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智能家居网络的架构及发展

发布时间:2018-12-16 01:06:04 文章来源:未来智讯    
    智能家居网络的架构及发展作者: 韩丹   摘 要 科技的发展以及社会的进步,让我们对生活和居住环境提出了更高的要求,信息化社会改变了我们传统的生活方式的同时也让我们对居住环境产生了新的需求,便携式的信息化产品充斥着我们生活环境的每一个角落,这样的环境已经成为我们生活的必需品。我们的家庭是信息化家电、网络技能的融合,家庭网络的主要设备不再是大略的PC机和手机终端,而应该是嵌入式系统智能家居网络抑制平台,它为家居内、外部网络的联接及内部网络之间信息家电和设备的连接提供了一个基础平台。本文就智能家居网络中的应用对网络架构及发展进行讨论。
  关键词 智能家居 网络构建;
  中图分类号:TP393.02 文献标识码:A
  随着科学技能的不时发展,人类的生活水平在逐步地改善和提高,而对家以及家居的理念也不时更新,智能家居已经成为现代化家居的发展方向之一。现在已经能够把信息技能、自动抑制技能、网络技能和计算机技能联合起来应用于建筑及住宅,我们的智能家居技能则应运而生,为人们提供了一个具有高度平安性、舒适性、实时性的信息化与自动化生活空间,极大地满足了当代社会人们追求高速度事务生活节奏和高品质生活环境的要求。联合当前先进的网络通讯技能、总线技能、计算机技能,将商用的智能楼宇技能应用于民用建筑当中是我国在住宅领域技能革新的必然趋势,实施智能家居系统也是推动我国住宅家当现代化的必然手段。
  如今随着越来越多的人多智能家居的明白,系统实例也越来越多, 要实现适合当今科技发展及数字家庭的智能家居系统,必须将通讯技能、计算机技能及网络技能联合在一同才能够实现,而网络的架构,布线等成为智能家居的基础结构。
  考虑到作为智能家居网络和工业抑制底层网络相似,其信息传输量较少,实时性要求对照高,因此,笔者认为智能家居的网络结构能够取OSI模型底层的物理层、数据链路层和顶层的应用层。
  (1)物理层协议:物理层协议是网络中最低层协议,涉及通讯系统的驱动电路、接收电路与通讯介质之间的托辞问题.物理层协议主要包括以下内容:①接插件的类型以及插针的数量和功能。②数字信号在通讯介质上的编码方式;③确定与链路抑制有关的硬件功能。物理层协议的功能与所选择的通讯介质(双绞线、同轴电缆、光缆)以及信道结构(串行、并行)亲密相关。
  (2)数据链路层协议。数据链路层的主要功能有:①数据链路的建立和拆除,包括同步、站址确认、收发关系的确定、最后一次传输的表示等;②信息传输,包括信息格式、数量、信息编码、接受认可、信息流量调节方案等;③传输差错抑制包括一套防止信息丢失、反复和失序的方法;④异常情况处理,包括如何发现可能出现的异常情况及发现后的处理过程。协议中对异常情况的处理,主要用于发现和恢复永久性故障。
  帧是数据链路层的传输单位。报文传送由4种不同类型的帧表示和抑制:①数据帧携带数据由发送器至接收器。②远程帧通过总线单元发送,以请求发送具有相同表示符的数据帧。③出错帧由检测出总线错误的任何单元发送。④超载帧用于提供当前的和后继的数据帧的附加延迟。
  (3)应用层协议分析。应用层是OSI模型的最高层,实现的功能分为两大局部,即用户应用进程和系统应用管理进程。系统应用管理进程管理系统资源,如优化分配系统资源和抑制资源的使用,还负责系统的重新启动。用户应用进程由用户要求决定,常常的应用有数据库访问、分布计算和分布处理等。
  智能家居网络的几种形式有:
  (1)用RS-485构建智能家居网络。RS―485通讯网络作为一种成熟的技能,已经广泛地应用于工业抑制、汽车电子等领域,它的噪音控制能力很强,数据传输速率最高可达10Mbps。 RS―485的网络拓扑一般选取终端匹配的总线型结构,不支持环型或星型网络。传输介质一般选用双绞线,在通讯距离超过1.2km时,应在网络中适当投入RS―485中继器。如果嵌入式系统惟有RS―232口,可用RS―485转RS―232的方法来实现。 RS232和RS585主要缺点:无法构成多主结构,主节点任务繁忙,一旦主节点出现故障就可能引起系 统瘫痪,数据通讯方式为下令式响应,传输效率较低,同时当通讯下端出现异常时,数据不能上传。因而,灵活性差,不适于实时性要求很高的局面。
  (2)用LonWorks总线构建智能家居网络。LonWorks是具有强劲势力的全新的总线技能,它选取了ISO/OSI模型的全部7层通讯协议,选取面向对象的设计方法,其通讯最大速率为1.25Mbps,直接通讯距离可达2.7km,支持双绞线、同轴电缆、光纤等多种通讯介质。 LonWorks总线网络结构一般包括五局部:网络协议、网络传输介质、执行机构和管理软件。其主要优点是开放性和互操作性、通讯介质多样化带来的强大的网络兼容性、自由的网络拓扑形式及高可靠性,在自动楼宇抑制中得到广泛的应用。
  (3)用蓝牙技能构建智能家居网络。它由内嵌蓝牙模块的嵌入式系统组成家庭网关,担当信息处理平台的角色,与内嵌蓝牙模块的家用设备、手持抑制设备共同组成智能家居蓝牙网络。 其特点有:无线性,蓝牙通过无线链路将多种设备连成一个网络,实现设备之间无缝的资源共享;开放性,只要是SIG的成员,都有权无偿使用蓝牙技能;互操作和兼容性,不同公司的蓝牙产品,可实现互操作和资源共享。随着蓝牙技能的不时发展和完善,它将给信息家电和智能家居带来一场革命。
  家庭综合布线系统是指将网络、电视、电话、多媒体影音等设计进行集中抑制的电子系统。综合布线系统由家用信息接入箱(或称配线箱)、信号线和信号端口模块组成,各种线缆被信息接入箱集中抑制,信号线和端口是各种应用系统的“神经”和“神经末梢”。智能化小区的综合布线要求在每户住宅中必须满足语音、数据和有线电视的功能,以便满足将来推出的小区局域网、网上 购物、远程教学等新兴小区服务和家庭智能化升级。选取家用综合布线系统进行家居布线起码具有如下的几点优势:
  (1)规范施工,能确保家装中弱电在如今和将来的使用,不会再因为将来有新的应用而对装修进行破坏;
  (2)选取统一抑制和管理,在以后的日常生活中,使用、管理、维护、扩展十分方便;
  (3)系统兼容性很好,系统中网络布线,不但能够支持网络,还能够支持电话、安防报警,扩展性强;
  布线是按照一定的标准来实现的。美国国内标准委员会与 TIA/EIA TR―41 委员会内的 TR―41.8 分委会的 TR―41.8.2事务组于1991年5月份订出首个家居布线标准,并于1998 年9月,TIA/EIA 协会正式修定及更新家居布线的标准,并重新定为 ANSI TIA/ EIA―570A ― 家居电讯布线标准 。TIA/EIA 570―A所草议的要求主要是给订出新一代的家居电讯布线给与现今及将来的电讯服务。标准主要提出有关布线的新等级,并建立一个布线介质的基本规范及标准,主要应用支持话音、数据、影像、视频、多媒体、家居自动系统、环境管理、保安、音频、电视、探头、警报及对讲机等服务。标准主要规划于新建筑,更新增加设备,单一住宅及建筑群等。等级系统的建立有助于选择符合每一个家居单元不同服务的布线基础结构。在具体实施时能够根据业主投票联合专家意见采用符合自己小区的综合布线产品。每个专业的智能家居公司都会有一定的设计规则:先决定有关的服务种类和需求,包括一切小区内和小区外的线,如话音、数据、视频等;选择使用插座的数量,种类,位置和现行所需的插座数量。再根据以上资料作出以下的选择:(1)通信中心的种类和型号必须适合和满足外线和分配的信号于每一家庭中,必须提供一个可增加的能力于不同的房间。(2)通信中心所需的模块板和配件之种类和数量。(3)使用插座的种类和数量。(4) 由用户插座至通信中心的电缆数量,长度和路径,包括非屏蔽双绞线和同轴电缆等。
  参考文献
  [1] 李建勇,杜清珍,任献伟,吴金涛.智能家居网络结构的设计[J].机械与电子,2008(10).
  [2] 王帅,楼亮亮,贾中云.基于Internet的居家智能管理系统设计[J].科技创新导报,201(32).
  [3] 祁志强.智能家居的现状及发展趋势[J].智能建筑,2012(12).
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