物聯(lián)網(wǎng)在智能家居中的應(yīng)用總結(jié)報(bào)告

1、物 聯(lián) 網(wǎng) 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 論 文 題目：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在“智能家居”中的應(yīng)用專 業(yè)： 電 子 信 息 工 程 班 級(jí)： 電1004 姓 名： 郭 學(xué) 號(hào)： 201026 指導(dǎo)老師： 楊 二零一三年六月基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)摘 要 物聯(lián)網(wǎng)作為朝陽(yáng)的產(chǎn)業(yè)，被列為國(guó)家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。智能家居是以住宅為平臺(tái)，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)備集成形成智能

2、家居系統(tǒng)的居住環(huán)境。 物聯(lián)網(wǎng)智能家居通過(guò)家居智能管理系統(tǒng)的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)家庭安全、舒適、信息交互與通信的能力。本文結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)和智能家居的相關(guān)技術(shù)，將傳感器、控制器等設(shè)備通過(guò)無(wú)線技術(shù)連接和采集數(shù)據(jù)信息的處理，實(shí)現(xiàn)了使用傳感器采集室內(nèi)溫度，光線等數(shù)據(jù)，在嵌入式終端中進(jìn)行信息的讀取和處理，做出相應(yīng)的操作。整個(gè)過(guò)程涉及到基于ZigBee的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)和GPRS手機(jī)通信模塊的應(yīng)用。該設(shè)計(jì)分為以下幾個(gè)部分：一、首先分析課題來(lái)源與市場(chǎng)需求，然后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了概述；二、對(duì)該系統(tǒng)的框架進(jìn)行介紹；三、對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的介紹。本論文設(shè)計(jì)是基于物聯(lián)網(wǎng)和智能家居相結(jié)合的背景下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)家居環(huán)境中的光線，溫

3、度，煙霧等因素的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過(guò)GPRS通信模塊和管理系統(tǒng)作出相應(yīng)的控制，以提升家居環(huán)境的安全性、舒適性、便利性。目 錄1 緒論.11.1 物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)概述.11.1.1 物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)研究開發(fā)背景.11.1.2 物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)意義.22 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀.2 2.1 基于樓宇對(duì)講系統(tǒng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng).2 2.2 基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng).2 2.3 基于智能手機(jī)的智能家居系統(tǒng).33 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持.33.1 ZigBee技術(shù).3 1)ZigBee技術(shù)概念.32)ZigBee特點(diǎn).33) ZigBee技術(shù)的優(yōu)勢(shì).43.2 無(wú)線傳感器網(wǎng).43.3 GPRS通信模塊.54 一

4、居室智能家居實(shí)現(xiàn)方案.54.1 功能介紹.64.2 拓?fù)鋱D.64.3 產(chǎn)品應(yīng)用.64.4 產(chǎn)品安裝圖.75 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展前景.86 總結(jié).87 參考文獻(xiàn).8緒 論隨著人們生活水平的提高和科技的發(fā)展，家居智能化已成為一種必然趨勢(shì)而深入千家萬(wàn)戶。家居智能化是利用計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、電力自動(dòng)化、信息、結(jié)構(gòu)化布線、無(wú)線等技術(shù)將所有不同的設(shè)備應(yīng)用和綜合功能互連于一體的系統(tǒng)。它以住宅為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖ⒕W(wǎng)絡(luò)家電、通信、家電設(shè)備自動(dòng)化、遠(yuǎn)程醫(yī)療、家庭辦公、娛樂等功能，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的安全、便利、舒適、節(jié)能、娛樂、高效、環(huán)保的居住環(huán)境。1，物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)概述 1) 物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)研究開

5、發(fā)背景2009年1月，IBM公司提出了“智慧地球”的理念；2009年8月，溫家寶在中科院無(wú)錫高新微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心考察時(shí)，提出了“感知中國(guó)”。物聯(lián)網(wǎng)被預(yù)言為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮，一時(shí)間很多人預(yù)見到了一場(chǎng)新的技術(shù)革命?，F(xiàn)代社會(huì)努力創(chuàng)造著舒適的環(huán)境，空調(diào)的出現(xiàn)讓人們得到了舒暢的體驗(yàn)。在使用空調(diào)時(shí)，人們出現(xiàn)了兩種心態(tài)，有的人怕浪費(fèi)電，在家里沒人的時(shí)候把空調(diào)關(guān)掉，可是回到家時(shí)卻不得不面對(duì)冷冰冰或熱烘烘的情況；也有的人為了舒適一直開著空調(diào)，長(zhǎng)時(shí)間地讓空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)既費(fèi)電又影響使用壽命。進(jìn)入新世紀(jì)，我國(guó)人民的物質(zhì)文化生活水平不斷提高，移動(dòng)通信的飛速發(fā)展給人們的生活注入

6、新鮮血液，豐富了人們的生活。眾所周知，越來(lái)越多的人擁有自己的手機(jī)，而我國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的鋪建將使我們更好地在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的世界里遨游，如果能夠通過(guò)手機(jī)來(lái)遠(yuǎn)程控制家里的空調(diào)，讓人們?cè)诘郊抑鞍鸭依锏目照{(diào)打開，當(dāng)我們邁進(jìn)家門時(shí)，舒適的溫度會(huì)使我們的心情更加愉悅。在互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)普及的今天，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)聯(lián)系起了每一個(gè)人，隨著各種消費(fèi)電子的智能化，還有無(wú)線傳感器的迅速發(fā)展，人們想到了是否可以用網(wǎng)絡(luò)將每一個(gè)物體都聯(lián)系起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。這樣就形成了一種新的網(wǎng)絡(luò)，被稱為物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)的核心仍然是互聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)各種有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去。而從20世紀(jì)80

7、年代開始，隨著大量采用電子技術(shù)的家用電器面世，直到現(xiàn)在，經(jīng)過(guò)了30年的發(fā)展，家用電器已經(jīng)普及，而且具有了很高的智能化。這時(shí)人們便開始追尋一種更加智能的家庭管理方式，希望實(shí)現(xiàn)安保，防災(zāi)，家電一體化控制，這就是智能家居的原型。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，大大加快了智能家居的發(fā)展。在國(guó)家大力推動(dòng)工業(yè)化與信息化兩化融合的大背景下，物聯(lián)網(wǎng)將是家居行業(yè)乃至更多行業(yè)信息化過(guò)程中一個(gè)比較現(xiàn)實(shí)的突破口。一旦物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模普及，無(wú)數(shù)的物品需要加裝更加小巧智能的傳感器，用于家居設(shè)備的傳感器與電子標(biāo)簽及配套的接口裝置數(shù)量將大大超過(guò)目前的手機(jī)數(shù)量，物聯(lián)網(wǎng)是下一個(gè)超過(guò)萬(wàn)億的行業(yè)。2) 物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)意義社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，信息化程度

8、的不斷提高，人們生活節(jié)秦的不斷加快，使人們對(duì)居家環(huán)境智能化的程度也提出了更高的要求。當(dāng)人們離開自已的居住環(huán)境時(shí)，如何獲取家中的環(huán)境信息，已成為一種現(xiàn)實(shí)需求，基于Internet 與GSM 網(wǎng)成為可選擇的發(fā)展方向。利用互聯(lián)網(wǎng)傳輸信息具有信息量大、直觀等優(yōu)勢(shì)，但目前實(shí)現(xiàn)成本相對(duì)較高，阻礙其進(jìn)入普通家庭。近年來(lái)，短消息業(yè)務(wù)（SMS）作為GSM 的一種增值服務(wù)，隨著GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的不斷擴(kuò)大，得到了迅速發(fā)展，它具有傳輸速度快，費(fèi)用低，不占用語(yǔ)音通信通道等優(yōu)點(diǎn),本系統(tǒng)重在研究基于SMS 短信業(yè)務(wù)，一種操作方便、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可擴(kuò)展性好的智能家居控制系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)智能家居產(chǎn)品融合自動(dòng)化控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系

9、統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)于一體，將各種家庭設(shè)備(如音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、窗簾控制、空調(diào)控制、安防系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)家電等)通過(guò)智能家庭網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，通過(guò)寬帶和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭設(shè)備的遠(yuǎn)程操控。與普通家居相比，智能家居不僅提供舒適宜人且高品位的家庭生活空間，實(shí)現(xiàn)更智能的家庭安防系統(tǒng);還將家居環(huán)境由原來(lái)的被動(dòng)靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇?dòng)智慧的工具，提供全方位的信息交互功能。物聯(lián)網(wǎng)中的無(wú)線傳感器應(yīng)用對(duì)家庭的智能防災(zāi)，燈光控制，以及家電聯(lián)網(wǎng)都提供了一種很好的解決辦法。而且使用GPRS通信模塊，可以將家庭中的突發(fā)事件信息告知戶主，并且進(jìn)行智能報(bào)警。這樣就極大降低了家庭意外災(zāi)難的損失。2，國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)

10、狀就當(dāng)今智能家居市場(chǎng)而言，系統(tǒng)種類主要有基于樓宇對(duì)講系統(tǒng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)、基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)和基于智能手機(jī)的智能家居系統(tǒng)三大類。2.1 基于樓宇對(duì)講系統(tǒng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)由于樓宇保安對(duì)講系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化成熟，并使單純的樓宇對(duì)講系統(tǒng)向家庭自動(dòng)化系統(tǒng)過(guò)渡，產(chǎn)品基于樓宇對(duì)講系統(tǒng)技術(shù)(系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和傳輸系統(tǒng))，在各戶室內(nèi)分機(jī)增添功能終端設(shè)備(防盜、防火、照明、家用電器等)，通過(guò)與房地產(chǎn)企業(yè)之間的合作進(jìn)行銷售。國(guó)內(nèi)有實(shí)力的對(duì)講廠家，都致力于智能家居系統(tǒng)應(yīng)用及推廣，如：冠林推出的AH8000數(shù)字家居系統(tǒng)。AH8000系統(tǒng)室內(nèi)終端是集成可視對(duì)講功能、安防功能、門禁功能、信息功能、多媒體功能、電器控制功

11、能、IP電話功能為一體的網(wǎng)絡(luò)控制產(chǎn)品;采用最先進(jìn)的數(shù)字通訊技術(shù)，對(duì)住宅內(nèi)的照明，火災(zāi)，安防，煤氣感應(yīng)，遠(yuǎn)程抄表，數(shù)碼家電等器具進(jìn)行集中控制;同時(shí)可通過(guò)因特網(wǎng)用電腦，電話，手機(jī)對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。該產(chǎn)品已被列為國(guó)家康居示范工程選用產(chǎn)品。2.2 基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的智能家居系統(tǒng)技術(shù)含量高、功能強(qiáng)，實(shí)施容易，多與工程配套，銷售多采用跟裝修公司和設(shè)計(jì)師合作的方式。智能燈光控制系統(tǒng)大都采用總線技術(shù)，如ABB、奇勝、索博等。ABBpriOn系列房間控制解決方案是目前國(guó)內(nèi)集成家用電器設(shè)備功能最多的房屋控制解決方案。它將采光、照明、采暖、溫度和家電等多種房間控制需求集成到一個(gè)

12、控制面板上進(jìn)行操作。控制面板采用3.5英寸彩色觸摸顯示屏，可以直觀顯示多種家用電氣設(shè)備的工作狀態(tài)。用戶只要在簡(jiǎn)潔美觀的壁掛式面板上通過(guò)點(diǎn)擊按鈕就可以完成各項(xiàng)復(fù)雜操作;同時(shí)，用戶可以通過(guò)priOn系列對(duì)建筑物內(nèi)的每一個(gè)房間的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行逐一設(shè)定與控制。該方案榮獲時(shí)尚家居“2010年度最時(shí)尚家居用品”大獎(jiǎng)。2.3 基于智能手機(jī)的智能家居系統(tǒng)基于智能手機(jī)的智能家居系統(tǒng)屬新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)，利用人們隨身攜帶的智能手機(jī)與中央控制器進(jìn)行會(huì)話，并在中央控制器的控制下，通過(guò)相應(yīng)的硬件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的遠(yuǎn)程控制和家庭內(nèi)部狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。“AndroidHome”正是屬于此類產(chǎn)品。這類產(chǎn)品的銷售模式目前尚不明朗，

13、筆者認(rèn)為根據(jù)消費(fèi)類電子產(chǎn)品的特點(diǎn)，銷售方式應(yīng)該會(huì)以跟裝修公司和設(shè)計(jì)師合作為主。Google在2011年5月10日Google I/O大會(huì)上喊出了“AndroidHome”的概念，還用鎢絲燈泡的控制來(lái)示范，并預(yù)計(jì)AndroidHome相關(guān)的外圍會(huì)在年底推出?！癆ndroidHome”是把Android可以控制的裝置，從原先的智能型手機(jī)(后來(lái)加了平板)，再擴(kuò)張到了家電裝置，嵌入RFID的CD盒(換片機(jī))，也可以透過(guò)AndroidHome來(lái)管理CD的存放甚至播放，最終實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制家中燈光的開關(guān)、洗衣機(jī)的控制等。這意味著Google正式宣布向智能家居領(lǐng)域擴(kuò)張。3， 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持3.1 ZigBee技

14、術(shù)1) ZigBee技術(shù)概念ZigBee技術(shù)譯為紫蜂技術(shù)，是一個(gè)有關(guān)組網(wǎng)、安全和應(yīng)用軟件方面的新型傳感器網(wǎng)絡(luò)，被稱作IEEE802.15.4 (ZigBee) 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在標(biāo)準(zhǔn)化方面，IEEE802.15.4工作組主要負(fù)責(zé)制定物理層和MAC層的協(xié)議，其余協(xié)議主要參照和采用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)，高層應(yīng)用、測(cè)試和市場(chǎng)推廣等方面的工作將由ZigBee聯(lián)盟負(fù)責(zé)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低功耗、低速率、低成本和可靠性高的雙向無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，主要適合于自動(dòng)控制領(lǐng)域， 可以嵌入各種設(shè)備中， 同時(shí)支持地理定位功能。完整的ZigBee協(xié)議套件由高層應(yīng)用層、 應(yīng)用會(huì)聚層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層組成。目前，在無(wú)線傳輸技術(shù)種類多樣，各

15、有優(yōu)勢(shì)。ZigBee作為一種新出現(xiàn)的無(wú)線通信技術(shù)，以其協(xié)議簡(jiǎn)單、成本低、功耗小、組網(wǎng)容易等特點(diǎn)，在家用系統(tǒng)控制、樓宇自動(dòng)化、工業(yè)監(jiān)控領(lǐng)域具有廣闊的市場(chǎng)空間，本文主要以ZigBee為主要的無(wú)線通信，這在家居行業(yè)的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用方面的研究具有前沿性和實(shí)用性。2) ZigBee特點(diǎn)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)由大量的節(jié)點(diǎn)根據(jù)自組織網(wǎng)絡(luò)的方式構(gòu)成，一般節(jié)點(diǎn)通過(guò)各種方式大量部署在被感知對(duì)象內(nèi)部或者附近。這些節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線自組織傳輸網(wǎng)絡(luò)，以協(xié)作的方式感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中的信息，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)任意地點(diǎn)的信息在任意時(shí)間的采集、處理和分析。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2-2所示(虛線表示無(wú)線鏈路，實(shí)線表示有線鏈路)。

16、無(wú)中心。WSN 沒有嚴(yán)格的控制中心，所有節(jié)點(diǎn)地位平等，是一個(gè)對(duì)等式網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點(diǎn)可以隨時(shí)加入或離開網(wǎng)絡(luò)，任何節(jié)點(diǎn)的故障不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，具有很強(qiáng)的抗毀性。自組織。網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)和展開無(wú)需依賴于任何預(yù)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，節(jié)點(diǎn)通過(guò)分層協(xié)議和分布式算法協(xié)調(diào)各自的行為,節(jié)點(diǎn)開機(jī)后就可以快速、 自動(dòng)地組成一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)。動(dòng)態(tài)拓?fù)?。WSN 是一個(gè)動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)可以隨處移動(dòng)；一個(gè)節(jié)點(diǎn)可能會(huì)因?yàn)殡姵啬芰亢谋M或其它故障，退出網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，也可能由于工作的需要而被添加到網(wǎng)絡(luò)中。ZigBee會(huì)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨時(shí)發(fā)生變化，因此網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有動(dòng)態(tài)拓?fù)浣M織功能。節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多，分布密集。WSN節(jié)點(diǎn)數(shù)量大、分布范圍廣。這樣的無(wú)線傳感

17、器網(wǎng)絡(luò)具備一定的軟、硬件健壯性和容錯(cuò)性。3) ZigBee技術(shù)的優(yōu)勢(shì)低功耗：在低耗電待機(jī)模式下，2節(jié)5號(hào)干電池可支持1個(gè)節(jié)點(diǎn)工作6-24個(gè)月，甚至更長(zhǎng)。這是ZigBee的突出優(yōu)勢(shì)。相比較，藍(lán)牙能工作數(shù)周、WiFi可工作數(shù)小時(shí)。低成本：通過(guò)大幅簡(jiǎn)化協(xié)議（不到藍(lán)牙的1/10），降低了對(duì)通信控制器的要求，按預(yù)測(cè)分析，以8051的8位微控制器測(cè)算，全功能的主節(jié)點(diǎn)需要32KB代碼，子功能節(jié)點(diǎn)少至4KB代碼，而且ZigBee免協(xié)議專利費(fèi)。低速率：ZigBee工作在250kbps的通訊速率，滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。近距離：傳輸范圍一般介于10100m之間，在增加RF發(fā)射功率后，亦可增加到1-3km。這

18、指的是相鄰節(jié)點(diǎn)間的距離。如果通過(guò)路由和節(jié)點(diǎn)間通信的接力，傳輸距離將可以更遠(yuǎn)。短時(shí)延：ZigBee的響應(yīng)速度較快，一般從睡眠轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)只需15ms，節(jié)點(diǎn)連接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)只需30ms，進(jìn)一步節(jié)省了電能。相比較，藍(lán)牙需要3-10s、WiFi需要3s。高容量：ZigBee可采用星狀、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由一個(gè)主節(jié)點(diǎn)管理若干子節(jié)點(diǎn)，最多一個(gè)主節(jié)點(diǎn)可管理254個(gè)子節(jié)點(diǎn)；同時(shí)主節(jié)點(diǎn)還可由上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)管理，最多可組成65000個(gè)節(jié)點(diǎn)的大網(wǎng)。高安全：ZigBee提供了三級(jí)安全模式，包括無(wú)安全設(shè)定、使用接入控制清單(ACL)防止非法獲取數(shù)據(jù)以及采用高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES128)的對(duì)稱密碼，以靈活確定其安全屬性。免執(zhí)

19、照頻段：采用直接序列擴(kuò)頻在工業(yè)科學(xué)醫(yī)療2.4GHz(全球) (ISM)頻段。3.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network, 簡(jiǎn)稱WSN）就是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀察者。傳感器、感知對(duì)象和觀察者構(gòu)成了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)要素。 隨著微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanism System,簡(jiǎn)稱MEMS)、片上系統(tǒng)（SOC， System on Chip）、無(wú)線通信和低功耗嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展,

20、孕育出無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks, WSN)，并以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點(diǎn)帶來(lái)了信息感知的一場(chǎng)變革。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。 很多人都認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)的重要性可與因特網(wǎng)相媲美：正如因特網(wǎng)使得計(jì)算機(jī)能夠訪問(wèn)各種數(shù)字信息而可以不管其保存在什么地方，傳感器網(wǎng)絡(luò)將能擴(kuò)展人們與現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行遠(yuǎn)程交互的能力。它甚至被人稱為一種全新類型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這就是因?yàn)樗鼌^(qū)別于過(guò)去硬件的可到處散布的特點(diǎn)以及集體分析能力。然而從很多方面來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)就如同遠(yuǎn)在 1970 年的因

21、特網(wǎng)，那時(shí)因特網(wǎng)僅僅連接了不到 200所大學(xué)和軍事實(shí)驗(yàn)室，并且研究者還在試驗(yàn)各種通訊協(xié)議和尋址方案。而現(xiàn)在，大多數(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)只連接了不到 100個(gè)節(jié)點(diǎn)，更多的節(jié)點(diǎn)以及通訊線路會(huì)使其變得十分復(fù)雜難纏而無(wú)法正常工作。另外一個(gè)原因是單個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的價(jià)格目前還并不低廉，而且電池壽命在最好的情況下也只能維持幾個(gè)月。不過(guò)這些問(wèn)題并不是不可逾越的，一些無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品已經(jīng)上市，并且具備引人入勝的功能的新產(chǎn)品也會(huì)在幾年之內(nèi)出現(xiàn)。 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)所具有的眾多類型的傳感器，可探測(cè)包括地震、電磁、溫度、濕度、噪聲、光強(qiáng)度、壓力、土壤成分、移動(dòng)物體的大小、速度和方向等周邊環(huán)境中多種多樣的現(xiàn)象?；贛EMS的微傳感

22、技術(shù)和無(wú)線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)賦予了廣闊的應(yīng)用前景。這些潛在的應(yīng)用領(lǐng)域可以歸納為:軍事、航空、反恐、防爆、救災(zāi)、環(huán)境、醫(yī)療、保健、家居、工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域。3.3 GPRS通信模塊GPRS是通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)（General Packet Radio Service)的簡(jiǎn)稱，它是GSM移動(dòng)電話用戶可用的一種移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS可以說(shuō)是GSM的延續(xù)。GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌?，是以封包（Packet）式來(lái)傳輸，因此使用者所負(fù)擔(dān)的費(fèi)用是以其傳輸資料單位計(jì)算，并非使用其整個(gè)頻道，理論上較為便宜。GPRS的傳輸速率可提升至56甚至114Kbps。GPRS經(jīng)常被描述成“2.5G”，也就

23、是說(shuō)這項(xiàng)技術(shù)位于第二代（2G）和第三代（3G）移動(dòng)通訊技術(shù)之間。它通過(guò)利用GSM網(wǎng)絡(luò)中未使用的TDMA信道，提供中速的數(shù)據(jù)傳遞。GPRS突破了GSM網(wǎng)只能提供電路交換的思維方式，只通過(guò)增加相應(yīng)的功能實(shí)體和對(duì)現(xiàn)有的基站系統(tǒng)進(jìn)行部分改造來(lái)實(shí)現(xiàn)分組交換，這種改造的投入相對(duì)來(lái)說(shuō)并不大，但得到的用戶數(shù)據(jù)速率卻相當(dāng)可觀。而且，因?yàn)椴辉傩枰F(xiàn)行無(wú)線應(yīng)用所需要的中介轉(zhuǎn)換器，所以連接及傳輸都會(huì)更方便容易。如此，使用者既可聯(lián)機(jī)上網(wǎng)，參加視訊會(huì)議等互動(dòng)傳播，而且在同一個(gè)視訊網(wǎng)絡(luò)上（VRN）的使用者，甚至可以無(wú)需通過(guò)撥號(hào)上網(wǎng)，而持續(xù)與網(wǎng)絡(luò)連接。GPRS分組交換的通信方式在分組交換的通信方式中，數(shù)據(jù)被分成一定長(zhǎng)度的包（

24、分組），每個(gè)包的前面有一個(gè)分組頭（其中的地址標(biāo)志指明該分組發(fā)往何處）。數(shù)據(jù)傳送之前并不需要預(yù)先分配信道，建立連接。而是在每一個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)頭中的信息（如目的地址），臨時(shí)尋找一個(gè)可用的信道資源將該數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送出去。在這種傳送方式中，數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收方同信道之間沒有固定的占用關(guān)系，信道資源可以看作是由所有的用戶共享使用。GPRS由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在絕大多數(shù)情況下都表現(xiàn)出一種突發(fā)性的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，對(duì)信道帶寬的需求變化較大，因此采用分組方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送將能夠更好地利用信道資源。例如一個(gè)進(jìn)行WWW瀏覽的用戶，大部分時(shí)間處于瀏覽狀態(tài)，而真正用于數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間只占很小比例。這種情況下若采用固定占用信道的方式

25、，將會(huì)造成較大的資源浪費(fèi)。在系統(tǒng)中，使用串口和GPRS模塊進(jìn)行通信，將我們的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS模塊發(fā)送到用戶手機(jī)上。4，一居室智能家居實(shí)現(xiàn)方案4.1 功能介紹1）清晨4：30面包機(jī)開始準(zhǔn)備早餐。清晨6：30，主人還在熟睡中，衛(wèi)生間取暖設(shè)備、熱水器開始工作。2）7點(diǎn)設(shè)定的“起床情景”啟動(dòng)，主臥室窗簾緩緩打開，室外柔和的陽(yáng)光射進(jìn)房中，提醒主人起床時(shí)間到了。當(dāng)主人起床并洗漱完畢后，香噴噴的面包已經(jīng)準(zhǔn)備好了。3）早上8:00出門上班，按下“離家模式”，系統(tǒng)啟動(dòng)“離家模式”所有的設(shè)備將進(jìn)入您預(yù)先設(shè)置的狀態(tài)：燈光全部關(guān)閉、不需待機(jī)的設(shè)備斷電。4）在公司上班時(shí)，當(dāng)家里老人身體不舒服或者發(fā)生突發(fā)事情，按動(dòng)緊急按

26、鈕，家里的電話會(huì)自動(dòng)撥通主人的手機(jī)，同時(shí)撥通其他設(shè)定的4個(gè)電話，及時(shí)了解家中的情況。5）晚上6:00下班時(shí)，在回家的路上，可以通過(guò)手機(jī)遠(yuǎn)程登錄智能家居系統(tǒng)，指令空調(diào)、熱水器開始工作。6）回到家中，啟動(dòng)“回家情景”：窗簾緩緩閉合，室內(nèi)燈光調(diào)節(jié)到最舒適的亮度，此時(shí)，電視已經(jīng)打開了，并且調(diào)到你最喜歡的頻道。廚房的電飯煲已經(jīng)煮出了香噴噴的米飯。7）吃飯了，按下“就餐模式”：客廳的燈關(guān)閉、餐廳的燈調(diào)到合適的亮度，讓忙碌了一天的你，享受家的溫馨。8）啟動(dòng)“影院模式”：燈光自動(dòng)變暗，電視、DVD、音響設(shè)備打開，開始欣賞自己喜歡的大片。9）欣賞完電影，已經(jīng)22點(diǎn)多了，該睡覺了，按下“晚安情景”：燈光關(guān)閉、窗簾

27、全部閉合、夜燈亮起，使您進(jìn)入甜蜜的夢(mèng)鄉(xiāng)。10）出差在外，可以通過(guò)電腦、手機(jī)上網(wǎng)遠(yuǎn)程登錄智能家居系統(tǒng)，通過(guò)攝像頭查看家里的情況。4.2 拓?fù)鋱D 4.3 應(yīng)用的產(chǎn)品 產(chǎn)品名稱型號(hào)數(shù)量負(fù)載設(shè)備適用區(qū)域智能主機(jī)BLHC-ZJ-A071燈具、窗簾、家電每個(gè)區(qū)域單鍵智能開關(guān)BLHC-KG1-A2吸頂燈衛(wèi)生間、廚房雙鍵智能開關(guān)BLHC-KG2-A1主燈、筒燈臥室三鍵智能開關(guān)BLHC-KG3-A1主燈、筒燈客廳、餐廳三鍵情景面板BLHC-QJ011燈具、窗簾、家電臥室四鍵情景面板BLHC-QJ021安防系統(tǒng)產(chǎn)品每個(gè)區(qū)域紅外轉(zhuǎn)發(fā)器BLHC-HW2空調(diào)、電視客廳、臥室智能插座BLHC-CZ2熱

28、水器、飲水機(jī)衛(wèi)生間、客廳窗簾控制器BLHC-CLK2電機(jī)客廳、臥室窗簾電機(jī)及配件BLHC-CLDJ2窗簾客廳、臥室門磁報(bào)警器BLHC-MC1 入戶門人體探測(cè)器BLHC-PIR1 入門墻上，對(duì)著窗戶攝像頭BLHC-SXTO11 客廳棚頂煙霧報(bào)警器BLHC-YWBJ1 廚房電話撥號(hào)報(bào)警器BLHC-DHBJ1 臥室床頭旁邊4.4 產(chǎn)品安裝圖 5， 智能家居發(fā)展前景 自從世界上第一幢智能建筑1984年在美國(guó)出現(xiàn)后，美國(guó)、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家先后提出了各種智能家居的方案。智能家居在美國(guó)、德國(guó)、新加坡、日本等國(guó)都有廣泛應(yīng)用。1998年5月新加坡舉辦的“98亞洲家庭電器與電子消費(fèi)品國(guó)際展覽會(huì)”上，通過(guò)在場(chǎng)內(nèi)模擬“未來(lái)之家”，推出了新加坡模式的家庭智能化系統(tǒng)。智能