前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了智能家居無線通信技術(shù)研究范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提高，對生活舒適性的要求也在不斷提升，在通信與網(wǎng)絡技術(shù)越來越成熟的背景下，智能家居的發(fā)展已經(jīng)成為必然。作為智能家居中的技術(shù)引領(lǐng)者，無線通信技術(shù)借助無線網(wǎng)絡進行家居操控，憑借自身特點促進了智能家居產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：無線通信；智能家居；應用

0引言

當今時代是物聯(lián)網(wǎng)的時代，人們跟家居設備的互動將會越來越準確便捷，智能家居的一個巨大飛躍發(fā)展就是從有線網(wǎng)絡到無線通信。在智能家居中，無線通信技術(shù)的應用不僅在第一個環(huán)節(jié)改變了家庭應用的方式，在安裝過程中避免了開墻孔，很大的程度上簡化了產(chǎn)品設備的調(diào)度方式。智能家居系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性直接受到無線通信技術(shù)優(yōu)劣的影響。就目前來說，在智能家居的無線通信技術(shù)運用中WiFi、Z-Wave、藍牙(Bluetooth)、ZigBee、無線射頻等五種技術(shù)比較常見。下面把這5種技術(shù)優(yōu)缺點和用途進行介紹。

1理論概述

1.1無線通信技術(shù)無線通信(Wirelesscommunication)是指利用電磁波信號可以在任意空間中傳播并且進行信息交換的一種通信方式。GSM、Infrared(IR)、CDMA2000、Bluetooth、UMTS/3GPPw/HSDPA、RFID、ISM、ZigBee、WiMAXWi-Fi和UWB等是目前主流的無線通信技術(shù)。各種各樣的無線通信技術(shù)的適用頻段、調(diào)制方式、最大作用距離、數(shù)據(jù)率和應用領(lǐng)域。數(shù)據(jù)率越高,作用距離就越短是以上幾種無線通信技術(shù)的作用距離與數(shù)據(jù)率最明顯的關(guān)系。1.2智能家居智能家居(homeautomation,smarthome)是指以住宅為平臺，利用安全防范技術(shù)、網(wǎng)絡通信技術(shù)、綜合布線技術(shù)、音視頻技術(shù)、自動控制技術(shù)將家居生活有關(guān)的設施集成，構(gòu)建高效的家庭日程事務與住宅設施的管理系統(tǒng)，提升家居舒適性、藝術(shù)性、安全性、便利性，并實現(xiàn)環(huán)保智能、節(jié)能的居住環(huán)境。

2主流無線通信技術(shù)在智能家居中應用的優(yōu)缺點

2.1WiFi技術(shù)

優(yōu)點：WiFi技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應用在我們的日常生活中，它有著較高的傳輸速率，可以在射頻技術(shù)指導下實現(xiàn)個人電腦或者手機等終端設備無線方式的有效連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的高效傳輸。基于WiFi技術(shù)的智能家居產(chǎn)品是很常見的，其優(yōu)勢在于傳輸速率快，且產(chǎn)品成本低，在生活使用中最為流行。而且，對于用戶來說，最方便的智能家居組合就是基于WiFi技術(shù)，它可以直接購買設備聯(lián)網(wǎng)。WiFi是一種以太網(wǎng)無線擴展，成本較低；它有著更高的傳輸速度，可以達到54Mbps；傳輸速度很快，甚至可以達到11Mbps。缺點：無線穩(wěn)定性弱、安全性非常低是WiFi技術(shù)最大的問題；其次，相對較高的功耗也是被廣為詬病的缺點；最后，就目前的技術(shù)來看，16個設備已經(jīng)是WiFi網(wǎng)絡的實際規(guī)模的極限，組網(wǎng)能力不高，而實際智能家居系統(tǒng)中的設備遠遠多于16個，顯然生長空間受到了一定的限制。

2.2Z-wave技術(shù)

優(yōu)點：最初的時候，應用于智能家居的無線控制就是Z-wave無線通信技術(shù)的技術(shù)設計初衷。與其他智能家庭無線通信技術(shù)相比，Z-wave無線通信技術(shù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較小，傳輸頻率低，保持在865.22-956MHz之間，所以無論是價格還是傳輸距離都有很大的優(yōu)勢。由控制節(jié)點進行分配的獨立的網(wǎng)絡地址存在于任意一個Z-wave網(wǎng)絡中，通信距離范圍之內(nèi)的所有節(jié)點都可以被控制。設備完成后進入網(wǎng)內(nèi)，用戶可以使用全功能遙控器，在全觸摸屏控制下使用輔助開關(guān)狀態(tài)，對家中所有連接的智能家居進入網(wǎng)電控制。Z-wave無線通信技術(shù)可以利用遠程網(wǎng)絡對家庭中的電氣設備實現(xiàn)更有效的監(jiān)控和管理。缺點：Z-wave無線網(wǎng)絡節(jié)點的無線節(jié)點不多，理論值為256，實際值可能只有150左右，樹網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的同時，一旦被頂壞的分支，所有的底部的設備可能就無法與網(wǎng)關(guān)進行通信。此外，Z-wave無線通信技術(shù)無加密技術(shù)，安全性很低。

2.3藍牙技術(shù)

優(yōu)點：藍牙通信技術(shù)作為一種典型的快速跳頻短包技術(shù)和分布式網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，可以輕松實現(xiàn)一對多，點對點的通信連接，在一個2.4GH帶的環(huán)境中工作，常規(guī)建立數(shù)據(jù)傳輸率為1Mhps。現(xiàn)在在智能家居中藍牙技術(shù)的作用主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面，通過藍牙技術(shù)監(jiān)控用戶家中的各種情況，這一監(jiān)測涉及兩部分，一是監(jiān)測家庭環(huán)境，利用遠程對用戶家庭實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)陽光，濕度和溫度等，建立舒適的生活環(huán)境。二是監(jiān)測能源，在這種情況下，具體的能源是指用戶的水電，暖氣、煤氣等，監(jiān)測家庭能源開關(guān)，消除安全隱患；另一方面，藍牙技術(shù)可以實現(xiàn)自動計費服務。藍牙無線通信技術(shù)對用戶家庭電表、水表和煤氣表等充電設備的流量進行精度監(jiān)控，并計算出成本消耗。缺點：由于傳輸距離太短，所以組建龐大的家庭網(wǎng)絡對于藍牙技術(shù)來說并不適用，在智能家居的應用中有很明顯的限制。

2.4ZigBee技術(shù)

優(yōu)點：ZigBee技術(shù)在智能家居無線通信技術(shù)中是最常見的，它的性質(zhì)是一個短距離的雙向無線通信技術(shù)，具有高容量和低投資、低損耗等明顯的優(yōu)點，并具有自恢復和自組織網(wǎng)絡的功能。由于獨特的技術(shù)設計，ZigBee技術(shù)擁有較高的安全性：使用了比銀行卡加密系統(tǒng)嚴格12倍的AES（高級）加密系統(tǒng)，；其次，采用蜂窩結(jié)構(gòu)的ZigBee網(wǎng)絡，每個設備可以通過多個方向與網(wǎng)關(guān)通信，保證網(wǎng)絡的穩(wěn)定性；每個裝置還具有無線信號中繼功能，可以中繼傳輸?shù)綗o線通信信息到1000米遠的距離。此外，65300的網(wǎng)絡節(jié)點容量理論，可以滿足家庭網(wǎng)絡覆蓋的需求，甚至只需要一個主機就可以實現(xiàn)智能大廈、智能小區(qū)等的普遍覆蓋；最后，ZigBee具備雙向通信能力，不僅可以發(fā)送命令到設備，該設備還可以把正在進行的狀態(tài)和相關(guān)數(shù)據(jù)反饋回來。此外，ZigBee采用低功耗設計，可以使用全電池供電，理論上來說，電池的電量足夠使用2年以上。缺點：ZigBee技術(shù)研發(fā)和應用門檻較高，開發(fā)難度大，沒有技術(shù)實力的企業(yè)無法涉足，國外的智能家居系統(tǒng)都是在運用這個技術(shù)，目前國內(nèi)只有海爾、小米、紫光物聯(lián)、深圳聰明屋等少數(shù)企業(yè)把此技術(shù)運用到了智能家居。

2.5無線射頻技術(shù)

優(yōu)點：無線射頻技術(shù)是一種自動識別技術(shù)，基本系統(tǒng)主要包含衛(wèi)星天線、電子標簽、閱讀器三大部分。電子標簽上有可以被唯一識別的電子編碼。閱讀器通過無線射頻的照射獲取電子標簽的電子編碼，并進行識別。衛(wèi)星天線就是收發(fā)無線射頻的媒介，負責電子標簽與閱讀器之間的“交流”。無線射頻技術(shù)是一種近距離的無線通信技術(shù)，具有低成本、低數(shù)據(jù)速率、低功耗、低復雜度的特點。這種技術(shù)應用于智能家居的的優(yōu)點是，利用點對點的射頻技術(shù)，實現(xiàn)對家電和燈光的控制，使一部分家居產(chǎn)品無需重新布線，設置安裝都很便捷，主要應用于實現(xiàn)對特定電器或燈光的控制，成本較低。缺點：無線射頻技術(shù)的遙控距離一旦超過一定范圍，無線信號就會因為同頻信號的干擾而變?nèi)?。在智能家居的應用中，無線射頻技術(shù)的極限距離是30米（室內(nèi)），如果超過了這個距離，無線信號會減弱，同時易受同頻干擾，是無線射頻技術(shù)最明顯的缺點。另外，無線射頻技術(shù)裝置的家居系統(tǒng)功能比較弱，控制方式比較單一，受環(huán)境制約明顯，只適用于新裝修戶和已裝修戶。

3結(jié)語

在通信技術(shù)以及網(wǎng)絡技術(shù)飛速發(fā)展的今天，萬物互聯(lián)是必然趨勢，在未來，人與人、人與物、物與物都會無處不在的互聯(lián)，任何人、任何物、任何時間、任何地點永遠在線，隨時互動。物聯(lián)網(wǎng)時代的智能家居系統(tǒng)必須具備互聯(lián)互通，單純的遠程控制一下燈光和電器已經(jīng)不能稱為實質(zhì)意義上的智能家居了，那樣只能叫做遙控。智能產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的今天，在智能家居中如何更有效地發(fā)揮無線通信的優(yōu)勢是智能家居研究的重點。

參考文獻：

[1]蔣波.基于ARM與Zigbee技術(shù)的嵌入式智能家居系統(tǒng)設計[D].廣東工業(yè)大學,2014

[2]孫永堅.基于無線傳感器網(wǎng)絡的智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)研究與設計[D].吉林大學,2014

[3]徐振福.ZigBee技術(shù)在智能家居系統(tǒng)中的應用研究[D].中國科學院大學（工程管理與信息技術(shù)學院,2014

[4]楊長龍.基于藍牙技術(shù)的智能家居控制器的研究與設計[D].北京工業(yè)大學,2013

[5]張小威.ZigBee電路設計及在智能家居中的應用[D].南京郵電大學,2013

[6]魏艷偉.基于傳感網(wǎng)的智能家居技術(shù)研究[D].北京理工大學,2015

作者：鄭世華 單位：福建水利電力職業(yè)技術(shù)學院