基于藍(lán)牙的智能百葉窗系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王燕平

【摘要】? ? 隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，人們物質(zhì)生活水平不斷提高，尤其在信息技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)下，家居朝著智能化、信息化、數(shù)字化方向發(fā)展。百葉窗方便、易操作，受到很多商業(yè)寫字樓與家庭家居系統(tǒng)建設(shè)的青睞，在百葉窗系統(tǒng)設(shè)計(jì)中運(yùn)用藍(lán)牙技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了短距離的搜索、鏈接，加強(qiáng)對(duì)百葉窗的有效控制，進(jìn)而為生活、工作提供較大的方便。本文重點(diǎn)探討基于藍(lán)牙的智能百葉窗系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)問題。

【關(guān)鍵詞】? ? 藍(lán)牙技術(shù)? ? 智能百葉窗? ? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)? ? 研究

藍(lán)牙技術(shù)能夠?yàn)橹悄茉O(shè)備短距離數(shù)據(jù)傳輸提供了技術(shù)支撐，更是無線技術(shù)中的關(guān)鍵部分之一，藍(lán)牙未連接的狀態(tài)下可以避免能源的過度消耗，多數(shù)情況下只會(huì)在運(yùn)用的時(shí)候進(jìn)行開啟連接，節(jié)省功耗的同時(shí)，也能夠有效提高數(shù)據(jù)的安全性、有效性。在智能百葉窗系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。接下來，談?wù)剬?duì)基于藍(lán)牙的智能百葉窗系統(tǒng)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思考。

一、藍(lán)牙技術(shù)相關(guān)概述

1.1藍(lán)牙技術(shù)構(gòu)成

第一，雙模與單模。目前市場(chǎng)上的藍(lán)牙技術(shù)主要有兩種類型，即雙模與單模，二者各有優(yōu)勢(shì)，但也各存在一些弊端。其中，雙模具有朝下兼容的優(yōu)勢(shì)，可以和一般的藍(lán)牙進(jìn)行直接連接，同時(shí)也可以連接低功耗的技術(shù)芯片，是現(xiàn)階段運(yùn)用最廣泛、最普及的藍(lán)牙技術(shù)。單模僅能連接單模芯片，局限性較強(qiáng)。

第二，藍(lán)牙協(xié)議的框架。一般來說，藍(lán)牙協(xié)議主要涵蓋主機(jī)與控制器，但又可以把它細(xì)分成8個(gè)層面，每個(gè)層面具有獨(dú)特的功能和優(yōu)勢(shì)。如，SM層就是為了提高連接的安全性而分發(fā)密鑰;又如，L2CAP層的功能旨在優(yōu)化數(shù)據(jù)封裝服務(wù)。他們共同作用下，提高了藍(lán)牙技術(shù)的技術(shù)含量與有效性。

1.2藍(lán)牙技術(shù)的基本特征

第一，具有廣播信道功能。最新藍(lán)牙4.0技術(shù)旨在通過減少無線開啟時(shí)間來減少功耗。正常的藍(lán)牙設(shè)計(jì)存在32個(gè)信道，但BLE藍(lán)牙僅有3個(gè)信道。從大量的實(shí)踐來看，固定頻譜間開啟的信道數(shù)量越多，則設(shè)備對(duì)頻率的選擇性就越少，如此就會(huì)造成不同信號(hào)產(chǎn)生程度不一的影響與干擾。為有效防止藍(lán)牙與無線信號(hào)發(fā)生沖突，BLE藍(lán)牙技術(shù)確定了2480、2426、2402這3個(gè)頻率，一旦設(shè)備成功連接，就可以自動(dòng)切換至有關(guān)信道之中，因此這一藍(lán)牙技術(shù)是未來藍(lán)牙技術(shù)發(fā)展的大勢(shì)所趨。一般來說，藍(lán)牙技術(shù)的數(shù)據(jù)寬帶很快，大部分都可以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更多數(shù)據(jù)的傳輸，在百葉窗系統(tǒng)設(shè)計(jì)中具有廣泛的應(yīng)用前景，尤其是BLE藍(lán)牙技術(shù)。

第二，連接時(shí)間可根據(jù)實(shí)際改變。藍(lán)牙需要利用無線技術(shù)進(jìn)行面對(duì)面、近距離連接，進(jìn)而進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。新形勢(shì)下，藍(lán)牙的低功耗技術(shù)在很大程度上改變了傳統(tǒng)面對(duì)面連接模式，且能夠有效控制連接時(shí)間，在很大程度上提高了藍(lán)牙技術(shù)的運(yùn)用成效。在具體運(yùn)用時(shí)，多會(huì)結(jié)合具體情況來明確連接時(shí)間，由于需要利用可自行改變的連接時(shí)間，因此，一般情況下，藍(lán)牙都會(huì)設(shè)置在非連接的狀態(tài)，等到真正需要用藍(lán)牙技術(shù)的時(shí)候才會(huì)開啟，如此不僅能夠降低功耗，還能有效保證設(shè)備的安全性。然而設(shè)備自身是了解的，當(dāng)需要連接并通過發(fā)送需求，就可以進(jìn)行連接。在數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束以后，又可以在短時(shí)間內(nèi)將連接關(guān)閉，保持非連接狀態(tài)，如此在很大程度上降低了功耗。由此可見，藍(lán)牙技術(shù)是可以在一些交互次數(shù)不多、數(shù)據(jù)交互量不多的場(chǎng)景中，而日常生活中的智能百葉窗設(shè)計(jì)就滿足這一標(biāo)準(zhǔn)與要求。

第三，寬松射頻數(shù)據(jù)。正常情況下，藍(lán)牙是能夠?qū)崿F(xiàn)大文件的快速傳輸?shù)?，設(shè)計(jì)們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中就會(huì)側(cè)重于設(shè)計(jì)規(guī)模大、數(shù)量多的數(shù)據(jù)包。但是，要想實(shí)現(xiàn)大文件的傳輸，是需要保持智能設(shè)備一直處于連接狀態(tài)，但如果長(zhǎng)時(shí)間處于連接狀態(tài)就會(huì)浪費(fèi)大量的能源資源，如此會(huì)使得設(shè)備溫度不斷提高?；谖锢碜兓闹T多影響，材料溫度也會(huì)有所升高，如此會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)的有效連接產(chǎn)生不良影響，更甚者會(huì)使得數(shù)據(jù)傳輸中斷，進(jìn)而傳輸失敗。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，新形勢(shì)下的藍(lán)牙技術(shù)中都具有寬松射頻參數(shù)技術(shù)功能，如此能夠確保在傳輸時(shí)設(shè)備保持恒溫，且由于功耗較低，因此很少會(huì)出現(xiàn)輸出中斷、連接中斷的問題，也就無需再次與設(shè)備校準(zhǔn)，大大提高運(yùn)行效率與水平。

二、基于藍(lán)牙的智能百葉窗系統(tǒng)設(shè)計(jì)具體對(duì)策

新形勢(shì)下，藍(lán)牙技術(shù)在各行各業(yè)的發(fā)展中都發(fā)揮著不可替代的作用，尤其是在智能家居設(shè)計(jì)中的應(yīng)用更為突出。接下來，以智能百葉窗設(shè)計(jì)為例，探討藍(lán)牙技術(shù)的具體應(yīng)用對(duì)策。

2.1百葉窗體

在利用藍(lán)牙技術(shù)設(shè)計(jì)智能百葉窗系統(tǒng)時(shí)，百葉窗體應(yīng)包括單機(jī)片與模板兩個(gè)方面。其中，模板是用來聯(lián)系用戶的移動(dòng)設(shè)備的，當(dāng)接收到移動(dòng)設(shè)備的具體指令后，細(xì)化任務(wù)并發(fā)放到單片機(jī)上，如此一來，單片機(jī)就能夠有效存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，利用對(duì)電流轉(zhuǎn)變的方式來轉(zhuǎn)動(dòng)百葉窗的葉片（結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)詳見圖1）。

2.2移動(dòng)設(shè)備

用戶要想有效控制智能百葉窗，就必須依賴移動(dòng)設(shè)備，目前來看，只要是安裝了藍(lán)牙技術(shù)并能夠保證藍(lán)牙技術(shù)正常運(yùn)行的設(shè)備，都能夠成為智能百葉窗的控制設(shè)備。這些移動(dòng)設(shè)備可以在系統(tǒng)平臺(tái)上獲得想要的數(shù)據(jù)，以確保能夠與智能百葉窗成功連接。一旦連接成功，變能夠發(fā)出具體指令，如，轉(zhuǎn)動(dòng)百葉窗葉片;再如，升降百葉窗;又如，查詢開鎖歷史與記錄等。值得一提的是，移動(dòng)設(shè)備還能夠?qū)τ脩魝€(gè)人信息進(jìn)行有效存儲(chǔ)。

2.3智能百葉窗系統(tǒng)服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)

智能百葉窗系統(tǒng)服務(wù)平臺(tái)在基于藍(lán)牙的智能百葉窗系統(tǒng)中的地位舉足輕重，其主要職能是對(duì)全部信息數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的運(yùn)行維護(hù)與管理。無論是用戶，亦或是智能百葉窗，在日常工作中都會(huì)把信息存儲(chǔ)至該服務(wù)平臺(tái)之上。一般來說，用戶主要是運(yùn)用移動(dòng)設(shè)備登錄平臺(tái)，以獲得自己想要了解的數(shù)據(jù)信息，為了有效提高數(shù)據(jù)的安全性、完整性與有效性，就必須針對(duì)數(shù)據(jù)信息做好加密工作。該服務(wù)平臺(tái)也存在處理信息的能力、運(yùn)算數(shù)據(jù)的能力以及請(qǐng)求的能力等等。具體需要從以下幾個(gè)方面做好智能百葉窗系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作：

第一，百葉窗體藍(lán)牙數(shù)據(jù)通道的具體設(shè)計(jì)。正常情況下，百葉窗體藍(lán)牙是有關(guān)通道的主要供應(yīng)者，這些通道的主要職責(zé)是為APP設(shè)計(jì)夯實(shí)數(shù)據(jù)信息基礎(chǔ)，藍(lán)牙技術(shù)把數(shù)據(jù)信息傳輸至串口，而APP將這些數(shù)據(jù)信息傳送至藍(lán)牙中。若直接打開通知，即可獲得隨時(shí)隨地查看并處理數(shù)據(jù)信息的權(quán)利。百葉窗體藍(lán)牙一旦被激活，就會(huì)公布其ID以及地址，如此一來，APP就可以與其連接，但是成功連接后也需要驗(yàn)證APP的身份，驗(yàn)證通過以后就能夠直接下達(dá)有關(guān)指令要求完成了。

第二，APP的具體設(shè)計(jì)?；谒{(lán)牙的智能百葉窗系統(tǒng)中，APP的地位舉足輕重，其重要性不言而喻，APP可以與百葉窗體、與服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行直接連接，還能夠?yàn)樗{(lán)牙技術(shù)與百葉窗體建立通信渠道，且同時(shí)也能夠利用藍(lán)牙協(xié)議來實(shí)現(xiàn)與服務(wù)平臺(tái)的直接通信。目前來看，藍(lán)牙技術(shù)協(xié)議存在兩個(gè)不同方面，即中央與周邊。其中，一個(gè)周邊正常情況下只可以與一個(gè)中央進(jìn)行連接，但是一個(gè)中央就可以直接連接多個(gè)周邊。在成功安裝好APP以后，APP即可取代中央的作用來發(fā)揮作用。HTTP是實(shí)現(xiàn)服務(wù)器與APP成功通信的主要技術(shù)支撐，基于此，APP能夠?qū)⒄?qǐng)求發(fā)送至服務(wù)器，以求得到回應(yīng)。新形勢(shì)下，廣大智能家居用戶運(yùn)用的智能手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備都可以支持，主要利用下載并安裝指定APP的手段來實(shí)現(xiàn)對(duì)智能百葉窗的直接有效控制，并能在很大程度上保證智能控制成效。

第三，平臺(tái)服務(wù)的具體設(shè)計(jì)。從實(shí)際情況來看，平臺(tái)上的開發(fā)設(shè)計(jì)主要涵蓋了權(quán)限管理、業(yè)務(wù)邏輯、接口等諸多環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)。且一般都是采用多層框架，但又要將框架分成業(yè)務(wù)層、接口層等，為了在一定程度上增加平臺(tái)性能，保證平臺(tái)的作用得以最大限度發(fā)揮，那么就必須在平臺(tái)開發(fā)中使用不同種類的框架。而APP又會(huì)深度分析和探究平臺(tái)朝外發(fā)布的服務(wù)接口，利用網(wǎng)絡(luò)將請(qǐng)求發(fā)送至服務(wù)器，直到服務(wù)器將結(jié)果反饋過來為止。而服務(wù)器在接收到請(qǐng)求以后，就會(huì)對(duì)該請(qǐng)求進(jìn)行有效驗(yàn)證，驗(yàn)證無誤后就會(huì)將請(qǐng)求直接發(fā)送給用戶。而多層框架中的接口層會(huì)結(jié)合實(shí)際情況充分調(diào)動(dòng)有關(guān)組件，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)邏輯的及時(shí)、有效處理。其次，數(shù)據(jù)持久層會(huì)第一時(shí)間把處理好的數(shù)據(jù)信息錄入數(shù)據(jù)庫中去。接著，服務(wù)器就會(huì)將最后的處理結(jié)果發(fā)送到客戶端去，如此這一流程就成功結(jié)束了?；谄脚_(tái)的具體配合與支持，才能夠在第一時(shí)間內(nèi)對(duì)指令進(jìn)行有效反應(yīng)，完成對(duì)百葉窗葉片的開合、百葉窗體的升降等諸多指令或任務(wù)，進(jìn)而滿足廣大用戶控制百葉窗的想法與要求，充分彰顯其中的智能化、信息化和數(shù)字化，為廣大人民生活中的生活、學(xué)習(xí)和工作提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)智能家居設(shè)計(jì)。

三、結(jié)束語

綜上所述，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來，基于藍(lán)牙的智能百葉窗系統(tǒng)在很多大型寫字樓、居家生活中得到廣泛應(yīng)用，為人們的生活、工作提供更多了的便利。新形勢(shì)下，人們應(yīng)正確認(rèn)識(shí)到藍(lán)牙技術(shù)的內(nèi)涵、優(yōu)勢(shì)，在設(shè)計(jì)百葉窗設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，應(yīng)堅(jiān)持正確的運(yùn)用理念，全方位、多角度來提高百葉窗系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率與水平，為智能家居豐富內(nèi)涵，大大提高人們生活水平的同時(shí)，也能推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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