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無線WIFI技術(shù)在智能家居應(yīng)用的解決方案 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，局域網(wǎng)也正逐漸向無線化，多網(wǎng)合一的方向發(fā)展，在這個多網(wǎng)合一快速發(fā)展過程中，帶動了多種無線技術(shù)的廣泛應(yīng)用，WIFI便是其中的一種。 當(dāng)前，智能家居產(chǎn)業(yè)也正如火如荼的進(jìn)行，可以預(yù)見，未來智能家居的發(fā)展，將不再局限于家電設(shè)備、燈光等遙控的控制，嵌入式智能終端、無線WIFI技術(shù)，以及Internet的廣泛應(yīng)用必將使家居控制變得更加自動化、智能化和人性化，必將改變傳統(tǒng)智能家居的模式，把智能家居推上一個快速發(fā)展的舞臺。 一：WIFI技術(shù)原理及應(yīng)用 WiFi全稱WirelessFidelity，它的最大優(yōu)點(diǎn)就是傳輸速度較高，可以達(dá)到54Mbps，另外它的有效距離也很長，其主要特性為：速度快、可靠性高，在開放性區(qū)域，通訊距離可達(dá)305米；在封閉性區(qū)域，通訊距離為76米到122米，方便與現(xiàn)有的有線以太網(wǎng)絡(luò)整合，組網(wǎng)的成本更低，Wi-Fi技術(shù)突出的優(yōu)勢在于： 其一，無線電波的覆蓋范圍廣，WiFi的半徑則可達(dá)100米，辦公室自不用說，就是在整棟大樓中也可使用。 其二，傳輸速度非?？?，可以達(dá)到11mbps，符合個人和社會信息化的需求。 它與有線網(wǎng)絡(luò)相較之下，有許多優(yōu)點(diǎn)：無須布線 WiFi最主要的優(yōu)勢在于不需要布線，可以不受布線條件的限制，因此非常適合移動辦公用戶的需要，具有廣闊市場前景。目前它已經(jīng)從傳統(tǒng)的醫(yī)療保健、庫存控制和管理服務(wù)等特殊行業(yè)向更多行業(yè)拓展開去，甚至開始進(jìn)入家庭以及教育機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域。健康安全 無線網(wǎng)絡(luò)使用方式并非像手機(jī)直接接觸人體，應(yīng)該是絕對安全的。簡單的組建方法 一般架設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)的基本配備就是無線網(wǎng)卡及一臺AP，如此便能以無線的模式，配合既有的有線架構(gòu)來分享網(wǎng)絡(luò)資源，架設(shè)費(fèi)用和復(fù)雜程序遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)。如果只是幾臺電腦的對等網(wǎng)，也可不要AP，只需要每臺電腦配備無線網(wǎng)卡。AP為AccessPoint簡稱，一般翻譯為“無線訪問節(jié)點(diǎn)”，或“橋接器”。它主要在媒體存取控制層MAC中扮演無線工作站及有線局域網(wǎng)絡(luò)的橋梁。有了AP，就像一般有線網(wǎng)絡(luò)的Hub一般，無線工作站可以快速且輕易地與網(wǎng)絡(luò)相連。特別是對于寬帶的使用，WiFi更顯優(yōu)勢，有線寬帶網(wǎng)絡(luò)（ADSL、小區(qū)LAN等）到戶后，連接到一個AP，然后在電腦中安裝一塊無線網(wǎng)卡即可。普通的家庭有一個AP已經(jīng)足夠，甚至用戶的鄰里得到授權(quán)后，則無需增加端口，也能以共享的方式上網(wǎng)。長距離工作 別看無線WiFi的工作距離不大，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完備的情況下，802.11b的真實(shí)工作距離可以達(dá)到100米以上，而且解決了高速移動時數(shù)據(jù)的糾錯問題、誤碼問題，WiFiI設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與基站之間的切換和安全認(rèn)證都得到了很好的解決。 總而言之，家庭和小型辦公網(wǎng)絡(luò)用戶對移動連接的需求是無線局域網(wǎng)市場增長的動力。 二：WIFI與3G及藍(lán)牙技術(shù)的比較 WIFI與3G的互補(bǔ)1.語音和WLAN 相對于滿足大話務(wù)量、多用戶數(shù)的3G技術(shù)，基于IP技術(shù)的WLAN網(wǎng)絡(luò)更適合開展廣播式的語音業(yè)務(wù)（PTT、多方會議、長途通話、廣告發(fā)布等）。2.廣域覆蓋和區(qū)域覆蓋下的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 相對于3G技術(shù)覆蓋范圍大、快速移動時仍能保持144kbit的數(shù)據(jù)速率的特點(diǎn)，WIFI技術(shù)在特定區(qū)域內(nèi)滿足用戶高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨缶哂薪^對優(yōu)勢。 3.無線信道資源的利用 3G分配的頻率資源是有限的，而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對信道的占用率極高，影響其同時接入的語音用戶數(shù)量。如果規(guī)劃特定區(qū)域（比如商業(yè)中心人群密集區(qū)）內(nèi)把數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到WiFi/WiMAX的公共數(shù)據(jù)通道無疑將大大提高3G無線網(wǎng)絡(luò)資源利用率。4.手持終端和Laptop/PDA結(jié)合 傳輸數(shù)據(jù)速率高、Always0nLine和低使用費(fèi)的Laptop/PDA可以滿足商業(yè)用戶大信息量的需求：攜帶更為方便、小巧的3G手持終端可以滿足個人用戶對快速消息的需求。 WIFI與藍(lán)牙技術(shù) 藍(lán)牙技術(shù)特點(diǎn)： 速度慢； 一般只是用來傳輸小數(shù)據(jù)，無需網(wǎng)絡(luò)； 連接藍(lán)牙配件； 不能連接網(wǎng)絡(luò)，無法上網(wǎng)； 10米范圍內(nèi)。 Wi-Fi技術(shù)特點(diǎn)： 可以連接公共網(wǎng)，提供網(wǎng)絡(luò)瀏覽功能； 速度快； 傳送大數(shù)據(jù)； 100米范圍內(nèi)。 三：WIFI在智能家居應(yīng)用 WiFi是由AP（AccessPoint）和無線網(wǎng)卡組成的無線網(wǎng)絡(luò)，AP一般稱為網(wǎng)絡(luò)橋接器或接入點(diǎn)，是傳統(tǒng)的有線局域網(wǎng)絡(luò)與無線局域網(wǎng)絡(luò)之間的橋梁，因此任何一臺裝有無線網(wǎng)卡的PC均可通過AP去分享有線局域網(wǎng)絡(luò)甚至廣域網(wǎng)絡(luò)的資源，其工作原理相當(dāng)于一個內(nèi)置無線發(fā)射器的HUB或者是路由，而無線網(wǎng)卡則是負(fù)責(zé)接收由AP所發(fā)射信號的CLIENT端設(shè)備。 相比較傳統(tǒng)智能家居系統(tǒng)采用的有線布網(wǎng)方式，WIFI技術(shù)的應(yīng)用則減少布線麻煩，具有更好的可擴(kuò)展性、移動性。因此采用無線智能控制模式是智能家居發(fā)展的必然選擇。 下面以某公司的數(shù)字無線智能網(wǎng)關(guān)為例，說明WIFI在智能家居中的應(yīng)用，該應(yīng)用主要包括一個家庭網(wǎng)關(guān)以及若干個無線通訊子節(jié)點(diǎn)，在家庭網(wǎng)關(guān)上有一個無線發(fā)射模塊，每個子節(jié)點(diǎn)上都包含一個無線網(wǎng)絡(luò)接收模塊，通過這些無線收發(fā)模塊，數(shù)據(jù)就在網(wǎng)關(guān)和子節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行傳送。 下圖是智能家居系統(tǒng)的解決方案，其中WIFI智能網(wǎng)關(guān)就是室內(nèi)機(jī)。WIFI智能網(wǎng)關(guān)就是家庭的一個智能化樞紐，經(jīng)過智能網(wǎng)關(guān)上的無線射頻模塊與收集中各子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)家電的控制；經(jīng)過Web網(wǎng)絡(luò)控制智能網(wǎng)關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)對家電的遠(yuǎn)程控制。 WIFI智能網(wǎng)關(guān)主要包括如下的應(yīng)用：A、數(shù)字可視對講 引入WIFI的目的，實(shí)現(xiàn)了WIFI智能網(wǎng)關(guān)可作為移動的終端設(shè)備，因此你可以方便的在客廳，臥室以及家里任何一個地方進(jìn)行對講控制。B、安防報警 一旦警情發(fā)生，報警信息就會及時上傳至管理中心，同時也可以通過短信、電話等方式通知業(yè)主，并且能實(shí)現(xiàn)自動抓拍等功能。C、信息發(fā)布 通過小區(qū)管理軟件，物業(yè)管理者可以編輯如文字、圖片、視頻、天氣等各種信息，實(shí)時的將信息發(fā)送至業(yè)主家中的智能網(wǎng)關(guān)上，業(yè)主可以通過智能網(wǎng)關(guān)提示來瀏覽中心服務(wù)器上的各類信息。D、小區(qū)商城管理 通過小區(qū)管理軟件建立虛擬超市，小區(qū)業(yè)主通過智能網(wǎng)關(guān)就可以瀏覽各類商品信息了。 E、遠(yuǎn)程監(jiān)控 用戶使用電腦網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程登陸家庭網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)對家庭環(huán)境的實(shí)時監(jiān)控。 F、設(shè)備自檢和遠(yuǎn)程維護(hù) 以上功能都通過使用了WIFI技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了無線智能家居的控制功能。 總之，通過WIFI技術(shù)的運(yùn)用，已成功的將智能家居的各種設(shè)備和樓宇對講銜接起來，提供比傳統(tǒng)智能家居更舒適、安全、便捷的智能家居生活空間，優(yōu)化了人們的生活方式，從而給用戶帶來了全新、舒適的家居生活。物聯(lián)網(wǎng)無線zigbee智能家居設(shè)計解決方案文章出處：網(wǎng)責(zé)任編輯：作者：人氣：45發(fā)表時間：2012-11-26 19:55:00 一、智能家居優(yōu)勢介紹 1、家居智能化的必要性 隨著社會經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、家庭人口結(jié)構(gòu)以及信息技術(shù)的的發(fā)展變化，人們對家居環(huán)境的安全性、舒適性、效率性、透明性提出了更高的要求。同時越來越多的家庭要求家居產(chǎn)品不僅要具備簡單的智能，更要求整個系統(tǒng)在功能擴(kuò)展、外延以及服務(wù)方面能夠做到簡單、方便、輕松、安全。很顯然，我們的家居生活需要改變。2、物聯(lián)網(wǎng)智能家居與傳統(tǒng)智能家居的區(qū)別 傳統(tǒng)意義上一般都認(rèn)為智能家居是帶來生活品質(zhì)的提升，其實(shí)物聯(lián)網(wǎng)型智能家居正在改變這些觀點(diǎn)，最顯著的變化就是實(shí)用、方便、易整合。每一個家庭中都存在著各種電器，不管是號稱智能的冰箱、空調(diào)還是傳統(tǒng)的電燈、電視一直以來由于標(biāo)準(zhǔn)不一都是獨(dú)立工作的，從系統(tǒng)的角度來看，他們都是零碎的、混亂的、無序的，并不是一個有機(jī)的、可組織的整體，作為家庭的主人面對這些雜亂無章的電器其消耗的時間成本、管理成本、控制成本通常都是很高的并且是非必要的。 無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，給傳統(tǒng)的智能電器、智能家居帶來了新的產(chǎn)業(yè)機(jī)會，通過它可以將家中的各種電器通過無線方式非常方便地有機(jī)組織起來，形成一個完整的系統(tǒng)，從而可以實(shí)現(xiàn)無縫感知并完整管理。這種以前無法想象并深具挑戰(zhàn)性的應(yīng)用今天一旦使用無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接就會變得輕松、方便并且非常有趣。這些應(yīng)用并不僅僅是生活品質(zhì)的提高，更大程度上可以看作是現(xiàn)代家庭的一種最基本需求。 相比物聯(lián)網(wǎng)智能家居，傳統(tǒng)的智能家居不易擴(kuò)展，靈活性低，兼容性差，升級成本昂貴，維護(hù)成本高。3、各種無線智能家居對比分析 常用智能家居技術(shù)介紹及比較 雖然智能家居的概念很早就出現(xiàn)，市場需求也一直存在，但長期以來智能家居的發(fā)展由于受制于相關(guān)技術(shù)的突破，一直沒有得到大規(guī)模的應(yīng)用普及。目前市場存在的智能家居技術(shù)介紹如下： 有線方式 這種方式所有的控制信號必須通過有線方式連接，控制器端的信號線更是多得嚇人，一但遇到問題排查也相當(dāng)困難。有線方式缺點(diǎn)非常突出，布線繁雜、工作量大、成本高、維護(hù)困難、不易組網(wǎng)、擴(kuò)展性差。這些缺點(diǎn)最終導(dǎo)致有線方式的智能家居只停留在小規(guī)模試點(diǎn)階段，無法大規(guī)模快速推廣。 無線方式 用于智能家居的無線系統(tǒng)需要滿足幾個特性：低功耗、穩(wěn)定、易于擴(kuò)展組網(wǎng)；至于傳輸速度顯然不是此類應(yīng)用的重點(diǎn)。 目前幾種可用于智能家居的無線方式: 藍(lán)牙：是一種支持設(shè)備短距離通信（一般10m內(nèi)）的無線電技術(shù)。能在包括移動電話、PDA、無線耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交換。但這種技術(shù)通訊距離太短，同時屬于點(diǎn)對點(diǎn)通訊方式，對于智能家居的要求來說根本不適用。 另外需要說明的是藍(lán)牙最近推出了4.0標(biāo)準(zhǔn)，這種新標(biāo)準(zhǔn)采用了低功耗設(shè)計，通訊距離也達(dá)到2.4G無線信號的范圍，但其缺陷依然明顯，安全性、組網(wǎng)能力和抗干擾能力不夠，更沒有網(wǎng)絡(luò)自愈功能。藍(lán)牙的泄密事件非常普遍，新標(biāo)準(zhǔn)的組網(wǎng)規(guī)模一般不能超過300個，同時藍(lán)牙很容易被干擾。 WiFi：其實(shí)就是IEEE802.11b的別稱，是由一個名為“無線以太網(wǎng)相容聯(lián)盟”（WirelessEthernetCompatibilityAlliance,WECA）的組織所發(fā)布的業(yè)界術(shù)語，中文譯為“無線相容認(rèn)證”。它是一種短程無線傳輸技術(shù)，能夠在數(shù)百米范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無線電信號。它的最大特點(diǎn)就是方便人們隨時隨地接入互聯(lián)網(wǎng)。但對于智能家居應(yīng)用來說缺點(diǎn)卻很明顯，功耗高、組網(wǎng)能力差、安全性低。所以wifi雖然非常普及，但在智能家居的應(yīng)用中只是起到輔助補(bǔ)充的作用。 315M/433M：這些無線射頻技術(shù)廣泛運(yùn)用在車輛監(jiān)控、遙控、遙測、小型無線網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線標(biāo)簽、身份識別、非接觸RF等場所，也有廠商將其引入智能家居系統(tǒng)，但由于其抗干擾能力弱，組網(wǎng)不便，可靠性一般，標(biāo)準(zhǔn)混亂，安全性很低，在智能家居中的應(yīng)用效果差強(qiáng)人意，泛善可陳，最終被主流廠商拋棄。 ZigBee：Zigbee的基礎(chǔ)是IEEE802.15。但I(xiàn)EEE僅處理低級MAC層和物理層協(xié)議，因此Zigbee聯(lián)盟擴(kuò)展了IEEE，對其網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和API進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。ZigBee是一種新興的近程、低速率、低功耗的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要用于近距離無線連接。具有低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本、自組網(wǎng)、高可靠、高安全的特點(diǎn)。主要適合應(yīng)用于自動控制和遠(yuǎn)程控制等領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的、低功耗、自組網(wǎng)的近程無線通訊技術(shù)。 二、ZigBee智能家居產(chǎn)品與傳統(tǒng)智能家居產(chǎn)品的比較優(yōu)勢物聯(lián)網(wǎng)背景下智能家居的理解 物聯(lián)網(wǎng)一個重要特征就是能夠快速大規(guī)模部署并能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行，這樣的特征就要求我們的家居產(chǎn)品必須具備無線、無縫、綠色、安全、可靠的能力，從這些基本能力來看，傳統(tǒng)的所謂智能家居產(chǎn)品顯然已經(jīng)不能適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)時代的要求。 ZigBee最初預(yù)計的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括消費(fèi)電子、能源管理、衛(wèi)生保健、家庭自動化、建筑自動化和工業(yè)自動化。隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，ZigBee又獲得了新的應(yīng)用機(jī)會。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)邊緣應(yīng)用最多的就是傳感器或控制單元，這些是構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的最基礎(chǔ)最核心最廣泛的單元細(xì)胞，而ZigBee能夠在數(shù)千個微小的傳感傳動單元之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信，并且這些單元只需要很少的能量，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳到另一個節(jié)點(diǎn)，所以它的通信效率非常高。這種技術(shù)低功耗、抗干擾、高可靠、易組網(wǎng)、易擴(kuò)容，易使用，易維護(hù)、便于快速大規(guī)模部署等特點(diǎn)順應(yīng)了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的要求和趨勢。從技術(shù)的角度看，物聯(lián)網(wǎng)和ZigBee技術(shù)在智能家居、健康保健、工農(nóng)業(yè)監(jiān)測等方面的應(yīng)用有著很大的融合性，而相對其他無線技術(shù)而言，ZigBee以其在投資、建設(shè)、維護(hù)、標(biāo)準(zhǔn)化（國際HA標(biāo)準(zhǔn)）等方面的優(yōu)勢，必將在物聯(lián)網(wǎng)型智能家居領(lǐng)域獲得更廣泛的應(yīng)用。 ZigBee與常用無線技術(shù)的主要優(yōu)勢： 從組網(wǎng)能力來看，藍(lán)牙、WiFi、315M/433M等無線技術(shù)只適用簡單的星型網(wǎng)絡(luò)，組網(wǎng)能力有限，不具備網(wǎng)絡(luò)修復(fù)能力，而ZigBee網(wǎng)絡(luò)能夠組成除星型網(wǎng)絡(luò)之外的樹狀網(wǎng)和更復(fù)雜的網(wǎng)狀網(wǎng)。 從安全性來看，ZigBee具備特有的安全層，采用128K的高級加密技術(shù)，具有非常高的安全性。而藍(lán)牙、WiFi、315M/433M等無線技術(shù)的安全性普遍較差，泄密事件頻發(fā)。 從可靠性來看，ZigBee同時采用了跳頻和擴(kuò)頻技術(shù)，有著極強(qiáng)的抗干擾能力，而藍(lán)牙、WiFi、315M/433M等無線技術(shù)的抗干擾能力一般，特備是315M/433M射頻更容易被空中截碼并很容易被模擬，可靠性很