WiFi技術(shù)在智能家居中的運用

WiFi技術(shù)在智能家居中的運用隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)慢慢融入到人們生活的方方面面，無論是在學(xué)尤其令人關(guān)注。與此同時電子技術(shù)不斷發(fā)展，越來越多的電子產(chǎn)品如手機、筆記本電腦等都開始支持WiFi，并受到廣大消費者的歡迎，采用WiFi技術(shù)在電子產(chǎn)品行業(yè)已經(jīng)成為一種趨勢。而以WiFi，人們現(xiàn)在已經(jīng)開始將WiFi技術(shù)應(yīng)用到家庭生活當中。運用WiFi技術(shù)將家中的各種家用電器以及電子產(chǎn)品還有就是各種手持終端連接成一個無線網(wǎng)絡(luò)，用戶可以通過無線網(wǎng)絡(luò)對各設(shè)備進行統(tǒng)一的管理與控制。當然，通過將家庭無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)進行連接，人們還可以在家居以外的地方對家中各種設(shè)備進行遠程控制與管理，使家居生活實現(xiàn)智能化，從而使人們的日常生活更加方便，舒適。一、WiFi技術(shù)WiFi(WirelessFidelity，無線保真技術(shù))即IEEE802.11協(xié)議，是無線局域網(wǎng)(WLAN)技術(shù)——IEEE802.11系列標準(IEEE802.11系列標準主要包括IEEE802.11a/b/g3種)的商.專業(yè).專注. AIEEE802.11標準的無線網(wǎng)路產(chǎn)品之間的互通性。它是一種短程無線傳輸技術(shù)，能夠在數(shù)百要使用Wi-Fi,用戶首先要有Wi-Fi兼容的用戶端裝置。Wi-Fi可以幫助用戶訪問電子郵件、Web和流式媒體的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。它為用戶提供了有兩種802.11空間的協(xié)議，包括(a)和(b)。它們也是公開使用的，但802.11G/N在世界上最為常用。二、基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的主要應(yīng)用模式Wi-Fi是由接入點(AccessPoint，AP)和無線網(wǎng)卡組成的無線網(wǎng)絡(luò)，結(jié)構(gòu)簡單，可以兩臺以上的電腦還可以組建對等網(wǎng)，不需要AP，只需每臺電腦配備無線網(wǎng)卡。AP作為傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)與無線局域網(wǎng)之間的橋梁，任何一臺裝有無線網(wǎng)卡的PC都可以通過AP接入有線網(wǎng)絡(luò)，其工作原理相當于一個內(nèi)置無線發(fā)射器的集線器或者路由器，無線網(wǎng)卡則是負責接收AP所發(fā)射信號的客戶端。Wi-Fi需要與有線寬帶接入技術(shù)(DSL、LAN等)配合使用，有線寬帶接入到戶后，連接到一個AP，用戶只要在一個或者多個電腦中安裝無線網(wǎng)卡就可以在家里無線上.專業(yè).專注. 這是目前最普及的應(yīng)用方式\此時的Wi-Fi提供的是家庭網(wǎng)絡(luò)或者企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的接入功i在這種應(yīng)用模式中因為不涉及主體(AP的擁有者)對客戶(非AP擁有者)提供服務(wù)而獲取Fi公司為筆記本電腦推出迅馳芯片后\配備Wi-Fi無線網(wǎng)卡的筆記本電腦在中國市場為了主流\并呈現(xiàn)出強勁的增長勢頭。這些設(shè)備的持有者將成為移動VolP的主要消費群體。等公眾服務(wù)場所紛紛架設(shè)AP\為公眾用戶提.專業(yè).專注. 供Wi-Fi接入服務(wù)。這種應(yīng)用模式基本是按上網(wǎng)時長收費，收費標準大為0.2元/分鐘。用戶可以以購買密碼卡(中國電信和中國網(wǎng)通)或者通過手機短信(中國移動)申請開通業(yè)務(wù)獲得服務(wù)。目前該模式的應(yīng)用發(fā)展并不理想，原因主要有3個：一是運營商自身對中國市場的這個服務(wù)并不重視，在跑馬圈地之后沒有明確的營銷方案，銷售業(yè)績考核與ADSL等寬帶接入同等對待，員工發(fā)展的積極性也不高;二是用戶認為資費過高，使用不夠方便，比如中國移動雖然提供了方便的上網(wǎng)手段(通過短信可以開通，并與手機費一起繳納)，但是資費過高(12元/小時)，中國網(wǎng)通和中國電信的充值卡服務(wù)也不夠便捷；三是覆蓋孤島問題，目前各運營商的AP之間是無法漫游的，于是形成了覆蓋的孤島，用戶無法管理自己的使用預(yù)期，例如用戶為了一次使用(可能不到10min)買了50元的充值卡，但是根本不知道還有沒有第二次使用的機會。步培養(yǎng)起來之后，在公眾場合提供WLAN接入服務(wù)的商機逐步呈現(xiàn)。例如，中國移動從服務(wù)奧運的角度提出了奧運無線寬帶上網(wǎng)服務(wù)，在很多奧運相關(guān)場所架設(shè)WLANAP，提供了多種服務(wù)，包括服務(wù)于奧運組織運行的奧運無線寬帶上網(wǎng)服務(wù);通過筆記本電腦登錄奧運WLAN專網(wǎng)訪問奧運INF。2008系統(tǒng)，獲取所需奧運官方信息的服務(wù);在奧運村等場所提供WLAN公眾接入的服務(wù)等。服務(wù)于公眾的WLAN業(yè)務(wù)已經(jīng)支持中國移動全球通、動感地帶、神州行三大品牌，上網(wǎng)速率最高可達11Mbit/s。用戶使用WLAN服務(wù)的通信費可計入申請的手機賬戶，和話費一起繳納，同時該服務(wù)還提供全國漫游功能，即在業(yè)務(wù)開通后，用戶可在中國移動WLAN全國的覆蓋區(qū)域漫游使用所謂"無線城市＂，是指在城市內(nèi)架設(shè)基本全覆蓋的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，為公眾提供隨時隨地.專業(yè).專注. 的移動寬帶接入服務(wù)。全世界已經(jīng)有超過600個城市開始或計劃建設(shè)"無線城市"，越來越多的城市將"無線城市"作為城市的基礎(chǔ)建設(shè)，并試圖通過無線寬帶網(wǎng)絡(luò)來尋求新的經(jīng)濟活力。力"無線城市"基本都是由市政府全部或部分投資和委托建設(shè)的，根據(jù)建設(shè)后經(jīng)營主體和經(jīng)營方式的不同，具體的盈利模式、可分為以下幾種：ISP模式、廣告模式市政獨營模式和合作社模式。例如在ISP模式中，ISP(包括傳統(tǒng)運營商)通過自己建設(shè)或者與市政府共同建，通過登錄界面的廣告收入維持運營"無線城市"的建設(shè)都會采用MeshWi-Fi技術(shù)。Mesh網(wǎng)絡(luò)是指網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點之間通過無線連接構(gòu)成回程網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點可以作為傳輸中繼與相鄰節(jié)點進行通信，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負載、鏈路條件和傳輸優(yōu)先權(quán)自動選擇傳輸路徑。由于Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有組網(wǎng)簡接入技術(shù)，可以大幅降低運營商網(wǎng)絡(luò)部署的成本和復(fù)雜程度，而且可以使Wi-Fi覆蓋擴展到室外乃至城域覆蓋。三、WiFi的工作方式及其優(yōu)勢.WiFi的工作方式WiFi定義了兩種類型的設(shè)備。一種是無線站。通常通過一臺PC機加上一塊無線網(wǎng)卡構(gòu)成。另一種稱為無線接入點(Ac-cessPoint，AP)，它的作用是提供無線和有線網(wǎng)絡(luò)之間的橋接。一個無線接入點通常由一個無線輸出口和一個有線的網(wǎng)絡(luò)接口(802.3接口)構(gòu)成，橋接軟件符合802.ld橋接協(xié)議。接入點就像是無線網(wǎng)絡(luò)的一個無線基站，將多個無線的接入站聚合到有線的網(wǎng)絡(luò)上。.專業(yè).專注. re，還包括一系列無線的終端站。由于很多用戶需要訪問有線網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備或服務(wù)，所以基本上都會采用這種模式。adhoc模式，也稱為peartopear模式)或IBSS(In-dependentBasicServiceSet).2.WiFi的優(yōu)勢1)無線電波的覆蓋范圍廣。藍牙的電波覆蓋范圍很小，半徑大約只有15米左右，而WiFi2)WiFi的傳輸速度很快，最高可達54Mbps，符合個人和社會信息化的需求。在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，允許用戶在任何時間、任何地點訪問網(wǎng)絡(luò)，隨時隨地享受諸如網(wǎng)上證券、視頻點現(xiàn)移動辦公。需要的地方設(shè)置“熱點”，并通過高速線路將因特網(wǎng)接入。這樣，在“熱點”所發(fā)射出的電波的因特網(wǎng)。4)健康安全。IEEE802.11規(guī)定的發(fā)射功率不可超過100毫瓦，實際發(fā)射功率約60毫瓦-70i產(chǎn)品的輻射更小。.專業(yè).專注. 基本上已經(jīng)成為了主流標準配置。而且由于WiFi網(wǎng)絡(luò)能夠很好地實現(xiàn)家庭范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)覆四、家庭無線網(wǎng)絡(luò)中的WiFi的實現(xiàn)4.1以家庭網(wǎng)關(guān)為核心的家庭網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為了實現(xiàn)家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部Intemet相連互通\在家庭內(nèi)網(wǎng)和外部Internet之間需要一個網(wǎng)絡(luò)中各數(shù)據(jù)交換\另一方面還負責絡(luò)終端4.24.2WiFi技術(shù)在家庭無線網(wǎng)絡(luò)中的實現(xiàn).專業(yè).專注. 在家庭網(wǎng)絡(luò)中，WiFi主要應(yīng)用在各種信息家電和家庭網(wǎng)關(guān)上。我們可以使用個人電服務(wù)器—瘦客戶端的結(jié)構(gòu)。4.2.1家庭網(wǎng)關(guān)模塊家庭網(wǎng)關(guān)是我們整個網(wǎng)絡(luò)的核心部件。所有的信息家電以及控制設(shè)備都要連接到這個網(wǎng)HTIP、WebServer等高層應(yīng)用和圖形用戶界面。完成此功能的協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖2所示。其應(yīng)用層采用統(tǒng)一設(shè)備管理協(xié)議(UniversalDeviceControlProtocol，UDCP)，用來進行整個網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的添加、刪除、狀態(tài)查詢、參數(shù)配置等管理和控制。UDPC采用客戶一服務(wù)器結(jié)構(gòu)，服務(wù)器端位各信息家電和控制設(shè)備，客戶為家庭網(wǎng)關(guān)。用戶界面和TCP/IP、HTTP、Web-Server高層應(yīng)用。用戶可以通過身份鑒別后登錄家庭網(wǎng)關(guān)，并使用系統(tǒng)提供的圖形控制界面對信息家電進行控制和管理。家庭網(wǎng)關(guān)同時支持嵌入式Web服務(wù)器。當我們合法登錄后，就可以使用該服務(wù)器提供的.專業(yè).專注. I4.2.2信息家電模塊信息家電上的信息家電上的WiFi功能有兩種實現(xiàn)模式。一種是信息家電自身帶有WiFi功能。這是理想的狀態(tài)?，F(xiàn)在已經(jīng)有很多家用電器比如電視機、DVD等都已經(jīng)具備了此功能。第二種是信息家電將自身采集到的各種狀態(tài)信息傳遞給其自身的或者是擴展的微控制器\微控制.專業(yè).專注. 時，信息家電還通過WiFi模塊接受來自家庭網(wǎng)關(guān)的信息，處理后轉(zhuǎn)換成對家電的控制或查詢，并將其隨后的狀態(tài)信息由WiFi模塊反饋給家庭網(wǎng)關(guān)。五、WiFi技術(shù)的發(fā)展趨勢這幾年內(nèi)，無線AP的數(shù)量呈迅猛的增長，無線網(wǎng)絡(luò)的方便與高效使其能夠得到迅速的普及。除了在目前的一些公共地方有AP之外，國外已經(jīng)有先例以無線標準來建設(shè)城域網(wǎng)，因此，WiFi的無線地位將會日益牢固。WiFi是目前無線接入的主流標準，但是，WiFi會走多遠呢？在Intel的強力支持下，WiFi已經(jīng)有了接班人。它就是全面兼容現(xiàn)有WiFi的更遠的傳輸距離、更寬的頻段選擇以及更高的接入速度等等，預(yù)計會在未來幾年間成為無線網(wǎng)絡(luò)的一個主流標準，Intel計劃將來采用該標準來建設(shè)無線廣域網(wǎng)絡(luò)。這相比于限時的無線局域網(wǎng)或城域網(wǎng)，是質(zhì)的變革，而且現(xiàn)有設(shè)備仍能得到支持。另外現(xiàn)在越來越多的家用電器及電子產(chǎn)品開始支持WiFi功能。WiFi的普及以及相關(guān)軟。通過網(wǎng)絡(luò)將各種家電連接，可實現(xiàn)功能上的重構(gòu)和資源的再配置。隨著網(wǎng)絡(luò)的普及和推廣，將家庭中的各種帶有網(wǎng)絡(luò)功能的家用電器通過無線技術(shù)連接成局域網(wǎng)絡(luò)，并與外部Inte