幾種常見(jiàn)無(wú)線技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用分析

張洪濤

摘要：無(wú)線家居設(shè)備的發(fā)展為廣大用戶提供了高端的居住體驗(yàn)，滿足了用戶在家居管理、安全把控、智能調(diào)節(jié)等方面的需求。本文以智能家居為切入點(diǎn)，分析智能家居的概念及發(fā)展情況，對(duì)無(wú)線技術(shù)智能家居的大致情況及優(yōu)勢(shì)進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明，并結(jié)合現(xiàn)階段較為常用的幾種無(wú)線技術(shù)，具體論述無(wú)線技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：無(wú)線技術(shù);智能家居;應(yīng)用分析

中圖分類號(hào)： TP311? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）01-0069-02

Abstract： The development of wireless home equipment provides high-end living experience for the majority of users， and satisfies users' needs in home management， security control， intelligent regulation and other aspects. This paper takes the smart home as the entry point， analyzes the concept and development of the smart home， briefly explains the general situation and advantages of the wireless technology smart home， and discusses the application of wireless technology in the smart home in detail by combining with several commonly used wireless technologies at the present stage.

Key words： wireless technology; smart home; application analysis

近年來(lái)，無(wú)線技術(shù)飛速發(fā)展，其憑借著方便、易于管理、靈活等優(yōu)勢(shì)在多領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。隨著無(wú)線技術(shù)逐漸進(jìn)入家居領(lǐng)域，智能家居的概念逐漸被凸顯出來(lái)，極大地提升了人們生活的便捷性。智能家居的設(shè)計(jì)初衷在考慮用戶舒適體驗(yàn)的前提下，注重了對(duì)于能源的節(jié)約和對(duì)用戶健康安全的保障。在我國(guó)，藍(lán)牙技術(shù)、Wi-Fi技術(shù)、ZigBee技術(shù)等已逐漸應(yīng)用于智能家居領(lǐng)域中，部分技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)成熟，其他新興的無(wú)線技術(shù)開(kāi)發(fā)也在有條不紊地進(jìn)行之中。

1 智能家居的概述

智能家居是一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以提高用戶居住體驗(yàn)、增強(qiáng)住宅安全性能為目的，通過(guò)控制系統(tǒng)及各種家居終端設(shè)備共同配合實(shí)現(xiàn)的新型家居模式。智能家居以家庭房屋為基礎(chǔ)，采取了計(jì)算機(jī)、控制、通信等領(lǐng)域的高端技術(shù)，對(duì)家庭中各種家居設(shè)備進(jìn)行管理及信息反饋，實(shí)現(xiàn)了家庭管理的統(tǒng)一化、自動(dòng)化、個(gè)性化、智能化和安全化。與此同時(shí)，智能家居對(duì)于技術(shù)基礎(chǔ)的要求較高，需要云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能三方面達(dá)到一定的技術(shù)高度，才能實(shí)現(xiàn)不同智能家居設(shè)備之間的相互聯(lián)通。可以說(shuō)，智能家居是多學(xué)科、多領(lǐng)域共同發(fā)展的新興產(chǎn)物。

2 無(wú)線智能家居的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

無(wú)限智能家居憑借其布線少、管理集中、簡(jiǎn)便智能等特點(diǎn)，逐步取代了有線智能家居的地位。在無(wú)線智能家居的控制中，一個(gè)簡(jiǎn)單的控制設(shè)備就可完成對(duì)照明裝置、取暖設(shè)備、廚房電器、安全設(shè)備等多種無(wú)線終端設(shè)施的管控，大大減輕了用戶的使用難度及復(fù)雜程度，提升了用戶體驗(yàn)。與此同時(shí)，智能家居的安全性能突出，攻破難度大，極大程度地降低了家庭安全隱患。無(wú)限智能家居還可通過(guò)遠(yuǎn)程信息反饋等方式，滿足用戶時(shí)刻關(guān)注家庭動(dòng)態(tài)的要求，增加了家庭安全保障。

3 無(wú)線技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用范圍

3.1 藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

藍(lán)牙技術(shù)是一種能夠?qū)崿F(xiàn)一定距離內(nèi)的小范圍設(shè)備終端通信技術(shù)，其成本低、操作簡(jiǎn)單、傳輸速度快，較易被人們接受。在智能家居領(lǐng)域中，藍(lán)牙技術(shù)可在一定距離范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)家居設(shè)備終端的連接，滿足智能家居設(shè)備之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)甚至點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的連接需求。藍(lán)牙技術(shù)信號(hào)的覆蓋面積有一定范圍，多在10厘米至10米之間，通過(guò)設(shè)備升級(jí)也可達(dá)到更大的信號(hào)覆蓋范圍，具有較大的利用價(jià)值。隨著技術(shù)發(fā)展，Wibre技術(shù)逐漸成熟，這種傳輸技術(shù)可降低藍(lán)牙4.0的功耗，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)革新。

隨著智能家居的逐漸發(fā)展，單純帶給人們舒適的生活環(huán)境已經(jīng)無(wú)法滿足人們的需要，越來(lái)越多的人開(kāi)始注重其安全性能。因此，一系列安全防護(hù)設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，如電子門禁、防盜監(jiān)控、電子警報(bào)、對(duì)講設(shè)備等[1]。藍(lán)牙技術(shù)可將以上安全防護(hù)設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，并及時(shí)向人們發(fā)起警報(bào)信號(hào)。藍(lán)牙控制下的安全防護(hù)系統(tǒng)可基本實(shí)現(xiàn)自主安全管理，如自動(dòng)進(jìn)行身份識(shí)別、恐嚇不明闖入者、記錄證據(jù)視頻、監(jiān)控安全狀態(tài)等。

藍(lán)牙技術(shù)可在多方面實(shí)現(xiàn)家居管理，一般人們認(rèn)為，藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用只局限于對(duì)于家居產(chǎn)品的控制，如通過(guò)終端控制空調(diào)、電視等家電設(shè)備，其實(shí)，藍(lán)牙的家居管理范圍并不局限于此。藍(lán)牙技術(shù)可自動(dòng)識(shí)別家中情況，并根據(jù)情況合理控制家中水、電等開(kāi)關(guān)，既節(jié)約資源，又可杜絕一定的安全隱患。其次，藍(lán)牙技術(shù)也可應(yīng)用在家庭資源應(yīng)用計(jì)費(fèi)方面，在水、電、煤氣等計(jì)費(fèi)設(shè)備上安裝藍(lán)牙裝置，配合遠(yuǎn)程計(jì)數(shù)，可減少不必要的線路連接，降低設(shè)備的損壞率[2]。隨著技術(shù)的發(fā)展，藍(lán)牙在家居管理領(lǐng)域的應(yīng)用也會(huì)逐漸廣泛。

藍(lán)牙技術(shù)在環(huán)境管控領(lǐng)域中也可以發(fā)揮重要的作用。隨著生活水平的提高，人們對(duì)家居環(huán)境溫度、濕度的舒適程度更為重視。藍(lán)牙設(shè)備可將采集的相關(guān)環(huán)境數(shù)據(jù)及時(shí)上傳至環(huán)境控制系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)將環(huán)境控制在舒適程度之內(nèi)。此外，藍(lán)牙技術(shù)還可完成空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)的傳輸，及時(shí)監(jiān)控對(duì)人體產(chǎn)生危害的空氣質(zhì)量，并啟動(dòng)空氣凈化設(shè)備。

3.2 Wi-Fi技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

與藍(lán)牙技術(shù)不同，Wi-Fi技術(shù)具有傳輸距離較長(zhǎng)、覆蓋面較大、數(shù)據(jù)傳輸速率高的特點(diǎn)。一般的Wi-Fi設(shè)備安裝較為簡(jiǎn)單，人們可在家中自行組建，省去了企業(yè)安裝并定期檢修線路的步驟。其次，Wi-Fi技術(shù)發(fā)射功率較低，可保證人身健康不被干擾[3]。Wi-Fi技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用領(lǐng)域也較為廣泛。

Wi-Fi技術(shù)實(shí)現(xiàn)了小區(qū)內(nèi)各方面信息的高效傳輸，省去了人工傳遞信息的人力物力資源。用戶可通過(guò)終端設(shè)備實(shí)時(shí)了解小區(qū)內(nèi)的各種公告，并了解自家的水、電等資源是否欠費(fèi)以及小區(qū)動(dòng)向等，實(shí)現(xiàn)了信息的智能化管理。

Wi-Fi技術(shù)在家庭安全管理方面應(yīng)用廣泛，如網(wǎng)絡(luò)視頻對(duì)講、警報(bào)信號(hào)、家庭監(jiān)控等。網(wǎng)絡(luò)視頻對(duì)講可在用戶不在家中的情況下通過(guò)終端與來(lái)訪者完成線上交流，用戶可在遠(yuǎn)程控制門鎖，保證家庭安全。當(dāng)家中遭遇入侵時(shí)，Wi-Fi技術(shù)可及時(shí)準(zhǔn)確地向用戶傳遞警報(bào)信息，用戶可第一時(shí)間通過(guò)終端對(duì)這一情況進(jìn)行處理。必要時(shí)，Wi-Fi技術(shù)可直接與警方聯(lián)系，并將視頻記錄以證據(jù)的方式提交警方，盡可能保護(hù)家庭財(cái)產(chǎn)安全。Wi-Fi技術(shù)在家庭遠(yuǎn)程監(jiān)控方面也有一定作用，用戶可通過(guò)終端查看家中的煤氣、水電等是否關(guān)好，并進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。另外，針對(duì)火災(zāi)、漏電、煤氣泄漏等情況，Wi-Fi技術(shù)也可第一時(shí)間告知用戶，最大限度地保障了房屋及家庭成員的安全。

此外，Wi-Fi技術(shù)還可實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別功能，將紅外人體感應(yīng)模塊與Wi-Fi相結(jié)合，可智能識(shí)別家庭環(huán)境，從而決定是否供電。一些技術(shù)設(shè)計(jì)已經(jīng)可以做到在人離開(kāi)房間10分鐘后準(zhǔn)時(shí)自動(dòng)關(guān)閉家中電源，極大程度地節(jié)約了能源。隨著技術(shù)的進(jìn)步，基于Wi-Fi技術(shù)的各項(xiàng)智能開(kāi)關(guān)也逐漸應(yīng)用于智能家居中，智能開(kāi)關(guān)采用智能識(shí)別功能，對(duì)人的行為活動(dòng)及環(huán)境變化等進(jìn)行識(shí)別及分析，并由此操控家居設(shè)備，讓人們享受到家居生活的便利。

3.3 ZigBee技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

ZigBee技術(shù)興起后，就得到了相關(guān)人士的高度重視，發(fā)展迅速。ZigBee技術(shù)憑借自身安全性強(qiáng)的突出優(yōu)勢(shì)在智能家居中應(yīng)用前景巨大，在家居控制、安全防護(hù)、資源管理、危險(xiǎn)警報(bào)等領(lǐng)域都取得了一定成績(jī)。與Wi-Fi技術(shù)和藍(lán)牙技術(shù)不同，ZigBee技術(shù)具有特殊的安全處理方式，同時(shí)應(yīng)用跳頻、擴(kuò)頻技術(shù)可抵抗外界侵入的干擾[4] 。與Wi-Fi技術(shù)相比，ZigBee技術(shù)的成本更低;與藍(lán)牙技術(shù)相比，ZigBee技術(shù)的終端連接數(shù)量更多。ZigBee技術(shù)現(xiàn)多被應(yīng)用于智能家居的控制等領(lǐng)域。

ZigBee技術(shù)通過(guò)建立整體性ARM，可對(duì)不同的家居設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的智能管控，且控制方法包括遙控器控制、聲音控制等多種形式[5] 。用戶可通過(guò)遙控終端對(duì)空調(diào)的溫度范圍進(jìn)行設(shè)置，對(duì)微波爐、電烤箱等電器的開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，也可對(duì)電燈、窗簾等進(jìn)行智能控制，操作步驟簡(jiǎn)單，極大地方便了用戶。聲音控制可進(jìn)一步提升用戶的應(yīng)用體驗(yàn)，如聲音控制電視機(jī)的開(kāi)關(guān)及更換頻道，聲音控制熱水器的加熱等。隨著ZigBee技術(shù)在智能家居領(lǐng)域的逐漸成熟，其設(shè)計(jì)理念使家居控制更加具體和細(xì)化，更加貼合人們的需求。如燈光可通過(guò)光敏傳感器進(jìn)行控制，可通過(guò)時(shí)間、用戶狀態(tài)等自動(dòng)切換光照類型及光照時(shí)長(zhǎng)，甚至可做到根據(jù)用戶的不同情緒及精神狀態(tài)進(jìn)行光照的調(diào)整[6] 。

ZigBee無(wú)線技術(shù)的穿透力相比其他技術(shù)更強(qiáng)，對(duì)于墻壁等堅(jiān)實(shí)結(jié)構(gòu)也可進(jìn)行突破，可有效解決信息傳輸受阻、傳輸過(guò)程易被干擾等問(wèn)題。ZigBee無(wú)線技術(shù)可通過(guò)Mesh-network網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)穩(wěn)定控制在房間之中，省去了電纜的設(shè)置，避免了一定的布線環(huán)節(jié)。

3.4 Z-Wave路由技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

Z-Wave技術(shù)是近年來(lái)興起的無(wú)線通信技術(shù)，因其成本較低、功耗較低、安全性能強(qiáng)，而具備廣泛的應(yīng)用前景。Z-Wave信號(hào)的覆蓋范圍在室內(nèi)室外有所不同，室內(nèi)平均30m左右，室外可超過(guò)100m，其設(shè)備功耗、設(shè)備成本與信號(hào)覆蓋距離成正比。相比于其他技術(shù)，Z-Wave技術(shù)的功耗和成本相對(duì)較低，適合于智能家居的應(yīng)用。

Z-Wave技術(shù)可將獨(dú)立的智能家居設(shè)備連接入智能網(wǎng)絡(luò)，通常用于智能家居的控制和監(jiān)控領(lǐng)域，例如房屋照明控制、家電控制、設(shè)備接入控制等。Z-Wave技術(shù)以傳輸小數(shù)據(jù)為主，其傳輸速率約40kb/s，即可滿足信息傳輸速率及距離的需求，又可節(jié)約功耗。智能家居網(wǎng)絡(luò)連接后，用戶可通過(guò)遙控裝置或控制屏幕隨時(shí)關(guān)注家居設(shè)備的使用情況及當(dāng)前狀態(tài)，并可對(duì)其進(jìn)行控制。與此同時(shí)，Z-Wave技術(shù)在家居監(jiān)控中可起到一定作用，如智能抄表、防盜及火災(zāi)監(jiān)控等。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)科技的不斷發(fā)展，無(wú)線智能家居在用戶體驗(yàn)、安全性能等方面也會(huì)逐步提高，更加滿足人們的需求。近年來(lái)，人們對(duì)智能家居的理解逐漸深入，智能家居對(duì)人們生活的改善也逐漸刷新了人們對(duì)智能領(lǐng)域的認(rèn)知。更多高端的技術(shù)產(chǎn)品甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人們的想象，智能小區(qū)、智能管家等理念也逐漸深入人心。相信在巨大市場(chǎng)前景下，我國(guó)無(wú)線智能家居發(fā)展能夠打破現(xiàn)有束縛，為人們創(chuàng)造出更加便捷、更加舒適的生活環(huán)境，提升用戶的生活質(zhì)量。

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