一些无线传输技术在智能家居场景中的应用
随着经济增长迅速，社会持续发展，智能家居的需求越来越旺盛。节能环保已经成为普遍趋势，使用新型节能LED照明设备、节能家电等越来越普遍。
当前经济迅猛增长，社会持续演进，人们对家庭智能化设备的需求愈发旺盛。与此同时，节能环保已成为普遍趋势，新型节能的LED照明设备、节能型家电，以及运用控制手段实现节能的方法，都获得了大众的普遍认可。如今的布线式照明控制方案，不仅线路铺设复杂，系统扩展能力也不够强，一旦要增添设备就必须重新铺设线路，整个系统的安装和调试费用也相当可观，因此无线通信技术已经成为了构建智能家居系统的最佳方案。近些年，无线传输方式进步显著，涵盖红外线、蓝牙、Zigbee、Insteon、WiFi等种类。这些技术各自具备独特的规范、性能和应用场景。本文旨在概述无线网络在家庭自动化领域的不同用途。
① ZigBee
当前市场较为常见的无线技术还包括ZigBee，该技术源自IEEE802.15.4无线标准，是一系列关于网络构建、安全防护和应用编程的通信方案，属于短距离、构造简单、能耗低、信息传输速度慢且费用经济的双向无线网络，其工作频段为全球通用的2.4GHz，同时规定了868Hz和915Hz两个频段的使用。ZeeBee技术有如下优点：
数据传输速度较慢，带宽仅限于10到250kbps之间，因此它主要适用于低速数据传送的场景。
运行时能量消耗少，经济性高：运作时间短暂，并且系统内嵌了节能状态，因此发送接收数据时能量消耗不大。ZigBee传输信息的速度慢，规则简明，这显著减少了经济开销。
ZigBee的承载能力很强，它能够构建星形、带状和网状三种网络形态，单个ZigBee网络最多可接入254个从节点，同时只允许有一个主节点，在特定空间范围内，最多可以并存100个ZigBee网络
延迟时间不长，一般介于15到30毫秒，所以对于需要高时效性的自动化控制行业，ZigBee展现出很强的实用性和普及前景
保护性强：ZigBee具备数据完整性验证和身份验证机制，加密方法运用了通用的AES-128，其128位的密钥长度确保了ZIGBEE信息传递的安全性。
作用距离有限：ZigBee的联络距离通常介于10米至75米，大致适合一般住宅或工作场所，确切联络距离会随实际输出能量的强弱以及各类不同使用方式而有所变动。
抗干扰性能出色：Zigbee收发模块采用2.4G直序扩频技术，与常规FSK、ASK及跳频数传电台相比，其抗干扰水平更优。
性能优越，ZIGBEE网络构建简便，具备自我修复功能，故而，在设备方面易于追加，能够方便地接入新设备。
ZigBee以IEEE802.15.4标准为基础，并制定了跨厂商通用的应用规范，属于经济实惠的无线传感器网络技术，遵循该规范，众多传感器节点能够彼此协作完成信息交互。ZigBee主要适用于距离短、耗电量小且传输速度要求不低的电子设备间通信，其主要应用方向包括：工业控制领域，医疗相关设备，家庭智能控制（如灯光开关、水电燃气计量及报警系统），消费电子产品遥控装置，以及电脑外设的无线连接等场景。
ZigBee技术具备很强的环境适应能力，因此在智能家居领域得到了广泛的应用。以Control4系统为例，它在发展迅速的物联网技术中同样应用广泛。考虑到智能家居的实际需求以及ZigBee技术的特性，这种技术是实现无线智能家居系统的理想选择。
② WiFi
无线技术中，WiFi的优势在于研发难度不大，产品造价不高。很多新创公司都选择WiFi来制作智能家居设备，不过它的不足之处也很突出。最主要的是，WiFi存在安全性能差的问题，同时无线连接的可靠性也不强，导致用户使用感受不佳。近期有外国媒体接连披露了美国贝尔金等企业智能家居设备被黑客轻易入侵的情况，中央电视台也近期报道了美国黑客展示了如何借助无人遥控飞行器，轻易获取开启WiFi功能的手机用户的所有信息。很难设想，倘若你的邻居能够轻易知晓你家所有情况，可以知道家中是否有人、是否在睡觉，甚至你正在观看什么影片他都了如指掌。
其次开元ky888棋牌官方版，WiFi的能耗比较大，这是一个明显的缺点，也限制了它在智能家居方面的推广。因为它的能耗高，所以不适用于像智能门锁、红外转发控制器、各类传感器这些设备。而智能门锁是智能家庭中非常重要的一个产品。另外，温湿度传感器、光照传感器、烟雾报警器等传感器也是智能家居系统中必不可少的组成部分。
再次，无线连接的覆盖范围有限，其延伸能力存在明显瓶颈。现阶段，无线局域网所能承载的终端设备通常不超过十六台，然而，在一般家庭环境中，各类控制开关、照明设备以及家用电器等智能终端的数量早已远远超过这个数值。由此可知开yun体育官网入口登录app，采用无线技术的智能家居解决方案在设备接入容量上存在显著局限，其后续发展潜力受到较大制约。
③ 315MHZ
依据全球通行的技术分类标准，无线传感器网络可分为五种类型，分别是无线广域网、无线城域网、无线局域网、无线个域网，以及低速率无线个域网。当前智能家居领域普遍采用低速无线个人区域网络，涵盖ZigBee、Insteon、Z-wave以及HomePlug等方案。无线电波在无线通信中发挥着作用，属于电磁频谱的组成部分，其中大部分无线频率在使用前都需要经过分配，有些频率被划入特殊许可的频段，比如用于军事或其他目的；而特定行业的公司，为了使用某些频率，必须支付相应的费用，并且对于一个国家或地区而言，这些许可通常具有针对性。有些频段无需申请便可自由运用，例如工业、科研或医疗领域专用的频段，这类频段的使用者必须遵守特定的管理规范，比如需要控制信号强度。当前全球普遍采用的频率为2.4GHz，而低于1GHz的频率则依据不同国家的法规有所差异，在美国及亚洲多数国家则普遍使用315MHz。
315兆赫无线智能家居系统在国内已获普遍采用，以霍尼韦尔Momas HRIS-1000产品为例，该系统无需大量铺设线缆，能够便捷操控照明与窗帘，亦可管理空调和地暖等装置，兼具防盗警报、情景设定及远程操作等性能。整个系统结构表明，所采用的无线技术有WI-FI，无线红外技术，该技术借助红外学习模块达成所需作用，还有315MHZ无线射频技术。
这种技术的基本原理需要做简要说明。红外线通信是一种通过红外线实现点对点短距离传输的技术，其显著优势在于：使用红外线传递信息，无需获取专用频段的授权；设备构造紧凑，耗电量小；由于采用点对点方式，信息传递受到的干扰较少，传输效率高，速度能够达到16Mbps。不过红外通信也存在一些不足之处：
· 受视距影响，其传输距离短;
· 要求通信设备的位置固定;
· 其点对点的传输连接，无法灵活的组成网络等。
然而，这些不足并未对无线红外技术的运用造成毁灭性影响，例如它已大量用于影音设备配置，最能发挥其优势的领域就是其最佳用途。
315兆赫的无线传输技术属于短距离、构造简单、能耗少、信息量小且费用低的无线联络手段。该技术长处在于部分设备无需重新铺设线路，借助点对点的无线传输方式，能够管理家用电器与照明设备，价格公道。这项技术特别适合已装修的家庭，无需事先铺设线路，不会影响家居原本的装饰效果，采用无线射频设备，能够将家中所有电器连接成系统，在这个系统中，用户可以自由操控，对每件设备都能进行管理，展现智能化的特点。当前系统内采用的无线通信协议是市面上最为常见且运用范围极广的技术规范，在HRIS-1000系统中的具体运用，是指借助便携式装置，比如平板电脑等，对系统执行相关设置和操作，达成预期的工作目标。
系统里三种无线技术互相配合，很有效地达到了家庭自动化的目的，比如红外发送装置借助无线电波同主机交换信息，再发出红外线去管理相关物件，这样这些物件就能按需安放在任何位置，接入电源即可运作。借助平板设备借助无线网络对系统实施设定，还可以运用配套软件对系统加以操控，操作方式十分多样，为客户使用提供了诸多方便。
无线电波能够穿透障碍物，无需任何阻挡。该系统在测试阶段信号传播距离能达到百米，并且电力消耗很小，覆盖区域宽广，所有位置都能正常使用。比如一个180平方米的房屋，室内长度有三十米，按照百米的传输能力来算，人在任何地方，所有控制设备都能接收来自遥控器的操作指令。每台遥控设备，各类开关，或调光装置都内置了无线射频的发送与接收装置，因此遥控设备能够直接向各个开关传递指令，用以操控预先设定的灯光配置，而无需铺设任何通信线路。但是室内三十米的远程操控能力已是无线射频技术的上限，信号穿越不同材料时损耗程度各异，一旦超出此范围，无线信号便容易遭遇同频的阻碍，这构成了无线射频技术最显著的不足之处。决定无线传输路程长短的因素涵盖设备对微弱信号的捕捉能力、发射装置的强度、天线设计，还有实际应用场景等诸多方面。要想让信号传输得更远，可以尝试以下几种方法，针对不同情况制定对策。根据理论分析，发射功率每提升6分贝，传输范围就能扩大一倍；发射频率若翻倍，传输距离会缩小一半，比如433兆赫的传输距离大约是868兆赫的两倍。现在，不少厂商都能提供专业仪器来检测信号强度，以配合现场调试工作。
④ 红外线技术
红外线会议系统目前被视为潜力巨大的创新会议系统类型，红外通讯技术具备以下特性：
它是一种全球通用无线传输方法，得到众多设备系统和应用软件的普遍采用，应用范围十分广泛，技术支持全面。
借助电脉冲与红外脉冲的相互转换，达成无线数据传输与接收的目的。
3.主要是用来取代点对点的线缆连接；
它不会穿透障碍物，可靠地维护了会议内容的安全和机密性，
5.安装方便快捷，成本低；
红外线技术存在一些使用上的约束条件。系统安装时，设备与红外信号收发装置之间的间隔一般不大，多在十米以下。同时，需要将设备放置在远离其他红外光辐射源的位置，例如日光照明设备、等离子显示器等，以防受到干扰。
⑤ Insteon
Insteon是一种构造简单、能耗轻微、信息传送速度缓慢、费用低廉的交互式通信方案，具备快速应答、部署方便、操作简便、经济稳固且与X10互通的优势，Insteon网络运行在131.65kHz的电网以及904MHz的开放频段上。家庭网络中若单独运用电网或开放频段，均会遭遇诸多挑战。单独运用无线传输时，无线装置易受其他设备影响，且无线讯号在家庭环境中表现显著的多径现象。借助电线传输则存在相位桥接和严重的电流杂音。为应对这些挑战，Insteon构建了融合电力线与无线技术的双介质网状网络，以此优化单一传输方式的缺陷，增强网络稳定性。
⑥ Z-Wave
Z-Wave是由Z-Wave联盟研发的一种无线通信技术，该技术利用射频实现传输，具有低成本和低功耗的特点，非常适合在无线传感器网络中使用，并且能够提供很高的通信可靠性。它的工作频段设定在908MHz的ISM频带，主要针对窄带宽的应用场景。Z-Wave构建的网络是一个对等式网络，其中不存在中心化的控制节点，网络中的各个节点地位相同，彼此之间直接进行通信。网络中的点可以随时进来和出去，而且任何一个点的出问题都不会让整个网络停摆，非常能扛揍。Z-Wave因为构造不复杂、费用不高、耗电少、工作稳当、保密性强还有网络好打理这些优点，在家庭自动化的市场上很容易就占据了位置。
根据前面提到的各项技术特性可以明白，当前没有任何一种技术可以称得上是毫无缺陷，然而多种无线技术在一个系统中结合使用，并且无线系统与有线系统相互配合，就能够发挥各自优势，规避不足，从而更加符合市场的需求。目前市场上广为流传的许多有线智能家居系统都配备了无线功能的接口，这让系统的扩展能力得到增强，例如可以通过红外线传输，或者利用无线射频传输等方式。无线系统在工程建设中无需铺设线路，对于后续改造工程而言，这是一个十分理想的选择，它简化了调试环节，也便利了后期的系统管理。在众多无线技术的实践过程中，只要能充分融合并彰显节能环保的原则，创造出多样化的应用方案，就一定能够赢得市场的青睐。当前市场上广受欢迎的EnOcean技术，便是这一点的典型印证。
⑦ EnOcean
EnOcean技术依靠微型能量转换装置实现无电池运行：包括线性运动转换装置、太阳能电池板以及热能温差转换装置，这些能量获取方式能够适应各种环境条件下的无线工作，EnOcean无线信号使用868MHz和315MHz频段，适合在世界上多数国家使用。电信号传输速度为125kb/s开yun体育app入口登录，传输周期极短，仅为1毫秒。另需注意，为防止电磁波传送时产生干扰，单个电码在半秒的传送时段中，要随机地重发三次，这三次信号使无线设备在空间内发生碰撞的几率变得非常低，这项技术也是其他无线方法难以企及的。
EnOcean无线无源传感器的探测距离在室外能够达到300米远，在室内则能覆盖30米左右的范围。每一个EnOcean传感器单元都配备有独一无二的32位识别编码，从而能够确保不会与其它无线设备产生信号干扰。采用这种能量自给无线传输方案，不同行业的公司机构在完成同等任务功能时，可以节省高达40%的能源消耗以及管理开支。
EnOcean技术当前在实际应用中存在两种情形，一种是单独使用，另一种是与有线系统整合应用，例如EIB/KNX、LON技术等，通过与有线系统的良好融合，使EnOcean技术获得了更强大的功能。高层建筑的管理系统在50至60层时，可能会配备成千上万的传感器装置，这些装置若以电池作为动力来源，电池的更换以及维护工作将构成相当大的难题，会使物业管理公司感到非常为难，而采用EnOcean技术则能够有效应对这一挑战。与ZigBee技术相比，EnOcean技术无需电池来提供能量，并且无线信号传输所消耗的电量仅是ZigBee的三十至一百分之一。
EnOcean技术未来将在无线家庭智能网络中扮演关键角色，目前众多企业正依托这项技术，创造出有益人类、环保节能的先进产品。当前世界经济状况不佳，新盖楼宇的数目或许会持续降低，不过对现有建筑进行必要的修缮和装饰，即便在困境中也要实施，此刻挑选无线网络的综合方案将会是一个很好的选择，它能够防止打孔穿墙，也不必思量如何布线，放置何种规格的电缆等等事务，并且让日后的检修工作更加便捷。可以确定的是无线网络整合方案能够让日常更加便捷，同时使体验更加多元和有趣。
⑧ 蓝牙技术Bluetooth
大家对蓝牙技术的熟知，恐怕要属手机上的蓝牙功能了。它的能量消耗和费用处于WiFi和Zigbee的中间位置，不过发送信息的范围是最小的，属于一种点对点、短途的联络手段，由于在便携式工具或小范围之间传递，因此蓝牙设备会带来一些比较个人化的使用感受，像是蓝牙耳机、蓝牙音箱、智能体重计等，因为它传递的范围不大，所以并不适合构成规模庞大的家庭网络。
