浅析智能家居各项实用技术现状

来源：互联网   发布日期：2012-03-25 17:23:59   浏览：10874次  

　　智能家居技术的发展和应用将对整个社会产生巨大的影响，也是技术和文化发展的必然产物。笔者总结当下智能家居产业较为突出的各项技术以飨读者。

　　红外线

　　红外线传输是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段，由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，在家电遥控和控制传输中普遍采用。工业设备中,在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下,采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。

　　通用红外线遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码器专用集成电路芯片来进行控制操作，发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器;接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。

　　WiFi

　　Wi-Fi相信很多人都接触过，作为现在最普及的近距离无线传输技术，其便捷性和高效性不容质疑，但同时也存在穿透性差、稳定性不好等缺点。

　　Wi-Fi，是由一个名为“无线以太网相容联盟”(Wireless Ethernet Compatibility Alliance, WECA)的组织所发布的业界术语，中文译为“无线相容认证”。它是一种短程无线传输技术，能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。随着技术的发展，以及IEEE 802.11a 及IEEE 802.11g等标准的出现，现在IEEE 802.11 这个标准已被统称作Wi-Fi。从应用层面来说，要使用Wi-Fi，用户首先要有Wi-Fi 兼容的用户端装置。

　　Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。现时一般人会把Wi-Fi及IEEE 802.11混为一谈。甚至把Wi-Fi等同于无线网际网路。

　　Wi-Fi的规模商业化应用，在世界范围内罕见成功先例。问题集中在两个方面：一是大型运营商对这一模式的不认可：二是本身缺乏有效的商业模式。但基于Wi-Fi技术的无线局域网已经日趋普及。这将意味将来可以十分方便的应用。一旦存在Wi-Fi网络的公众场合，解决了运营商的互联互通，高收费，漫游性的问题，Wi-Fi将来从一个成功的技术转化为成功的商业。 诸多运营商先后涉足这一领域，且许多国家政府和城市使用该项技术打造无线化的国家和城市。且随着数码娱乐设备的普及，Wi-Fi在玩家中的热度再次高起来。

　　Zigbee

　　Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。

　　ZigBee是一种无线连接，可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和915 MHz(美国流行)3个频段上,分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率，它的传输距离在10-75m的范围内,但可以继续增加。作为一种无线通信技术，ZigBee具有如下特点：

　　(1) 低功耗: 由于ZigBee的传输速率低,发射功率仅为1mW,而且采用了休眠模式，功耗低,因此ZigBee设备非常省电。据估算，ZigBee设备仅靠两节5号电池就可以维持长达6个月到2年左右的使用时间,这是其它无线设备望尘莫及的。

　　(2) 成本低： ZigBee模块的初始成本在6美元左右，估计很快就能降到1.5—2.5美元, 并且ZigBee协议是免专利费的。低成本对于ZigBee也是一个关键的因素。

　　(3) 时延短: 通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短，典型的搜索设备时延30ms,休眠激活的时延是15ms, 活动设备信道接入的时延为15ms。因此ZigBee技术适用于对时延要求苛刻的无线控制(如工业控制场合等)应用。

　　(4) 网络容量大： 一个星型结构的Zigbee网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备， 一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络, 而且网络组成灵活。

　　(5) 可靠: 采取了碰撞避免策略，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避开了发送数据的竞争和冲突。MAC层采用了完全确认的数据传输模式， 每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。如果传输过程中出现问题可以进行重发。

　　(6) 安全： ZigBee提供了基于循环冗余校验(CRC)的数据包完整性检查功能,支持鉴权和认证， 采用了AES-128的加密算法,各个应用可以灵活确定其安全属性。

　　i-Bus

　　i-bus系统是ABB研发的一套控制系统，符合EIB总线标准，以弱电总线通讯的方式控制强电末端设备，主要功能为灯光控制、窗帘控制、安全防范、AV设备及HVAC设备控制等。

　　ABB i-bus系统全部元件都通过一条总线连接，所有元件都可以相互交流信息。用户可以根据实际需要将系统调节到最佳控制状态，从而达到降低运行成本的目的。

　　·节省了设计和安装时间

　　ABB i-bus系统只需铺设少许的电缆就可以构建一个完整的系统，可节省大量设计和安装的时间和精力。

　　用户在使用ABB i-bus智能安装系统时，如果想改变操作或功能，不必去改动布线，只需重新安排或补充总线元件、传感器和驱动器，就可以实现新的功能。

　　·具有可扩展性和兼容性

　　ABB i-bus系统把所有的元件方便地连接在总线上，扩展时只需把增加的元件和总线简单地连接起来，免除了所有复杂的额外接线。此外，系统向上的兼容性使得系统可以与建筑设施的其他管理系统相连接。ABB i-bus遵循EIB共同的标准，不同厂商的产品也可以应用于同一系统。

　　ABB i-bus智能安装系统可记录并统计系统中设备的使用状况、时间及寿命。通过电话系统开启系统中的设备，监测系统中的设备运行状态并能给出错误检测报告。依据外界环境的变化做出反映并调节设备的状态，如大风来临时门窗关闭、百叶窗关闭等。功能的修改只需通过PC软件编程即可。

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