浅谈无线通信技术在智能家居中的应用

林俊东

【摘 要】：在当下物联网和“互联网+”日渐火爆的市场上，智能家居也有了可以凭借的“东风”。智能家居成为物联网的重要组成部分，智能家居系统的构建也就成了当下很多人关注的热点。想要构建智能家居系统，涉及到相关的通信技术必不可少。今天要给大家介绍的就是实现智能家居的几种常用无线通信技术。

【关键词】 ：无线通信技术；智能家居；应用

【引言】：智能家居中有个轻家居的概念，它最明显的两个优势就是在易安装和易交互。无线通信技术的普及在这其中起到了很重要的推动作用。WiFi、Zigbee和蓝牙是当前连接智能家居产品和移动设备的主要手段。

1 理论概述

1.1 无线通信技术

无线通信（Wireless communication）是指利用电磁波信号可以在任意空间中传播并且进行信息交换的一种通信方式。GSM、Infrared（IR）、CDMA2000、Bluetooth、UMTS/3GPPw/HSDPA、RFID、ISM、ZigBee、WiMAX Wi-Fi和UWB等是目前主流的无线通信技术。各种各样的无线通信技术的适用频段、调制方式、最大作用距离、数据率和应用领域。数据率越高，作用距离就越短是以上几种无线通信技术的作用距离与数据率最明显的关系。

1.2 智能家居

智能家居（home automation， smart home）是指以住宅为平台，利用安全防范技术、网络通信技术、综合布线技术、音视频技术、自动控制技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的家庭日程事务与住宅设施的管理系统，提升家居舒适性、艺术性、安全性、便利性，并实现环保智能、节能的居住环境。

2.智能家居中的主流无线通信技术

2.1 WiFi

基于WiFi的智能家居产品最为常见，因为WiFi本身普及。对用户来说基于WiFi的智能家居组合最为省事，购买设备直接组网即可。WiFi的中文名叫做无线高保真，感受一下。在这两年主打感知和控制的智能家居单品出现以前，WiFi主要用在大数据流的传输（比如电视盒子、音箱）——因此它的优势就是传输速率快，缺点是成本和功耗都比较高。另外因为WiFi智能家居要求时时在线，在智能家居组网中WiFi对普通路由器的负载比较高，据几位业内朋友给到的数据一台普通家用路由的负载大概在8-10个设备，之后稳定性会出现变化。目前国内的WiFi智能家居产品有Broadlink、小K插座等等。

2.2 Zigbee

Zigbee的产品似乎比较少见，因为WiFi和蓝牙都随着移动设备的普及铺开了，Zigbee在这以前更偏向工业和工程应用。Zigbee的特点是低功耗、低成本、网络容量大，同时传输速率也比较低。一般地说Zigbee很少用在数据流传输，但放在智能家居传感和控制这样的碎片化信息传递上非常适宜。Zigbee的组网方式是WiFi连接移动设备，之后一枚WiFi转Zigbee中枢控制所有的Zigbee单品。普通家庭过往没有Zigbee的基础设施，所以对这类智能家居产品来说推广的难点就在于将Zigbee中枢推出去。好在Zigbee硬件在三者中是最廉价的。

2.3 蓝牙

蓝牙是一种点对点的通信方式，主要目的是服务移动设备。蓝牙的功耗以及成本都介于前两者之间，但传输距离最短。依附移动设备以及较短距离的传输也决定了蓝牙产品会提供一些比较私人化的体验，比如蓝牙防丢器、蓝牙音箱、智能秤。

2.4 Z-wave 技术

最初的时候，应用于智能家居的无线控制就是Zwave无线通信技术的技术设计初衷。与其他智能家庭无线通信技术相比，Z-wave 无线通信技术传输的数据量较小，传输频率低，保持在865.22-956MHz 之间，所以无论是价格还是传输距离都有很大的优势。由控制节点进行分配的獨立的网络地址存在于任意一个Z-wave 网络中，通信距离范围

之内的所有节点都可以被控制。设备完成后进入网内，用户可以使用全功能遥控器，在全触摸屏控制下使用辅助开关状态，对家中所有连接的智能家居进入网电控制。Z-wave 无线通信技术可以利用远程网络对家庭中的电气设备实现更有效的监控和管理。Z-wave 无线网络节点的无线节点不多，理论值为256，实际值可能只有150 左右，树网络结构的同时，一旦被顶坏的分支，所有的底部的设备可能就无法与网关进行通信。此外，Z-wave 无线通信技术无加密技术，安全性很低【1】。

3.无线通信技术在智能家居中的应用前景

自从Bluetooth出现以后，曾让工业控制、家用自动控制、玩具制造商等业者雀跃不已，但是Bluetooth的售价一直居高不下，影响了这些厂商的使用意愿。

ZigBee技术的应用前景非常看好。利用传感器和ZigBee网络可以实现医疗中的远程监测病人身体状况，家庭自动化中的照明设备、空调设备、门禁系统的远程控制，工业生产中的数据自动采集和处理，农业生产中的自动化、网络化和智能化地进行远程设备控制。而作为ZigBee物理层补充的802.15.4a，则把目光投向了精确定位及跟踪应用，如货物标签和跟踪，基于位置的库存控制管理等【2】。

高速UWB技术可以提供高达100Mbit/s以上的高速无线连接，可用在数字家庭网络中，在家用电器之间提供高速的视频业务传输，比如电视节目可以用电脑进行录制并后期处理，或者数码相机的图像资料可以在电视上播放；另外还可用在数字办公环境中，减少线缆布放的麻烦，提供高速数据传输。

我们有理由相信在不远的将来有越来越多的内置近距离无线通信功能的设备进入我们的生活，并将极大地改变我们的生活方式和体验。

结束语

随着经济的发展和科学技术的进步，人们对于家居的观念得到转变，家居不应该只是单纯满足自然需求，我们需要从家居中缓和紧张的生活压力，使内心获得一种满足感。通过智能家居控制系统来实现对智能家居的管理，我们需要从通信技术方面出发，提高家居和住户的交互能力，让家居生活更加智能化、网络化。

【参考文献】：

[1]郑世华.无线通信技术在智能家居中的应用[J].信息通信，2016，4（259）：160-161.

[2]张庆海.基于无线通信网络融合的智能家居系统研究 - 电视技术2013，37（4）