無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)在智能家居的應用

　　很多人都渴望能過(guò)上智能家居的生活，但是因為對此類(lèi)的裝修不了解或者誤以為此類(lèi)的設備會(huì )比較的昂貴，所以智能家居相對難以應用于尋常百姓家。為了讓更多的人來(lái)了解這種技術(shù)以及智能家居相關(guān)的使用，易安居會(huì )逐步實(shí)現此類(lèi)知識的普及。今天要談到其中一種智能家居技術(shù)——家庭無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)，應該就是專(zhuān)為已裝修完成但未預先布線(xiàn)的房屋準備的。 

無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)

　　無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是部分產(chǎn)品無(wú)需重新布線(xiàn)，利用“點(diǎn)對點(diǎn)”的射頻技術(shù)，實(shí)現對家電和燈光的控制，安裝設置都比較方便，主要應用于實(shí)現對某些特定電器或燈光的控制，成本適中。缺點(diǎn)就在于這類(lèi)系統功能比較弱，控制方式也相對單一，且易受周?chē)鸁o(wú)線(xiàn)設備環(huán)境特別是同頻及阻礙物干擾和屏蔽；較適用于新裝修戶(hù)和已裝修戶(hù)。

　　家庭網(wǎng)絡(luò )中有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的區別。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)在沒(méi)有布線(xiàn)的情況下也可以搭建家庭局域網(wǎng)。而無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)也就是通過(guò)高頻的無(wú)線(xiàn)頻率（315或433.92MHz）點(diǎn)對點(diǎn)傳輸，實(shí)現對燈光、窗簾、家電等的遙控功能。這類(lèi)技術(shù)對于已經(jīng)裝修好了的用戶(hù)非常適用，無(wú)須預先布線(xiàn)，既不需要大動(dòng)干戈，也不會(huì )破壞原有家居的美觀(guān)。

　　使用基于無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)的產(chǎn)品，就可以將家里所有的電器串聯(lián)成一個(gè)有機的網(wǎng)絡(luò )，我們這里稱(chēng)它為智能家居無(wú)線(xiàn)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)冷冰冰的電器都靈動(dòng)起來(lái)，聽(tīng)令于我們的要控制之下。 

如何實(shí)現讓家電聽(tīng)命于我們？

　　家里的電器設備很多，燈光、冰箱、空調、電腦、家庭影院……有些電器本身就帶有遙控能力的，比如空調、電視機……有些是不具備遙控功能的，比如熱水器、微波爐、電飯煲、冰箱……而不同的遙控設備又帶有相異的遙控器，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備？以及如何只用一個(gè)遙控器就替代多個(gè)遙控器的功能呢？上述的具有無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)的產(chǎn)品是能幫我們解決這些問(wèn)題的，但他們是如何實(shí)現的呢?且聽(tīng)易安居娓娓道來(lái)。
智能家居無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)通訊子節點(diǎn)。在家庭網(wǎng)關(guān)上有一個(gè)無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊，每個(gè)子節點(diǎn)上都接有一個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )接收模塊，通過(guò)這些無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )收發(fā)模塊，數據就在網(wǎng)關(guān)和子節點(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；具有可觸摸的TFT液晶顯示屏（5～10英寸）；有14路報警點(diǎn)輸入和2路報警控制輸出，發(fā)生警情時(shí)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )或電話(huà)報警；通過(guò)網(wǎng)關(guān)上的無(wú)線(xiàn)射頻模塊與網(wǎng)絡(luò )中各子節點(diǎn)進(jìn)行通訊，實(shí)現家電控制；內置了Webserver，通過(guò)Web方式實(shí)現家電的遠程控制。同時(shí)家庭網(wǎng)關(guān)還具有留影、留言、MP3\MP4播放功能，可方便主人進(jìn)行溫馨留言等。

2.無(wú)線(xiàn)射頻無(wú)線(xiàn)通訊子節點(diǎn)

　　在不同的控制系統中，無(wú)線(xiàn)通訊子節點(diǎn)具有不同的功能：

　　●照明控制，通過(guò)無(wú)線(xiàn)遙控開(kāi)關(guān)節點(diǎn)實(shí)現對燈光開(kāi)關(guān)和調光的功能；
　　●電源控制，通過(guò)無(wú)線(xiàn)遙控插座實(shí)現對電器的電源進(jìn)行遠程控制；
　　●窗簾控制，通過(guò)無(wú)線(xiàn)窗簾控制器對電動(dòng)窗簾電機進(jìn)行遠程控制；
　　●家電控制，通過(guò)無(wú)線(xiàn)紅外轉發(fā)模塊對紅外遙控家電進(jìn)行遠程控制；
　　●繼電器輸出控制，實(shí)現電動(dòng)門(mén)窗、煤氣閥門(mén)等I/O控制。

　　普通家用或商用接收器，通常使用紅外線(xiàn)(IF)，信號收發(fā)要求直線(xiàn)路徑，容易受外物遮擋。使用無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)，信號收發(fā)不受外物遮擋，凡在系統覆蓋范圍內，不論任何方位或角度，接收皆準確可靠。此外，信號根據使用地區的不同，由315或434MHz無(wú)線(xiàn)頻率傳輸，穿墻越壁，不受任何外物遮擋。系統在開(kāi)放環(huán)境中，覆蓋范圍可達100米。加上無(wú)線(xiàn)射頻耗電量低，覆蓋面廣，無(wú)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，室內長(cháng)約30多米，因此以100米的覆蓋范圍計算，用戶(hù)無(wú)論走到哪里，各個(gè)開(kāi)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(kāi)關(guān)或調光開(kāi)關(guān)皆裝有無(wú)線(xiàn)射頻發(fā)送器或接收器，因此遙控器可直接向各開(kāi)關(guān)發(fā)出指令，控制預設的燈光場(chǎng)合，而不需接通任何電線(xiàn)。但是室內30m的遙控距離已經(jīng)是無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)的最大極限了，如果超過(guò)了這個(gè)距離，無(wú)線(xiàn)信號易受同頻干擾，且信號減弱，這也是無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)最大的一個(gè)缺陷。 

無(wú)線(xiàn)射頻控制方案

1.燈光控制

　　無(wú)線(xiàn)射頻燈光控制系統由智能面板開(kāi)關(guān)和調光器組成，調光器用以發(fā)送和接收命令信號，命令通過(guò)無(wú)線(xiàn)電傳播，而不是通過(guò)家庭的電源線(xiàn)路傳輸。每個(gè)面板開(kāi)關(guān)都備有一個(gè)不同的遙控識別代碼。這些代碼利用19位識別技術(shù)，使接收器能準確而且清晰地辨別每個(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)生傳輸錯誤。

　　調光開(kāi)關(guān)同樣內置RF無(wú)線(xiàn)射頻發(fā)射器，能獨立于遙控器或移動(dòng)開(kāi)關(guān)之外，控制落地燈或桌燈的開(kāi)關(guān)或隨意調節燈光亮度。調光開(kāi)關(guān)的背面還配有夾子，可自由地夾在電線(xiàn)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確無(wú)誤。

2.無(wú)線(xiàn)智能插座

　　無(wú)線(xiàn)智能插座系列主要通過(guò)無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)實(shí)現對非遙控電器（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(wú)線(xiàn)遙控的功能，而且還最大限度地節約能源，保障安全。

3.情景遙控模式

　　情景模式就是一種可以通過(guò)預先設置，并可以還原的一種特定的燈光環(huán)境。它通過(guò)鎖定某個(gè)燈的開(kāi)關(guān)以及燈光的明暗程度來(lái)達到某種特定的燈光環(huán)境。比如：離家或睡覺(jué)時(shí)燈光的全閉、起夜環(huán)境、娛樂(lè )環(huán)境等。情景遙控器不僅可以單獨控制某個(gè)開(kāi)關(guān)和插座，還可以對家中的整個(gè)照明環(huán)境進(jìn)行場(chǎng)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(wú)線(xiàn)控制的多功能遙控系統。它可以控制多達五種紅外設備（如：電視機、空調、DVD、功放、窗簾等）和開(kāi)關(guān)、插座等無(wú)線(xiàn)設備。信息家電控制系統主要由信息家電控制器和各種智能遙控開(kāi)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(guò)學(xué)習碼的方式轉存下來(lái)從而替代原有的家電遙控器。同時(shí)它本身還是無(wú)線(xiàn)遙控器，可以發(fā)射433.92MHz頻率的控制信號，所以它可以控制屬于這個(gè)頻段的智能開(kāi)關(guān)、智能插座以及無(wú)線(xiàn)紅外轉發(fā)器等。

信息家電控制器如何實(shí)現對空調的遙控？

　　空調的紅外編碼和其他家電的紅外編碼有較大區別，空調遙控器上每一個(gè)按鍵所對應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(jiǎn)單地發(fā)送一個(gè)固定的溫度增加或減少的紅外編碼，而是向空調發(fā)送一個(gè)當前工作狀態(tài)的編碼（這個(gè)編碼包含空調當前是多少度？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(jiǎn)單地學(xué)習空調遙控器上的幾個(gè)按鍵來(lái)實(shí)現對空調的完全控制。用戶(hù)只能通過(guò)學(xué)習空調比較常用的工作狀態(tài)以達到控制空調的目的。

5.電話(huà)遠程控制

　　電話(huà)遠程控制系統主要是實(shí)現通過(guò)撥打電話(huà)來(lái)控制家中的紅外電器（主要是空調）和無(wú)線(xiàn)開(kāi)關(guān)、插座?？梢酝ㄟ^(guò)接在電話(huà)控制器上的電話(huà)機直接進(jìn)行設置，也可以通過(guò)打電話(huà)進(jìn)入設置；通過(guò)電話(huà)控制器可以控制客廳、書(shū)房和臥室等房間的燈光、插座和空調。

　　下面我們通過(guò)一個(gè)實(shí)際的案例來(lái)看看完成一些智能方案需要哪些無(wú)線(xiàn)射頻產(chǎn)品。

1.戶(hù)型

　　三室兩廳：主臥、次臥、書(shū)房、客廳、餐廳。

2.實(shí)現的功能

　　家居智能家電、照明系統；遠程智能控制家電系統（電話(huà)、網(wǎng)絡(luò )）；家庭安防系統；可視對講系統。

3.系統結構圖

　　圖中最左邊兩條豎虛線(xiàn)表示紅外遙控信號；其它虛線(xiàn)表示射頻遙控信號；帶箭頭實(shí)黑線(xiàn)為安防信號；箭頭方向為信號傳遞方向。在這個(gè)圖中，我們主要關(guān)注家庭部分，小區部分為整體小區工程實(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(xiàn)防區接入，2路輸出；無(wú)線(xiàn)撤布防，緊急求助等功能；電話(huà)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(guò)與門(mén)口機的連接，實(shí)現用戶(hù)與訪(fǎng)客之間的視頻對講、開(kāi)鎖。

C電話(huà)遠程控制

　　智能網(wǎng)關(guān)嵌入電話(huà)語(yǔ)音模塊，通過(guò)用戶(hù)電話(huà)線(xiàn)路實(shí)現電話(huà)報警功能；通過(guò)網(wǎng)關(guān)電話(huà)語(yǔ)音模塊可進(jìn)行遠程布防等安全操作；對家電、照明系統進(jìn)行遠程電話(huà)控制。

D網(wǎng)絡(luò )遠程控制

　　通過(guò)網(wǎng)絡(luò )對家居內的家電、燈光、插座、安防探測器進(jìn)行遠程網(wǎng)絡(luò )控制；家居內安防系統進(jìn)行遠程布撤防、消警、報警查詢(xún)等功能。

E家庭語(yǔ)音留言

　　錄制相關(guān)的語(yǔ)音留言。

F郵件服務(wù)

　　能夠實(shí)現電子郵件的收發(fā)功能。

　　●信息家電控制器

　　實(shí)現家庭內部所有本地遙控操作，與智能插座、開(kāi)關(guān)、DVD遙控器、電視遙控器，窗簾控制器等直接對碼實(shí)現控制。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型情景遙控器，可實(shí)現對燈光的單一控制和不同的情景組合控制。

　　●智能開(kāi)關(guān)、插座

　　與遙控器配合實(shí)現智能控制燈光的效果。

　　至此，大家可以了解，無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)可以為大家在原理和功能上實(shí)現大部分我們熟知的可供享受和娛樂(lè )的智能家居功能。