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智能家居-无线技术

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    [LV.3]偶尔看看II

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    发表于 2015-4-8 17:29:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
    无线技术
    1. RF射频,如RF433,RF315
    RF射频技术简介
    RF是Radio Frequency的缩写,即射频。Radio在字典中的解释为:n.无线电通信, 无线电接收装置, 无线电广播设备,v.用无线电发送。Frequency字典中的解释为:n.频率, 周率, 发生次数。



      在电子学理论中,电流流过导体,导体周围会形成磁场;交变电流通过导体,导体周围会形成交变的电磁场,称为电磁波。在电磁波频率低于100khz时,电磁波会被地表吸收,不能形成有效的传输,但电磁波频率高于 100khz时,电磁波可以在空气中传播,并经大气层外缘的电离层反射,形成远距离传输能力,我们把具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频。
    常见的一些应用:
      射频技术在无线通信领域中被广泛使用。许多无线设备利用RF场。无绳电话和手机,无线电和电视广播站,卫星通讯系统,以及对讲机服务等都是在RF频谱下运作的。还有一些无线设备工作在IR或可见光的频率下,它们的电磁波长要比RF场的短。这些例子包括大多数的电视机遥控器,一些无线的电脑键盘和鼠标,以及一些无线hi-fi立体声耳机
    2.蓝牙(Bluetooth)
    所谓蓝牙(Bluetooth)技术,实际上是一种短距离无线电技术,利用“蓝牙”技术,能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信,也能够成功地简化以上这些设备与因特网Internet之间的通信,从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效,为无线通信拓宽道路。说得通俗一点,就是蓝牙技术使得现代一些轻易携带的移动通信设备和电脑设备,不必借助电缆就能联网,并且能够实现无线上因特网,其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电,组成一个巨大的无线通信网络。“蓝牙”技术属于一种短距离、低成本的无线连接技术,是一种能够实现语音和数据无线传输的开放性方案,因此,目前无线通信的“蓝牙”刚刚露出一点儿芽尖,却已经引起了全球通信业界和广大用户的密切关注
    3. IEEE802.11a/b/g/n (WiFi)
    Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备(如PDA、手机)等终端以无线方式互相连接的技术。Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌,由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。现时一般人会把Wi-Fi及IEEE 802.11混为一谈。甚至把Wi-Fi等同于无线网际网路。

      Wi-Fi 原先是无线保真的缩写,Wi-Fi 的英文全称为wireless fidelity。在无线局域网的范畴是指“无线相容性认证”,实质上是一种商业认证,同时也是一种无线联网的技术,以前通过网线连接电脑,而现在则是通过无线电波来连网;常见的就是一个无线路由器,那么在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用WIFI连接方式进行联网,如果无线路由器连接了一条ADSL线路或者别的上网线路,则又被称为“热点”。

      所谓Wi-Fi,是由一个名为“无线以太网相容联盟”(WirelessEthernet Compatibility Alliance,WECA)的组织所发布的业界术语,中文译为“无线相容认证”。它是一种短程无线传输技术,能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。随着技术的发展,以及IEEE 802.11a 及IEEE 802.11g等标准的出现,现在IEEE 802.11 这个标准已被统称作Wi-Fi。从应用层面来说,要使用Wi-Fi,用户首先要有Wi-Fi 兼容的用户端装置。

      Wi-Fi是一种帮助用户访问电子邮件、Web和流式媒体的互联网技术。它为用户提供了无线的宽带互联网访问。同时,它也是在家里、办公室或在旅途中上网的快速、便捷的途径。能够访问Wi-Fi 网络的地方被称为热点。Wi-Fi或 802.11G在2.4Ghz频段工作,所支持的速度最高达54Mbps(802.11N工作在2.4Ghz或者5.0Ghz,最高速度600Mbps)。另外还有两种802.11空间的协议,包括(a)和(b)。它们也是公开使用的,但802.11G/N在世界上最为常用。
    4. IEEE 802.15.4(Zigbee)
    Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞,由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息,也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。简而言之,ZigBee就是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术。

     简单的说,ZigBee是一种高可靠的无线数传网络,类似于CDMA和GSM网络。ZigBee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里,并且支持无限扩展。

     ZigBee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台,在整个网络范围内,每一个ZigBee网络数传模块之间可以相互通信,每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。   与移动通信的CDMA网或GSM网不同的是,ZigBee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立,因而,它必须具有简单,使用方便,工作可靠,价格低的特点。而移动通信网主要是为语音通信而建立,每个基站价值一般都在百万元人民币以上,而每个ZigBee“基站”却不到1000元人民币。每个ZigBee网络节点不仅本身可以作为监控对象,例如其所连接的传感器直接进行数据采集和监控,还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。除此之外,每一个Zigbee网络节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内,和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点(RFD)无线连接。
    5.Z-Wave
    Z-Wave是由丹麦公司Zensys所一手主导的无线组网规格,Z-wave联盟(Z-wave Alliance)虽然没有ZigBee联盟强大,但是Z-wave联盟的成员均是已经在智能家居领域有现行产品的厂商,目前该联盟已经具有160多家国际知名公司,范围基本覆盖全球各个国家和地区。尤其是国际大厂思科(Cisco)与英特尔(Intel)的加入,也强化Z-wave在家庭自动化领域的地位。就市场占有率来说,Z-Wave在欧美普及率比较高,知名厂商如(NWD)华顿,wintop,Leviton,control4等。为何Z-wave在智能家居方面占据了强势地位呢?这主要基于Z-Wave的属性。Z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术。工作频带为908.42MHz(美国)~868.42MHz(欧洲),采用FSK(BFSK/GFSK)调制方式,数据传输速率为9.6 kbps,信号的有效覆盖范围在室内是30m,室外可超过100m,适合于窄带宽应用场合。随着通信距离的增大,设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加,相对于现有的各种无线通信技术,Z-Wave技术将是最低功耗和最低成本的技术,有力地推动着低速率无线个人区域网。

    Z-Wave技术设计用于住宅、照明商业控制以及状态读取应用,例如抄表、照明及家电控制、HVAC、接入控制、防盗及火灾检测等。Z-Wave可将任何独立的设备转换为智能网络设备,从而可以实现控制和无线监测。 Z-Wave技术在最初设计时,就定位于智能家居无线控制领域。采用小数据格式传输,40kb/s的传输速率足以应对,早期甚至使用9.6kb/s的速率传输。与同类的其他无线技术相比,拥有相对较低的传输频率、相对较远的传输距离和一定的价格优势。   

      Z-Wave技术专门针对窄带应用并采用创新的软件解决方案取代成本高的硬件,因此只需花费其它类似技术的一小部份成本就可以组建高质量的无线网络。

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