智能家居之無(wú)線射頻技術(shù)應(yīng)用

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    無(wú)線射頻技術(shù)

    無(wú)線射頻技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無(wú)線通信技術(shù)。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是部分產(chǎn)品無(wú)需重新布線，利用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的射頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)家電和燈光的控制，安裝設(shè)置都比較方便，主要應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)對(duì)某些特定電器或燈光的控制，成本適中。這類系統(tǒng)功能比較弱，控制方式比較單一，且易受周圍無(wú)線設(shè)備環(huán)境特別是同頻及阻礙物干擾和屏蔽；較適用于新裝修戶和已裝修戶。

    這也就是我們家庭網(wǎng)絡(luò)中所提到的有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在沒(méi)有布線的情況下也可以搭建家庭局域網(wǎng)。而無(wú)線射頻技術(shù)也就是通過(guò)高頻的無(wú)線頻率（315或433.92MHz）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，實(shí)現(xiàn)燈光、窗簾、家電等的遙控功能。這類技術(shù)對(duì)于已經(jīng)裝修好了的用戶非常適用，無(wú)須預(yù)先布線，不會(huì)破壞原有家居的美觀。

    使用基于無(wú)線射頻技術(shù)的產(chǎn)品，就可以將家里所有的電器串成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，我們這里稱它為智能家居無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，我們可以隨意遙控，讓每個(gè)冷冰冰的電器都聽命于我們。

    如何讓家電聽命于我們？

    家里的電器設(shè)備很多，燈光、冰箱、空調(diào)、電腦、家庭影院……有些屬于本身就帶有遙控能力的，比如空調(diào)、電視機(jī)……有些是不具備遙控功能的，比如熱水器、微波爐、電飯煲、冰箱……而不同的遙控設(shè)備又帶有不同的遙控器，相互間又不能通用，于是家里光遙控器就有四五個(gè)。那么如何遙控不具備遙控功能的設(shè)備？以及如何讓一個(gè)遙控器實(shí)現(xiàn)多個(gè)遙控器的功能呢？從上面的介紹我們知道，基于無(wú)線射頻技術(shù)的產(chǎn)品是能幫我們解決這些問(wèn)題的，但他們是如何實(shí)現(xiàn)的呢?

    智能家居無(wú)線網(wǎng)絡(luò)主要包括了一個(gè)家庭網(wǎng)關(guān)以及若干個(gè)無(wú)線通訊子節(jié)點(diǎn)。在家庭網(wǎng)關(guān)上有一個(gè)無(wú)線發(fā)射模塊，每個(gè)子節(jié)點(diǎn)上都接有一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接收模塊，通過(guò)這些無(wú)線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊，數(shù)據(jù)就在網(wǎng)關(guān)和子節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行傳送。

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    1.家庭網(wǎng)關(guān)

    家庭智能網(wǎng)關(guān)就是家庭的一個(gè)智能化控制中心，帶有嵌入式處理器和Armlinux操作系統(tǒng)；具有可觸摸的TFT液晶顯示屏（5～10英寸）；有14路報(bào)警點(diǎn)輸入和2路報(bào)警控制輸出，發(fā)生警情時(shí)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或電話報(bào)警；通過(guò)網(wǎng)關(guān)上的無(wú)線射頻模塊與網(wǎng)絡(luò)中各子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)家電控制；內(nèi)置了Webserver，通過(guò)Web方式實(shí)現(xiàn)家電的遠(yuǎn)程控制。同時(shí)家庭網(wǎng)關(guān)還具有留影、留言、MP3MP4播放功能，可方便主人進(jìn)行溫馨留言等。

    2.無(wú)線射頻無(wú)線通訊子節(jié)點(diǎn)

    在不同的控制系統(tǒng)中，無(wú)線通訊子節(jié)點(diǎn)具有不同的功能：

    ●照明控制，通過(guò)無(wú)線遙控開關(guān)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光開關(guān)和調(diào)光的功能；

    ●電源控制，通過(guò)無(wú)線遙控插座實(shí)現(xiàn)對(duì)電器的電源進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；

    ●窗簾控制，通過(guò)無(wú)線窗簾控制器對(duì)電動(dòng)窗簾電機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；

    ●家電控制，通過(guò)無(wú)線紅外轉(zhuǎn)發(fā)模塊對(duì)紅外遙控家電進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；

    ●繼電器輸出控制，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)門窗、煤氣閥門等I/O控制。

    普通家用或商用接收器，通常使用紅外線(IF)，信號(hào)收發(fā)要求直線路徑，容易受外物遮擋。使用無(wú)線射頻技術(shù)，信號(hào)收發(fā)不受外物遮擋，凡在系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)，不論任何方位或角度，接收皆準(zhǔn)確可靠。此外，信號(hào)根據(jù)使用地區(qū)的不同，由315或434MHz無(wú)線頻率傳輸，穿墻越壁，不受任何外物遮擋。系統(tǒng)在開放環(huán)境中，覆蓋范圍可達(dá)100米。加上無(wú)線射頻耗電量低，覆蓋面廣，無(wú)論走到任何角落，操控都是最方便可靠、自由舒心的。

    以一所200平方米的住宅為例，室內(nèi)長(zhǎng)約30多米，因此以100米的覆蓋范圍計(jì)算，用戶無(wú)論走到哪里，各個(gè)開關(guān)都可接收遙控器的指令，燈光總能配合您的步伐。每個(gè)遙控器、開關(guān)或調(diào)光開關(guān)皆裝有無(wú)線射頻發(fā)送器或接收器，因此遙控器可直接向各開關(guān)發(fā)出指令，控制預(yù)設(shè)的燈光場(chǎng)合，而不需接通任何電線。但是室內(nèi)30m的遙控距離已經(jīng)是無(wú)線射頻技術(shù)的最大極限了，如果超過(guò)了這個(gè)距離，無(wú)線信號(hào)易受同頻干擾，且信號(hào)減弱，這也是無(wú)線射頻技術(shù)最大的一個(gè)缺陷。

    無(wú)線射頻控制方案

    1.燈光控制

    無(wú)線射頻燈光控制系統(tǒng)由智能面板開關(guān)和調(diào)光器組成，調(diào)光器用以發(fā)送和接收命令信號(hào)，命令通過(guò)無(wú)線電傳播，而不是通過(guò)家庭的電源線路傳輸。每個(gè)面板開關(guān)都備有一個(gè)不同的遙控識(shí)別代碼。這些代碼利用19位識(shí)別技術(shù)，使接收器能準(zhǔn)確辨別每個(gè)指令。即使鄰居同時(shí)使用，也絕對(duì)不會(huì)因其遙控器干擾而發(fā)生傳輸錯(cuò)誤。

    調(diào)光開關(guān)同樣內(nèi)置RF無(wú)線射頻發(fā)射器，能獨(dú)立于遙控器或移動(dòng)開關(guān)之外，控制落地?zé)艋蜃罒舻拈_關(guān)或隨意調(diào)節(jié)燈光亮度。調(diào)光開關(guān)的背面還配有夾子，可自由地夾在電線或其他顯眼處，不易遺失，靈活自在。減少干擾，傳送或接收指令更加準(zhǔn)確無(wú)誤。

    2.無(wú)線智能插座

    無(wú)線智能插座系列主要通過(guò)無(wú)線射頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)非遙控電器（如熱水器、電風(fēng)扇等）的電源遙控，不僅為這些電器增加了無(wú)線遙控的功能，而且還最大限度地節(jié)約能源，保障安全。    

    3.情景遙控模式

    情景模式就是一種可以通過(guò)預(yù)先設(shè)置，并可以還原的一種特定的燈光環(huán)境。它通過(guò)鎖定某個(gè)燈的開關(guān)以及燈光的明暗程度來(lái)達(dá)到某種特定的燈光環(huán)境。比如：離家或睡覺(jué)時(shí)燈光的全閉、起夜環(huán)境、娛樂(lè)環(huán)境等。情景遙控器不僅可以單獨(dú)控制某個(gè)開關(guān)和插座，還可以對(duì)家中的整個(gè)照明環(huán)境進(jìn)行場(chǎng)景控制。

    4.信息家電控制

    信息家電控制是一個(gè)整合了紅外控制和無(wú)線控制的多功能遙控系統(tǒng)。它可以控制多達(dá)五種紅外設(shè)備（如：電視機(jī)、空調(diào)、DVD、功放、窗簾等）和開關(guān)、插座等無(wú)線設(shè)備。信息家電控制系統(tǒng)主要由信息家電控制器和各種智能遙控開關(guān)組成。信息家電控制器可以把普通紅外電器的遙控器的編碼通過(guò)學(xué)習(xí)的方式轉(zhuǎn)存下來(lái)從而替代原有的家電遙控器。同時(shí)它本身還是無(wú)線遙控器，可以發(fā)射433.92MHz頻率的控制信號(hào)，所以它可以控制這個(gè)頻段的智能開關(guān)、智能插座以及無(wú)線紅外轉(zhuǎn)發(fā)器等。

    信息家電控制器如何實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)的遙控？

    空調(diào)的紅外編碼和其他家電的紅外編碼有很大區(qū)別，空調(diào)遙控器上每一個(gè)按鍵所對(duì)應(yīng)的紅外編碼不是固定的。比如按下溫度增加或減少的按鍵，它并不是簡(jiǎn)單地發(fā)送一個(gè)固定的溫度增加或減少的紅外編碼，而是向空調(diào)發(fā)送一個(gè)當(dāng)前工作狀態(tài)的編碼（這個(gè)編碼包含空調(diào)當(dāng)前是多少度？是制冷還是制熱？風(fēng)速是多少？風(fēng)向是什么角度？）。所以信息家電遙控器不能只是簡(jiǎn)單地學(xué)習(xí)空調(diào)遙控器上的幾個(gè)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)的完全控制。用戶只能通過(guò)學(xué)習(xí)空調(diào)比較常用的工作狀態(tài)來(lái)達(dá)到控制空調(diào)的目的。

    5.電話遠(yuǎn)程控制

    電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)通過(guò)撥打電話來(lái)控制家中的紅外電器（主要是空調(diào)）和無(wú)線開關(guān)、插座?？梢酝ㄟ^(guò)接在電話控制器上的電話機(jī)直接進(jìn)行設(shè)置，也可以通過(guò)打電話進(jìn)入設(shè)置；通過(guò)電話控制器可以控制客廳、書房和臥室等房間的燈光、插座和空調(diào)。

    下面我們通過(guò)一個(gè)實(shí)際的案例來(lái)看看完成一些智能方案需要哪些無(wú)線射頻產(chǎn)品。

    1.戶型

    三室兩廳：主臥、次臥、書房、客廳、餐廳。

    2.實(shí)現(xiàn)的功能

    家居智能家電、照明系統(tǒng)；遠(yuǎn)程智能控制家電系統(tǒng)（電話、網(wǎng)絡(luò)）；家庭安防系統(tǒng)；可視對(duì)講系統(tǒng)。

    3.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

    圖中最左邊兩條豎虛線表示紅外遙控信號(hào)；其它虛線表示射頻遙控信號(hào)；帶箭頭實(shí)黑線為安防信號(hào)；箭頭方向?yàn)樾盘?hào)傳遞方向。在這個(gè)圖中，我們主要關(guān)注家庭部分，小區(qū)部分為整體小區(qū)工程實(shí)施使用。

    4.使用到的產(chǎn)品

    ●智能網(wǎng)關(guān)

    A家庭安全防范功能

    提供14路有線防區(qū)接入，2路輸出；無(wú)線撤布防，緊急求助等功能；電話和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行布防，具有聯(lián)動(dòng)控制功能。    

    B可視對(duì)講（可選）

    通過(guò)與門口機(jī)的連接，實(shí)現(xiàn)用戶與訪客之間的視頻對(duì)講、開鎖。

    C電話遠(yuǎn)程控制

    智能網(wǎng)關(guān)嵌入電話語(yǔ)音模塊，通過(guò)用戶電話線路實(shí)現(xiàn)電話報(bào)警功能；通過(guò)網(wǎng)關(guān)電話語(yǔ)音模塊可進(jìn)行遠(yuǎn)程布防等安全操作；對(duì)家電、照明系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程電話控制。

    D網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制

    通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)家居內(nèi)的家電、燈光、插座、安防探測(cè)器進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制；家居內(nèi)安防系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程布撤防、消警、報(bào)警查詢等功能。

    E家庭語(yǔ)音留言

    錄制語(yǔ)音留言。

    F郵件服務(wù)

    電子郵件的收發(fā)功能。

    ●信息家電控制器

    實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部所有本地遙控操作，與智能插座、開關(guān)、DVD遙控器、電視遙控器，窗簾控制器等直接對(duì)碼實(shí)現(xiàn)控制。是真正意義上的多功能遙控器。

    ●其他遙控器

    包括情景遙控器、迷你型情景遙控器和增強(qiáng)型情景遙控器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光的單一控制和不同的情景組合控制。

    ●智能開關(guān)、插座

    與遙控器配合實(shí)現(xiàn)智能控制燈光的效果。