无线家庭网络技术探析

姜浩军　焦娇

摘 要：网络技术的广泛适用性使其从经济发展、工农业生产领域逐步走入人们的生活。目前，在网络技术、智能设备技术等先进技术的支撑下，家庭内部出现以网络为平台，以智能电子设备为终端，构成的多功能自动化、智能化服务体系，也就是常说的智能家庭网络。它以局域网为蓝本，通过网络将家庭内部多种应用设备连在一体，家庭成员可以使用终端对任何一个或多个设备发出指令，加以控制和调整，从而实现通信、娱乐、工作、管理、计算等多种家具活动。这些电子设备在家庭内网的联系下构成一个紧密的整体，协调互动，单独或共同完成任务目标。文章围绕智能家庭网络有关问题进行讨论，对智能家庭网络的技术构成进行较为详细的阐述。

关键词：家庭网络；无线网络；智能化；通讯协议

引言

现代社会，科学技术的高速发展，在促进社会生产力水平提升的同时，也深深改变着人们的生活。以网络技术为联系纽带，计算机、电子通信设备和智能终端设备遍布人们家庭生活的各个角落，形成了现代生活的一个重要特征。这些先进技术的应用，极大地提高了人们家庭活动的效率，改善了生活质量，同时创造出更加丰富多彩的家庭活动形式，成为现代社会人居生活中不可缺少的一个重要组成。这些现代化先进技术在人们生活领域中的应用程度日益加深，进一步促进了人们的生活需求，反过来又推动了科学技术的发展。智能家庭网络就是这种大形势下的产物。智能家庭网络是一门横跨多个技术领域的综合型学科。它的出现，是人类人居生活发展史上的一次里程碑事件。以智能化家庭网络为平台，人们的家庭生活向着智能化、信息化、自动化的方向高速发展着。在这个过程中，大量新技术和新设备的出现以及推广应用，都成为加快这个进程的动力源泉。智能化家庭网络主要采用无线网络的形式，这个系统下的设备基本上都具有无线接入功能。由于没有网线的影响和限制，网络架设和使用更为灵活。

1 家庭无线网络设备基础

目前家庭网络使用的无线网络技术标准组由IEEE802.11、HomeRF、蓝牙和标准无线访问协议SWAP等构成。采用上述网络技术标准是电子设备在现代人们家居生活中表现出很好的适应性，能够满足家庭内部信息传递及其它业务活动的需求。其中，无线RF技术具有信息传输速度快、方式灵活、类型齐全等特点，在不依赖于有线连接的条件下可以单独完成家庭网络的构建，是目前无线家庭网络应用最为广泛的网络拓扑结构。

2 RF传输网络简介

扩频技术，全称是扩展频谱技术，是当前家庭网络无线系统应用最多的网络技术。该技术以山农理论公式：C=Wlog2（1+S/N）为论理论基础，当信道容量维持一定的前提下，要缩减带宽，就需要提高信号功率。反之，如果传输带宽增加，则信号功率可以降低。要保障系统的多种抗干扰能力，良好的带宽系统是根本前提。就实际情况而言，跳频扩频（FHSS）和直接序列扩频（DSSS）是目前应用最为广泛、使用情况最好的两种扩频无线电技术。这两种技术各有特点，其使用的频带和系统截然不同，彼此间不能互相替代，也无法结合使用。在设置家庭网络时，要从实际使用需求出发，正确选择最为适合的无线网络系统，以免给家庭网络的后续正常使用造成妨碍。

2.1 跳频扩频技术（FHSS）

跳频扩频系统，简称FHSS，其特征为在某个随机变化的代码控制下系统的载频不断发生跳跃式变化。频率合成器得到来自信源的信息后载频发生变化，从而形成射频信号。而PN码产生器会形成PN码控制频率，通过合成器使频率输出随PN码变化而出现不同，从而形成一个射频信号，该信号载频并不恒定，而是不断发生着跳变。而直接序列扩频技术通过伪随机码的形式将信息输送到范围较宽的频带上，经由和发射端、接收端一致的伪随机码产生的对应关系接受信息并加以处理，转换为可发送信息。从上述内容可以看到，FHSS也就是通常一般概念上的窄带载波技术。该项技术的通过接收端和传送端都能够识别的信息传递方式将二者联系到一起，使彼此对应的设备信息保持一致，从而构成一个稳定的系统逻辑通信信道。

2.2 直接序列扩频技术（DSSS）

该技术通过采用碎片和切分码比特的方式进行信息传递，不同的切分码程度或发送数据比特长度构成该项技术信息传递的特征，从而确保了直接序列扩频技术的稳定可靠性。该项技术具有一定程度的交自我纠错能力，通常不必直接发送数据即可完成作业。该项技术是信息技术领域的一项创举，相交其他技术，性能更加优越，功能更加完善。

3 由个人计算机承担中枢作用的纯数据网络

除了上面提到的以外，智能家庭网络的构架方案还有另外一种形式。部分软件、硬件生产企业，从本企业产品出发，以现代家庭中极为普遍的个人计算机（PC）为信息枢纽，在无线局域网的平台上构建起来的纯数据网络。该系统中，个人计算机承担着系统控制中心的功能，使用者通过个人计算机实现内网控制并将家庭内网和互联网联系到一起。凭借着对个人计算机的熟悉，使用者可以很容易地理解网络架构的构成，并迅速掌握系统的使用方法。该项技术目前尚处于发展阶段，但凭借其便于掌握的特点，很受消费者欢迎，市场潜在空间极为广阔。目前需要解决的问题主要有以下几个方面，一是个人计算机作为系统的中枢设备，在系统激活状态下必须保持开机状态，否则系统不能正常工作。二是系统功能的实现，有赖于计算机及相关设备上的软件正常运行，如果出现系统不兼容的情况就会导致功能不能正常实现。而计算机本身的问题可以通过重装系统解决，但如果是通信网络出现问题，就对产生较大影响。此外，该系统目前所能够实现的功能基本上是计算机相关的文件处理、文档打印等，而其他语音通信等功能由于该系统的构件基础——网络共享的原因不能很好地实现。尤其是现代的控制与监控应用更是无法快速实现与完成。

4 控制器数据与语音家庭网络

该项技术以微处理器作为主要数据传送设备，从而实现智能家庭网络的内部通信。这种系统具有语音数据传输能力，通过采用数字扩频技术的RF收发器进行无线数据的发送和接收。目前该项技术已经接近成熟，系统控制范围可达家庭附近数百英尺。

5 结束语

随着科学技术的不断发展，家庭智能网络技术也在不断完善成熟。文章所介绍的几种技术是目前应用较多的几种家庭智能网络构建技术。从上文可知，这些技术都有其各自的特点，也具有一定的局限性，需要进一步完善和增强。用户要从使用环境的实际情况出发，选择最适合的家庭网络构建形式，从而充分发挥智能化家庭网络的先进功能。作为一项新兴学科，家庭智能网络的发展必然伴随着不断的突破和变革。服务商要大胆尝试，勇于创新，在实践中总结经验，吸收教训，不断自我完善，推动我国家庭智能网络事业的不断发展。

参考文献

[1]李建宁.无线网络控制系统的建模与控制[D].浙江大学，2013.

[2]陈浩.论无线上网技术在家庭无线网络中的应用[J].现代商贸工业，2010，21.

[3]无线网络设计（第四章，第九章）[M].机械工业出版社.