無線通信在智能家居中的應用分析

何芝蘭

摘 要：隨著人們生活水平的提升，對生活質量的需求越來越高，在網絡與通信技術日益成熟的背景下，發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業的發展。

關鍵詞：無線通信；智能家居；硬件因素；應用分析

隨著網絡技術的發展，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合催生了智能家居的誕生，其靈活方便的優勢使得人們的生活質量顯著提升，極大地促進智能家居產業的發展，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，更側重硬件方面的指導研究，為智能家居的長遠穩定發展提供指導與參考。

1 無線通信在智能家居應用中的種類分析

雖然受我國現有科技水平限制，我國的智能家居產業起步較晚，但是隨著網絡技術的迅猛推廣與深入研究，一經與家居產業結合便極大地推進智能家居產業的進程，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勢，具有自組網及自我恢復的功能，采用2.4GHz的頻段在智能家居中發揮作用。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，常規采用波特率為960的DART全雙工異步傳輸模式，星型結構下含有一個協調器與必備的終端設備，通信中的所有數據流通過唯一的協調解調器完成數據的中繼。ZigBee無線通信技術具有主節點與分界點兩種網絡節點形式。其硬件構造決定其在智能家居中承擔安防、通訊、家電的調節及系統組網任務。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，借助外網傳輸報警信息實現與用戶的交流互動，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，當前環境下已經實現了用戶遠程信息的查詢及控制信號的接收。家電調節功能在智能家居中比較實用，可以根據特定的環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視與保障作用。最后其具有的系統自組網功能主要是實現用戶各種傳感器的有效接入及退出自組網工作，完善的用戶界面可以輕松操控傳感器并實現家電的遠程操作。

3 基于Wi-Fi的無線網技術在智能家居中的應用

作為一種特定的無線局域網絡技術在我們日常生活中應用十分普遍，其具有較高的傳輸速率，可以實現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，實現數據信息的有效傳輸。目前智能家居中的Wi-Fi技術采用EEE802.11b協議，同樣采用2.4GHz的頻段，支持11Mbps的速率。Wi-Fi無線網絡系統龐大，涉及到底層的工作站、網絡接入點、基本服務集及上層的分布式系統服務集擴展服務等。其網絡拓撲結構主要表現為基礎網，也就是由多個AP組合而成的數據轉換體系；自組網，其中不存在AP，由兩個以上的STA組成的無線網絡模式，從而進行數據的交換。Wi-Fi無線網絡在智能家居中承擔著多種職責，首先其可以實現對家用設備的有效控制，完成對音視頻設備、照明設備、家用空調電器及網絡家電、數字影院等設備的調控。其次其可以實現數字可視對講，其特有的智能網關可以當作移動的終端設備，實現起居室、臥室及用戶家中任何位置的數字可視對講。再次是安防報警功能，當無線網絡接收到報警信息，將數據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抓拍等功能。此外，Wi-Fi無線網絡還可以實現信息的有效管理與發布，用戶所在小區物業會通過社區管理系統實現各種物業信息的編輯與整理，與戶主相關的信息則通過無線網絡傳輸到用戶家庭網中，方便用戶了解小區最新動態。最后其可以實現遠程監控及設備的自我檢修，其中遠程監控主要借助客戶端登陸家庭網，完成用戶家中情況的動態監控。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絡結構及快跳頻短包技術，可以實現點對點及點對多點的通信連接，同樣工作在2.4GHz的頻段環境中，目前其常規數據傳輸速率為1Mbps。目前藍牙技術在智能家居中發揮著重要作用。一方面其負責對用戶家中的監控，其監控涉及到兩個方面，其中之一是完成對家庭環境的有效監控，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節，為用戶營造適合人居的環境。監控的另一方面是實現對能源的監視與管理，能源具體指用戶家中的水、煤氣及電、暖等，對其開關進行監控，杜絕安全隱患。另一方面其實現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控，并精確計算其消耗費用。在安全服務方面，對于用戶突發情況可以自動報警并發布醫療求助信息，為用戶贏得寶貴的搶救時間。藍牙上述功能的實現主要依托藍牙家居網絡，實現藍牙網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了家庭網與局域網的連接，可以實現異地視頻、音頻的有效管理與控制，家庭內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。其數據格式傳輸比較小，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勢。每一個Z-Wave網絡具有獨立的網絡地址，由控制節點進行分配，所有控制節點都可以控制通信距離范圍之內的節點。在完成設備入網以后，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電氣的開關狀態的掌控。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絡更可以實現用戶家中電器設備的有效監控與管理。

6 結束語

我國智能產業從建筑萌芽，隨著技術的改進，智能家居獲取了更大的發展機遇與空間，實現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點與系統總線功能模板的連接，形成完善的智能家居無線網絡通信系統，實現對用戶家庭情況的無線與遠程管理與操控。智能產業不斷發展的今天，如何更好地發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

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