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無線技術在智能家居中的應用
作者：RFID世界網 收編
來源：數智網
日期：2010-01-08 09:20:09
摘要：本文將從無線技術、無線終端產品和無線應用模式三方面闡述無線技術在家庭中的應用前景。
說起家庭中的信息設備，人們首先想到的是電話、電腦和電視，這些傳統設備又都有一個相同的特點，就是他們后面都拖有一個“尾巴”：電話的后面有電話線；電腦拖著雙絞線；電視連著同軸電纜。因此，人們必須在沙發、寫字臺等固定地方使用這些設備。
隨著生活條件和生活方式的改變，人們對信息設備的使用提出了更高的需要：在室內能夠移動地使用終端設備，更能夠選擇不同的地方甚至是床上使用終端設備；減少室內各種布線，避免鑿墻或線纜亂如麻的狀況。而無線技術在家庭中的應用正好滿足了人們的需求。
本文將從無線技術、無線終端產品和無線應用模式三方面闡述無線技術在家庭中的應用前景。
無線技術
現在無線接入方式標準眾多，用于室內接入的主要有WLAN(無線局域網)、Bluetooth（藍牙）、室內數字無繩技術和正在研究的UWB(超寬帶)。
1.WLAN
當前流行的WLAN標準主要包括IEEE802.11b/a/g。
（1）IEEE802.11b。工作于2.4GHz頻段，物理層支持5.5Mbit/s 和11Mbit/s兩個速率。它的傳輸速率可因環境干擾或傳輸距離而變化，在11Mbit/s、5.5Mbit/s、2Mbit/s、1Mbit/s之間轉換，可滿足日常的傳輸需要。
（2）IEEE802.11a。工作于5.8GHz頻段，速率高達54Mbit/s，完全可滿足語音、數據和視頻業務的需要。IEEE802.11a和IEEE802.11b兼容。
（3）IEEE802.11g。工作于2.4GHz頻段，速率高達54Mbit/s，和IEEE802.11b完全兼容。但是，由于IEEE802.11g標準剛剛推出，所以，現在真正的產品較少見。
2.Bluetooth
Bluetooth標準由IEEE定制，是一種大容量近距離無線數字通信的技術標準，最高數據傳輸速率為1Mbit/s，有效傳輸速率為721kbit/s，最大傳輸距離為10m。Bluetooth比WLAN更具移動性，并且成本低，體積小，可用于更多的設備。
3.室內數字無繩
國內推行的室內數字無繩技術工作于2.4GHz頻段，需要設備的有效輻射功率不大于10mW。室內數字無繩技術成本低，易實現。
4.UWB
UWB原應用于美國軍事領域，2002年才被美國FCC（聯邦通信委員會）解禁，允許進入民用領域，現在用戶不必申請即可使用。FCC規定應用于民用領域的UWB工作于3.1～10.6GHz的頻段，發送功率小于1mW，因此其作用距離在10m以內。
UWB技術具備三大特點：
（1）高達數百Mbit/s的高速通信；
（2）耗電量為現有無線技術的1%以下；
（3）較現有無線技術成本更低。
這些特點使其尤其適用于室內密集多徑場所的高速無線接入應用。 在眾多無線接入技術中，有些技術互相重疊，有些技術互相彌補，那么家庭內到底采用哪種技術或者說哪些技術，還需根據技術的發展和具體應用做出選擇。
無線終端產品
家庭中的無線終端設備，除常見的PC、無繩“家加e”電話外，更有PDA、雙模手機連同信息家電和其他智能設備。
1.PC
近年來，家庭擁有PC的數量在迅速增長，通過無線接入（一般采用WLAN方式），人們能夠在客廳、書房、臥室等任何地方使用PC，實現多種數據和視頻業務。
2.PDA
作為手持設備，PDA的技術在不斷發展和完善，在室內采用WLAN和Bluetooth技術，可實現產品接入因特網、收發電子郵件、接收實時信息和觀看視頻點播等數據和視頻業務，現在主要以數據業務為主。
3.雙模手機
在室外使用GSM或CDMA技術，在室內有效范圍內自動轉換到Bluetooth或WLAN模式。雙模手機作為固定電話和手機在家庭中的延伸，可實現語音和數據業務。
4.信息家電
主要包括冰箱、洗衣機、電視機和微波爐等設備，這些設備通過Bluetooth或WLAN或私有協議和家庭控制終端設備相連，控制終端能夠上網、收發E-mail,也能夠由手機或電腦遠程控制。更有一種值得注意的家電：電視機，其通過機頂盒和Internet相連，可實現多媒體業務。
5.智能設備
家庭智能終端可對門窗、照明和窗簾等進行控制。家庭內的無線終端能夠有許多種，當設備越來越多時，使用相同頻段的不同技術就會存在干擾，這時，就需要統一考慮設備間的組網方式。這也是現在業界很關注的一個問題。
無線在家庭中的應用模式
家庭中傳統的無線應用主要是在紅外控制和無繩電話等方面，但是，隨著電信技術的發展連同通信設備、信息家電和智能設備所取得的進步，人們對簡單、靈活和可靠的無線家庭網絡的需求越來越大。同時，一些廠商也推出了網絡家庭、數字家庭的概念。廠商為用戶提供的數字家庭產品將具備人和房屋互動、家庭設備互聯、人和信息互通等特點，這些特點和無線相互結合，就形成了無線家庭網絡，能夠滿足用戶信息、娛樂、通信、家居環境的需求，讓用戶真正體驗高品質的生活。無線家庭網絡的拓撲圖見圖1，其系統的核心為中央控制設備，功能主要包括GATEWAY、AP、中央處理；外圍設備包括通信設備、娛樂設備、家電設備、家居設備等家庭里幾乎任何的信息設備。
因此，無線技術在家庭中的應用也能夠從以下幾個方面來闡述：
1.無線通信
現在人們不但能夠通過手機、無繩電話進行傳統的語音電話，還能夠通過PC、可視設備撥打可視電話，除此以外，還能夠通過發送短消息、E-mail和網上聊天等方式和他人通信。
2.無線娛樂
消費者能夠用臥室的電視機觀看由客廳的DVD播放的電影，用客廳的音響欣賞電腦下載的網上音樂，并且手機和PDA也能夠自動和家中的CD相連進行音樂存儲。
3.無線信息
不必只在書房使用信息終端設備，臥室、客廳、甚至在陽臺同樣能夠上網瀏覽、下載信息。通過智能控制設備無線控制空調、冰箱、洗衣機、微波爐等家里幾乎任何的家電設備。比如：啟動空調，隨時調解家里的溫度；冰箱里的食物哪些還能夠吃，哪些就要過保質期，有哪些食物已不夠需要購買；衣物浸泡幾小時、洗幾小時、烘干多久正好您起床能夠穿上；微波爐里的食品加熱到什么程度最好吃，什么時候開始加熱能夠正好趕上您刷完牙來吃飯……
4.無線家居環境
清晨，當陽光灑入您房間的時候，音樂將您從睡夢中喚醒，窗簾打開，啟動廚房的微波爐。邊吃早餐，邊收聽來自Internet定制的早間新聞。向社區服務中央下了訂單，提供一天需要的生活用品。出門后，家中的設備自動關閉，安防監控系統啟動。 無線家庭網絡幾乎涵蓋了家庭內的任何信息設備，用戶能夠按照自己的需要選擇眾多無線應用中的幾種。
當然，現在無線接入技術存在著穩定性、可靠性、安全性、價格等問題，但無線走入家庭是大勢所趨，隨著技術的發展和終端設備價格的下調，人們會更多地選擇無線設備，自由、方便、舒適地享受生活，這一切正符合現代人的生活觀念。我們期待著，無限（無線）美好的明天。
隨著生活條件和生活方式的改變，人們對信息設備的使用提出了更高的需要：在室內能夠移動地使用終端設備，更能夠選擇不同的地方甚至是床上使用終端設備；減少室內各種布線，避免鑿墻或線纜亂如麻的狀況。而無線技術在家庭中的應用正好滿足了人們的需求。
本文將從無線技術、無線終端產品和無線應用模式三方面闡述無線技術在家庭中的應用前景。
無線技術
現在無線接入方式標準眾多，用于室內接入的主要有WLAN(無線局域網)、Bluetooth（藍牙）、室內數字無繩技術和正在研究的UWB(超寬帶)。
1.WLAN
當前流行的WLAN標準主要包括IEEE802.11b/a/g。
（1）IEEE802.11b。工作于2.4GHz頻段，物理層支持5.5Mbit/s 和11Mbit/s兩個速率。它的傳輸速率可因環境干擾或傳輸距離而變化，在11Mbit/s、5.5Mbit/s、2Mbit/s、1Mbit/s之間轉換，可滿足日常的傳輸需要。
（2）IEEE802.11a。工作于5.8GHz頻段，速率高達54Mbit/s，完全可滿足語音、數據和視頻業務的需要。IEEE802.11a和IEEE802.11b兼容。
（3）IEEE802.11g。工作于2.4GHz頻段，速率高達54Mbit/s，和IEEE802.11b完全兼容。但是，由于IEEE802.11g標準剛剛推出，所以，現在真正的產品較少見。
2.Bluetooth
Bluetooth標準由IEEE定制，是一種大容量近距離無線數字通信的技術標準，最高數據傳輸速率為1Mbit/s，有效傳輸速率為721kbit/s，最大傳輸距離為10m。Bluetooth比WLAN更具移動性，并且成本低，體積小，可用于更多的設備。
3.室內數字無繩
國內推行的室內數字無繩技術工作于2.4GHz頻段，需要設備的有效輻射功率不大于10mW。室內數字無繩技術成本低，易實現。
4.UWB
UWB原應用于美國軍事領域，2002年才被美國FCC（聯邦通信委員會）解禁，允許進入民用領域，現在用戶不必申請即可使用。FCC規定應用于民用領域的UWB工作于3.1～10.6GHz的頻段，發送功率小于1mW，因此其作用距離在10m以內。
UWB技術具備三大特點：
（1）高達數百Mbit/s的高速通信；
（2）耗電量為現有無線技術的1%以下；
（3）較現有無線技術成本更低。
這些特點使其尤其適用于室內密集多徑場所的高速無線接入應用。 在眾多無線接入技術中，有些技術互相重疊，有些技術互相彌補，那么家庭內到底采用哪種技術或者說哪些技術，還需根據技術的發展和具體應用做出選擇。
無線終端產品
家庭中的無線終端設備，除常見的PC、無繩“家加e”電話外，更有PDA、雙模手機連同信息家電和其他智能設備。
1.PC
近年來，家庭擁有PC的數量在迅速增長，通過無線接入（一般采用WLAN方式），人們能夠在客廳、書房、臥室等任何地方使用PC，實現多種數據和視頻業務。
2.PDA
作為手持設備，PDA的技術在不斷發展和完善，在室內采用WLAN和Bluetooth技術，可實現產品接入因特網、收發電子郵件、接收實時信息和觀看視頻點播等數據和視頻業務，現在主要以數據業務為主。
3.雙模手機
在室外使用GSM或CDMA技術，在室內有效范圍內自動轉換到Bluetooth或WLAN模式。雙模手機作為固定電話和手機在家庭中的延伸，可實現語音和數據業務。
4.信息家電
主要包括冰箱、洗衣機、電視機和微波爐等設備，這些設備通過Bluetooth或WLAN或私有協議和家庭控制終端設備相連，控制終端能夠上網、收發E-mail,也能夠由手機或電腦遠程控制。更有一種值得注意的家電：電視機，其通過機頂盒和Internet相連，可實現多媒體業務。
5.智能設備
家庭智能終端可對門窗、照明和窗簾等進行控制。家庭內的無線終端能夠有許多種，當設備越來越多時，使用相同頻段的不同技術就會存在干擾，這時，就需要統一考慮設備間的組網方式。這也是現在業界很關注的一個問題。
無線在家庭中的應用模式
家庭中傳統的無線應用主要是在紅外控制和無繩電話等方面，但是，隨著電信技術的發展連同通信設備、信息家電和智能設備所取得的進步，人們對簡單、靈活和可靠的無線家庭網絡的需求越來越大。同時，一些廠商也推出了網絡家庭、數字家庭的概念。廠商為用戶提供的數字家庭產品將具備人和房屋互動、家庭設備互聯、人和信息互通等特點，這些特點和無線相互結合，就形成了無線家庭網絡，能夠滿足用戶信息、娛樂、通信、家居環境的需求，讓用戶真正體驗高品質的生活。無線家庭網絡的拓撲圖見圖1，其系統的核心為中央控制設備，功能主要包括GATEWAY、AP、中央處理；外圍設備包括通信設備、娛樂設備、家電設備、家居設備等家庭里幾乎任何的信息設備。
因此，無線技術在家庭中的應用也能夠從以下幾個方面來闡述：
1.無線通信
現在人們不但能夠通過手機、無繩電話進行傳統的語音電話，還能夠通過PC、可視設備撥打可視電話，除此以外，還能夠通過發送短消息、E-mail和網上聊天等方式和他人通信。
2.無線娛樂
消費者能夠用臥室的電視機觀看由客廳的DVD播放的電影，用客廳的音響欣賞電腦下載的網上音樂，并且手機和PDA也能夠自動和家中的CD相連進行音樂存儲。
3.無線信息
不必只在書房使用信息終端設備，臥室、客廳、甚至在陽臺同樣能夠上網瀏覽、下載信息。通過智能控制設備無線控制空調、冰箱、洗衣機、微波爐等家里幾乎任何的家電設備。比如：啟動空調，隨時調解家里的溫度；冰箱里的食物哪些還能夠吃，哪些就要過保質期，有哪些食物已不夠需要購買；衣物浸泡幾小時、洗幾小時、烘干多久正好您起床能夠穿上；微波爐里的食品加熱到什么程度最好吃，什么時候開始加熱能夠正好趕上您刷完牙來吃飯……
4.無線家居環境
清晨，當陽光灑入您房間的時候，音樂將您從睡夢中喚醒，窗簾打開，啟動廚房的微波爐。邊吃早餐，邊收聽來自Internet定制的早間新聞。向社區服務中央下了訂單，提供一天需要的生活用品。出門后，家中的設備自動關閉，安防監控系統啟動。 無線家庭網絡幾乎涵蓋了家庭內的任何信息設備，用戶能夠按照自己的需要選擇眾多無線應用中的幾種。
當然，現在無線接入技術存在著穩定性、可靠性、安全性、價格等問題，但無線走入家庭是大勢所趨，隨著技術的發展和終端設備價格的下調，人們會更多地選擇無線設備，自由、方便、舒適地享受生活，這一切正符合現代人的生活觀念。我們期待著，無限（無線）美好的明天。
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