智能家居中蓝牙技术的实施

     1 概述

    随着电子信息技术和计算机网络技术的发展，实现家庭信息化、网络化是当今智能家居系统发展的新趋势.住宅智能化是人类住宅的又一场新的革命，它能够为人类提供更加轻松、有序、高效的现代生活方式，是未来居住模式的必然发展趋势．随之而来，智能家居系统也在逐渐成为一个新兴的研究领域。

    那么何谓“智能家居”呢？所谓的“智能家居”（Smart Home），又称智能住宅，通俗地说，它是以住宅为平台，兼备建筑、网络通讯、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的舒适、安全、便利、环保的居住环境。

    在智能家居系统中，无线网络技术应用于家庭网络已成为势不可挡的趋势，这不仅仅因为无线网络可以提供更大的灵活性、流动性，省去了花在综合布线上的费用和精力，而且它更符合于家庭网络的通讯特点，同时随着无线网络技术的进一步发展，也必将大大促进家庭智能化、网络化的进程。

    目前，无线网络技术主要可分为IrDA红外线技术、IEEE802.11b协议技术、Home RF协议和蓝牙技术．红外IrDA技术虽然实现成本很低，但必须直线视距连接，限制太大，并不适合我们通常意义上的家庭网络；802.11b的传输速率高、连接设备多，但其射频和基带协议更复杂，实现成本高，难以进入平民家庭，其功耗大、抗干扰性和安全性也不及蓝牙。Home RF抗干扰性和安全性也不及蓝牙且其无法用芯片或模块实现，成本比蓝牙高．蓝牙技术属于IEEE802.15协议，作为一种低功耗、低数据速率、低成本的技术，非常适合于家庭自动化、安全保障系统及进行低数据率传输的低成本设备之间，蓝牙技术是很符合信息家电发展的优选技术，很适合家居智能化的要求，必将在未来的智能家居中获得广泛应用。

    2 蓝牙技术

    蓝牙技术是由蓝牙SIG(Special Interest Group)联合制定的近距离无线通信技术标准，其目的是实现最高数据传输速率1Mb/s(有效数据传输速率是721kb/s)、最大传输距离为10米的无线通信．1998年5月,爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔等五家著名厂商在联合开展短程无线通信技术的标准化活动时提出了蓝牙技术(Bluetooth)，其宗旨是提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术。

    蓝牙技术具有以下几个特点：工作于2.4GHz的ISM频段，无需申请频率许可证；采用1600hop/s的快速跳频技术；采用正向纠错编码(FEC)技术；采用FM调制方式，设备简单；支持点到点、点到多点通信；协议体系完备，充分支持现有高层协议；设备体积小,便于携带或移动,成本低廉．基于蓝牙技术的家居智能网络是用近距离的无线通信技术取代线缆，构建智能化的无线家居网络。

    蓝牙采用快速跳频和时分多址等无线技术来代替电缆，提供了一种低成本、低功耗的无线接入方法．同时蓝牙简单可靠的实现特性为其系统的发展提供了有力的支撑．蓝牙的应用范围非常广泛，在信息家电、移动电话、嵌入式应用开发等诸多领域得到重视．未来的信息家电将以Internet和家庭网络为基础，以无线连接实现双向传输，是具有智能的3C（计算机、通信、消费）相结合的信息产品．在智能家庭网络中，蓝牙技术应用前景十分广阔。

    3 蓝牙技术在智能家居中的应用

    3.1系统组成结构

 

    基于蓝牙技术的智能家居系统，其硬件组成主要包括蓝牙模块、MCU、传感器网络和家庭计算机，总体构成如图1所示．从机由蓝牙模块、MCU、传感器组以及外部RAM等组成．考虑到电话普及率高以及不同家庭的需要，系统可以通过电话线或互联网与外界连接．其中与互联网连接可以通过嵌入式Modem直接连接，也可以通过家庭计算机与互联网连接，后者可以由家庭计算机保存数据以及进行传感网络的数据融合处理．图1主机框图中所示的蓝牙模块主要用于与控制中心交换数据和管理蓝牙网络链路；紧急开关供主人在室内遇到紧急情况时使用；存储器用于存储各种数据．从机组组成蓝牙传感网络，使数据采集和家庭安防监控灵活方便，摆脱了布线系统的束缚．用户可以通过互联网或电话控制家里电器的运作并获得其运作信息。