信息家电远程控制系统及其安全性的研究

张伶俐 胡负稷

摘要：目前家庭都是通过有线接入的方式将家电与互联网进行连接，从而实现远程控制，与无线控制相比，有线接入更加安全可靠，并且可以大大降低成本，帮助家电与外部保持信息交流通常，使得人们的生活更加优化方便，因此本文我们将针对于信息家电远程控制系统以及安全性提出以下探讨。

关键词：信息家电;远程控制系统;安全性研究

前言：现在科技进步也非常快，很多人也在家具上采用远程控制的操作，比如有些人在外地都可以知道家里边的哪些灯亮着，并且可以控制它的开关。那么要是智能遥控空调的研究也更加成熟，人们的生活被更加方便，本文研究的主要是以单片机为核心，把单片机、传感器、蓝牙和安卓系统一定到智能遥控空调的上面，根据环境的温度，从而实现自己控制的目的，并且单片机的价格是很便宜的，可靠性也比较高，要是应用到空调上面，不仅不会增加费用，还能更有利于适应现在的科技生活，因此这个研究是很有现实意义的。

一、信息家电的含义

其實信息家电远程控制设计能够实现的核心内容就是单片机和蓝牙模块，它是用来提高丰富的控制系统，这样可以满足人们的需求，从而提高人们生活的满意度，因为随着科学技术的发展，传统的一些手动开关肯定会被新的科技产品，也就是我们所说的远程控制所代替，并且现在市场上存在的一些开关已经不能满足人们的生活需求了，因为现在家电的产品越来越多，而传统的遥控器智能控制某一种电器，所以有时候堆积在一起，让人们很难去分辨每个遥控器对应的是哪个电器，所以智能遥控对所有家电都具有很大的意义。基于单片机和蓝牙控制的远程控制的研究，意味着人们的生活水平有了很大的提高，人们可以用自己的手机随时随地的对家里面的电器进行控制，不仅更加有效，还使得操作的便利性有了很大的提高。

二、信息家电远程控制系统的总体设计

（一）基于电力载波PLC通讯技术

在本文提到的PLC，也就是人们常说的电力线通信，它是一种可以通过电力线传输数据以及语音信号的一种通信方式，在目前的网络发展中应用非常广泛。这个技术的主要工作原理是把载有信息的高频信号加载到电流上方，然后利用电线进行传输，利用专门接收信息的调制解调器将高频信号从电流中分离出来，根据实际需要传输到计算机或者电话上面，从而实现信息传递。该技术最大的优点就是不需要重新排布线路，而是根据具体情况，在原有的电线上实现数据、语音以及视频等多个业务的承载。但是由于这种技术是根据欧美国家的线路排布设计的，所以在我国家电远程控制中，可能不是很合适，因为我国的电力网比较复杂，且所处的环境很恶劣，如果使用不当的话，会对电网产生干扰，所以我国很多地区禁止使用这种技术。

（二）基于蓝牙通讯技术

蓝牙其实是一种功耗很低的无线技术，它可以以一种无线的方式把手机、电脑和很多的数字信息连接起来，这样就可以使得很多设备同时共享信息，它的应用范围是十分广泛的，因为它是通过无线的方式来连接的，所以设备之间就不需要额外的设置和调试，而信息家电的设计正是以蓝牙的智能控制系统为基础的，也就是说你不需要携带专门的遥控器来控制，即使你在外地工作，也可以让你手机上面的蓝牙系统和家里边的家电设备进行连接，这样你就可以清楚地了解到现在家里边的家电是处于什么样的状态，并且可以使用蓝牙设备远程控制，并且和其他的通信技术相比的话，蓝牙技术是有很强的安全性和抗干扰能力的，所以在设计时不用过多担心。

（三）基于INTERNET技术的智能家居控制

随着科技的发展以及人们研究力度的加强，INTERNER技术越来越成熟，因此很多人将该技术应用到远程控制中。但是因特网并不是实时通信网，它在实际应用中存在“延时”问题，也就是说从信息发出到接收到信息之间还存在一定的时间间隔。因为因特网传输的是数字编码信号，所以中间有很多步骤，如果遇到网络拥挤的情况，就会出现随机时延的现象，严重的话还会导致信息丢失。还有一个十分明显的问题就是以因特网技术作为基础的远程控制系统的控制端以及被控制端之间很难同步，如果不解决这个问题的话，信息家电的控制系统将存在很大问题。

（四）基于IP电话

最开始人们使用的IP电话，只是计算机对计算机的语音传输技术，我们日常生活中使用到的很多软件都是通过IP电话实现设备功能的，比如说腾讯QQ等，虽然利用该设备可以实现远程通话以及视频等，但是由于PC机的体积比较大，并且价格高昂，导致它的应用范围十分受限，因此，美国的科技公司对该技术进行了改进，以一种以入嵌式IP电话为控制中心的智能家电网络接入因特网的方案，以接口的方式将不同家电串在一起，从而实现远程控制，为了对家电进行统一控制，可以将家电接口进行修改，并匹配合适的软件系统则可以完成远程控制。

三、信息家电远程控制系统安全机制

（一）远程控制系统的安全机制

在上文我们主要介绍了实现家电远程控制的系统设计技术，那么人们可能会疑惑？通过互联网的方式实现远程控制会不会造成信息泄露等安全问题呢？我们完全不需要担心这个问题，因为安全机制将在远程控制中发挥着重要作用。第一层安全保障就来源于系统的加密，人们在使用控制系统的时候需要输入密码或者是语音输入等方式与系统原始密码进行匹配，只有输入正确的密码才可以对家电进行控制，如果输入密码错误的次数过多，可能会被锁定，不允许操作者继续操作。需要第二层系统进行验证之后，操作者可以修改密码，避免密码在长期使用中被泄露，也起到了保护作用。

（二）蓝牙技术的安全机制

（1）     蓝牙协议结构

除了系统自身的加密措施之外，蓝牙技术也具有一定的安全机制，从而起到了双层保护的作用，使得远程操作的安全性大大增加。蓝牙技术是以无线局域网的标准技术作为工作基础的，协议结构主要包括核心部分、应用模型、和测试协议三个部分，它们都有着各自的作用，蓝牙系统的软件按照功能可以分为四个部分，信息家电远程操作中蓝牙技术都是严格按照技术标准完成的，并且每个步骤都需要有密码输入，确定是本人操作之后才能够进行下一个工作，尤其是用户数据包协议的应用，避免了用户信息被泄露、丢失的现象。

（2）     差错控制和安全机制

为了提高数据通信的可靠性，蓝牙系统的每个包都有包头检查来确保其完整性，一旦信息运输过程中发生了错误或者是技术故障，蓝牙技术都会通过自动申请重发方案进行再次传输。而差错控制的作用就是为了减少重发次数，提高数据的安全性以及准确性，但是存在的缺点就是，FEC纠错虽然能够避免数据错误，但是使得工作效率有所降低，好在FEC比较灵活，可以根据家电接口进行及时调整，并且蓝牙系统的每一个程序都有加密处理，通过多次的加密处理提高了系统的安全性。

四、总结

智能电器已经逐渐成为家居生活的一部分，并且蓝牙技术有很高的保密性，成本也不是很高，将远程控制技术应用在智能家电上边可以说是一种经济效益极高还能方便人们生活的设计，但是目前我们的重点应该是突破一些技术方面的问题，比如说当超过一定距离之后家电就没办法受远程控制，这些问题解决之后我们还可以加入一些语音控制，比如根据声音开启和关闭。通过本文介绍我们了解了远程控制系统中涉及的专业技术以及安全性，我相信，通过不断地研究，我国信息家电一定会取得更大的进展。

参考文献：

[1]   胡俊达，李祥来，赵佳，et al.家用电器远程智能控制系统的研究[D].曲阜师范大学.

[2]   王晓玲.远程智能家电控制系统的研究[D].河北工业大学.