浅析WIFI技术在智能家居中的应用

2011-04-10 21:11:07来源: 数智网

  随着人们生活水平的提高,家,对大家来说已经不再是一个吃饭睡觉的生活场所,而是修身养性,提高个人品味,体验高科技给日常生活带来的极品享受的场所,想象一下:您准备欣赏电视节目,在您说“看电视新闻联播”这句话的时候,电视打开了,频道调整到中央一台,窗帘拉上了,房间的光线逐渐调整到最适宜看电视的程度……或者,在您回家的路上,自动为您提前打开空调,调整室内温度到合适程度,接通通风装置,调节好室内的光线,把您预先准备好的食物用微波炉加热。这样,您一回来就可以享受到清新的空气、舒适的环境,或许还有一杯热茶。 

  这看起来就像科幻影片里描写的一样,可是事实上,这样的生活已经近在咫尺。智能家居系统利用先进的信号传送和微处理器技术,来集成或控制家中的电子电器产品或系统,例如计算机、照明系统、厨房设备、保安系统、暖气及冷气系统、通讯系统、视频及音响系统等,使家庭更为舒适、安全、高效和节能。一方面,系统会自动参考来自各个传感器中的信号做出相应的一系列操作;另一方面主人可以通过键盘、触摸屏、计算机、手机等人机接口来控制家中的电子电器产品。

  数字化网络化的智能家居系统可以对居室内部安防、温度、灯光实现统一控制,同时具备免维护、模块化、层次化特点。通过增加影音控制系统,还可以实现包括影音在内的统一管理,并可使用摇控器控制。“智能家居”(SmartHome),通俗地说,它是融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统。将家中的各种设备,如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电以及三表抄送等,通过家庭网络连接到一起,给用户带来最大程度的高效、便利、舒适与安全。

  未来智能家居的发展,已不再局限于控制家里的电器设备,更多的将是提供一种实时在线的服务,比如天气预报,每天出行前的穿衣指数,在线订餐订票,等等。此时,我们的无线触摸屏,将不再是一个简单的触摸控制台,而是一个集成了多种应用程序的多媒体服务中心,既可以通过它来控制家中的电气设备,还能以在线点播的方式选取背景音乐,为家庭影院点播精彩的大片,同时各种实时更新的生活信息还能大大方便家人的出行安排。当您需要聚餐订座位,需要出行订机票,都可以方便的通过无线触摸屏来完成。

  为了满足这种长距离,大数据量传输且基于INTERNET应用的要求,ITAV创新的将近年来兴起的稳定、环保、低辐射、高速率的无线WIFI技术引入到智能家居行业。那么,什么是无线WIFI呢?

  WIFI技术简介
 
  WIFI俗称无线宽带,全称WirelessFidelity。它的最大优点就是传输速度高,有效距离长,兼容性强,具有国际先进性的通讯方式。IEEE(美国电子和电气工程师协会)802.11b无线网络规范是IEEE802.11网络规范的变种,最高带宽为11Mbps,在信号较弱或有干扰的情况下,带宽可调整为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps,带宽的自动调整,有效地保障了网络的稳定性和可靠性。其主要特性为:速度快、可靠性高。在开放性区域,通讯距离可达305米,在封闭性区域,通讯距离为76米到122米,方便与现有的有线以太网络整合,组网的成本更低。

  IEEE802.11第一个版本发表于1997年,其中定义了介质访问接入控制层(MAC层)和物理层。物理层定义了工作在2.4GHz的ISM频段上的两种无线调频方式和一种红外传输的方式,总数据传输速率设计为2Mbit/s。两个设备之间的通信可以自由直接(adhoc)的方式进行,也可以在基站(BaseStation,BS)或者访问点(AccessPoint,AP)的协调下进行。1999年加上了两个补充版本:802.11a定义了一个在5GHzISM频段上的数据传输速率可达54Mbit/s的物理层,802.11b定义了一个在2.4GHz的ISM频段上但数据传输速率高达11Mbit/s的物理层。 

  随着无线产业从802.11g到下一代802.11n标准的演变,越来越多的产品开始采用功能强大的802.11n技术,因为它能提供更快更可靠的无线连接。802.11n平台的速度比802.11g快7倍,比以太网快3倍。另外,它具有更大的覆盖范围,可以在整个家庭内提供健壮的连接,即使是各个角落也游刃有余。由于它具有很大的带宽,因此802.11n是首个能够同时承载高清视频、音频和数据流的无线多媒体分发技术。而且802.11n产品还提供并发双频操作,因此能为宽带多媒体应用提供更多的信道容量。 

  WIFI最主要的优势在于不需要布线,可以不受布线条件的限制,因此非常适合移动办公用户的需要,具有广阔市场前景。目前它已经从传统的医疗保健、库存控制和管理服务等特殊行业向更多行业拓展开去,甚至开始进入家庭以及教育机构等领域。IEEE802.11规定的发射功率不可超过100毫瓦,实际发射功率约60~70毫瓦,这是一个什么样的概念呢?手机的发射功率约为200毫瓦至1瓦间,手持式对讲机高达5瓦,而且无线网络使用方式并非像手机直接接触人体,是绝对安全的。 

  一个WIFI联接点网络成员和结构 
  
  站点(Station),网络最基本的组成部分。 

  基本服务单元(BasicServiceSet,BSS),网络最基本的服务单元。最简单的服务单元可以只由两个站点组成,站点可以动态的联结(associate)到基本服务单元中。 

  分配系统(DistributionSystem,DS)。分配系统用于连接不同的基本服务单元。分配系统使用的媒介(Medium)逻辑上和基本服务单元使用的媒介是截然分开的,尽管它们物理上可能会是同一个媒介,例如同一个无线频段。 

  接入点(AcessPoint,AP)。接入点既有普通站点的身份,又有接入到分配系统的功能。 

  扩展服务单元(ExtendedServiceSet,ESS)。由分配系统和基本服务单元组合而成。这种组合是逻辑上,并非物理上的,不同的基本服务单元物有可能在地理位置相去甚远,分配系统也可以使用各种各样的技术。 

  关口(Portal),也是一个逻辑成分。用于将无线局域网和有线局域网或其它网络联系起来。 

  这儿有3种媒介,站点使用的无线的媒介,分配系统使用的媒介,以及和无线局域网集成一起的其它局域网使用的媒介。物理上它们可能互相重叠。 

  IEEE802.11只负责在站点使用的无线的媒介上的寻址(Addressing),分配系统和其它局域网的寻址不属无线局域网的范围。 

  IEEE802.11没有具体定义分配系统,只是定义了分配系统应该提供的服务(Service)。整个无线局域网定义了9种服务,5种服务属于分配系统的任务,分别为:联接(Association)、结束联接(Diassociation)、分配(Distribution)、集成(Integration)、再联接(Reassociation)。 

  4种服务属于站点的任务,分别为:鉴权(Authentication)、结束鉴权(Deauthentication)、隐私(Privacy)、MAC数据传输(MSDUdelivery)。

  WIFI是一种无线传输的规范,一般的,带有这个标志的产品表明了可以利用它们方便地组建一个无线局域网。而无线局域网又有什么好处呢?很明显——无须布线和使用相对自由是两大优点。 

  WIFI技术优势 
    
  目前,在家庭中应用的无线技术主要可分为射频技术、红外技术、WIFI技术、蓝牙技术和ZigBee技术,其中射频技术已经很成熟,它的成本低廉、穿透性较好,但抗干扰性差、安全性差,且目前绝大部分应用只能单向通讯。红外技术也比较成熟,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佳通网络。ZigBee技术和蓝牙技术都属于IEEE802.15协议,在一定范围内有重叠,但其各自的技术特点决定了其应用的侧重点仍有不同,蓝牙更适合于语音业务及需要更高数据量的业务,如移动电话、耳机等等。ZigBee作为一种低功耗低数据速率、低成本的技术更适合于家庭自动化、安全保障系统等等。但面对未来智能家居全面接入Internet,全面引入“云”服务概念的时代,ZigBee就难以满足这些要求了,唯有当前主流的WIFI技术以及更新的WIMAX技术能够全面应对家居控制和多媒体应用及各种在线服务的要求。 

  如今许多消费者拥有数字电影、电视片、音乐和照片库,他们非常希望能够从家庭中的任何地方通过无线设备访问这些媒体内容。802.11n不仅支持多个并发用户和设备,而且它的超强功能可保证服务质量,确保家庭中所有设备提供更佳用户体验,同时提供智能的内容管理和发布。

  新一代的无线网络,将以无须布线和使用相对自由,建立起人们对无线局域网的全新感受。需求决定了市场的发展,很少见到哪种IT技术或是产品能够像它样有如此迅猛的增长势头,不受任何约束随时随地访问互联网不再是梦想,其中,WIFI发挥了至关重要的作用。WIFI代表了“无线保真”,指具有完全兼容性的802.11标准IEEE802.11b子集,它使用开放的2.4GHz直接序列扩频,最大数据传输速率为11Mbps,也可根据信号强弱把传输率调整为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps带宽。无需直线传播传输范围为室外最大300米,室内有障碍的情况下最大100米,是现在使用的最多的传输协议。

  ITAV通过WIFI技术的运用,将中控产品成功在智能家居中使用。与普通家居相比,智能家居不仅具有传统的居住功能,提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间,还由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具,提供全方位的信息交互功能,帮助家庭与外部保持信息交流畅通,优化人们的生活方式,帮助人们有效安排时间,增强家居生活的安全性,甚至为各种能源费用节约资金。 

  ITAV智能家居系统结合家中的安防、温湿度感应、智能家电等系统,就可以轻松地为您实现以往在科幻电影中才能看到的高智能全自动化的生活,真正给您一个五星级的家。智能家居需要能让用户更简便地来管理家庭设备,通过ITAV的WIFA触摸屏ITVF85来控制家用设备,免去了大量遥控器所带来的烦恼,更可以执行场景操作,使多个设备形成联动。同时通过ITAV的WIFI中控主机与触摸屏的双向通讯功能使家居内的各种设备相互间可以通讯,不需要用户指挥也能根据不同的状态互动运行,从而给用户带来最大程度的高效、便利、舒适与安全

关键字:WIFI技术  智能家居

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/wltx/2011/0410/article_5314.html
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