模塊的無線連接，完成信息的流通，藍牙具有的路由功能實現(xiàn)了家庭網(wǎng)與局域網(wǎng)的連接，可以實現(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無線通信技術在智能家居中的應用

Z-Wave無線通信技術最早的設計初衷就是服務于智能家居的無線控制。其數(shù)據(jù)格式傳輸比較小，相較于其他智能家居無線通信技術，其傳輸頻率較低，基本維持在865.22-956MHz之間，無論是傳輸距離還是價格方面都具有明顯優(yōu)勢。每一個Z-Wave網(wǎng)絡具有獨立的網(wǎng)絡地址，由控制節(jié)點進行分配，所有控制節(jié)點都可以控制通信距離范圍之內(nèi)的節(jié)點。在完成設備入網(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家中所有連接入網(wǎng)電氣的開關狀態(tài)的掌控。Z-Wave無線通信技術支撐下嵌入式情景控制器可以進行會議、影視等多種場景的設置，用戶通過一鍵操作完成，簡單便捷，Z-Wave無線通信技術遠程網(wǎng)絡更可以實現(xiàn)用戶家中電器設備的有效監(jiān)控與管理。

6 結(jié)束語

我國智能產(chǎn)業(yè)從建筑萌芽，隨著技術的改進，智能家居獲取了更大的發(fā)展機遇與空間，實現(xiàn)了智能化的生活體驗。文章介紹了幾種常見的無線通信技術在智能家居中的應用，指明家居智能化的必然發(fā)展趨勢，無線通信技術通過信息的接收、處理及傳輸完成家庭用戶信息節(jié)點與系統(tǒng)總線功能模板的連接，形成完善的智能家居無線網(wǎng)絡通信系統(tǒng)，實現(xiàn)對用戶家庭情況的無線與遠程管理與操控。智能產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的今天，如何更好地發(fā)揮無線通信在智能家居中的應用是智能家居研究的重點。

參考文獻

[1]張勇，盧志強，王小榮.Z-Wave無線通信技術在智能家居中的應用[J].智能建筑電氣技術，2010，2：57-58.

[2]馬菁菁.Zigbee無線通信技術在智能家居中的應用研究[D].武漢理工大學，2007.

[3]曾劍，王玲，劉輝.兩種無線通信技術在智能家居的應用[J].微計算機信息，2008，18：72-73+55.