無線家庭網絡技術探析

姜浩軍　焦嬌

摘 要：網絡技術的廣泛適用性使其從經濟發展、工農業生產領域逐步走入人們的生活。目前，在網絡技術、智能設備技術等先進技術的支撐下，家庭內部出現以網絡為平臺，以智能電子設備為終端，構成的多功能自動化、智能化服務體系，也就是常說的智能家庭網絡。它以局域網為藍本，通過網絡將家庭內部多種應用設備連在一體，家庭成員可以使用終端對任何一個或多個設備發出指令，加以控制和調整，從而實現通信、娛樂、工作、管理、計算等多種家具活動。這些電子設備在家庭內網的聯系下構成一個緊密的整體，協調互動，單獨或共同完成任務目標。文章圍繞智能家庭網絡有關問題進行討論，對智能家庭網絡的技術構成進行較為詳細的闡述。

關鍵詞：家庭網絡；無線網絡；智能化；通訊協議

引言

現代社會，科學技術的高速發展，在促進社會生產力水平提升的同時，也深深改變著人們的生活。以網絡技術為聯系紐帶，計算機、電子通信設備和智能終端設備遍布人們家庭生活的各個角落，形成了現代生活的一個重要特征。這些先進技術的應用，極大地提高了人們家庭活動的效率，改善了生活質量，同時創造出更加豐富多彩的家庭活動形式，成為現代社會人居生活中不可缺少的一個重要組成。這些現代化先進技術在人們生活領域中的應用程度日益加深，進一步促進了人們的生活需求，反過來又推動了科學技術的發展。智能家庭網絡就是這種大形勢下的產物。智能家庭網絡是一門橫跨多個技術領域的綜合型學科。它的出現，是人類人居生活發展史上的一次里程碑事件。以智能化家庭網絡為平臺，人們的家庭生活向著智能化、信息化、自動化的方向高速發展著。在這個過程中，大量新技術和新設備的出現以及推廣應用，都成為加快這個進程的動力源泉。智能化家庭網絡主要采用無線網絡的形式，這個系統下的設備基本上都具有無線接入功能。由于沒有網線的影響和限制，網絡架設和使用更為靈活。

1 家庭無線網絡設備基礎

目前家庭網絡使用的無線網絡技術標準組由IEEE802.11、HomeRF、藍牙和標準無線訪問協議SWAP等構成。采用上述網絡技術標準是電子設備在現代人們家居生活中表現出很好的適應性，能夠滿足家庭內部信息傳遞及其它業務活動的需求。其中，無線RF技術具有信息傳輸速度快、方式靈活、類型齊全等特點，在不依賴于有線連接的條件下可以單獨完成家庭網絡的構建，是目前無線家庭網絡應用最為廣泛的網絡拓撲結構。

2 RF傳輸網絡簡介

擴頻技術，全稱是擴展頻譜技術，是當前家庭網絡無線系統應用最多的網絡技術。該技術以山農理論公式：C=Wlog2（1+S/N）為論理論基礎，當信道容量維持一定的前提下，要縮減帶寬，就需要提高信號功率。反之，如果傳輸帶寬增加，則信號功率可以降低。要保障系統的多種抗干擾能力，良好的帶寬系統是根本前提。就實際情況而言，跳頻擴頻（FHSS）和直接序列擴頻（DSSS）是目前應用最為廣泛、使用情況最好的兩種擴頻無線電技術。這兩種技術各有特點，其使用的頻帶和系統截然不同，彼此間不能互相替代，也無法結合使用。在設置家庭網絡時，要從實際使用需求出發，正確選擇最為適合的無線網絡系統，以免給家庭網絡的后續正常使用造成妨礙。

2.1 跳頻擴頻技術（FHSS）

跳頻擴頻系統，簡稱FHSS，其特征為在某個隨機變化的代碼控制下系統的載頻不斷發生跳躍式變化。頻率合成器得到來自信源的信息后載頻發生變化，從而形成射頻信號。而PN碼產生器會形成PN碼控制頻率，通過合成器使頻率輸出隨PN碼變化而出現不同，從而形成一個射頻信號，該信號載頻并不恒定，而是不斷發生著跳變。而直接序列擴頻技術通過偽隨機碼的形式將信息輸送到范圍較寬的頻帶上，經由和發射端、接收端一致的偽隨機碼產生的對應關系接受信息并加以處理，轉換為可發送信息。從上述內容可以看到，FHSS也就是通常一般概念上的窄帶載波技術。該項技術的通過接收端和傳送端都能夠識別的信息傳遞方式將二者聯系到一起，使彼此對應的設備信息保持一致，從而構成一個穩定的系統邏輯通信信道。

2.2 直接序列擴頻技術（DSSS）

該技術通過采用碎片和切分碼比特的方式進行信息傳遞，不同的切分碼程度或發送數據比特長度構成該項技術信息傳遞的特征，從而確保了直接序列擴頻技術的穩定可靠性。該項技術具有一定程度的交自我糾錯能力，通常不必直接發送數據即可完成作業。該項技術是信息技術領域的一項創舉，相交其他技術，性能更加優越，功能更加完善。

3 由個人計算機承擔中樞作用的純數據網絡

除了上面提到的以外，智能家庭網絡的構架方案還有另外一種形式。部分軟件、硬件生產企業，從本企業產品出發，以現代家庭中極為普遍的個人計算機（PC）為信息樞紐，在無線局域網的平臺上構建起來的純數據網絡。該系統中，個人計算機承擔著系統控制中心的功能，使用者通過個人計算機實現內網控制并將家庭內網和互聯網聯系到一起。憑借著對個人計算機的熟悉，使用者可以很容易地理解網絡架構的構成，并迅速掌握系統的使用方法。該項技術目前尚處于發展階段，但憑借其便于掌握的特點，很受消費者歡迎，市場潛在空間極為廣闊。目前需要解決的問題主要有以下幾個方面，一是個人計算機作為系統的中樞設備，在系統激活狀態下必須保持開機狀態，否則系統不能正常工作。二是系統功能的實現，有賴于計算機及相關設備上的軟件正常運行，如果出現系統不兼容的情況就會導致功能不能正常實現。而計算機本身的問題可以通過重裝系統解決，但如果是通信網絡出現問題，就對產生較大影響。此外，該系統目前所能夠實現的功能基本上是計算機相關的文件處理、文檔打印等，而其他語音通信等功能由于該系統的構件基礎——網絡共享的原因不能很好地實現。尤其是現代的控制與監控應用更是無法快速實現與完成。

4 控制器數據與語音家庭網絡

該項技術以微處理器作為主要數據傳送設備，從而實現智能家庭網絡的內部通信。這種系統具有語音數據傳輸能力，通過采用數字擴頻技術的RF收發器進行無線數據的發送和接收。目前該項技術已經接近成熟，系統控制范圍可達家庭附近數百英尺。

5 結束語

隨著科學技術的不斷發展，家庭智能網絡技術也在不斷完善成熟。文章所介紹的幾種技術是目前應用較多的幾種家庭智能網絡構建技術。從上文可知，這些技術都有其各自的特點，也具有一定的局限性，需要進一步完善和增強。用戶要從使用環境的實際情況出發，選擇最適合的家庭網絡構建形式，從而充分發揮智能化家庭網絡的先進功能。作為一項新興學科，家庭智能網絡的發展必然伴隨著不斷的突破和變革。服務商要大膽嘗試，勇于創新，在實踐中總結經驗，吸收教訓，不斷自我完善，推動我國家庭智能網絡事業的不斷發展。

參考文獻

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