淺析WIFI技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用

　　隨著人們生活水平的提高，家，對(duì)大家來(lái)說(shuō)已經(jīng)不再是一個(gè)吃飯睡覺(jué)的生活場(chǎng)所，而是修身養(yǎng)性，提高個(gè)人品味，體驗(yàn)高科技給日常生活帶來(lái)的極品享受的場(chǎng)所，想象一下：您準(zhǔn)備欣賞電視節(jié)目，在您說(shuō)“看電視新聞聯(lián)播”這句話的時(shí)候，電視打開(kāi)了，頻道調(diào)整到中央一臺(tái)，窗簾拉上了，房間的光線逐漸調(diào)整到最適宜看電視的程度……或者，在您回家的路上，自動(dòng)為您提前打開(kāi)空調(diào)，調(diào)整室內(nèi)溫度到合適程度，接通通風(fēng)裝置，調(diào)節(jié)好室內(nèi)的光線，把您預(yù)先準(zhǔn)備好的食物用微波爐加熱。這樣，您一回來(lái)就可以享受到清新的空氣、舒適的環(huán)境，或許還有一杯熱茶。

　　這看起來(lái)就像科幻影片里描寫(xiě)的一樣，可是事實(shí)上，這樣的生活已經(jīng)近在咫尺。智能家居系統(tǒng)利用先進(jìn)的信號(hào)傳送和微處理器技術(shù)，來(lái)集成或控制家中的電子電器產(chǎn)品或系統(tǒng)，例如計(jì)算機(jī)、照明系統(tǒng)、廚房設(shè)備、保安系統(tǒng)、暖氣及冷氣系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、視頻及音響系統(tǒng)等，使家庭更為舒適、安全、高效和節(jié)能。一方面，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)參考來(lái)自各個(gè)傳感器中的信號(hào)做出相應(yīng)的一系列操作；另一方面主人可以通過(guò)鍵盤(pán)、觸摸屏、計(jì)算機(jī)、手機(jī)等人機(jī)接口來(lái)控制家中的電子電器產(chǎn)品。

　　數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化的智能家居系統(tǒng)可以對(duì)居室內(nèi)部安防、溫度、燈光實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一控制，同時(shí)具備免維護(hù)、模塊化、層次化特點(diǎn)。通過(guò)增加影音控制系統(tǒng)，還可以實(shí)現(xiàn)包括影音在內(nèi)的統(tǒng)一管理，并可使用搖控器控制?！?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/智能家居">智能家居”(SmartHome)，通俗地說(shuō)，它是融合了自動(dòng)化控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)于一體的網(wǎng)絡(luò)化智能化的家居控制系統(tǒng)。將家中的各種設(shè)備，如音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、窗簾控制、空調(diào)控制、安防系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)家電以及三表抄送等，通過(guò)家庭網(wǎng)絡(luò)連接到一起，給用戶帶來(lái)最大程度的高效、便利、舒適與安全。

　　未來(lái)智能家居的發(fā)展，已不再局限于控制家里的電器設(shè)備，更多的將是提供一種實(shí)時(shí)在線的服務(wù)，比如天氣預(yù)報(bào)，每天出行前的穿衣指數(shù)，在線訂餐訂票，等等。此時(shí)，我們的無(wú)線觸摸屏，將不再是一個(gè)簡(jiǎn)單的觸摸控制臺(tái)，而是一個(gè)集成了多種應(yīng)用程序的多媒體服務(wù)中心，既可以通過(guò)它來(lái)控制家中的電氣設(shè)備，還能以在線點(diǎn)播的方式選取背景音樂(lè)，為家庭影院點(diǎn)播精彩的大片，同時(shí)各種實(shí)時(shí)更新的生活信息還能大大方便家人的出行安排。當(dāng)您需要聚餐訂座位，需要出行訂機(jī)票，都可以方便的通過(guò)無(wú)線觸摸屏來(lái)完成。

　　為了滿足這種長(zhǎng)距離，大數(shù)據(jù)量傳輸且基于INTERNET應(yīng)用的要求，ITAV創(chuàng)新的將近年來(lái)興起的穩(wěn)定、環(huán)保、低輻射、高速率的無(wú)線WIFI技術(shù)引入到智能家居行業(yè)。那么，什么是無(wú)線WIFI呢？

　　WIFI技術(shù)簡(jiǎn)介

　　WIFI俗稱無(wú)線寬帶，全稱WirelessFidelity。它的最大優(yōu)點(diǎn)就是傳輸速度高，有效距離長(zhǎng)，兼容性強(qiáng)，具有國(guó)際先進(jìn)性的通訊方式。IEEE（美國(guó)電子和電氣工程師協(xié)會(huì)）802.11b無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)范是IEEE802.11網(wǎng)絡(luò)規(guī)范的變種，最高帶寬為11Mbps，在信號(hào)較弱或有干擾的情況下，帶寬可調(diào)整為5.5Mbps、2Mbps和1Mbps，帶寬的自動(dòng)調(diào)整，有效地保障了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。其主要特性為：速度快、可靠性高。在開(kāi)放性區(qū)域，通訊距離可達(dá)305米，在封閉性區(qū)域，通訊距離為76米到122米，方便與現(xiàn)有的有線以太網(wǎng)絡(luò)整合，組網(wǎng)的成本更低。

　　IEEE802.11第一個(gè)版本發(fā)表于1997年，其中定義了介質(zhì)訪問(wèn)接入控制層（MAC層）和物理層。物理層定義了工作在2.4GHz的ISM頻段上的兩種無(wú)線調(diào)頻方式和一種紅外傳輸?shù)姆绞剑倲?shù)據(jù)傳輸速率設(shè)計(jì)為2Mbit/s。兩個(gè)設(shè)備之間的通信可以自由直接（adhoc）的方式進(jìn)行，也可以在基站（BaseStation，BS）或者訪問(wèn)點(diǎn)（AccessPoint，AP）的協(xié)調(diào)下進(jìn)行。1999年加上了兩個(gè)補(bǔ)充版本：802.11a定義了一個(gè)在5GHzISM頻段上的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)54Mbit/s的物理層，802.11b定義了一個(gè)在2.4GHz的ISM頻段上但數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)11Mbit/s的物理層。

　　隨著無(wú)線產(chǎn)業(yè)從802.11g到下一代802.11n標(biāo)準(zhǔn)的演變，越來(lái)越多的產(chǎn)品開(kāi)始采用功能強(qiáng)大的802.11n技術(shù)，因?yàn)樗芴峁└旄煽康臒o(wú)線連接。802.11n平臺(tái)的速度比802.11g快7倍，比以太網(wǎng)快3倍。另外，它具有更大的覆蓋范圍，可以在整個(gè)家庭內(nèi)提供健壯的連接，即使是各個(gè)角落也游刃有余。由于它具有很大的帶寬，因此802.11n是首個(gè)能夠同時(shí)承載高清視頻、音頻和數(shù)據(jù)流的無(wú)線多媒體分發(fā)技術(shù)。而且802.11n產(chǎn)品還提供并發(fā)雙頻操作，因此能為寬帶多媒體應(yīng)用提供更多的信道容量。

　　WIFI最主要的優(yōu)勢(shì)在于不需要布線，可以不受布線條件的限制，因此非常適合移動(dòng)辦公用戶的需要，具有廣闊市場(chǎng)前景。目前它已經(jīng)從傳統(tǒng)的醫(yī)療保健、庫(kù)存控制和管理服務(wù)等特殊行業(yè)向更多行業(yè)拓展開(kāi)去，甚至開(kāi)始進(jìn)入家庭以及教育機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域。IEEE802.11規(guī)定的發(fā)射功率不可超過(guò)100毫瓦，實(shí)際發(fā)射功率約60～70毫瓦，這是一個(gè)什么樣的概念呢？手機(jī)的發(fā)射功率約為200毫瓦至1瓦間，手持式對(duì)講機(jī)高達(dá)5瓦，而且無(wú)線網(wǎng)絡(luò)使用方式并非像手機(jī)直接接觸人體，是絕對(duì)安全的。

　　一個(gè)WIFI聯(lián)接點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)成員和結(jié)構(gòu)
　　
　　站點(diǎn)(Station)，網(wǎng)絡(luò)最基本的組成部分。

　　基本服務(wù)單元(BasicServiceSet,BSS)，網(wǎng)絡(luò)最基本的服務(wù)單元。最簡(jiǎn)單的服務(wù)單元可以只由兩個(gè)站點(diǎn)組成，站點(diǎn)可以動(dòng)態(tài)的聯(lián)結(jié)(associate)到基本服務(wù)單元中。

　　分配系統(tǒng)(DistributionSystem,DS)。分配系統(tǒng)用于連接不同的基本服務(wù)單元。分配系統(tǒng)使用的媒介(Medium)邏輯上和基本服務(wù)單元使用的媒介是截然分開(kāi)的，盡管它們物理上可能會(huì)是同一個(gè)媒介，例如同一個(gè)無(wú)線頻段。

　　接入點(diǎn)(AcessPoint,AP)。接入點(diǎn)既有普通站點(diǎn)的身份，又有接入到分配系統(tǒng)的功能。

　　擴(kuò)展服務(wù)單元(ExtendedServiceSet,ESS)。由分配系統(tǒng)和基本服務(wù)單元組合而成。這種組合是邏輯上，并非物理上的，不同的基本服務(wù)單元物有可能在地理位置相去甚遠(yuǎn)，分配系統(tǒng)也可以使用各種各樣的技術(shù)。

　　關(guān)口(Portal)，也是一個(gè)邏輯成分。用于將無(wú)線局域網(wǎng)和有線局域網(wǎng)或其它網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來(lái)。

　　這兒有3種媒介，站點(diǎn)使用的無(wú)線的媒介，分配系統(tǒng)使用的媒介，以及和無(wú)線局域網(wǎng)集成一起的其它局域網(wǎng)使用的媒介。物理上它們可能互相重疊。

　　IEEE802.11只負(fù)責(zé)在站點(diǎn)使用的無(wú)線的媒介上的尋址(Addressing)，分配系統(tǒng)和其它局域網(wǎng)的尋址不屬無(wú)線局域網(wǎng)的范圍。

　　IEEE802.11沒(méi)有具體定義分配系統(tǒng)，只是定義了分配系統(tǒng)應(yīng)該提供的服務(wù)(Service)。整個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)定義了9種服務(wù)，5種服務(wù)屬于分配系統(tǒng)的任務(wù)，分別為：聯(lián)接(Association)、結(jié)束聯(lián)接(Diassociation)、分配(Distribution)、集成(Integration)、再聯(lián)接(Reassociation)。

　　4種服務(wù)屬于站點(diǎn)的任務(wù)，分別為：鑒權(quán)(Authentication)、結(jié)束鑒權(quán)(Deauthentication)、隱私(Privacy)、MAC數(shù)據(jù)傳輸(MSDUdelivery)。

　　WIFI是一種無(wú)線傳輸?shù)囊?guī)范，一般的，帶有這個(gè)標(biāo)志的產(chǎn)品表明了可以利用它們方便地組建一個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)。而無(wú)線局域網(wǎng)又有什么好處呢？很明顯——無(wú)須布線和使用相對(duì)自由是兩大優(yōu)點(diǎn)。

　　WIFI技術(shù)優(yōu)勢(shì)

　　目前，在家庭中應(yīng)用的無(wú)線技術(shù)主要可分為射頻技術(shù)、紅外技術(shù)、WIFI技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)和ZigBee技術(shù)，其中射頻技術(shù)已經(jīng)很成熟，它的成本低廉、穿透性較好，但抗干擾性差、安全性差，且目前絕大部分應(yīng)用只能單向通訊。紅外技術(shù)也比較成熟，但必須直線視距連接，限制太大，并不適合我們通常意義上的佳通網(wǎng)絡(luò)。ZigBee技術(shù)和藍(lán)牙技術(shù)都屬于IEEE802.15協(xié)議，在一定范圍內(nèi)有重疊，但其各自的技術(shù)特點(diǎn)決定了其應(yīng)用的側(cè)重點(diǎn)仍有不同，藍(lán)牙更適合于語(yǔ)音業(yè)務(wù)及需要更高數(shù)據(jù)量的業(yè)務(wù)，如移動(dòng)電話、耳機(jī)等等。ZigBee作為一種低功耗低數(shù)據(jù)速率、低成本的技術(shù)更適合于家庭自動(dòng)化、安全保障系統(tǒng)等等。但面對(duì)未來(lái)智能家居全面接入Internet，全面引入“云”服務(wù)概念的時(shí)代，ZigBee就難以滿足這些要求了，唯有當(dāng)前主流的WIFI技術(shù)以及更新的WIMAX技術(shù)能夠全面應(yīng)對(duì)家居控制和多媒體應(yīng)用及各種在線服務(wù)的要求。

　　如今許多消費(fèi)者擁有數(shù)字電影、電視片、音樂(lè)和照片庫(kù)，他們非常希望能夠從家庭中的任何地方通過(guò)無(wú)線設(shè)備訪問(wèn)這些媒體內(nèi)容。802.11n不僅支持多個(gè)并發(fā)用戶和設(shè)備，而且它的超強(qiáng)功能可保證服務(wù)質(zhì)量，確保家庭中所有設(shè)備提供更佳用戶體驗(yàn)，同時(shí)提供智能的內(nèi)容管理和發(fā)布。

　　新一代的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，將以無(wú)須布線和使用相對(duì)自由，建立起人們對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)的全新感受。需求決定了市場(chǎng)的發(fā)展，很少見(jiàn)到哪種IT技術(shù)或是產(chǎn)品能夠像它樣有如此迅猛的增長(zhǎng)勢(shì)頭，不受任何約束隨時(shí)隨地訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)不再是夢(mèng)想，其中，WIFI發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。WIFI代表了“無(wú)線保真”，指具有完全兼容性的802.11標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11b子集，它使用開(kāi)放的2.4GHz直接序列擴(kuò)頻，最大數(shù)據(jù)傳輸速率為11Mbps，也可根據(jù)信號(hào)強(qiáng)弱把傳輸率調(diào)整為5.5Mbps、2Mbps和1Mbps帶寬。無(wú)需直線傳播傳輸范圍為室外最大300米，室內(nèi)有障礙的情況下最大100米，是現(xiàn)在使用的最多的傳輸協(xié)議。

　　ITAV通過(guò)WIFI技術(shù)的運(yùn)用，將中控產(chǎn)品成功在智能家居中使用。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間，還由原來(lái)的被動(dòng)靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇?dòng)智慧的工具，提供全方位的信息交互功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時(shí)間，增強(qiáng)家居生活的安全性，甚至為各種能源費(fèi)用節(jié)約資金。

　　ITAV智能家居系統(tǒng)結(jié)合家中的安防、溫濕度感應(yīng)、智能家電等系統(tǒng)，就可以輕松地為您實(shí)現(xiàn)以往在科幻電影中才能看到的高智能全自動(dòng)化的生活，真正給您一個(gè)五星級(jí)的家。智能家居需要能讓用戶更簡(jiǎn)便地來(lái)管理家庭設(shè)備，通過(guò)ITAV的WIFA觸摸屏ITVF85來(lái)控制家用設(shè)備，免去了大量遙控器所帶來(lái)的煩惱，更可以執(zhí)行場(chǎng)景操作，使多個(gè)設(shè)備形成聯(lián)動(dòng)。同時(shí)通過(guò)ITAV的WIFI中控主機(jī)與觸摸屏的雙向通訊功能使家居內(nèi)的各種設(shè)備相互間可以通訊，不需要用戶指揮也能根據(jù)不同的狀態(tài)互動(dòng)運(yùn)行，從而給用戶帶來(lái)最大程度的高效、便利、舒適與安全