無線家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)探析

姜浩軍　焦嬌

摘 要：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛適用性使其從經(jīng)濟發(fā)展、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域逐步走入人們的生活。目前，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能設(shè)備技術(shù)等先進技術(shù)的支撐下，家庭內(nèi)部出現(xiàn)以網(wǎng)絡(luò)為平臺，以智能電子設(shè)備為終端，構(gòu)成的多功能自動化、智能化服務(wù)體系，也就是常說的智能家庭網(wǎng)絡(luò)。它以局域網(wǎng)為藍本，通過網(wǎng)絡(luò)將家庭內(nèi)部多種應(yīng)用設(shè)備連在一體，家庭成員可以使用終端對任何一個或多個設(shè)備發(fā)出指令，加以控制和調(diào)整，從而實現(xiàn)通信、娛樂、工作、管理、計算等多種家具活動。這些電子設(shè)備在家庭內(nèi)網(wǎng)的聯(lián)系下構(gòu)成一個緊密的整體，協(xié)調(diào)互動，單獨或共同完成任務(wù)目標。文章圍繞智能家庭網(wǎng)絡(luò)有關(guān)問題進行討論，對智能家庭網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)構(gòu)成進行較為詳細的闡述。

關(guān)鍵詞：家庭網(wǎng)絡(luò)；無線網(wǎng)絡(luò)；智能化；通訊協(xié)議

引言

現(xiàn)代社會，科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，在促進社會生產(chǎn)力水平提升的同時，也深深改變著人們的生活。以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為聯(lián)系紐帶，計算機、電子通信設(shè)備和智能終端設(shè)備遍布人們家庭生活的各個角落，形成了現(xiàn)代生活的一個重要特征。這些先進技術(shù)的應(yīng)用，極大地提高了人們家庭活動的效率，改善了生活質(zhì)量，同時創(chuàng)造出更加豐富多彩的家庭活動形式，成為現(xiàn)代社會人居生活中不可缺少的一個重要組成。這些現(xiàn)代化先進技術(shù)在人們生活領(lǐng)域中的應(yīng)用程度日益加深，進一步促進了人們的生活需求，反過來又推動了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。智能家庭網(wǎng)絡(luò)就是這種大形勢下的產(chǎn)物。智能家庭網(wǎng)絡(luò)是一門橫跨多個技術(shù)領(lǐng)域的綜合型學(xué)科。它的出現(xiàn)，是人類人居生活發(fā)展史上的一次里程碑事件。以智能化家庭網(wǎng)絡(luò)為平臺，人們的家庭生活向著智能化、信息化、自動化的方向高速發(fā)展著。在這個過程中，大量新技術(shù)和新設(shè)備的出現(xiàn)以及推廣應(yīng)用，都成為加快這個進程的動力源泉。智能化家庭網(wǎng)絡(luò)主要采用無線網(wǎng)絡(luò)的形式，這個系統(tǒng)下的設(shè)備基本上都具有無線接入功能。由于沒有網(wǎng)線的影響和限制，網(wǎng)絡(luò)架設(shè)和使用更為靈活。

1 家庭無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基礎(chǔ)

目前家庭網(wǎng)絡(luò)使用的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標準組由IEEE802.11、HomeRF、藍牙和標準無線訪問協(xié)議SWAP等構(gòu)成。采用上述網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標準是電子設(shè)備在現(xiàn)代人們家居生活中表現(xiàn)出很好的適應(yīng)性，能夠滿足家庭內(nèi)部信息傳遞及其它業(yè)務(wù)活動的需求。其中，無線RF技術(shù)具有信息傳輸速度快、方式靈活、類型齊全等特點，在不依賴于有線連接的條件下可以單獨完成家庭網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，是目前無線家庭網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。

2 RF傳輸網(wǎng)絡(luò)簡介

擴頻技術(shù)，全稱是擴展頻譜技術(shù)，是當前家庭網(wǎng)絡(luò)無線系統(tǒng)應(yīng)用最多的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。該技術(shù)以山農(nóng)理論公式：C=Wlog2（1+S/N）為論理論基礎(chǔ)，當信道容量維持一定的前提下，要縮減帶寬，就需要提高信號功率。反之，如果傳輸帶寬增加，則信號功率可以降低。要保障系統(tǒng)的多種抗干擾能力，良好的帶寬系統(tǒng)是根本前提。就實際情況而言，跳頻擴頻（FHSS）和直接序列擴頻（DSSS）是目前應(yīng)用最為廣泛、使用情況最好的兩種擴頻無線電技術(shù)。這兩種技術(shù)各有特點，其使用的頻帶和系統(tǒng)截然不同，彼此間不能互相替代，也無法結(jié)合使用。在設(shè)置家庭網(wǎng)絡(luò)時，要從實際使用需求出發(fā)，正確選擇最為適合的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以免給家庭網(wǎng)絡(luò)的后續(xù)正常使用造成妨礙。

2.1 跳頻擴頻技術(shù)（FHSS）

跳頻擴頻系統(tǒng)，簡稱FHSS，其特征為在某個隨機變化的代碼控制下系統(tǒng)的載頻不斷發(fā)生跳躍式變化。頻率合成器得到來自信源的信息后載頻發(fā)生變化，從而形成射頻信號。而PN碼產(chǎn)生器會形成PN碼控制頻率，通過合成器使頻率輸出隨PN碼變化而出現(xiàn)不同，從而形成一個射頻信號，該信號載頻并不恒定，而是不斷發(fā)生著跳變。而直接序列擴頻技術(shù)通過偽隨機碼的形式將信息輸送到范圍較寬的頻帶上，經(jīng)由和發(fā)射端、接收端一致的偽隨機碼產(chǎn)生的對應(yīng)關(guān)系接受信息并加以處理，轉(zhuǎn)換為可發(fā)送信息。從上述內(nèi)容可以看到，F(xiàn)HSS也就是通常一般概念上的窄帶載波技術(shù)。該項技術(shù)的通過接收端和傳送端都能夠識別的信息傳遞方式將二者聯(lián)系到一起，使彼此對應(yīng)的設(shè)備信息保持一致，從而構(gòu)成一個穩(wěn)定的系統(tǒng)邏輯通信信道。

2.2 直接序列擴頻技術(shù)（DSSS）

該技術(shù)通過采用碎片和切分碼比特的方式進行信息傳遞，不同的切分碼程度或發(fā)送數(shù)據(jù)比特長度構(gòu)成該項技術(shù)信息傳遞的特征，從而確保了直接序列擴頻技術(shù)的穩(wěn)定可靠性。該項技術(shù)具有一定程度的交自我糾錯能力，通常不必直接發(fā)送數(shù)據(jù)即可完成作業(yè)。該項技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域的一項創(chuàng)舉，相交其他技術(shù)，性能更加優(yōu)越，功能更加完善。

3 由個人計算機承擔(dān)中樞作用的純數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)

除了上面提到的以外，智能家庭網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)架方案還有另外一種形式。部分軟件、硬件生產(chǎn)企業(yè)，從本企業(yè)產(chǎn)品出發(fā)，以現(xiàn)代家庭中極為普遍的個人計算機（PC）為信息樞紐，在無線局域網(wǎng)的平臺上構(gòu)建起來的純數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。該系統(tǒng)中，個人計算機承擔(dān)著系統(tǒng)控制中心的功能，使用者通過個人計算機實現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)控制并將家庭內(nèi)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系到一起。憑借著對個人計算機的熟悉，使用者可以很容易地理解網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的構(gòu)成，并迅速掌握系統(tǒng)的使用方法。該項技術(shù)目前尚處于發(fā)展階段，但憑借其便于掌握的特點，很受消費者歡迎，市場潛在空間極為廣闊。目前需要解決的問題主要有以下幾個方面，一是個人計算機作為系統(tǒng)的中樞設(shè)備，在系統(tǒng)激活狀態(tài)下必須保持開機狀態(tài)，否則系統(tǒng)不能正常工作。二是系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，有賴于計算機及相關(guān)設(shè)備上的軟件正常運行，如果出現(xiàn)系統(tǒng)不兼容的情況就會導(dǎo)致功能不能正常實現(xiàn)。而計算機本身的問題可以通過重裝系統(tǒng)解決，但如果是通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題，就對產(chǎn)生較大影響。此外，該系統(tǒng)目前所能夠?qū)崿F(xiàn)的功能基本上是計算機相關(guān)的文件處理、文檔打印等，而其他語音通信等功能由于該系統(tǒng)的構(gòu)件基礎(chǔ)——網(wǎng)絡(luò)共享的原因不能很好地實現(xiàn)。尤其是現(xiàn)代的控制與監(jiān)控應(yīng)用更是無法快速實現(xiàn)與完成。

4 控制器數(shù)據(jù)與語音家庭網(wǎng)絡(luò)

該項技術(shù)以微處理器作為主要數(shù)據(jù)傳送設(shè)備，從而實現(xiàn)智能家庭網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部通信。這種系統(tǒng)具有語音數(shù)據(jù)傳輸能力，通過采用數(shù)字擴頻技術(shù)的RF收發(fā)器進行無線數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。目前該項技術(shù)已經(jīng)接近成熟，系統(tǒng)控制范圍可達家庭附近數(shù)百英尺。

5 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，家庭智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也在不斷完善成熟。文章所介紹的幾種技術(shù)是目前應(yīng)用較多的幾種家庭智能網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)。從上文可知，這些技術(shù)都有其各自的特點，也具有一定的局限性，需要進一步完善和增強。用戶要從使用環(huán)境的實際情況出發(fā)，選擇最適合的家庭網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建形式，從而充分發(fā)揮智能化家庭網(wǎng)絡(luò)的先進功能。作為一項新興學(xué)科，家庭智能網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展必然伴隨著不斷的突破和變革。服務(wù)商要大膽嘗試，勇于創(chuàng)新，在實踐中總結(jié)經(jīng)驗，吸收教訓(xùn)，不斷自我完善，推動我國家庭智能網(wǎng)絡(luò)事業(yè)的不斷發(fā)展。

參考文獻

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