wifi技术及其在智能家居中的应用研究

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1、信息产业·167·WiFi技术及其在智能家居中的应用研究刘凯(华北电力大学，河北保定071000)摘要：本文对wifi技术进行了简单介绍，从协议、组成、网络拓扑等方面进行分析，得出wifi技术的优点并对串口wifi模块进行分析，从六个方面提出其在以智能家庭网关为基础的智能家居中的应用。最后提出了当前wifi技术的新应用，对wifi无线网络的前景进行展望。关键词：wifi：智能家居；家庭网关1Wm技术及802．11协议栈和IEEE802．11协议栈，能够实现串VI到无线网络之间的数据转Wifi即IEEE802．11协议，是无线局域网LAN)技术—IEEE换。802．

2、11系列标准(主要包括IEEE802．1la／b，g3种)的商用名称。也是串口Wifi模块的分类及工作方式：(1)主动型串口设备联网：串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口wifi模块设备会在每次数据交换之前主动发起连接，然后开始数相连接的技术。是为了提高IEEE802．11标准无线产品之间的互通据交换。例如，无线pos机在每次刷卡完成之后，才开始连接后台的性。这是一种能够在数百米范围内传输互联网接入的无线电信号的服务器进行数据交换。(2)被动型串口设备联网：在每次数据交换之短距离传输技术。前，所有的串口wifi模块设备都处于等待状态

3、，当服务器发起连接邀IEEE802．11标准是1997年6月由IEEE推出的第一代无线局请时再进行数据的交换。域网标准。该标准定义了物理层和介质访问控制子层(MAC)的协议规5Wifi技术在智能家居中的应用范，允许无线局域网和设备制造商在一定范围内建立互操作网络设Wifi技术在智能家庭中的应用，主要还是体现在家庭内部组网方备。面，家庭网关内嵌Wifi模块与家居设备进行通信：(1)IEEE802．11MAC层(1)家用设备的控制。可以实现对音视频设备、照明系统、窗帘控MAC(MediumAeeessCont~o1)N具有三个主要的功能：无线介质制、空调控制、安防系统

4、、数字影院系统、网络家电等家用设备的控访问、网络连接、提供数据验证和保密。MAC层定义了两种无线介质制。访问方式：一种是DCF，它采用CSMA／CA这种竞争方式来进行无线(2)数字可视对讲。引入Wifi使得Wifi智能网关可作为移动的终介质的共享。另一种是PCF，这是一个非竞争接人协议。端设备，便于在卧室、厨房、客厅以及家中任何一个地方进行对讲控MAC层负责客户端和无线接入点之间的通信，根据信号强度和制。误包率，选择性能最好的访问接入点便于提供更好的性能，此外，负(3)安防报警。每当产生告警信号，就会及时将报警信息上传至管责最有效的将负载平衡分布于可用的无线基础设

5、施中。理中心，同时也可以通过短信、电话、邮件等方式通知业主，甚至可以(21IEEE802．11物理层实现自动抓拍等功能。在IEEE802．11中定义了三种不同的物理层实现：红外，跳频扩(4)信息发布。物业中心通过社区管理软件，可以编辑各种信息，频和直接序列扩频。红外红外线安全牲最高，但红外线对非透明物体并及时的发送至业主家中的家庭网关上，以供业主阅览。的穿透牲极差，这导致传输距离十分有限。直接序列扩频系统与调频(5)远程监控。用户通过客户端远程登录家庭网关，实现家庭状况扩频系统相比，系统的误码性能更好，具有更远的传输距离，但由于的实时监测。QPSK不具有恒包络特性

6、，因此需要使用线性功率放大器，故适用于(6)设备自检和远程维护。以上功能通过使用Wifi技术，实现了较高性能的系统。IEEE802．11b工作于2．4GHz频点，采用互补码键基于控制类的无线智能家居。控调制技术CCK，当工作站之间的距离过大或干扰过多，信噪比低于6Wifi新技术阈值时，其传输速率可从l1Mb／S自动降至5．5Mb／s，甚至可能再降至6．1Wifi智能灯泡2Mb／S及1Mb／S。IEEE802．1la工作于5GH频段上，可支持54Mb／s澳大利亚一家创业公司推出一款由无线Wi—Fi连接的LED电灯的速率。泡。这款灯泡通过智能手机应用来控制，每个电灯泡

7、都是一台运行开2Wm网络结构及其拓扑源Contiki操作系统(rhingsquare发行版)的计算机。一组电灯泡形成Wifi无线网络是一个庞大的系统，它包括底层工作站、接人点、一个无线网络并与外界Wifi信号连接。用户通过智能手机应用就可基本服务集、上层的分布式系统服务、扩展服务集等部分。以控制这些电灯泡的亮度、开关和颜色。无线Wifi网络拓扑结构有2种：(1)基础网(Infra)：由很多AP组6．2手势识别成，网络中所有的通信都是由AP进行的数据转换。(2)自组网(Ad—华盛顿大学的计算机专家们研发一款设备，采用改进的Wifi路hoc)：网络中不存在AP，由两个

8、或者两个以