无线WIFI技术在智能家居应用的解决方案.pdf

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1、.无线 WIFI 技术在智能家居应用的解决方案 随着科学技术的不断开展，局域网也正逐渐向无线化，多网合一的方向开展，在这个多网合一快速开展过程中，带动了多种无线技术的广泛应用，WIFI 便是其中的一种。当前，智能家居产业也正如火如荼的进展，可以预见，未来智能家居的开展，将不再局限于家电设备、灯光等遥控的控制，嵌入式智能终端、无线 WIFI 技术，以及 Internet的广泛应用必将使家居控制变得更加自动化、智能化和人性化，必将改变传统智能家居的模式，把智能家居推上一个快速开展的舞台。一：WIFI 技术原理及应用 WiFi 全称 WirelessFidelity，它的最大优点就是传输速度较高，可

2、以到达 54Mbps，另外它的有效距离也很长，其主要特性为：速度快、可靠性高，在开放性区域，通讯距离可达305 米；在封闭性区域，通讯距离为 76 米到 122 米，方便与现有的有线以太网络整合，组网的本钱更低，Wi-Fi 技术突出的优势在于：其一，无线电波的覆盖围广，WiFi 的半径则可达 100 米，办公室自不用说，就是在整栋大楼中也可使用。其二，传输速度非常快，可以到达 11mbps，符合个人和社会信息化的需求。它与有线网络相较之下，有许多优点：无须布线 WiFi 最主要的优势在于不需要布线，可以不受布线条件的限制，因此非常适合移动办公用户的需要，具有广阔市场前景。目前它已经从传统的医疗

3、保健、库存控制和管理效劳等特殊行业向更多行业拓展开去，甚至开场进入家庭以及教育机构等领域。安康平安无线网络使用方式并非像手机直接接触人体，应该是绝对平安的。简单的组建方法一般架设无线网络的根本配备就是无线网.卡及一台 AP，如此便能以无线的模式，配合既有的有线架构来分享网络资源，架设费用和复杂程序远远低于传统的有线网络。如果只是几台电脑的对等网，也可不要 AP，只需要每台电脑配备无线网卡。AP 为 AccessPoint 简称，一般翻译为“无线访问节点，或“桥接器。它主要在媒体存取控制层 MAC 中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。有了 AP，就像一般有线网络的 Hub 一般，无线工作站可以

4、快速且轻易地与网络相连。特别是对于宽带的使用，WiFi 更显优势，有线宽带网络ADSL、小区 LAN 等到户后，连接到一个 AP，然后在电脑中安装一块无线网卡即可。普通的家庭有一个 AP 已经足够，甚至用户的邻里得到授权后，则无需增加端口，也能以共享的方式上网。长距离工作别看无线 WiFi 的工作距离不大，在网络建立完备的情况下，802.11b 的真实工作距离可以到达 100 米以上，而且解决了高速移动时数据的纠错问题、误码问题，WiFiI 设备与设备、设备与基站之间的切换和平安认证都得到了很好的解决。总而言之，家庭和小型办公网络用户对移动连接的需无线局域网市场增长的动力。二：WIFI 与 3

5、G 及蓝牙技术的比拟 WIFI 与 3G 的互补 1.语音和 WLAN 相对于满足大话务量、多用户数的 3G 技术，基于 IP 技术的 WLAN 网络更适合开展播送式的语音业务PTT、多方会议、长途通话、广揭发布等。2.广域覆盖和区域覆盖下的数据业务相对于 3G 技术覆盖围大、快速移动时仍能保持 144kbit 的数据速率的特点，WIFI 技术在特定区域满足用户高速数据传输的需求具有绝对优势。3.无线信道资源的利用 3G 分配的频率资源是有限的，而数据业务对信道的占.用率极高，影响其同时接入的语音用户数量。如果规划特定区域比方商业中心人群密集区把数据业务转移到 WiFi/WiMA*的公共数据通

6、道无疑将大大提高 3G 无线网络资源利用率。4.手持终端和Laptop/PDA 结合传输数据速率高、Always0nLine 和低使用费的Laptop/PDA 可以满足商业用户大信息量的需求：携带更为方便、小巧的 3G 手持终端可以满足个人用户对快速消息的需求。WIFI 与蓝牙技术蓝牙技术特点：速度慢；一般只是用来传输小数据，无需网络；连接蓝牙配件；不能连接网络，无法上网；10 米围。Wi-Fi 技术特点：可以连接公共网，提供网络浏览功能；速度快；传送大数据；100米围。三：WIFI 在智能家居应用 WiFi 是由 APAccessPoint和无线网卡组成的无线网络，AP 一般称为网络桥接器或

7、接入点，是传统的有线局域网络与无线局域网络之间的桥梁，因此任何一台装有无线网卡的 PC 均可通过 AP 去分享有线局域网络甚至广域网络的资源，其工作原理相当于一个置无线发射器的 HUB 或者是路由，而无线网卡则是负责接收由 AP 所发射信号的 CLIENT 端设备。相比拟传统智能家居系统采用的有线布网方式，WIFI 技术的应用则减少布线麻烦，具有更好的可扩展性、移动性。因此采用无线智能控制模式是智能家居开展的必然选择。下面以*公司的数字无线智能网关为例，说明 WIFI 在智能家居中的应用，该应用主要包括一个家庭网关以及假设干个无线通讯子节点，在家庭网关上有一个无线发射模块，每个子节点上都包含一

8、个无线网络接收模块，通过这些无线收发模块，数据就在网关和子节点之间进展传送。下列图是智能家居系统的解决方案，其中 WIFI.智能网关就是室机。WIFI 智能网关就是家庭的一个智能化枢纽，经过智能网关上的无线射频模块与收集中各子节点进展通信，实现家电的控制；经过 Web 网络控制智能网关，从而实现对家电的远程控制。WIFI 智能网关主要包括如下的应用：A、数字可视对讲引入 WIFI 的目的，实现了 WIFI 智能网关可作为移动的终端设备，因此你可以方便的在客厅，卧室以及家里任何一个地方进展对讲控制。B、安防报警一旦警情发生，报警信息就会及时上传至管理中心，同时也可以通过短信、等方式通知业主，并且

9、能实现自动抓拍等功能。C、信息发布通过小区管理软件，物业管理者可以编辑如文字、图片、视频、天气等各种信息，实时的将信息发送至业主家中的智能网关上，业主可以通过智能网关提示来浏览中心效劳器上的各类信息。D、小区商城管理通过小区管理软件建立虚拟超市，小区业主通过智能网关就可以浏览各类商品信息了。E、远程监控用户使用电脑网络远程登陆家庭网关，实现对家庭环境的实时监控。F、设备自检和远程维护以上功能都通过使用了 WIFI 技术，从而实现了无线智能家居的控制功能。总之，通过 WIFI 技术的运用，已成功的将智能家居的各种设备和楼宇对讲衔接起来，提供比传统智能家居更舒适、平安、便捷的智能家居生活空间，优化

10、了人们的生活方式，从而给用户带来了全新、舒适的家居生活。物联网无线 zigbee 智能家居设计解决方案 文章出处：网责任编辑：人气：45 发表时间：2012-11-26 19:55:00.一、智能家居优势介绍 1、家居智能化的必要性随着社会经济构造、家庭人口构造以及信息技术的的开展变化，人们对家居环境的平安性、舒适性、效率性、透明性提出了更高的要求。同时越来越多的家庭要求家居产品不仅要具备简单的智能，更要求整个系统在功能扩展、外延以及效劳方面能够做到简单、方便、轻松、平安。很显然，我们的家居生活需要改变。2、物联网智能家居与传统智能家居的区别传统意义上一般都认为智能家居是带来生活品质的提升，其

11、实物联网型智能家居正在改变这些观点，最显著的变化就是实用、方便、易整合。每一个家庭中都存在着各种电器，不管是号称智能的冰箱、空调还是传统的电灯、电视一直以来由于标准不一都是独立工作的，从系统的角度来看，他们都是零碎的、混乱的、无序的，并不是一个有机的、可组织的整体，作为家庭的主人面对这些杂乱无章的电器其消耗的时间本钱、管理本钱、控制本钱通常都是很高的并且是非必要的。无线物联网技术的出现，给传统的智能电器、智能家居带来了新的产业时机，通过它可以将家中的各种电器通过无线方式非常方便地有机组织起来，形成一个完整的系统，从而可以实现无缝感知并完整管理。这种以前无法想象并深具挑战性的应用今天一旦使用无线

12、物联网技术连接就会变得轻松、方便并且非常有趣。这些应用并不仅仅是生活品质的提高，更大程度上可以看作是现代家庭的一种最根本需求。相比物联网智能家居，传统的智能家居不易扩展，灵活性低，兼容性差，升级本钱昂贵，维护本钱高。3、各种无线智能家居比照分析常用智能家居技术介绍及比拟虽然智能家居的概念很早就出现，市场需求也.一直存在，但长期以来智能家居的开展由于受制于相关技术的突破，一直没有得到大规模的应用普及。目前市场存在的智能家居技术介绍如下：有线方式这种方式所有的控制信号必须通过有线方式连接，控制器端的信号线更是多得吓人，一但遇到问题排查也相当困难。有线方式缺点非常突出，布线繁杂、工作量大、本钱高、维

13、护困难、不易组网、扩展性差。这些缺点最终导致有线方式的智能家居只停留在小规模试点阶段，无法大规模快速推广。无线方式用于智能家居的无线系统需要满足几个特性：低功耗、稳定、易于扩展组网；至于传输速度显然不是此类应用的重点。目前几种可用于智能家居的无线方式:蓝牙：是一种支持设备短距离通信一般 10m的无线电技术。能在包括移动、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进展无线信息交换。但这种技术通讯距离太短，同时属于点对点通讯方式，对于智能家居的要求来说根本不适用。另外需要说明的是蓝牙最近推出了 4.0 标准，这种新标准采用了低功耗设计，通讯距离也到达 2.4G 无线信号的围，但其缺陷依然

14、明显，平安性、组网能力和抗干扰能力不够，更没有网络自愈功能。蓝牙的泄密事件非常普遍，新标准的组网规模一般不能超过 300 个，同时蓝牙很容易被干扰。WiFi：其实就是 IEEE802.11b 的别称，是由一个名为“无线以太网相容联盟WirelessEthernetpatibilityAlliance,WECA的组织所发布的业界术语，中文译为“无线相容认证。它是一种短程无线传输技术，能够在数百米围支持互联网接入的无线电信号。它的最大特.点就是方便人们随时随地接入互联网。但对于智能家居应用来说缺点却很明显，功耗高、组网能力差、平安性低。所以 wifi 虽然非常普及，但在智能家居的应用中只是起到辅助

15、补充的作用。315M/433M：这些无线射频技术广泛运用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触 RF 等场所，也有厂商将其引入智能家居系统，但由于其抗干扰能力弱，组网不便，可靠性一般，标准混乱，平安性很低，在智能家居中的应用效果差强人意，泛善可，最终被主流厂商抛弃。ZigBee：Zigbee 的根底是IEEE802.15。但 IEEE 仅处理低级 MAC 层和物理层协议，因此 Zigbee联盟扩展了 IEEE，对其网络层协议和 API 进展了标准化。ZigBee 是一种新兴的近程、低速率、低功耗的无线网络技术，主要用于近距离无线连接。具有低复杂度、低

16、功耗、低速率、低本钱、自组网、高可靠、高平安的特点。主要适合应用于自动控制和远程控制等领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee 就是一种廉价的、低功耗、自组网的近程无线通讯技术。二、ZigBee 智能家居产品与传统智能家居产品的比拟优势物联网背景下智能家居的理解物联网一个重要特征就是能够快速大规模部署并能够长期稳定运行，这样的特征就要求我们的家居产品必须具备无线、无缝、绿色、平安、可靠的能力，从这些根本能力来看，传统的所谓智能家居产品显然已经不能适应物联网时代的要求。ZigBee 最初预计的应用领域主要包括消费电子、能源管理、卫生保健、家庭自动化、建筑自动化和工业自动化。随着物联网的兴起

17、，ZigBee 又获得了新的应用时机。物联网的网络边缘应.用最多的就是传感器或控制单元，这些是构成物联网的最根底最核心最广泛的单元细胞，而 ZigBee 能够在数千个微小的传感传动单元之间相互协调实现通信，并且这些单元只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个网络节点传到另一个节点，所以它的通信效率非常高。这种技术低功耗、抗干扰、高可靠、易组网、易扩容，易使用，易维护、便于快速大规模部署等特点顺应了物联网开展的要求和趋势。从技术的角度看，物联网和 ZigBee 技术在智能家居、安康保健、工农业监测等方面的应用有着很大的融合性，而相对其他无线技术而言，ZigBee 以其在投资、建立、

18、维护、标准化国际 HA 标准 等方面的优势，必将在物联网型智能家居领域获得更广泛的应用。ZigBee 与常用无线技术的主要优势：从组网能力来看，蓝牙、WiFi、315M/433M 等无线技术只适用简单的星型网络，组网能力有限，不具备网络修复能力，而 ZigBee 网络能够组成除星型网络之外的树状网和更复杂的网状网。从平安性来看，ZigBee 具备特有的平安层，采用 128K 的高级加密技术，具有非常高的平安性。而蓝牙、WiFi、315M/433M 等无线技术的平安性普遍较差，泄密事件频发。从可靠性来看，ZigBee 同时采用了跳频和扩频技术，有着极强的抗干扰能力，而蓝牙、WiFi、315M/4

19、33M 等无线技术的抗干扰能力一般，特备是315M/433M 射频更容易被空中截码并很容易被模拟，可靠性很低。与传统智能家居相比 1、具有平安层，平安性好，采用高级加密技术，至今在全球没有破解先例。2、同时采用跳频和扩频技术，抗干扰能力强。3、采用经过全球市场多年检验的通讯标准，可靠性高。4、.自组网能力强，组网规模大，最大网络可负担 6 万多设备。5、具备网络自愈能力，任何节点的掉线或崩溃不会影响整个网络的稳定。6、功耗低，很多传感器使用普通电池供电可以工作 1 年以上。7、兼容能力强，可伸缩，采用国际通用的标准协议，可以兼容其它品牌的设备，随时可扩容扩展。8、全覆盖，无盲区，具有有线方式无法企及的优势。9、与云端无缝，方便管理、溯源和及时感知并控制。