几种常见无线技术在智能家居中的应用分析

张洪涛

摘要：无线家居设备的发展为广大用户提供了高端的居住体验，满足了用户在家居管理、安全把控、智能调节等方面的需求。本文以智能家居为切入点，分析智能家居的概念及发展情况，对无线技术智能家居的大致情况及优势进行简要说明，并结合现阶段较为常用的几种无线技术，具体论述无线技术在智能家居中的应用情况。

关键词：无线技术;智能家居;应用分析

中图分类号： TP311        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）01-0069-02

Abstract： The development of wireless home equipment provides high-end living experience for the majority of users， and satisfies users' needs in home management， security control， intelligent regulation and other aspects. This paper takes the smart home as the entry point， analyzes the concept and development of the smart home， briefly explains the general situation and advantages of the wireless technology smart home， and discusses the application of wireless technology in the smart home in detail by combining with several commonly used wireless technologies at the present stage.

Key words： wireless technology; smart home; application analysis

近年來，无线技术飞速发展，其凭借着方便、易于管理、灵活等优势在多领域中被广泛应用。随着无线技术逐渐进入家居领域，智能家居的概念逐渐被凸显出来，极大地提升了人们生活的便捷性。智能家居的设计初衷在考虑用户舒适体验的前提下，注重了对于能源的节约和对用户健康安全的保障。在我国，蓝牙技术、Wi-Fi技术、ZigBee技术等已逐渐应用于智能家居领域中，部分技术应用已经相对成熟，其他新兴的无线技术开发也在有条不紊地进行之中。

1 智能家居的概述

智能家居是一种基于物联网技术，以提高用户居住体验、增强住宅安全性能为目的，通过控制系统及各种家居终端设备共同配合实现的新型家居模式。智能家居以家庭房屋为基础，采取了计算机、控制、通信等领域的高端技术，对家庭中各种家居设备进行管理及信息反馈，实现了家庭管理的统一化、自动化、个性化、智能化和安全化。与此同时，智能家居对于技术基础的要求较高，需要云计算、物联网、人工智能三方面达到一定的技术高度，才能实现不同智能家居设备之间的相互联通。可以说，智能家居是多学科、多领域共同发展的新兴产物。

2 无线智能家居的特点及优势

无限智能家居凭借其布线少、管理集中、简便智能等特点，逐步取代了有线智能家居的地位。在无线智能家居的控制中，一个简单的控制设备就可完成对照明装置、取暖设备、厨房电器、安全设备等多种无线终端设施的管控，大大减轻了用户的使用难度及复杂程度，提升了用户体验。与此同时，智能家居的安全性能突出，攻破难度大，极大程度地降低了家庭安全隐患。无限智能家居还可通过远程信息反馈等方式，满足用户时刻关注家庭动态的要求，增加了家庭安全保障。

3 无线技术在智能家居中的应用范围

3.1 蓝牙技术的应用领域

蓝牙技术是一种能够实现一定距离内的小范围设备终端通信技术，其成本低、操作简单、传输速度快，较易被人们接受。在智能家居领域中，蓝牙技术可在一定距离范围内实现家居设备终端的连接，满足智能家居设备之间点对点甚至点对多点的连接需求。蓝牙技术信号的覆盖面积有一定范围，多在10厘米至10米之间，通过设备升级也可达到更大的信号覆盖范围，具有较大的利用价值。随着技术发展，Wibre技术逐渐成熟，这种传输技术可降低蓝牙4.0的功耗，实现了技术革新。

随着智能家居的逐渐发展，单纯带给人们舒适的生活环境已经无法满足人们的需要，越来越多的人开始注重其安全性能。因此，一系列安全防护设备应运而生，如电子门禁、防盗监控、电子警报、对讲设备等[1]。蓝牙技术可将以上安全防护设备进行网络连接，并及时向人们发起警报信号。蓝牙控制下的安全防护系统可基本实现自主安全管理，如自动进行身份识别、恐吓不明闯入者、记录证据视频、监控安全状态等。

蓝牙技术可在多方面实现家居管理，一般人们认为，蓝牙技术的应用只局限于对于家居产品的控制，如通过终端控制空调、电视等家电设备，其实，蓝牙的家居管理范围并不局限于此。蓝牙技术可自动识别家中情况，并根据情况合理控制家中水、电等开关，既节约资源，又可杜绝一定的安全隐患。其次，蓝牙技术也可应用在家庭资源应用计费方面，在水、电、煤气等计费设备上安装蓝牙装置，配合远程计数，可减少不必要的线路连接，降低设备的损坏率[2]。随着技术的发展，蓝牙在家居管理领域的应用也会逐渐广泛。

蓝牙技术在环境管控领域中也可以发挥重要的作用。随着生活水平的提高，人们对家居环境温度、湿度的舒适程度更为重视。蓝牙设备可将采集的相关环境数据及时上传至环境控制系统，通过调节将环境控制在舒适程度之内。此外，蓝牙技术还可完成空气质量数据的传输，及时监控对人体产生危害的空气质量，并启动空气净化设备。

3.2 Wi-Fi技术的应用领域

与蓝牙技术不同，Wi-Fi技术具有传输距离较长、覆蓋面较大、数据传输速率高的特点。一般的Wi-Fi设备安装较为简单，人们可在家中自行组建，省去了企业安装并定期检修线路的步骤。其次，Wi-Fi技术发射功率较低，可保证人身健康不被干扰[3]。Wi-Fi技术在智能家居中的应用领域也较为广泛。

Wi-Fi技术实现了小区内各方面信息的高效传输，省去了人工传递信息的人力物力资源。用户可通过终端设备实时了解小区内的各种公告，并了解自家的水、电等资源是否欠费以及小区动向等，实现了信息的智能化管理。

Wi-Fi技术在家庭安全管理方面应用广泛，如网络视频对讲、警报信号、家庭监控等。网络视频对讲可在用户不在家中的情况下通过终端与来访者完成线上交流，用户可在远程控制门锁，保证家庭安全。当家中遭遇入侵时，Wi-Fi技术可及时准确地向用户传递警报信息，用户可第一时间通过终端对这一情况进行处理。必要时，Wi-Fi技术可直接与警方联系，并将视频记录以证据的方式提交警方，尽可能保护家庭财产安全。Wi-Fi技术在家庭远程监控方面也有一定作用，用户可通过终端查看家中的煤气、水电等是否关好，并进行远程操作。另外，针对火灾、漏电、煤气泄漏等情况，Wi-Fi技术也可第一时间告知用户，最大限度地保障了房屋及家庭成员的安全。

此外，Wi-Fi技术还可实现智能识别功能，将红外人体感应模块与Wi-Fi相结合，可智能识别家庭环境，从而决定是否供电。一些技术设计已经可以做到在人离开房间10分钟后准时自动关闭家中电源，极大程度地节约了能源。随着技术的进步，基于Wi-Fi技术的各项智能开关也逐渐应用于智能家居中，智能开关采用智能识别功能，对人的行为活动及环境变化等进行识别及分析，并由此操控家居设备，让人们享受到家居生活的便利。

3.3 ZigBee技术的应用领域

ZigBee技术兴起后，就得到了相关人士的高度重视，发展迅速。ZigBee技术凭借自身安全性强的突出优势在智能家居中应用前景巨大，在家居控制、安全防护、资源管理、危险警报等领域都取得了一定成绩。与Wi-Fi技术和蓝牙技术不同，ZigBee技术具有特殊的安全处理方式，同时应用跳频、扩频技术可抵抗外界侵入的干扰[4] 。与Wi-Fi技术相比，ZigBee技术的成本更低;与蓝牙技术相比，ZigBee技术的终端连接数量更多。ZigBee技术现多被应用于智能家居的控制等领域。

ZigBee技术通过建立整体性ARM，可对不同的家居设备进行统一的智能管控，且控制方法包括遥控器控制、声音控制等多种形式[5] 。用户可通过遥控终端对空调的温度范围进行设置，对微波炉、电烤箱等电器的开关进行控制，也可对电灯、窗帘等进行智能控制，操作步骤简单，极大地方便了用户。声音控制可进一步提升用户的应用体验，如声音控制电视机的开关及更换频道，声音控制热水器的加热等。随着ZigBee技术在智能家居领域的逐渐成熟，其设计理念使家居控制更加具体和细化，更加贴合人们的需求。如灯光可通过光敏传感器进行控制，可通过时间、用户状态等自动切换光照类型及光照时长，甚至可做到根据用户的不同情绪及精神状态进行光照的调整[6] 。

ZigBee无线技术的穿透力相比其他技术更强，对于墙壁等坚实结构也可进行突破，可有效解决信息传输受阻、传输过程易被干扰等问题。ZigBee无线技术可通过Mesh-network网状网络将信号稳定控制在房间之中，省去了电缆的设置，避免了一定的布线环节。

3.4 Z-Wave路由技术的应用领域

Z-Wave技术是近年来兴起的无线通信技术，因其成本较低、功耗较低、安全性能强，而具备广泛的应用前景。Z-Wave信号的覆盖范围在室内室外有所不同，室内平均30m左右，室外可超过100m，其设备功耗、设备成本与信号覆盖距离成正比。相比于其他技术，Z-Wave技术的功耗和成本相对较低，适合于智能家居的应用。

Z-Wave技术可将独立的智能家居设备连接入智能网络，通常用于智能家居的控制和监控领域，例如房屋照明控制、家电控制、设备接入控制等。Z-Wave技术以传输小数据为主，其传输速率约40kb/s，即可满足信息传输速率及距离的需求，又可节约功耗。智能家居网络连接后，用户可通过遥控装置或控制屏幕随时关注家居设备的使用情况及当前状态，并可对其进行控制。与此同时，Z-Wave技术在家居监控中可起到一定作用，如智能抄表、防盗及火灾监控等。

4 结束语

随着我国科技的不断发展，无线智能家居在用户体验、安全性能等方面也会逐步提高，更加满足人们的需求。近年来，人们对智能家居的理解逐渐深入，智能家居对人们生活的改善也逐渐刷新了人们对智能领域的认知。更多高端的技术产品甚至远远超出了人们的想象，智能小区、智能管家等理念也逐渐深入人心。相信在巨大市场前景下，我国无线智能家居发展能够打破现有束缚，为人们创造出更加便捷、更加舒适的生活环境，提升用户的生活质量。

参考文献：

[1] 李东.基于蓝牙技术的智能家居研究[J].现代信息科技，2019（13）：71-72，75.

[2] 黄利红.蓝牙技术在智能家居控制系统中的运用[J].数字技术与应用，2020（1）：71-72.

[3] 刘婷婷，吴晴.基于WiFi的物联网智能家居系统的设计研究[J].信息与电脑（理论版），2019（11）：203-204.

[4] 陈宝海.无线zigbee智能家居物联应用[J].电子制作，2014（3）：56.

[5] 魏访.ZigBee无线通信技术及其应用研究[J].通讯世界，2019（6）：29-30.

[6] 何朋高，张磊，张仲松，等.基于ZigBee的智能家居控制系统的研究设计[J].电子世界，2020（7）：169-170.

【通联编辑：唐一东】