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M2M技能在智能家居中的应用

发布时间:2018-11-27 01:06:05 文章来源:未来智讯    
    M2M技能在智能家居中的应用作者: 邓 富 郑晓军   在信息社会,IT家当不时地向传统的建筑业、家电业渗透,越来越多的信息智能型家居产品如雨后春笋般涌现,智能家庭局域网、家庭网关、信息家电等这些与智能家居亲密相关的名词已经几近是家喻户晓。如何建立一个高效率、低成本的智能家居系统已成为当前社会的一个热点问题。
  
  什么是M2M技能
  
  M2M的全称是机器对机器(Machine to Machine)、人对机器(Man to Machine)以及机器对人(Machine to Man),也有人理解为移动网络对机器(Mobile to Machine)、机器对移动网络(Machine to Mobile)。 它提供了设备实时数据在系统之间、远程设备之间和个人之间建立无线连接的大略手段。
  
  
  M2M技能综合了数据采集、远程监控、信息技能,可以使业务流程自动化,集成公司IT系统和非IT设备的实时状态,并创造增值服务。这一平台可在平安监测、自动读取停车表、机械服务和维修业务、自动售货机、公共交通系统、车队管理、工业流程自动化、电动机械、城市信息化等环境中运行提供广泛的应用和解决方案。
  M2M技能与使用传统地面电话线或无线数传电台的远程监视系统事务原理相似,并很可能取代后者。分析人士表示,由于M2M系统不需要为连接遥远地区的设备架设数百英里的电话线路,并解决无线数传电台的距离和频段问题,因此更适用更方便。
  
  智能家居不再模糊不清
  
  从技能上讲,智能家居所要实现的的功能主要有:
  (1)对白色家用电器和其他设备的抑制、调节和监测,比如微波炉、洗衣机、灯光、电动窗帘、防盗报警器、自动门烟雾探测器、有害气体检测装置、温度和湿度抑制器、风量调节器、各种手动的开关和遥控器等。在这局部网络上主要传输的是频率对照低的抑制信号,它占用的信道的带宽是对照窄的,我们称之为抑制网络。
  (2)沟通黑色家电和其他视频设备之间以及与外部世界之间的信息通道,其中包括:台式/手持计算机、电视、录/摄像机、VCD/DVD和数码照相机等,同时还能够实现对它们的抑制和监测。
  (3)通过对外的接口,实现远程抑制和信息交换,如电话线、有线电视电缆、市电电源线、双绞线、无线通讯方式等。 我国一局部高档和中档的住宅小区和私人住宅,在抑制和管理上实现一般意义上的智能化,宽带网进入一般居民的住宅和小区,为智能家庭网络功能的完善辅以一定的条件。国内一些公司的网络产品逐步进入市场,一些国外的系统和产品也在这一年起初以较大的规模进入中国市场,起初在市场上与中国的产品接触。
  
  用M2M完成智能家居的“集成”
  
  将M2M技能应用到智能家居中,需要解决两个问题:
  一是解决家庭内部设备组网问题。建立智能家庭网络,使得家居内部所有设备,包括灯控模块、电动窗帘、电子门窗、安防系统、音频/视频设备、数码设备、电脑、智能电器等,都具备通讯和连网能力,变成统一的智能家庭网络。
  二是解决智能家庭网络如何与外部通讯网络连接的问题。使得智能家庭网络成为移动互联网和通讯世界的一局部。其目的是使人们可以更大略地远程监视和抑制自己的家居,可通过手机、互联网对家庭进行管理,为用户提供方便。
  
  如何建立家庭局域网?
  
  建立家庭局域网的目的是提供一套完整的家庭娱乐、信息共享、家庭管理和Internet接入及远程监控等服务功能。接入家庭局域网的设备主要包括:家用电器、家庭仪表、桌面电脑、手提设备、娱乐设备、成像设备、智能传感器、抑制器等。所有设备通过一个网关接入Internet,网关供Internet访问和家庭信息发布使用,并可实现用户对家庭的远程抑制功能。
  家庭局域网是一种混合型网络。根据接入设备的类型及实际需要,实际家庭局域网的物理层接口能够分为四类:高速局域主干网、抑制子网现场总线、视频线、电话线。高速局域网主要包含IEEE802.3以太网协议、IEEE802.11b无线局域网技能和Bluetooth技能,实现PC、便携设备、信息娱乐设备等高端设备之间的互连和信息共享;抑制子网现场总线主要指以RS485、CAN、Lonworks等大略智能协议为代表的现场总线技能,实现信息和电信设备直接接入Internet;而视频电缆方式则实现有线电视、VOD服务,以及在服务供应商的支持下提供另外一种高速接入Internet的途径。
  
  如何建立无线智能家庭网络?
  
  无线智能家庭网络是未来的一大发展趋势,它能够满足用户对于家庭网络的灵活性、连续性等本能需求,解决安装有线系统所需的高成本和不方便等问题。
  无线智能家庭网络能够分成家庭数据网络和家庭抑制网络两种。家庭数据网络完成家居中的以下功能:提供家庭内部共享上网能力;提供多媒体家电彼此通讯能力,共享影音、文件,如电脑和电视、VCD、音响、PDA、MP3播放器等;实现机器和机器之间大批量、高速率的数据传输。 家庭抑制网络完成家居中的以下功能:灯光照明抑制、家居环境监测和抑制、家居安防、家庭应急功能。
  抑制网络中有大量的节点设备,它们使用电池供电,还要具备网络和通讯能力,所以成本和功耗是组建家庭抑制网络中最为突出的两个要素。 一种解决方案是基于无线局域网(WLAN)标准IEEE 802.11g和最新的无线个域网(WPAN)标准IEEE 802.15.4构建新一代的无线智能家居网络。利用802.11g组成家庭数据网络,IEEE 802.15.4组成家庭抑制网络。 在高速率无线局域网应用中,802.11g(54Mbps)正在逐步取代802.11b(11Mbps)成为应用的主流,因为802.11g支持更高速率的传输。
  无线抑制网络需要的是低功耗、低成本、低复杂程度、长电池寿命的标准。IEEE 802.15.4是为这种应用需求而设计的,主要符合于自动抑制和远程抑制领域,能够嵌入各种设备中,同时支持地理定位功能。物理层能够事务在三个免受权ISM频段:2.4GHz(全球应用)、915MHz (美国)和868MHz(欧洲);通讯速率为250kbps@ 2.4GHz (16 channels)、40kbps@915MHz(10 channels),20kbps@868MHz(1 channel);传输距离可达10到75米,依赖功率输出和环境特性。
  新一代的无线智能家居网络中的核心是中心抑制器,它同时具备802.11和802.15.4通讯功能。中心抑制器会有两种:一是基于PC的数据中心抑制器,一是家庭自动化抑制平台和手执遥控器,充当家居抑制网络的中心抑制器。
  平时家庭自动化抑制平台监控家庭中的各种电器、灯具、安防系统等,实现家居管理、家居抑制、家居监视、家居安防、家居服务信息的自动化。它能够抑制和启动基于PC的数据中心抑制器,当需要高速率数据传输时,由PC来完成。
   组建以家庭自动化抑制平台和手执遥控器为核心,由各种节点抑制模块组成的家庭抑制网络是实现智能家居的第一步,也是智能家居的初级阶段。新一代各种具备无线通讯和网络能力的家电、消费类电子、数码产品不时增加。以PC为核心的家庭数据网络会逐步获得市场的认可,得到越来越广泛的应用,这也是智能家居发展的高级阶段。
  目前,家庭数据网络和家庭抑制网络几近是平行发展的,还没有融合,未来这两条发展线会相互交叉,构建真正的智能家居。融合的关键是M2M技能的发展,即让每台机器、每个节点都具备通讯和联网能力,这恰是M2M技能的核心理念――网络一切(Network Everything)。
  
  无线智能家庭网络与
  移动通讯网络的互连
  
  家庭不是一个孤立的社会单位,智能家庭必须要具备和外部通讯网络连接的能力,才能实现更广泛的应用。这个任务由中心抑制器来实现。中心抑制器充当外部网络和家庭网络之间的网关。无线智能家居网络中的家庭网关能够通过以下几种方式与移动通讯网络通讯。
  ● 基于双音多频的服务(DTMF,Double Tone Muliti-Frequency)
  使用DTMF技能能够通过常常的语音信道传输有限的数字编码信息。能够用做智能家居中远程平安报警、家居状态查询、大略的远程抑制。无线智能家居网络中的抑制中心存储预先设置好的语音信息,提示用户用手机按键进行操作,这是最大略的M2M应用。这种方法对照大略,容易实现,然而缺乏效率,用户必须按照语音提示逐渐进行操作,操作对照烦琐,等待时间较长。
  ● 短消息服务(SMS)
  SMS应用到智能家居中时,相对DTMF技能,能够使用文字一次能够传送更多的家居状态信息和抑制下令,传输速度快。网络运营商能够对这种M2M应用的SMS信息和普通的短信区分开来,保证信息可以准时传递,尤其对家居安防警报。
  ● 多媒体信息服务(MMS)
  MMS是基于WAP业务的,走数据通道,其传输能力在CSD方式下能够达到9.6Kbps,在GPRS方式下最大能够达到184Kbps,在3G下能够达到2Mbps,给MMS应用的开展提供了很大的便利。MMS的发送延时少,用户能够享受即时的服务。MMS业务支持发送状态汇报,向用户提供有保证的发送。
  ● 通用分组无线业务(GPRS)
  无线智能家居选取GPRS技能具有以下优点:永远在线、高速传输、自如切换、按量计费等。
  ● 无线应用协议(WAP)
  用户能够通过访问WAP页面的方式管理和监控自己家居的情况,更加的直观,操作也更方便。
  ● 3G移动通讯技能
  第三代移动通讯技能给M2M技能提供了更加辽阔的应用平台,而对智能家居应用而言,则意味着更加方便快捷的操作、更加直观的监控、更多更好的服务功能。

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