无线技术在智能家居中的实施

    说起家庭中的信息设备，人们首先想到的是电话、电脑和电视，这些传统设备又都有一个相同的特点，就是他们后面都拖有一个“尾巴”：电话的后面有电话线；电脑拖着双绞线；电视连着同轴电缆。因此，人们必须在沙发、写字台等固定地方使用这些设备。

 

    随着生活条件和生活方式的改变，人们对信息设备的使用提出了更高的需要：在室内能够移动地使用终端设备，更能够选择不同的地方甚至是床上使用终端设备；减少室内各种布线，避免凿墙或线缆乱如麻的状况。而无线技术在家庭中的应用正好满足了人们的需求。

 

    本文将从无线技术、无线终端产品和无线应用模式三方面阐述无线技术在家庭中的应用前景。

 

无线技术 

    现在无线接入方式标准众多，用于室内接入的主要有WLAN(无线局域网)、Bluetooth（蓝牙）、室内数字无绳技术和正在研究的UWB(超宽带)。 

1.WLAN 

    当前流行的WLAN标准主要包括IEEE802.11b/a/g。

    （1）IEEE802.11b。工作于2.4GHz频段，物理层支持5.5Mbit/s 和11Mbit/s两个速率。它的传输速率可因环境干扰或传输距离而变化，在11Mbit/s、5.5Mbit/s、2Mbit/s、1Mbit/s之间转换，可满足日常的传输需要。

    （2）IEEE802.11a。工作于5.8GHz频段，速率高达54Mbit/s，完全可满足语音、数据和视频业务的需要。IEEE802.11a和IEEE802.11b兼容。

    （3）IEEE802.11g。工作于2.4GHz频段，速率高达54Mbit/s，和IEEE802.11b完全兼容。但是，由于IEEE802.11g标准刚刚推出，所以，现在真正的产品较少见。

 

2.Bluetooth 

    Bluetooth标准由IEEE定制，是一种大容量近距离无线数字通信的技术标准，最高数据传输速率为1Mbit/s，有效传输速率为721kbit/s，最大传输距离为10m。Bluetooth比WLAN更具移动性，并且成本低，体积小，可用于更多的设备。

 

3.室内数字无绳 

    国内推行的室内数字无绳技术工作于2.4GHz频段，需要设备的有效辐射功率不大于10mW。室内数字无绳技术成本低，易实现。

 

4.UWB 

    UWB原应用于美国军事领域，2002年才被美国FCC（联邦通信委员会）解禁，允许进入民用领域，现在用户不必申请即可使用。FCC规定应用于民用领域的UWB工作于3.1～10.6GHz的频段，发送功率小于1mW，因此其作用距离在10m以内。

 

UWB技术具备三大特点：

（1）高达数百Mbit/s的高速通信；

（2）耗电量为现有无线技术的1%以下；

（3）较现有无线技术成本更低。

这些特点使其尤其适用于室内密集多径场所的高速无线接入应用。 在众多无线接入技术中，有些技术互相重叠，有些技术互相弥补，那么家庭内到底采用哪种技术或者说哪些技术，还需根据技术的发展和具体应用做出选择。

 

无线终端产品 

    家庭中的无线终端设备，除常见的PC、无绳“家加e”电话外，更有PDA、双模手机连同信息家电和其他智能设备。 

1.PC 

    近年来，家庭拥有PC的数量在迅速增长，通过无线接入（一般采用WLAN方式），人们能够在客厅、书房、卧室等任何地方使用PC，实现多种数据和视频业务。

 

2.PDA

    作为手持设备，PDA的技术在不断发展和完善，在室内采用WLAN和Bluetooth技术，可实现产品接入因特网、收发电子邮件、接收实时信息和观看视频点播等数据和视频业务，现在主要以数据业务为主。

 

3.双模手机 

    在室外使用GSM或CDMA技术，在室内有效范围内自动转换到Bluetooth或WLAN模式。双模手机作为固定电话和手机在家庭中的延伸，可实现语音和数据业务。

 

4.信息家电 

    主要包括冰箱、洗衣机、电视机和微波炉等设备，这些设备通过Bluetooth或WLAN或私有协议和家庭控制终端设备相连，控制终端能够上网、收发E-mail,也能够由手机或电脑远程控制。更有一种值得注意的家电：电视机，其通过机顶盒和Internet相连，可实现多媒体业务。

 

5.智能设备 

    家庭智能终端可对门窗、照明和窗帘等进行控制。家庭内的无线终端能够有许多种，当设备越来越多时，使用相同频段的不同技术就会存在干扰，这时，就需要统一考虑设备间的组网方式。这也是现在业界很关注的一个问题。

 

无线在家庭中的应用模式 

    家庭中传统的无线应用主要是在红外控制和无绳电话等方面，但是，随着电信技术的发展连同通信设备、信息家电和智能设备所取得的进步，人们对简单、灵活和可靠的无线家庭网络的需求越来越大。同时，一些厂商也推出了网络家庭、数字家庭的概念。厂商为用户提供的数字家庭产品将具备人和房屋互动、家庭设备互联、人和信息互通等特点，这些特点和无线相互结合，就形成了无线家庭网络，能够满足用户信息、娱乐、通信、家居环境的需求，让用户真正体验高品质的生活。无线家庭网络的拓扑图见图1，其系统的核心为中央控制设备，功能主要包括GATEWAY、AP、中央处理；外围设备包括通信设备、娱乐设备、家电设备、家居设备等家庭里几乎任何的信息设备。

 

    因此，无线技术在家庭中的应用也能够从以下几个方面来阐述：

1.无线通信

    现在人们不但能够通过手机、无绳电话进行传统的语音电话，还能够通过PC、可视设备拨打可视电话，除此以外，还能够通过发送短消息、E-mail和网上聊天等方式和他人通信。 

2.无线娱乐 

    消费者能够用卧室的电视机观看由客厅的DVD播放的电影，用客厅的音响欣赏电脑下载的网上音乐，并且手机和PDA也能够自动和家中的CD相连进行音乐存储。

 

3.无线信息 

    不必只在书房使用信息终端设备，卧室、客厅、甚至在阳台同样能够上网浏览、下载信息。通过智能控制设备无线控制空调、冰箱、洗衣机、微波炉等家里几乎任何的家电设备。比如：启动空调，随时调解家里的温度；冰箱里的食物哪些还能够吃，哪些就要过保质期，有哪些食物已不够需要购买；衣物浸泡几小时、洗几小时、烘干多久正好您起床能够穿上；微波炉里的食品加热到什么程度最好吃，什么时候开始加热能够正好赶上您刷完牙来吃饭……

 

4.无线家居环境 

    清晨，当阳光洒入您房间的时候，音乐将您从睡梦中唤醒，窗帘打开，启动厨房的微波炉。边吃早餐，边收听来自Internet定制的早间新闻。向社区服务中央下了订单，提供一天需要的生活用品。出门后，家中的设备自动关闭，安防监控系统启动。 无线家庭网络几乎涵盖了家庭内的任何信息设备，用户能够按照自己的需要选择众多无线应用中的几种。

 

    当然，现在无线接入技术存在着稳定性、可靠性、安全性、价格等问题，但无线走入家庭是大势所趋，随着技术的发展和终端设备价格的下调，人们会更多地选择无线设备，自由、方便、舒适地享受生活，这一切正符合现代人的生活观念。我们期待着，无限（无线）美好的明天。