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    关键词:蓝牙技术 红外无线技术 智能家居
    中图分类号:TM762 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2016)02-0000-00
    随着各种家居设备越来越多地进入家庭,传统家居实现各种家居设备的功能需要独立的启动,而各房间功能构造和空间的多样化,独立,单一的开启已经不符合家居轻松、舒适的要求,而智能家居就是通过无线技术将各自独立和不同运行方式的各种家居设备进行系统集成,实现随心所欲地控制室内家居和居住环境。
    1 蓝牙技术概述
    1.1蓝牙技术含义
    蓝牙技术是一种低成本,短距离的无线技术。与有线连接技术不同,主要是无需电缆,而是通过无线将移动通信设备连接,实现与互联网的数据通信。在现代科技发展中其作用得以发挥,可以拓展到智能家居、电子产品和汽车等,组成一个巨大的无线通信网络实现语音和数据无线传输的开放性。
    1.2蓝牙技术的特点
    (1)适用范围广:全球许多国家ISM频段的范围是2.4~2.4835GHz,在这个频段范围内无需向有关部门申请许可证。而蓝牙工作的ISM频段刚好是2.4GHz,因此也无需向无线电资源管理部门申请许可证。(2)既可传输语音也可传输数据:蓝牙采用电路交换和分组交换技术,支持异步数据信道、三路语音信道以及异步数据与同步语音同时传输的信道。蓝牙有两种链路类型,即异步无连接链路和同步面向连接链路。(3)建立临时性的对等连接:根据蓝牙设备在网络中的需要扮演两种角色。一种是主设备,即组建网络时主动发起连接请求的设置。特别是将由多个蓝牙设备连接成一个皮网时,只能有一个主设备,其它都为从设备,一个主设备与一个从设备实现点对点的通信连接。(4) 抗干扰能力强:蓝牙采用跳频方式来扩展频谱,将ISM频段的范围为2.4~2.48GHz频段划分为多个频点。当蓝牙设备在某个频点发送数据之后,就会跳到另一个频点发送,而频点都是伪随机的排列顺序。(5)蓝牙设备体积很小、便于集成。(6)开放的接口标准:蓝牙技术采用的是SIG接口。
    1.3蓝牙技术的协议标准
    蓝牙技术的协议标准即是蓝牙规范,主要规定蓝牙应用产品需要满足的条件和要求。其中包括的两个文件为主要协议与应用框架。蓝牙规范对蓝牙的各层通信协议进行了定义,规范遵循开放系统互联参考模型自下而上的协议堆栈的各个层次。其协议堆栈自下至上分别是:传输协议 、中介协议和应用协议。
    2 红外无线技术
    2.1 红外无线技术定义
    即无线发射器带有红外线发射器,发射器将声音以数字信号的方式对红外线进行调制,以避免类似波长的信号干扰。接收端使用光敏器件将红外调制信号转化为调制的电信号,再从信号中分离出声音信号。
    2.2 红外无线方式特点
    (1)抗干扰能力强,(2)红外调制信号电路复杂。(3)传输距离比较短。(4)对障碍物敏感。
    3 智能家居研究现状
    美国是最早出现第一幢智能建筑,随后在北美,欧洲,大洋洲等发达国家相继提出智能家居的方案。目前,从技术和制定的标准来看,智能家居的发展基于网络的时机已经成熟,也在市面上的发展前景具有巨大的潜力。利用无线技术能够节省成本,缩短设计周期,方便维护,能够适应当前的发展形式。据统计,家庭网关和网络设备规模在北美洲的家庭中占有重大的比例。国外的智能家居迅速发展的同时,国内也开始研发智能家居,运用无线技术将家用电器和家庭的相关装置通过总线技术在智能化系统上进行集中或异地的监视,控制或管理家庭事务,保证家庭设备能在远程受到控制。
    4 智能家居的组成
    智能家居系统包含的主要子系统有:家居水电系统、家居空调系统、智能家居(中央)控制管理系统、家居照明控制系统、家庭家电系统、家居背景音乐系统、家庭花园控制系统等七大系统。其中,智能家居(中央)控制管理系统、家居照明控制系统、家庭家电系统是必备系统。
    5 智能家居控制功能
    控制功能包括:遥控功能;集中控制功能;感应开关;网络开关的本地功能;电话远程控制功能;网络型空调及红外线控制;网络型窗帘控制;可编程定时控制;多功能遥控器;无线感应探头。
    遥控功能,利用一个遥控器便可控制家中所有的电器。
    集中控制功能,采用集中控制器,不用专门布线,只需插头插在220V电源插座上,就可控制家里所有的灯光和电器。
    感应开关,根据是否有人来判断是否要开灯。
    网络开关的本地功能,所有的灯和电器都可使用墙上的网络开关进行本地开关控制,实现智能化。
    电话远程控制功能,电话应答机将家里和外界连成网络,在任何地方,都可以使用电话远程控制家中的电器产品。
    网络型空调及红外线控制,将空调的控制连到整个网络中来,使用电话来远程控制空调,也可以使用无线遥控器控制不同楼层的空调启动和关闭。
    网络型窗帘控制,将窗帘的控制连接到整个网络,来控制拉帘或卷帘。
    可编程定时控制,利用定时控制器对家中的固定事件进行编程。
    多功能遥控器,利用无线遥控器,红外遥控器来控制家中的水电,空调,家电等系统。
    无线感应探头,能控制任意的电器。
    6 蓝牙技术在智能家居的应用
    首先,将家庭中的设备共享一个网络接口建立成一个网络,相互之间能够共同工作,使之形成家庭的小网络。采用数字通信技术,嵌入式技术将家庭的设备共享资源,为家庭成员在任何地方任何时间都能获得语音,家居自动化,音频视频服务,数据传输与家居生活紧密联系。其次,利用宽带将家庭内部网络与外部网络建立双向互连,为家庭成员提供及时的数据传输服务。同时还要在家庭内部网络中安装中央控制器,提供路由选择,内外部子网之间的协议转换。最后,利用计算机技术,数字通信技术,电子产品和家庭设备形成信息家电。从而主动发布,获取和处理收集到的信息。
         为了实现蓝牙技术在智能家居的应用,硬件组成主要包括蓝牙模块、微控制单元、传感器网络和计算机。系统通过电话线或互联网与外界连接.其中与互联网连接可以通过嵌入式调制解调器直接连接,也可以通过计算机与互联网连接,后者可以由家庭计算机保存数据以及进行传感网络的数据融合处理.主机的蓝牙模块主要用于与控制中心交换数据和管理蓝牙网络链路;紧急开关供主人在室内遇到紧急情况时使用;存储器用于存储各种数据.从机组组成蓝牙传感网络,方便数据采集。用户通过互联网或电话控制家电的运作并获得其运作信息。
    智能家居系统中,传感器在系统中发挥重要作用 ,可以对特定信号和数据进行采集,由于家居的子系统不同,使用的传感器也不同。在家居监控系统中,摄像头主要用来收集视频的录制;在家居安防系统中,利用磁感传感器来监控门窗的闭合,需要红外、压感传感器来实现门厅非法闯入的报警;在家居电器系统中,需要热感传感器监控室内温度来调节中央空调的冷热,利用光感传感器探测室内光线来调节照明亮度的强弱。智能家居的每个子系统都离不开传感器设备的工作。同时中间件平台也同等重要,主要用来定义上下层接口的标准,将各种子系统的共性部分具体化,为用户提供简单,统一的操作界面,有效的解决应用程序和硬件平台的高度异构性 。
    智能家居由家庭信息网络中的主网关和智能家居控制器组成第一个微微网A。智能家居控制器充当了家庭子网关和通用家电控制器的功能。智能家居控制器和其他带有蓝牙接口的家电设备组成第二个微微网。因为在第一个微微网内,家庭主网关传输介质采用有线连接,不灵活,所以主设备是家庭主网关。智能家居控制器作为从设备;而在第二个微微网中,智能家居控制器是主设备,除此之外其它的从设备为家电设备。当智能家居系统的家用设备超过256个,可以把具有相同照明功能的设备统一由一个控制器来控制,利用微微网的二级拓扑就可以实现。
    7 结语
    本文从智能家居的组成,智能家居的控制功能来介绍无线技术在智能家居中的应用,改变了传统家居的模式。在现代智能家居中,蓝牙技术,红外线技术等无线技术在应用中有着十分重要的意义。不仅可以在异地收集信息,还可以为身处异地的用户及时了解家居相关设备的运行状况,满足当代社会的需求。不仅如此,无线技术在智能家居中的运用越来越广泛。通过无线技术还可以应用到其它领域,在未来的社会发展意义重大。
    参考文献
    [1]陆洋.工业和信息化部电信研究院.北京:智能家居中的业务及关键技术.
    收稿日期:2015-12-20
    作者简介:谢梦怡(1986―),女,福建泉州人,硕士,研究方向:数据库应用技术。
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