幾種常見無線技術在智能家居中的應用分析

張洪濤

摘要：無線家居設備的發展為廣大用戶提供了高端的居住體驗，滿足了用戶在家居管理、安全把控、智能調節等方面的需求。本文以智能家居為切入點，分析智能家居的概念及發展情況，對無線技術智能家居的大致情況及優勢進行簡要說明，并結合現階段較為常用的幾種無線技術，具體論述無線技術在智能家居中的應用情況。

關鍵詞：無線技術;智能家居;應用分析

中圖分類號： TP311? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）01-0069-02

Abstract： The development of wireless home equipment provides high-end living experience for the majority of users， and satisfies users' needs in home management， security control， intelligent regulation and other aspects. This paper takes the smart home as the entry point， analyzes the concept and development of the smart home， briefly explains the general situation and advantages of the wireless technology smart home， and discusses the application of wireless technology in the smart home in detail by combining with several commonly used wireless technologies at the present stage.

Key words： wireless technology; smart home; application analysis

近年來，無線技術飛速發展，其憑借著方便、易于管理、靈活等優勢在多領域中被廣泛應用。隨著無線技術逐漸進入家居領域，智能家居的概念逐漸被凸顯出來，極大地提升了人們生活的便捷性。智能家居的設計初衷在考慮用戶舒適體驗的前提下，注重了對于能源的節約和對用戶健康安全的保障。在我國，藍牙技術、Wi-Fi技術、ZigBee技術等已逐漸應用于智能家居領域中，部分技術應用已經相對成熟，其他新興的無線技術開發也在有條不紊地進行之中。

1 智能家居的概述

智能家居是一種基于物聯網技術，以提高用戶居住體驗、增強住宅安全性能為目的，通過控制系統及各種家居終端設備共同配合實現的新型家居模式。智能家居以家庭房屋為基礎，采取了計算機、控制、通信等領域的高端技術，對家庭中各種家居設備進行管理及信息反饋，實現了家庭管理的統一化、自動化、個性化、智能化和安全化。與此同時，智能家居對于技術基礎的要求較高，需要云計算、物聯網、人工智能三方面達到一定的技術高度，才能實現不同智能家居設備之間的相互聯通?？梢哉f，智能家居是多學科、多領域共同發展的新興產物。

2 無線智能家居的特點及優勢

無限智能家居憑借其布線少、管理集中、簡便智能等特點，逐步取代了有線智能家居的地位。在無線智能家居的控制中，一個簡單的控制設備就可完成對照明裝置、取暖設備、廚房電器、安全設備等多種無線終端設施的管控，大大減輕了用戶的使用難度及復雜程度，提升了用戶體驗。與此同時，智能家居的安全性能突出，攻破難度大，極大程度地降低了家庭安全隱患。無限智能家居還可通過遠程信息反饋等方式，滿足用戶時刻關注家庭動態的要求，增加了家庭安全保障。

3 無線技術在智能家居中的應用范圍

3.1 藍牙技術的應用領域

藍牙技術是一種能夠實現一定距離內的小范圍設備終端通信技術，其成本低、操作簡單、傳輸速度快，較易被人們接受。在智能家居領域中，藍牙技術可在一定距離范圍內實現家居設備終端的連接，滿足智能家居設備之間點對點甚至點對多點的連接需求。藍牙技術信號的覆蓋面積有一定范圍，多在10厘米至10米之間，通過設備升級也可達到更大的信號覆蓋范圍，具有較大的利用價值。隨著技術發展，Wibre技術逐漸成熟，這種傳輸技術可降低藍牙4.0的功耗，實現了技術革新。

隨著智能家居的逐漸發展，單純帶給人們舒適的生活環境已經無法滿足人們的需要，越來越多的人開始注重其安全性能。因此，一系列安全防護設備應運而生，如電子門禁、防盜監控、電子警報、對講設備等[1]。藍牙技術可將以上安全防護設備進行網絡連接，并及時向人們發起警報信號。藍牙控制下的安全防護系統可基本實現自主安全管理，如自動進行身份識別、恐嚇不明闖入者、記錄證據視頻、監控安全狀態等。

藍牙技術可在多方面實現家居管理，一般人們認為，藍牙技術的應用只局限于對于家居產品的控制，如通過終端控制空調、電視等家電設備，其實，藍牙的家居管理范圍并不局限于此。藍牙技術可自動識別家中情況，并根據情況合理控制家中水、電等開關，既節約資源，又可杜絕一定的安全隱患。其次，藍牙技術也可應用在家庭資源應用計費方面，在水、電、煤氣等計費設備上安裝藍牙裝置，配合遠程計數，可減少不必要的線路連接，降低設備的損壞率[2]。隨著技術的發展，藍牙在家居管理領域的應用也會逐漸廣泛。

藍牙技術在環境管控領域中也可以發揮重要的作用。隨著生活水平的提高，人們對家居環境溫度、濕度的舒適程度更為重視。藍牙設備可將采集的相關環境數據及時上傳至環境控制系統，通過調節將環境控制在舒適程度之內。此外，藍牙技術還可完成空氣質量數據的傳輸，及時監控對人體產生危害的空氣質量，并啟動空氣凈化設備。

3.2 Wi-Fi技術的應用領域

與藍牙技術不同，Wi-Fi技術具有傳輸距離較長、覆蓋面較大、數據傳輸速率高的特點。一般的Wi-Fi設備安裝較為簡單，人們可在家中自行組建，省去了企業安裝并定期檢修線路的步驟。其次，Wi-Fi技術發射功率較低，可保證人身健康不被干擾[3]。Wi-Fi技術在智能家居中的應用領域也較為廣泛。

Wi-Fi技術實現了小區內各方面信息的高效傳輸，省去了人工傳遞信息的人力物力資源。用戶可通過終端設備實時了解小區內的各種公告，并了解自家的水、電等資源是否欠費以及小區動向等，實現了信息的智能化管理。

Wi-Fi技術在家庭安全管理方面應用廣泛，如網絡視頻對講、警報信號、家庭監控等。網絡視頻對講可在用戶不在家中的情況下通過終端與來訪者完成線上交流，用戶可在遠程控制門鎖，保證家庭安全。當家中遭遇入侵時，Wi-Fi技術可及時準確地向用戶傳遞警報信息，用戶可第一時間通過終端對這一情況進行處理。必要時，Wi-Fi技術可直接與警方聯系，并將視頻記錄以證據的方式提交警方，盡可能保護家庭財產安全。Wi-Fi技術在家庭遠程監控方面也有一定作用，用戶可通過終端查看家中的煤氣、水電等是否關好，并進行遠程操作。另外，針對火災、漏電、煤氣泄漏等情況，Wi-Fi技術也可第一時間告知用戶，最大限度地保障了房屋及家庭成員的安全。

此外，Wi-Fi技術還可實現智能識別功能，將紅外人體感應模塊與Wi-Fi相結合，可智能識別家庭環境，從而決定是否供電。一些技術設計已經可以做到在人離開房間10分鐘后準時自動關閉家中電源，極大程度地節約了能源。隨著技術的進步，基于Wi-Fi技術的各項智能開關也逐漸應用于智能家居中，智能開關采用智能識別功能，對人的行為活動及環境變化等進行識別及分析，并由此操控家居設備，讓人們享受到家居生活的便利。

3.3 ZigBee技術的應用領域

ZigBee技術興起后，就得到了相關人士的高度重視，發展迅速。ZigBee技術憑借自身安全性強的突出優勢在智能家居中應用前景巨大，在家居控制、安全防護、資源管理、危險警報等領域都取得了一定成績。與Wi-Fi技術和藍牙技術不同，ZigBee技術具有特殊的安全處理方式，同時應用跳頻、擴頻技術可抵抗外界侵入的干擾[4] 。與Wi-Fi技術相比，ZigBee技術的成本更低;與藍牙技術相比，ZigBee技術的終端連接數量更多。ZigBee技術現多被應用于智能家居的控制等領域。

ZigBee技術通過建立整體性ARM，可對不同的家居設備進行統一的智能管控，且控制方法包括遙控器控制、聲音控制等多種形式[5] 。用戶可通過遙控終端對空調的溫度范圍進行設置，對微波爐、電烤箱等電器的開關進行控制，也可對電燈、窗簾等進行智能控制，操作步驟簡單，極大地方便了用戶。聲音控制可進一步提升用戶的應用體驗，如聲音控制電視機的開關及更換頻道，聲音控制熱水器的加熱等。隨著ZigBee技術在智能家居領域的逐漸成熟，其設計理念使家居控制更加具體和細化，更加貼合人們的需求。如燈光可通過光敏傳感器進行控制，可通過時間、用戶狀態等自動切換光照類型及光照時長，甚至可做到根據用戶的不同情緒及精神狀態進行光照的調整[6] 。

ZigBee無線技術的穿透力相比其他技術更強，對于墻壁等堅實結構也可進行突破，可有效解決信息傳輸受阻、傳輸過程易被干擾等問題。ZigBee無線技術可通過Mesh-network網狀網絡將信號穩定控制在房間之中，省去了電纜的設置，避免了一定的布線環節。

3.4 Z-Wave路由技術的應用領域

Z-Wave技術是近年來興起的無線通信技術，因其成本較低、功耗較低、安全性能強，而具備廣泛的應用前景。Z-Wave信號的覆蓋范圍在室內室外有所不同，室內平均30m左右，室外可超過100m，其設備功耗、設備成本與信號覆蓋距離成正比。相比于其他技術，Z-Wave技術的功耗和成本相對較低，適合于智能家居的應用。

Z-Wave技術可將獨立的智能家居設備連接入智能網絡，通常用于智能家居的控制和監控領域，例如房屋照明控制、家電控制、設備接入控制等。Z-Wave技術以傳輸小數據為主，其傳輸速率約40kb/s，即可滿足信息傳輸速率及距離的需求，又可節約功耗。智能家居網絡連接后，用戶可通過遙控裝置或控制屏幕隨時關注家居設備的使用情況及當前狀態，并可對其進行控制。與此同時，Z-Wave技術在家居監控中可起到一定作用，如智能抄表、防盜及火災監控等。

4 結束語

隨著我國科技的不斷發展，無線智能家居在用戶體驗、安全性能等方面也會逐步提高，更加滿足人們的需求。近年來，人們對智能家居的理解逐漸深入，智能家居對人們生活的改善也逐漸刷新了人們對智能領域的認知。更多高端的技術產品甚至遠遠超出了人們的想象，智能小區、智能管家等理念也逐漸深入人心。相信在巨大市場前景下，我國無線智能家居發展能夠打破現有束縛，為人們創造出更加便捷、更加舒適的生活環境，提升用戶的生活質量。

參考文獻：

[1] 李東.基于藍牙技術的智能家居研究[J].現代信息科技，2019（13）：71-72，75.

[2] 黃利紅.藍牙技術在智能家居控制系統中的運用[J].數字技術與應用，2020（1）：71-72.

[3] 劉婷婷，吳晴.基于WiFi的物聯網智能家居系統的設計研究[J].信息與電腦（理論版），2019（11）：203-204.

[4] 陳寶海.無線zigbee智能家居物聯應用[J].電子制作，2014（3）：56.

[5] 魏訪.ZigBee無線通信技術及其應用研究[J].通訊世界，2019（6）：29-30.

[6] 何朋高，張磊，張仲松，等.基于ZigBee的智能家居控制系統的研究設計[J].電子世界，2020（7）：169-170.

【通聯編輯：唐一東】