智能家居的系统结构及相关无线通信技术研究

王斌 宋艳凤

摘要：物联网的发展，将全方位运用于智能家居中。原来的智能家居网络概念具体是控制灯光系统和供暖装置，但随着信息技术的科学发展，在一定程度上扩大了家居概念，家庭生活环境内部的所有电器装置都借助互联网实现了控制目标。本文章主要根据智能家居的系统结构，对无线通信技术科学分析。

关键词：智能家居;结构;無线通信技术

引言：

在人们最初使用的智能家居过程中，主要表现在供暖系统和照明设备中，但由于快速发展的有关科学技术，也相应拓宽了使用范畴，综合涉及家用电器管理、家庭安全、灯光管理等。智能家居已经成功转化为了智能化的生存空间，通过形成更全方位的交互资讯性能，实现了家居内部便捷交流信息，并通过对用户生活的积极优化，减少资源耗费，提供了一个健康环保的家居空间设计。

目前主要应用的智能家居的网络系统构成示意图，它已在服务的内涵上进行了极大的丰富化。从应用系统的视角上可以加以考察，在室内所配置的各产品其自身便是一个由控制器节点和终端节点所构成的整体。而控制器节点在机械设备的对应功用方面是比较全面的，它既能够与终端节点实现联系，同时又能够与室外的网络进行联通。例如，IPTV机顶盒就是这样的。而在智能家居网络系统中控制器主要的功用则是由专门管理网关系统和机械设备加以实现。另外，在智能家居的终端遥控命令上，还能够在房间内使用控制器、手提终端或者计算机等方式实现方法，并且也能够在户外使用手机短信、电话拨号或者电脑操作等方法进行远程的操控。

2、无线通信技术

2.1划分家庭内部网络信息

在家中与内部的网关通讯信息内容包含：第一，控制信号：具体在家中网关与内部房间的网络系统控制设备实现了相互通讯。通过这一分析，主要传递与控制设备相关信息的和电子产品、家用设备的主要物理指标。由于这种特点所需要传输的各种信息速度都相对较低，从而更安全的传递信息。第二，多媒体信息：在家庭网关上与用户接口完成的彼此通讯。根据这种现象，利用PC、有线电视、录像机等与设备有效相连，主要对音视频信息有效传送，从而形成了较大的传输速率。

2.2适用在内部网络的技术

通过有线或无线的通信方法，对控制和多媒体信息进行传输。与新无线通信方式相比，使用传统有线通讯方式的系统在扩展特性、可移动特性、布线的复杂情况等方面都具有明显不足，因此针对特点，重点对一些较低功耗短距离的新无线通信技术加以分析。

首先，近红外线通信技术属于一个点对点的传递数据协议，成功替代了连接传统设备的电缆。一般形成了小于一米左右的通信距离，把红外频段范围内的近红外设备用作通信媒介。科学定义了光波波长的实际范围。因为无线电中没有影响传播过程中的红外线，而且成本也不高，所以形成了广阔的使用范围，在家庭内部具体表现在红外线遥控家用电器、为电子设备提供的红外线数据传输接口等。由于这一领域传播距离相对较短，非透明物质无法形成较好的热穿透性，也无法穿透墙体，所以无法利用这种技术手段把遥控信息直接传递给其他空间内的产品。

第二，蓝牙对连接点到点或者点到多点时提供技术支援的无线传输通讯协定之一。在连接点到多点时，各个的蓝牙无线通信设备共同组成产生了一个局域网，包括寻址八个设备。蓝牙无线通信的传播通过全球开放的无线网络收发频率，而无需认证。蓝牙保持着十米左右的传输距离，在引入高功率放大装置之后，才能逐渐扩大一段距离。同时利用扩频调频技术不断提高了数据传输的抗干扰水准，从而相应程度提高了传输速度，在近处也能够完成监控和多媒体视频消息的数据传输。而当前，在电脑、打印机、鼠标等装置中使用的蓝牙无线通信技术，只能在不连连接网线的前提下进行通讯，并共享无线网络。

第三，RFID，包含标签、资料解读装置和天线。属于一类自动非接触式的识别技术，利用自动识别射频通信目标获取相关数据。通过这个技术能够在感应的家庭内移动物品，或者获得静态物体信号等，能够实现三十米左右的通讯距离，传输数据速度也密切联系着标签信息宽度、编码方式。

第四，Zigbee技术属于一组根据研究无线标准的相关组网、安全技术和应用软件的有关技术，关键特性为复杂程度偏低、耗电量较少、成本低等，从而形成了单一组网与恢复能力，单一局域网就能够对五十五个设备有效支持。这一技术主要应用于传输和接受控制信号。

3、在智能家居中无线通信技术的广泛使用建议

一，针对于有些房间较多的家居环境，如果想要降低无线通信技术的盲区，可以采用增加无线网络中继，或者利用信息的交换来实现盲区的降低。二，针对于有些别墅、复式和多层次的建筑物周围环境，如果能够在应用中将各种技术相互做到信息相互之间的协同传播和信息相互交叉的应用。例如，能够把无线通信技术与有限数据通信科学技术加以融合应用。例如，在高层区域内能够采用有线的方法来实现信息交换，可以防止在高层内的钢筋网使得无线介质信息的传播被阻碍等。三，针对在智能家居中针对需要利用红外线监控信息的智能装置，在应用时需要在有效的区域内加装红外线信息的转发器，以便于对长距离信息的接收。四，在智能家居的电子产品选择中，要尽量选择抗干扰能力更强的无线电子产品。

4、结束语

综上所述，尽管现阶段中国国内在智能家居上的技术建设尚处在初步阶段，与现代智能家居密切相关的无线通讯科技，也还存在着某些缺陷。但由于当前通讯技术、信息及互联网科技的迅速发展，以及智能家居日益得到人们的重视，未来智能家居必将会形成一个发展趋势，而相应的无线通信科技也必将会获得巨大的发展。

参考文献

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