智能家居的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及相關(guān)無(wú)線通信技術(shù)研究

王斌 宋艷鳳

摘要：物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，將全方位運(yùn)用于智能家居中。原來(lái)的智能家居網(wǎng)絡(luò)概念具體是控制燈光系統(tǒng)和供暖裝置，但隨著信息技術(shù)的科學(xué)發(fā)展，在一定程度上擴(kuò)大了家居概念，家庭生活環(huán)境內(nèi)部的所有電器裝置都借助互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了控制目標(biāo)。本文章主要根據(jù)智能家居的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對(duì)無(wú)線通信技術(shù)科學(xué)分析。

關(guān)鍵詞：智能家居;結(jié)構(gòu);無(wú)線通信技術(shù)

引言：

在人們最初使用的智能家居過(guò)程中，主要表現(xiàn)在供暖系統(tǒng)和照明設(shè)備中，但由于快速發(fā)展的有關(guān)科學(xué)技術(shù)，也相應(yīng)拓寬了使用范疇，綜合涉及家用電器管理、家庭安全、燈光管理等。智能家居已經(jīng)成功轉(zhuǎn)化為了智能化的生存空間，通過(guò)形成更全方位的交互資訊性能，實(shí)現(xiàn)了家居內(nèi)部便捷交流信息，并通過(guò)對(duì)用戶生活的積極優(yōu)化，減少資源耗費(fèi)，提供了一個(gè)健康環(huán)保的家居空間設(shè)計(jì)。

目前主要應(yīng)用的智能家居的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成示意圖，它已在服務(wù)的內(nèi)涵上進(jìn)行了極大的豐富化。從應(yīng)用系統(tǒng)的視角上可以加以考察，在室內(nèi)所配置的各產(chǎn)品其自身便是一個(gè)由控制器節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)所構(gòu)成的整體。而控制器節(jié)點(diǎn)在機(jī)械設(shè)備的對(duì)應(yīng)功用方面是比較全面的，它既能夠與終端節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)聯(lián)系，同時(shí)又能夠與室外的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)通。例如，IPTV機(jī)頂盒就是這樣的。而在智能家居網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中控制器主要的功用則是由專門管理網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)和機(jī)械設(shè)備加以實(shí)現(xiàn)。另外，在智能家居的終端遙控命令上，還能夠在房間內(nèi)使用控制器、手提終端或者計(jì)算機(jī)等方式實(shí)現(xiàn)方法，并且也能夠在戶外使用手機(jī)短信、電話撥號(hào)或者電腦操作等方法進(jìn)行遠(yuǎn)程的操控。

2、無(wú)線通信技術(shù)

2.1劃分家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)信息

在家中與內(nèi)部的網(wǎng)關(guān)通訊信息內(nèi)容包含：第一，控制信號(hào)：具體在家中網(wǎng)關(guān)與內(nèi)部房間的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)了相互通訊。通過(guò)這一分析，主要傳遞與控制設(shè)備相關(guān)信息的和電子產(chǎn)品、家用設(shè)備的主要物理指標(biāo)。由于這種特點(diǎn)所需要傳輸?shù)母鞣N信息速度都相對(duì)較低，從而更安全的傳遞信息。第二，多媒體信息：在家庭網(wǎng)關(guān)上與用戶接口完成的彼此通訊。根據(jù)這種現(xiàn)象，利用PC、有線電視、錄像機(jī)等與設(shè)備有效相連，主要對(duì)音視頻信息有效傳送，從而形成了較大的傳輸速率。

2.2適用在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)

通過(guò)有線或無(wú)線的通信方法，對(duì)控制和多媒體信息進(jìn)行傳輸。與新無(wú)線通信方式相比，使用傳統(tǒng)有線通訊方式的系統(tǒng)在擴(kuò)展特性、可移動(dòng)特性、布線的復(fù)雜情況等方面都具有明顯不足，因此針對(duì)特點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)一些較低功耗短距離的新無(wú)線通信技術(shù)加以分析。

首先，近紅外線通信技術(shù)屬于一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳遞數(shù)據(jù)協(xié)議，成功替代了連接傳統(tǒng)設(shè)備的電纜。一般形成了小于一米左右的通信距離，把紅外頻段范圍內(nèi)的近紅外設(shè)備用作通信媒介。科學(xué)定義了光波波長(zhǎng)的實(shí)際范圍。因?yàn)闊o(wú)線電中沒(méi)有影響傳播過(guò)程中的紅外線，而且成本也不高，所以形成了廣闊的使用范圍，在家庭內(nèi)部具體表現(xiàn)在紅外線遙控家用電器、為電子設(shè)備提供的紅外線數(shù)據(jù)傳輸接口等。由于這一領(lǐng)域傳播距離相對(duì)較短，非透明物質(zhì)無(wú)法形成較好的熱穿透性，也無(wú)法穿透墻體，所以無(wú)法利用這種技術(shù)手段把遙控信息直接傳遞給其他空間內(nèi)的產(chǎn)品。

第二，藍(lán)牙對(duì)連接點(diǎn)到點(diǎn)或者點(diǎn)到多點(diǎn)時(shí)提供技術(shù)支援的無(wú)線傳輸通訊協(xié)定之一。在連接點(diǎn)到多點(diǎn)時(shí)，各個(gè)的藍(lán)牙無(wú)線通信設(shè)備共同組成產(chǎn)生了一個(gè)局域網(wǎng)，包括尋址八個(gè)設(shè)備。藍(lán)牙無(wú)線通信的傳播通過(guò)全球開(kāi)放的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)頻率，而無(wú)需認(rèn)證。藍(lán)牙保持著十米左右的傳輸距離，在引入高功率放大裝置之后，才能逐漸擴(kuò)大一段距離。同時(shí)利用擴(kuò)頻調(diào)頻技術(shù)不斷提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目垢蓴_水準(zhǔn)，從而相應(yīng)程度提高了傳輸速度，在近處也能夠完成監(jiān)控和多媒體視頻消息的數(shù)據(jù)傳輸。而當(dāng)前，在電腦、打印機(jī)、鼠標(biāo)等裝置中使用的藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)，只能在不連連接網(wǎng)線的前提下進(jìn)行通訊，并共享無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。

第三，RFID，包含標(biāo)簽、資料解讀裝置和天線。屬于一類自動(dòng)非接觸式的識(shí)別技術(shù)，利用自動(dòng)識(shí)別射頻通信目標(biāo)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。通過(guò)這個(gè)技術(shù)能夠在感應(yīng)的家庭內(nèi)移動(dòng)物品，或者獲得靜態(tài)物體信號(hào)等，能夠?qū)崿F(xiàn)三十米左右的通訊距離，傳輸數(shù)據(jù)速度也密切聯(lián)系著標(biāo)簽信息寬度、編碼方式。

第四，Zigbee技術(shù)屬于一組根據(jù)研究無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)組網(wǎng)、安全技術(shù)和應(yīng)用軟件的有關(guān)技術(shù)，關(guān)鍵特性為復(fù)雜程度偏低、耗電量較少、成本低等，從而形成了單一組網(wǎng)與恢復(fù)能力，單一局域網(wǎng)就能夠?qū)ξ迨鍌€(gè)設(shè)備有效支持。這一技術(shù)主要應(yīng)用于傳輸和接受控制信號(hào)。

3、在智能家居中無(wú)線通信技術(shù)的廣泛使用建議

一，針對(duì)于有些房間較多的家居環(huán)境，如果想要降低無(wú)線通信技術(shù)的盲區(qū)，可以采用增加無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中繼，或者利用信息的交換來(lái)實(shí)現(xiàn)盲區(qū)的降低。二，針對(duì)于有些別墅、復(fù)式和多層次的建筑物周圍環(huán)境，如果能夠在應(yīng)用中將各種技術(shù)相互做到信息相互之間的協(xié)同傳播和信息相互交叉的應(yīng)用。例如，能夠把無(wú)線通信技術(shù)與有限數(shù)據(jù)通信科學(xué)技術(shù)加以融合應(yīng)用。例如，在高層區(qū)域內(nèi)能夠采用有線的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)信息交換，可以防止在高層內(nèi)的鋼筋網(wǎng)使得無(wú)線介質(zhì)信息的傳播被阻礙等。三，針對(duì)在智能家居中針對(duì)需要利用紅外線監(jiān)控信息的智能裝置，在應(yīng)用時(shí)需要在有效的區(qū)域內(nèi)加裝紅外線信息的轉(zhuǎn)發(fā)器，以便于對(duì)長(zhǎng)距離信息的接收。四，在智能家居的電子產(chǎn)品選擇中，要盡量選擇抗干擾能力更強(qiáng)的無(wú)線電子產(chǎn)品。

4、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，盡管現(xiàn)階段中國(guó)國(guó)內(nèi)在智能家居上的技術(shù)建設(shè)尚處在初步階段，與現(xiàn)代智能家居密切相關(guān)的無(wú)線通訊科技，也還存在著某些缺陷。但由于當(dāng)前通訊技術(shù)、信息及互聯(lián)網(wǎng)科技的迅速發(fā)展，以及智能家居日益得到人們的重視，未來(lái)智能家居必將會(huì)形成一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，而相應(yīng)的無(wú)線通信科技也必將會(huì)獲得巨大的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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