《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 模擬設(shè)計(jì) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 智能家居之無線射頻技術(shù)應(yīng)用
智能家居之無線射頻技術(shù)應(yīng)用
摘要: 無線射頻技術(shù)是一種近距離,、低復(fù)雜度、低功耗,、低數(shù)據(jù)速率,、低成本的無線通信技術(shù),。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是部分產(chǎn)品無需重新布線,,利用點(diǎn)對點(diǎn)的射頻技術(shù),,實(shí)現(xiàn)對家電和燈光的控制,,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。
Abstract:
Key words :

很多人們都很羨慕智能家居生活,,但是因?yàn)樽〉氖抢戏孔?,很多布線沒有考慮,,所以不知道該如何實(shí)現(xiàn)這種智能生活,。其實(shí)我們今天要談到的另外一種智能家居技術(shù)——家庭無線射頻技術(shù),應(yīng)該就是專為已裝修完成但未預(yù)先布線的房屋準(zhǔn)備的,。
無線射頻技術(shù)

無線射頻技術(shù)是一種近距離,、低復(fù)雜度、低功耗,、低數(shù)據(jù)速率,、低成本的無線通信技術(shù)。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是部分產(chǎn)品無需重新布線,,利用點(diǎn)對點(diǎn)的射頻技術(shù),,實(shí)現(xiàn)對家電和燈光的控制,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)和無線網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別,。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在沒有布線的情況下也可以搭建家庭局域網(wǎng)。而無線射頻技術(shù)也就是通過高頻的無線頻率(315或433.92MHz)點(diǎn)對點(diǎn)傳輸,,實(shí)現(xiàn)燈光,、窗簾、家電等的遙控功能,。這類技術(shù)對于已經(jīng)裝修好了的用戶非常適用,,無須預(yù)先布線,,不會(huì)破壞原有家居的美觀。

使用基于無線射頻技術(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,基于無線射頻技術(shù)的產(chǎn)品是能幫我們解決這些問題的,,但他們是如何實(shí)現(xiàn)的呢?

智能家居無線網(wǎng)絡(luò)主要包括了一個(gè)家庭網(wǎng)關(guān)以及若干個(gè)無線通訊子節(jié)點(diǎn),。在家庭網(wǎng)關(guān)上有一個(gè)無線發(fā)射模塊,每個(gè)子節(jié)點(diǎn)上都接有一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)接收模塊,,通過這些無線網(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。




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)可通過網(wǎng)絡(luò)或電話報(bào)警,;通過網(wǎng)關(guān)上的無線射頻模塊與網(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.無線射頻無線通訊子節(jié)點(diǎn)

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

●照明控制,,通過無線遙控開關(guān)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對燈光開關(guān)和調(diào)光的功能;

●電源控制,,通過無線遙控插座實(shí)現(xiàn)對電器的電源進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,;

●窗簾控制,通過無線窗簾控制器對電動(dòng)窗簾電機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,;

●家電控制,,通過無線紅外轉(zhuǎn)發(fā)模塊對紅外遙控家電進(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,。加上無線射頻耗電量低,覆蓋面廣,,無論走到任何角落,,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)長約30多米,,因此以100米的覆蓋范圍計(jì)算,用戶無論走到哪里,,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)是無線射頻技術(shù)的最大極限了,如果超過了這個(gè)距離,,無線信號(hào)易受同頻干擾,,且信號(hào)減弱,這也是無線射頻技術(shù)最大的一個(gè)缺陷,。

無線射頻控制方案

1.燈光控制

無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),命令通過無線電傳播,,而不是通過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)確無誤,。

2.無線智能插座

無線智能插座系列主要通過無線射頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)對非遙控電器(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,。它通過鎖定某個(gè)燈的開關(guān)以及燈光的明暗程度來達(dá)到某種特定的燈光環(huán)境,。比如:離家或睡覺時(shí)燈光的全閉、起夜環(huán)境,、娛樂環(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,還可以對家中的整個(gè)照明環(huán)境進(jìn)行場景控制,。

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學(xué)習(xí)的方式轉(zhuǎn)存下來從而替代原有的家電遙控器,。同時(shí)它本身還是無線遙控器,,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),、智能插座以及無線紅外轉(zhuǎn)發(fā)器等,。

信息家電控制器如何實(shí)現(xiàn)對空調(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單地學(xué)習(xí)空調(diào)遙控器上的幾個(gè)按鍵來實(shí)現(xiàn)對空調(diào)的完全控制,。用戶只能通過學(xué)習(xí)空調(diào)比較常用的工作狀態(tài)來達(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)通過撥打電話來控制家中的紅外電器(主要是空調(diào))和無線開關(guān),、插座,。可以通過接在電話控制器上的電話機(jī)直接進(jìn)行設(shè)置,,也可以通過打電話進(jìn)入設(shè)置,;通過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),。

下面我們通過一個(gè)實(shí)際的案例來看看完成一些智能方案需要哪些無線射頻產(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可視對講(可選)

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

C電話遠(yuǎn)程控制

智能網(wǎng)關(guān)嵌入電話語音模塊,通過用戶電話線路實(shí)現(xiàn)電話報(bào)警功能,;通過網(wǎng)關(guān)電話語音模塊可進(jìn)行遠(yuǎn)程布防等安全操作,;對家電、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

通過網(wǎng)絡(luò)對家居內(nèi)的家電,、燈光、插座,、安防探測器進(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家庭語音留言

錄制語音留言,。

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。
 

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),,未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載,。