淺談智能家居系統中的無線傳感器網絡技術

郎薇薇

摘 要：本文從什么是智能家居切入，對智能家居實現過程中常用的紅外通訊技術、藍牙技術、Zigbee技術、wifi技術進行了分析，并討論了智能家居的未來和發展方向。

關鍵詞：智能家居；紅外通訊技術；藍牙技術；Zigbee技術；wifi技術

隨著科學技術的不斷進步和生活水平的不斷提高，讓人們對居住環境的要求不斷升級。人們希望居住的環境不再僅僅能提供物理上的休息空間，還能夠具備舒適和便捷的特性，因此智能家居系統在近年來得到了越來越多的發展。智能家居系統是以人們居住的住宅作為平臺，將家中的各個設備連接到一起，并通過設備之間的有效配合實現家庭生活的自動化管理。智能家居不僅僅能夠將家庭內部的設備進行有效的連接，也能夠通過家庭網關將得到的信息與Internet相連，從而與家庭外部的設備進行相互交流。現如今物聯網和無線傳感器網絡的迅速發展和逐漸普及促進了信息家電、網絡技術的完善，將對智能家居控制系統產生根本性和革命性的改變。

1 智能家居系統簡介

傳統家居中的各種家居設備基本上都是被動的工作，進而承擔家庭的各項功能，若想實現某些功能，則需要用戶逐個的進行開啟，因此給人們的生活帶來很多不便。與傳統的住宅相比，智能家居不僅提供最基本的生活條件，還能夠通過智能技術對不同的家居設備進行系統集成，根據用戶需求開啟相應的功能，從而實現對設備的整體控制及管理，從而提高人們的生活質量。智能家居設備的相應信息由傳感器感知到，并通過無線通信技術傳遞到家庭網關中，最后經過互聯網將信息發送到控制端，完成信息的單向傳輸。而控制端則根據得到的信息發出相應的指令，經過互聯網發送到家庭網關中，進而對電子設備進行控制，完成控制指令的單向傳輸。通過多種信息在不同設備間的傳遞，將室內環境與室外環境，電子設備與控制端連成整體，達到設備一體化的智能控制目的[1]。

2 智能家居系統中的無線傳感器網絡技術

2. 1基本原理

無線傳感器網絡是一種分布式傳感網絡，它的末梢是可以感知和檢查外部世界的傳感器。無線傳感器網絡中的傳感器通過無線方式通信，因此網絡設置靈活，設備位置可以隨時更改，還可以跟互聯網進行有線或無線方式的連接?；诘凸?、自組織、高可靠性、低成本的無線傳感器網絡正是組建家居無線網絡的最佳選擇，無線傳感器網絡可以利用現有的互聯網、移動通信網和電話網將室內環境參數、家電設備運行狀態等信息告知住戶，使住戶能夠通過Internet網絡及時了解家居內部情況，并對家電設備進行遠程監控，實現家庭內部和外界的信息傳遞。

2.2 無線數據傳輸技術

2.2.1 紅外通訊技術

紅外技術主要是利用紅外線進行點對點的短距離通信，受到的干擾很小，數據傳輸速率可達到1Gbps。紅外通訊技術具有不需要實體連線，但是由于紅外線的直射特性，紅外通訊技術通常作用距離短，傳輸方向性強，存在通信距離短以及對于遮擋物的要求較高等缺點，智能家居中僅用該技術無法滿足信息傳輸的要求，但是可以用其進行一些家電（如電視、電腦等）的控制。

2.2.2 藍牙技術

藍牙是一種可以實現固定設備、移動設備和樓宇個人域網之間短距離數據交換的無線技術標準，主要用于在便攜設備和它的外設之間建立通信。藍牙技術將通信技術與計算機技術進一步結合，為移動設備和固定設備之間的通信提供了有效的空中接口，能夠在近距離內完成互相的通信[2]。藍牙采用了短包和快跳頻技術，通過分散式的網絡結構可以首先對點通信的有效支持，克服了數據同步的難題，工作頻段為2.4GHz ISM頻段，傳輸速率為1Mbps，傳輸距離一般在10m到100m。

2.2.3 Zigbee技術

Zigbee技術是在藍牙技術上的發展，一個主設備中可以連接255個設備，組網規模較大，能夠支持大量智能家居中各種設備的接入。Zigbee技術的工作頻段為2.4GHz、868MHz（歐洲）、915MHz（美國），其中在2.4GHz頻段的通信速率為10—250kbit/s，通信距離在10—100米。由于Zigbee功耗低、可靠性較強等優點，適合用于智能家居，同時由于其通信速率的限制，可以進行控制信息的發送與傳輸。

2.2.4 Wi-Fi技術

Wi-Fi是一種允許電子設備連接到一個無線局域網的技術，連接到無線局域網通常是有密碼保護的，但也可是開放的，這樣就允許任何在WLAN范圍內的設備可以連接上。雖然Wi-Fi技術的通信質量較差，但傳輸速度高達54Mbps，由于其通信速率的優勢，適合用于智能家居中數據信息的傳輸。

3 結束

隨著無線傳感器網絡技術的成熟發展，它在智能家居中占據著越來越重要的地位，利用各種類型的傳感器和通信網絡進一步優化智能家居系統的設計，提高系統的安全性、舒適性，為智能家居的應用打下堅實的基礎。

參考文獻

[1]周洪，胡文山，張立明.盧亦焱智能家居控制系統[M].中國電力出版社，2006.

[2]川行于世.探究無線信號傳輸的“強弩之末”[J].電腦愛好者，2009，（21）.