物联网应用——智能家电网络

1、物联网应用一一智能家电网络摘要：随着经济的不断发展，科学技术的不断创新，生活水平的提高，家用电器 已经从当初的刚档次消费品逐渐变为当下的普及性消费品。在家用电器的类型以 及数量不断增加的同时，用户如何能够更加容易及有效率地对众多的家电进行管 理与使用己经成为人们必须要面对的一个问题。而各种短距离无线通信技术标准 的纷纷涌现，更是促进了智能家电网络的形成。本文旨在研究和探讨一种智能家 电网络，使其具备以下功能和特点:家电与家电以及家电与互联网能相互连接;各 种家电的运作方式，可以山家庭内部以及连接到互联网上的计算机随时设定;随 着运行工作的需要，家电能够自动向各种服务提供网站获取相关信息以及服务

2、等 等。关键词：物联网技术；智能家电网络；家电控制；云计算1绪论背景与研究意义智能家电是具有自动感知住宅空间状态和家电自身状态、家电服务状态，能 够自动控制及接收住宅用户在住宅内或远程的控制指令的家电产品。其特点有： 网络化功能、智能化、开放性、兼容性、节能化、易用性等，功能包括：通信 功能、消费电子产品的智能控制、交互式智能控制、安防控制功能、健康与医疗 功能等等，这些都是与普通家电相区别之处。而“物联网”这一概念的提出，使 得智能家电之间原先的独立不相联系被打破，物联网技术可以利用无线传感器网 络，在标准的通信协议和控制协议下，让所有不同功能的节点组成一个整休，实 现家庭设备的网络化管理。

3、1. 2智能家电研究现状及发展趋势近儿年国外的许多计算机、通信、家电行业的巨人都认识到智能家电的巨大 市场潜力，纷纷进入这个领域。U前已经有许多国外的智能家电和智能家居类的 产品出现在市场上，例如：Vantage家居自动化系统等。在国外智能家电迅猛发 展趋势的影响下，我国众多的家电生产制造商也在不断进行智能家电的研究，并 取得了长远的进步和发展。例如：海尔网络家电，联想蓝色家电一“天乐”等。然而，虽然有不少国内品牌的“概念式”智能家电产品问世，但是国内家电 制造商对这些产品的研制更多的是从扩大自身品牌的知名度、提高品牌的价值含 量等角度出发的，国内对智能家电的研究还没受到从制造商到政府相关部门

4、的重 视。但是我们必须看到，信息化已经成为全世界的一大趋势，各种传统行业都不 可避免地被卷入一个信息化的潮流之中，智能家电或信息家电将毫无争议地成为 家电行业的新的盈利支柱点，智能家电以及智能家电网络将会有非常广阔的发展前景。2智能家电网络相关应用技术2无线传感器网络无线传感器网络就是在监测区域内部署的数量规模较大的微型传感器节点, 这些微型传感器节点通过无线射频技术形成一个可多跳路山的自组的网络系统, 节点之间通过无线通信协作，采集、感知并处理被测区域中的信息,并与控制者进 行交互。终端用户卫星4联网移动通信网汇聚节点(网关终端川八传感器网络图2.1无线传感器网络通信结构1. HomePNA

5、家庭电话线网络联盟(HomeNPA),它是通过在电话线上加载高频载波信号来实现 信息的传递的网络技术。通过系统的调整和改善可以达到IMbit/S以上的数据传 输速率。这种网络解决方案具有准高速、易用、便宜的特点，主要用于解决家庭 中电脑和其他设备之间的通信。该技术U前得到了 70多家公司的支持,发起的11 家公司有 TutSystemS> Epigrma、3Com、A 劲 D、AT&T、COMPAQ、HP、IBM、 INTEL和Connexant等。HomePNA支持因特网访问。它的具体方案LI前尚在修 订之中。电话线带宽的限制是该技术发展中的不利因素，而且无法实现芯片化也 使其

6、成本难以大幅度降低。tg)2. 以太网(Ethernet)以太网必须采用专门铺设的线缆布网，但是其数据传输速率相当高,可达到loMbit/s或looMbit/s,能够传输工P电话语音、数据、视频和家电控制信息，主要用于基于个人电脑的有线局域网和高速因特网。以太网本身的实现成本并不高,但专门布线需要花费大量的基础建设费用。以太网所采用的连线可有多种选择,例如非屏蔽双绞线、同轴电缆、光纤以及它们的组合。(913JEEEI394工EEE1394山苹果电脑公司提出的Firweire标准演变而来，也称iLnik或火线"。 它采用光缆进行连接，最高传输速率为400Mbit/S,传输距离为4,m5

7、;具有完全的数 字接口，无需模拟/数字转换,减少了信息丢失率;接口较小,串行电缆较细，可以节省 空间和互连载体的花费;支持热插拔，用户可以在总线有效状态下插拔1394设备; 容易使用、维护，安装时无需附加设备和人工端口设置;具有传输速率可升级体 系,100Mbit/S. 20OMbit/S、400Mbit/S可在同一总线上依照应用特性随时变更; 具有灵活的网络拓扑结构，支持链形、树形的多级桥联;同步通信方式可用于多媒 体数据的传输，异步通信方式可用于控制信号的传输。艺gJ4. HomePlugHomePlug采用电力线为传输载体，传输速率为lOMbits/,可以用于个人电脑网络 和高速因特网。

8、但LI前这种技术没有达到成熟的阶段，而且接入设备昂贵，不太适 合大众家庭使用。2.2无线联网技术标准LI前，关于家庭无线联网的技术己有儿种产品和标准，大部分都是采用2.4GHzSIM 频段,其中最具代表性的是802.11、HomeRF与蓝牙技术三大技术标准。1 蓝牙技术为了使蓝牙设备更加普及，蓝牙SGI协会在制定蓝牙技术标准时，将蓝牙设备发射 的无线电波频率制定在全世界通用的2.4GHzxsM(Industry,seience,Medica)l频段 上。全世界大部分国家，包括北美和大部分的欧洲地区，蓝牙设备的工作频率范圉 是在SIM中的2.4000GHZ到2.4835GHz的整个83.SMHz

9、之间,共使用79个频道, 每个频道间隔为IMH乙蓝牙技术的调制方式为高斯频率移位键控(GFSK)方式, 这种调制是以频率的正偏移(PositiveFrequeneyDeviation)来代表1,以及频率的负 偏移(NegativeFrequeneyoeviation)来代表0。所有蓝牙设备内都有一个唯一的48 位BD_ADDR(BluetoothDeviCeAddreSS,iK牙设备地址)，每一个蓝牙设备最多可 以与周围7个处于Active状态的其他蓝牙设备组成一个主从网络,其中主动发出 连接要求的设备就被称为主设备，另外一个被动接受连接的设备就称为从设备。 蓝牙设备之间通信的物理信道採用时分双工方式(TDD,TimeDivisionDuplex),同 时因为蓝牙技术中一般传输过程中的跳频