智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介課件

智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介1智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介1智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介煙霧傳感器煙霧傳感器是通過監(jiān)測煙霧的濃度來實現(xiàn)火災(zāi)防范的，煙霧報警器內(nèi)部采用離子式煙霧傳感器，它是一種技術(shù)先進、工作穩(wěn)定可靠的傳感器，被廣泛運用到各種消防報警系統(tǒng)中，性能遠優(yōu)于氣敏電阻類的火災(zāi)報警器。在它的內(nèi)外電離室里面有放射源镅241。電離產(chǎn)生的正、負離子，在電場的作用下各自向正負電極移動。在正常的情況下，內(nèi)外電離室的電流、電壓都是穩(wěn)定的。一旦有煙霧竄逃外電離室。干擾了帶電粒子的正常運動，電流，電壓就會有所改變，破壞了內(nèi)外電離室之間的平衡，于是無線發(fā)射器發(fā)出無線報警信號，通知遠方的接收主機，將報警信息傳遞出去。常用的煙霧探測方式有離子感煙探測、光電感煙探測方式。2常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介煙霧傳感器2常用傳感器介紹煙霧傳感器離子感煙探測方式的內(nèi)電離室是密封的，煙霧進不去，當(dāng)沒有煙霧時離子能到達對面電極，內(nèi)、外電離室電壓、電流平衡；有煙霧進入外電離室，煙霧阻擋了離子到達對面電極，外電離室電場失去平衡，報警器探測到后發(fā)出警報。光電式感煙探測器主要利用紅外線探測，分前向反射式、后向反射式。后向反射式探測器對黑煙、灰煙不夠敏感。3常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介煙霧傳感器3常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介煙霧傳感器

如今社會環(huán)保意識越來越強，開發(fā)綠色、環(huán)保產(chǎn)品已經(jīng)成為各大公司追求的目標(biāo)。2010年最新推出的MQ-X系列氣體傳感器也是為適應(yīng)市場需求而設(shè)計的，此款煙霧傳感器采用MQ-2型氣敏元件，可以很靈敏地檢測到空氣中的煙霧以及甲烷氣體。通過連接與編程，結(jié)合其他實驗?zāi)K，可以制作煙霧報警器、甲烷泄露報警器、自動煙霧排風(fēng)機等產(chǎn)品，是使室內(nèi)的空氣達到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的理想傳感器。如圖所示。

煙霧傳感器廣泛應(yīng)用在城市安防、學(xué)校、小區(qū)、公司、工廠、家庭、倉庫、別墅、資源、化工、石油、燃氣輸配等眾多領(lǐng)域。4常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介煙霧傳感器4常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介人體紅外傳感器

人體紅外傳感器是一種能檢測人體發(fā)射的紅外線的新型高靈敏度紅外探測元件。它能以非接觸的形式檢測出人體輻射的紅外線能量變化，并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸出。將輸出的電壓信號加以放大，便可驅(qū)動各種控制電路，適用于樓道、走廊、車庫、倉庫、地下室、洗手間等場所的自動照明、抽風(fēng)等用途，真正體現(xiàn)樓宇智能化及物業(yè)管理的現(xiàn)代化，其功能特點：1）基于紅外線技術(shù)的自動控制產(chǎn)品，當(dāng)有人進入感應(yīng)范圍時，傳感器探測到人體紅外光譜發(fā)生變化，開關(guān)自動接通負載用電器。人不離開并且在活動，開關(guān)持續(xù)導(dǎo)通；人離開后，開關(guān)延時自動關(guān)閉負載，人到燈亮，人離燈熄，親切方便，安全節(jié)能。5常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介人體紅外傳感器5常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)人體紅外傳感器2）具有過零檢測的功能：無觸點電子開關(guān)，延長負載使用壽命。3）應(yīng)用光敏控制，開關(guān)自動測光，光線強時不感應(yīng)。6常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介人體紅外傳感器6常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)人體紅外傳感器常見人體紅外感應(yīng)裝置紅外感應(yīng)自動水龍頭紅外感應(yīng)干手器7常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介人體紅外傳感器7常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)光照度傳感器

光照度傳感器選用專業(yè)的光伏控測器，對于可見光頻段光譜吸收后轉(zhuǎn)換成電信號。根據(jù)電信號的大小對應(yīng)光照度的強弱。內(nèi)裝有濾光片，使可見光以外的光譜不能到達光接收器，內(nèi)部放大電路有可調(diào)放大器，用于調(diào)制光譜接收范圍，從而可實現(xiàn)不同光強度的測量。由于光電二極管的輸出與照度（光流量/感光面積）成比例，因此可以構(gòu)成照度傳感器（其它光度值測量都可以采取相應(yīng)辦法將其變換為感光面的照度進行測量）；再將光電流通過通用運放進行電流—電壓轉(zhuǎn)換。8常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介光照度傳感器8常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡光照度傳感器

生活中常見的利用到光照傳感器的裝置有很多，例如用到光敏電阻的路燈，根據(jù)白天黑夜的光照強度改變電阻值，從而達到控制電路通斷的目的。如圖所示是一些常見的光照度傳感器。9常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介光照度傳感器9常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡燃氣傳感器監(jiān)測可燃性氣體泄漏的警報器廣泛地用于煤礦和工廠，如今也逐漸在家庭里開始普及。用來監(jiān)測瓦斯，液化石油氣，一氧化碳有無泄漏，以預(yù)防氣體泄漏引起的爆炸以及不完全燃燒引起的中毒。這些警報器的核心部分就是燃氣傳感器，它是氣體傳感器的一種。從作用機理來看，燃氣傳感器主要分兩種：半導(dǎo)體氣體傳感器和接觸燃燒傳感器。10常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介燃氣傳感器10常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡燃氣傳感器半導(dǎo)體氣體傳感器主要是由SnO2等n型氧化物半導(dǎo)體加入白金或鈀等貴金屬構(gòu)成的?？扇夹詺怏w在其表面發(fā)生反應(yīng)，就能引起SnO2電導(dǎo)率的變化，從而感知可燃性氣體的存在。這種反應(yīng)需要在特定的溫度下才能發(fā)生，所以還要用電阻絲對傳感器進行加熱。接觸燃燒傳感器是指可燃性氣體與催化劑接觸時發(fā)生燃燒，使得白金線圈的電阻發(fā)生變化從而感知燃氣的存在。這種傳感器，是由載有白金或鈀等貴金屬催化劑的多孔氧化鋁涂覆在白金線圈上而構(gòu)成的。11常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介燃氣傳感器11常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡燃氣傳感器常見的有MQ-5型燃氣傳感器，它屬

于半導(dǎo)體氣體傳感器。如圖所示。MQ-5氣體傳感器所使用的敏感材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃氣體時，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃氣體濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號。

MQ-5氣體傳感器對丁烷、丙烷、甲烷的靈敏度高，能夠較好地兼顧甲烷和丙烷。這種傳感器可檢測多種可燃性氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。12常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介燃氣傳感器12常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡溫濕度傳感器不管是從物理量本身還是人們實際的生活，溫度與濕度都有著非常密切的關(guān)系，所以溫濕度一體的傳感器應(yīng)運而生。溫濕度傳感器是指能將溫度量和濕度量轉(zhuǎn)換成容易被處理的電信號的設(shè)備或裝置。市場上的溫濕度傳感器一般是測量溫度量和相對濕度量。溫濕度傳感器可分為很多種類，常見的有無線溫濕度傳感器、風(fēng)管式溫濕度傳感器、管道式溫濕度傳感器。本次實驗當(dāng)中使用的是數(shù)字式無線溫濕度傳感器。如圖所示。13常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介溫濕度傳感器13常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)溫濕度傳感器無線溫濕度傳感器主要用于探測室內(nèi)、室外溫濕度。雖然絕大多數(shù)空調(diào)都有溫度探測功能，但由于空調(diào)的體積限制，它只能探測到空調(diào)出風(fēng)口附近的溫度，這也正是很多消費者感覺其溫度不準(zhǔn)的重要原因。有了無線溫濕度探測器，你就可以確切地知道室內(nèi)準(zhǔn)確的溫濕度，其現(xiàn)實意義在于當(dāng)室內(nèi)溫度過高或過低時能夠提前啟動空調(diào)調(diào)節(jié)溫度，比如當(dāng)你在回家的路上，家中的無線溫濕度傳感器探測出房間溫度過高則會啟動空調(diào)自動降溫，等你回家時，家中已經(jīng)是一個宜人的溫度了。另外無線溫濕度傳感器對于你早晨出門也有著特別意義，在空調(diào)房間時，對戶外的溫度是沒有感覺的，這時候裝在墻壁外的溫濕度傳感器就可以發(fā)揮作用，告訴用戶現(xiàn)在戶外的實時溫度，根據(jù)這個準(zhǔn)確溫度就可以確定自己的穿著了，而不會出現(xiàn)出門后才發(fā)現(xiàn)穿多或者穿少的尷尬了。14常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介溫濕度傳感器14常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)PM2.5傳感器

作為環(huán)境監(jiān)測中很重要的一環(huán)，PM2.5傳感器必須要強大的技術(shù)力量作為支撐，它在智能家居系統(tǒng)中發(fā)揮著獨到的作用，一方面它可以聯(lián)動物聯(lián)網(wǎng)傳感智能家居系統(tǒng)中的聲光報警器進行報警，一旦檢測到PM2.5的值超標(biāo)，報警器就可以自動報警到軟件里，用戶可以隨時隨地了解空氣質(zhì)量，除此之外，它可以聯(lián)動新風(fēng)系統(tǒng)、空調(diào)等設(shè)備對所檢測的區(qū)域及時進行通風(fēng)換氣，讓消費者的生活遠離塵埃，每天都能生活在新鮮的空氣之中，讓健康得到保證。15常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介PM2.5傳感器15常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用PM2.5傳感器

如圖所示為激光PM2.5傳感器，它采用激光散射的原理：當(dāng)激光照射到通過檢測位置的顆粒物時會產(chǎn)生微弱的光散射，在特定方向上的光散射信號波形與顆粒直徑有關(guān)，通過不同粒徑的波形分類統(tǒng)計及換算公式可以得到不同粒徑的實時顆粒物的數(shù)量濃度，按照標(biāo)定方法得到與官方單位統(tǒng)一的質(zhì)量濃度。16常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介PM2.5傳感器16常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用氣壓傳感器氣體壓力傳感器是主要用于測量氣體絕對壓強的轉(zhuǎn)換裝置，可用于血壓、風(fēng)壓、管道氣體等方面的壓力測量。它的性能穩(wěn)定可靠，主要適用于與氣體壓強相關(guān)的物理實驗，如氣體定律等，也可以在生物和化學(xué)實驗中測量干燥、無腐蝕性的氣體壓強。空氣壓縮機的氣壓傳感器主要由薄膜、頂針和一個柔性電阻器來完成對氣壓的檢測與轉(zhuǎn)換功能。薄膜對氣壓強弱的變化異常敏感，一旦感應(yīng)到氣壓的變化就會發(fā)生變形并帶動頂針動作，這一系列動作將改變?nèi)嵝噪娮璧碾娮柚?，將氣壓的變化轉(zhuǎn)換為電阻阻值的變化以電信號的形式呈現(xiàn)出來，之后對該電信號進行相應(yīng)處理并輸出給計算機呈現(xiàn)出來。17常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介氣壓傳感器17常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡氣壓傳感器有些氣壓傳感器利用變?nèi)菔焦枘ず衼硗瓿蓪鈮旱臋z測。當(dāng)氣壓發(fā)生變化時引發(fā)變?nèi)菔焦枘ず邪l(fā)生形變并帶動硅膜盒內(nèi)平行板電容器電容量的變化，從而將氣壓變化以電信號形式輸出，經(jīng)相應(yīng)處理后傳送至計算機得以展現(xiàn)。如圖所示為幾種常見的氣壓傳感器。18常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介氣壓傳感器18常用傳感器介紹智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡Zigbee技術(shù)Zigbee簡介ZigBee又稱紫峰協(xié)議，其名稱來源于蜜蜂的舞蹈，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。蜂群里蜜蜂的數(shù)量眾多，所需食物不多，與設(shè)計初衷十分吻合，故命名為ZigBee。Zigbee是一種標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)定義了短距離、低速率傳輸速率無線通信所需要的一系列通信協(xié)議。主要適合用于自動控制和遠程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。主要適合用于自動控制和遠程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。19常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介Zigbee技術(shù)19常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系Zigbee技術(shù)Zigbee技術(shù)發(fā)展ZigBee的發(fā)展基礎(chǔ)是IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，它是一種新型的短距、低速、低功耗的無線通信技術(shù)，其前身是INTEL、IBM等產(chǎn)業(yè)巨頭發(fā)起的“HomeRF

Lite”無線技術(shù)。負責(zé)起草IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的工作組于2000年成立，2002年美國摩托羅拉（Motorola）公司、荷蘭菲利普斯（Philips）公司、英國Invensys公司、日本三菱電器公司等發(fā)起成立了ZigBee聯(lián)盟。到目前為止，ZigBee聯(lián)盟已有200多家成員企業(yè)，而且還在迅速壯大中。這些企業(yè)包裹半導(dǎo)體生產(chǎn)商、IP服務(wù)提供商以及消費類電子廠商等，而這些公司都參加了IEEE802.15.4工作組，為ZigBee物理和媒體控制層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建立做出了它們的貢獻。20常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介Zigbee技術(shù)20常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系Zigbee技術(shù)Zigbee技術(shù)發(fā)展2004年ZigBee1.0（又稱ZigBee2004）誕生，它是ZigBee的第一個規(guī)范，這使得ZigBee有了自己的發(fā)展基本標(biāo)準(zhǔn)。但是由于推出比較倉促存在很多不完善的地方，因此在2006年進行了標(biāo)準(zhǔn)的修訂，推出了ZigBee1.1（又稱ZigBee2006），但是該協(xié)議與ZigBee1.0是不兼容的。ZigBee1.1相較于ZigBee1.0做了很多修改，但是ZigBee1.1仍無法達到最初的設(shè)想，于是在2007年再次修訂（稱為ZigBee2007/PRO），能夠兼容之前的ZigBee2006，并且加入了ZigBee

PRO部分，此時ZigBee聯(lián)盟更專注于以下三種應(yīng)用類型的拓展：家庭自動化（HA）、建筑/商業(yè)大樓自動化（BA）以及先進抄表基礎(chǔ)建設(shè)（AMI）。21常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介Zigbee技術(shù)21常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系Zigbee技術(shù)Zigbee技術(shù)特點ZigBee是一種短距離、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本、低復(fù)雜度的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。ZigBee采取了IEEE802.15.4強有力的無線物理層所規(guī)定的全部優(yōu)點：省電、簡單、成本又低的規(guī)格；ZigBee增加了邏輯網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)安全和應(yīng)用層。ZigBee的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括無線數(shù)據(jù)采集、無線工業(yè)控制、消費性電子設(shè)備、汽車自動化、家庭和樓宇自動化、醫(yī)用設(shè)備控制、遠程網(wǎng)絡(luò)控制等場合。22常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介Zigbee技術(shù)22常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系Zigbee技術(shù)Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓撲ZigBee的設(shè)備類型：協(xié)調(diào)器(coordinator)、路由器(router)以及終端設(shè)備(End

Device)。終端設(shè)備(End

Device)：結(jié)構(gòu)和功能是最簡單的，采用電池供電，大部分時間都處于睡眠狀態(tài)以節(jié)約電量，延長電池的使用壽命。路由器(router)：需具備數(shù)據(jù)存儲和轉(zhuǎn)發(fā)能力以及路由發(fā)現(xiàn)的能力。除完成應(yīng)用任務(wù)外，路由器還必須支持其子設(shè)備連接、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、路由表維護等功能。協(xié)調(diào)器(coordinator)：協(xié)調(diào)器是一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)的第一個開始的設(shè)備或者是一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)的啟動或者建立網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。協(xié)調(diào)器節(jié)點需選擇一個信道和唯一的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符(PAN

ID)，然后開始組建一個網(wǎng)絡(luò)。協(xié)調(diào)器設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中還有其他作用，比如建立安全機制，網(wǎng)絡(luò)中的綁定等。23常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介Zigbee技術(shù)23常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系Zigbee技術(shù)Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓撲Zigbee支持包含主從設(shè)備的星狀、樹簇狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓撲，每個網(wǎng)絡(luò)中都會存在一個唯一的協(xié)調(diào)器，它相當(dāng)于有線局域網(wǎng)中的服務(wù)器，對本網(wǎng)絡(luò)進行管理。Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓撲圖如圖所示。24常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介Zigbee技術(shù)24常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系Zigbee技術(shù)Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓撲ZigBee以獨立的節(jié)點為依托，通過無線通信組成星狀、簇狀或網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，因此不同的節(jié)點功能可能不同。為了降低成本就出現(xiàn)了全功能設(shè)備（FFD）和半功能設(shè)備（RFD）之分，F(xiàn)FD支持所有的網(wǎng)絡(luò)拓撲在網(wǎng)絡(luò)中可以充當(dāng)任何設(shè)備（協(xié)調(diào)器、路由器及終端節(jié)點）而且可以與所有設(shè)備進行通信，而RFD則在網(wǎng)絡(luò)中只能作為子節(jié)點不能有自己的子節(jié)點（即只能作為終端節(jié)點）而且其只能與自己的父節(jié)點通信，RFD功能是FFD功能的子集。25常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介Zigbee技術(shù)25常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系Zigbee技術(shù)Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓撲ZigBee作為一種新興的近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有效彌補了低成本、低功耗和低速率無線通信市場的空缺，其成功的關(guān)鍵在于豐富而便捷的應(yīng)用，而不是技術(shù)本身。我們有理由相信在不遠的將來，將有越來越多的內(nèi)置式ZigBee功能的設(shè)備進入我們的生活，并將極大地改善我們的生活方式和體驗。從IEEE802.15.4到ZigBee不難發(fā)現(xiàn)，這些標(biāo)準(zhǔn)的目的，就是希望以低價切入產(chǎn)業(yè)自動化控制、能源監(jiān)控、機電控制、照明系統(tǒng)管控、家庭安全和RF遙控等領(lǐng)域。傳遞少量信息，例如：控制（Control）或是事件（Event）的資料傳遞，都是ZigBee容易發(fā)揮的應(yīng)用場合。26常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介Zigbee技術(shù)26常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系ZigBee應(yīng)用案例智能家居中的應(yīng)用伴隨著ZigBee以及物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，智能家居也越來越成熟。海爾U-home智能家居，就是成功的案例之一。海爾智能家居是海爾集團在信息化時代推出的一個重要業(yè)務(wù)單元，它以U-home系統(tǒng)為平臺，采用有線與無線網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式，把所有設(shè)備通過信息傳感設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)鏈接，從而實現(xiàn)“家庭小網(wǎng)”、“社區(qū)中網(wǎng)”、“世界大網(wǎng)”的物物互聯(lián)，并通過物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了3C產(chǎn)品、智能家居系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等智能化識別、管理以及數(shù)字媒體信息的共享。海爾U-home系統(tǒng)是一種完全基于TCP/IP協(xié)議的智能化家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用世界先進的高科技數(shù)字技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)、交換技術(shù)、綜合布線技術(shù)、光學(xué)技術(shù)等實現(xiàn)了對家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制。海爾智能家居使用戶在世界的任何角落、任何時間，均可通過打電話、發(fā)短信、上網(wǎng)等方式與家中的電器設(shè)備互動。暢享“安全、便利、舒適、愉悅”的高品質(zhì)生活。我們對海爾智能家居生活的描述是這樣的“身在外，家就在身邊；回到家，世界就在眼前”。27常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介ZigBee應(yīng)用案例27常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控Zigbee應(yīng)用案例智能家居中的應(yīng)用傳感器將在U-home智能家居系統(tǒng)中采集到的信息，如：溫度、濕度、光照度等通過ZigBee無線通信上傳到網(wǎng)關(guān)中，即傳感器采集到的實時信息打包通過ZigBee協(xié)議棧發(fā)送給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器獲取到數(shù)據(jù)包后進行解析，然后發(fā)送給網(wǎng)關(guān)。ZigBee無線通信使整個智能家居里的布局更加簡潔、方便，使設(shè)備的成本降低、功耗降低。28常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介Zigbee應(yīng)用案例28常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控Zigbee應(yīng)用案例數(shù)字油田中的應(yīng)用基于ZigBee技術(shù)的油井監(jiān)測系統(tǒng)，采用大量傳感器無線組網(wǎng)。油井工作狀態(tài)傳感器主要有溫度傳感器、電壓傳感器、電機電流傳感器、被監(jiān)控開關(guān)斷/合傳感器、載荷傳感器、角位移傳感器、監(jiān)控器、電量傳感器等，它們將油井的工作狀態(tài)變換成對應(yīng)的電壓或電流值通過ZigBee通信模塊送至采油場監(jiān)控中心。數(shù)字油田完全摒棄了傳統(tǒng)的單一使用有線、數(shù)字電臺監(jiān)控油井的方法，使設(shè)備費用投入大、運營成本高、維護難度大的問題得到徹底的解決，實現(xiàn)油井井場內(nèi)無線化，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。29常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介Zigbee應(yīng)用案例29常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控Zigbee應(yīng)用案例路燈監(jiān)控中的應(yīng)用ZigBee路燈遠程監(jiān)控，ZigBee模塊嵌入在路燈監(jiān)控終端內(nèi)的控制器當(dāng)中，獲取的數(shù)據(jù)直接通過2.4G頻率的ZigBee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到ZigBee網(wǎng)關(guān)，ZigBee網(wǎng)關(guān)通過3G/4G網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳送到遠程管理中心進行存儲、統(tǒng)計、分析，幫助管理決策。ZigBee技術(shù)是一種新興的短距離、低功耗無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，基于ZigBee技術(shù)的路燈遠程監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)得到了管飯的應(yīng)用，也獲得了很好的效果，不僅對路燈控制進行了優(yōu)化，而且實現(xiàn)了節(jié)電節(jié)能，給智慧城市添了一把力。30常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介Zigbee應(yīng)用案例30常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控Zigbee應(yīng)用案例醫(yī)療監(jiān)測應(yīng)用生命體征監(jiān)測設(shè)備由加速度計、陀螺儀、磁性傳感器、皮電、溫度、血壓等各種傳感器組成。實時監(jiān)測采集心率、呼吸、血壓、心電、核心體溫、身體姿勢、位移等多種身體特征參數(shù)。生命體征檢測設(shè)備內(nèi)置ZigBee模塊，病人數(shù)據(jù)可實時記錄，最終通過無線傳輸?shù)浇K端或者工作站實現(xiàn)遠程監(jiān)控。救護車在去往醫(yī)院的途中，可以通過無線通信技術(shù)提供實時的病人信息，同時還可以實現(xiàn)遠程診斷與初級的看護，從而大幅度縮減救援的響應(yīng)時間，為病人的進一步搶救贏得寶貴的時間。31常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介Zigbee應(yīng)用案例31常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控WiFi技術(shù)WiFi簡介1999年時各大廠商為了統(tǒng)一兼容802.11標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備而結(jié)成了一個標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟，稱為Wi-FiAlliance，而Wi-Fi這個名詞也是他們?yōu)榱四軌蚋鼜V泛的為人們接受而創(chuàng)造出的一個商標(biāo)類名詞，也有人把它稱作"無線保真"。Wi-Fi實際上為制定802.11無線網(wǎng)絡(luò)的組織，并非代表無線網(wǎng)絡(luò)。但是后來人們逐漸習(xí)慣用Wi-Fi來稱呼802.11b協(xié)議。它的最大優(yōu)點就是傳輸速度較高，另外它的有效距離也很長，同時也與已有的各種802.11DSSS設(shè)備兼容。筆記本電腦上的迅馳技術(shù)就是基于該標(biāo)準(zhǔn)的。目前無線局域網(wǎng)（WLAN）,主流采用802.11協(xié)議。故常直接稱為WIFI網(wǎng)絡(luò)。32常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介WiFi技術(shù)32常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常WiFi技術(shù)WiFi技術(shù)特點組網(wǎng)簡便。無線局域網(wǎng)的組建在硬件設(shè)備上的要求與有線相比，更加簡潔方便，而且目前支持無線局域網(wǎng)的設(shè)備已經(jīng)在市場上得到了廣泛的普及，不同品牌的接入點AP以及客戶網(wǎng)絡(luò)接口之間在基本的服務(wù)層面上都是可以實現(xiàn)互操作的。WLAN的規(guī)劃可以隨著用戶的增加而逐步擴展，在初期根據(jù)用戶的需要布置少量的點。當(dāng)用戶數(shù)量增加時，只需再增加幾個AP設(shè)備，而不需要重新布線。而全球統(tǒng)一的WIFI標(biāo)準(zhǔn)使其與蜂窩載波技術(shù)不同，同一個WIFI用戶可以在世界各個國家使用無線局域網(wǎng)服務(wù)。33常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介WiFi技術(shù)33常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常WiFi技術(shù)WiFi技術(shù)特點業(yè)務(wù)可集成性。由于WIFI技術(shù)在結(jié)構(gòu)上與以太網(wǎng)完全一致，所以能夠?qū)LAN集成到已有的寬帶網(wǎng)絡(luò)中，也能將已有的寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)用到WLAN中。這樣，就可以利用已有的寬帶有線接入資源，迅速地部署WLAN網(wǎng)絡(luò)，形成無縫覆蓋。完全開放的頻率使用段。無線局域網(wǎng)使用的是全球開放的頻率使用段，使得用戶端無需任何許可就可以自由使用該頻段上的服務(wù)。34常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介WiFi技術(shù)34常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常WiFi技術(shù)WiFi應(yīng)用Wi-Fi和藍牙一樣，同屬于短距離無線通信技術(shù)。Wi-Fi速率最高可達11Mb/s。雖然在數(shù)據(jù)安全性方面比藍牙技術(shù)要差一些，但在電波的覆蓋范圍方面卻略勝一籌，可達100m左右，不用說家庭、辦公室，就是小一點的整棟大樓也可使用。如圖所示為WIFI技術(shù)應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖。35常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介WiFi技術(shù)35常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常WiFi技術(shù)WiFi應(yīng)用

如今的智能手機大多數(shù)都帶有WIFI無線上網(wǎng)功能，使用WIFI上網(wǎng)可以省去一筆不小的流量。對于使用電腦無線上網(wǎng)的用戶對無線路由器很清楚，對于智能手機來說也要用無線路由來連接互聯(lián)網(wǎng)，打開智能手機的無線網(wǎng)絡(luò)，在手機設(shè)置中找到所使用的WIFI名稱，輸入相應(yīng)的密碼讓手機與wifi相連，連上后就能移動上網(wǎng)了。36常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能手機WIFI上網(wǎng)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介WiFi技術(shù)36常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能手機WIFI上網(wǎng)智能WiFi技術(shù)WiFi應(yīng)用案例

2016年11月30日，由中糧地產(chǎn)舉辦的“遇見?未來——未來生活家聯(lián)盟啟動儀式暨京西祥云發(fā)布會“，在中糧祥云小鎮(zhèn)隆重舉行。未來家庭中各種設(shè)備要聯(lián)在一起，并進一步放大到社區(qū)，甚至把人和服務(wù)聯(lián)接起來，華為提供的技術(shù)就是搭建這樣的一個基礎(chǔ)聯(lián)接平臺。通過這個平臺來聚集更多的伙伴，讓各行業(yè)的伙伴發(fā)揮各自領(lǐng)域的特長和優(yōu)勢，最終一起為消費者提供統(tǒng)一的更好的生活體驗。華為搭建的這個基礎(chǔ)聯(lián)接平臺，我們稱之為“華為HiLink智能家居解決方案”，該方案主要包括六個關(guān)鍵要素，其中，最關(guān)鍵的要素是華為HiLink智能路由器。因為，智能家居時代，智能產(chǎn)品可能存在于家庭中每個角落，然而傳統(tǒng)單路由方案無法做到全覆蓋，沒有好的覆蓋，智能家居則是空談。為此，華為提出了“家庭分布式Wi-Fi”的概念，跳出“大功率，強輻射”的思路，開辟了“小功率，低輻射，均勻廣覆蓋”的思路，讓所有智能家居設(shè)備處在信號平穩(wěn)均勻的環(huán)境中。37常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介WiFi技術(shù)37常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常WiFi技術(shù)WiFi應(yīng)用案例

目前，華為HiLink智能家居解決方案已落地中糧祥云系列樣板間，主要承接“健康智能”的生活社區(qū)中“智”的這部分。其中，智能家電主要由美的、歐普、杜亞、鴻雁等數(shù)十家核心合作伙伴提供。相信在不久的將來消費者就將能享受到華為HiLink智能家居，如圖1-26所示，為大家?guī)淼娜珗鼍爸悄苌铙w驗。

通過華為的HiLink系統(tǒng)，我們在整個祥云項目中落地，而且不僅體現(xiàn)的是智能家居，還在公共環(huán)節(jié)體現(xiàn)，實際上是智慧社區(qū)的概念。我們談未來社區(qū)是有未來感的一個社區(qū)，相信中糧跟華為的牽手一定會為大家?guī)砗芮猩淼囊环N感受。38常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介WiFi技術(shù)38常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常WiFi技術(shù)WiFi應(yīng)用案例

家，發(fā)展至今，已經(jīng)不再局限于建筑領(lǐng)域，而是各產(chǎn)業(yè)共同交織而成的產(chǎn)物。也正是基于此，中糧置地北京公司聯(lián)合華為等各行業(yè)領(lǐng)先品牌及創(chuàng)新先驅(qū)者，成立“未來生活家聯(lián)盟”，以期共同思考和探討關(guān)于未來生活的種種可能。

與中糧合作的樣板間是華為HiLink智能家居解決方案在地產(chǎn)渠道落地的第一個樣板間。未來華為和中糧還將圍繞消費者的生活服務(wù)維度，結(jié)合中糧所涉足的其他產(chǎn)業(yè)鏈、服務(wù)鏈版塊，不斷探索新的合作契機，如智能物流管理、智能場景應(yīng)用等等。39常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介WiFi技術(shù)39常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常Bluetooth技術(shù)Bluetooth簡介藍牙是一種無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可實現(xiàn)固定設(shè)備、移動設(shè)備和樓宇個人域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換（使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF無線電波）?！八{牙”（Bluetooth）一詞是斯堪的納維亞語中Bl?tand/Bl?tann（即古挪威語blát?nn）的一個英語化版本，該詞是十世紀(jì)的一位國王HaraldBluetooth的綽號，他將紛爭不斷的丹麥部落統(tǒng)一為一個王國，傳說中他還引入了基督教。以此為藍牙命名的想法最初是JimKardach于1997年提出的，Kardach開發(fā)了能夠允許移動電話與計算機通訊的系統(tǒng)。他的靈感來自于當(dāng)時他正在閱讀的一本由FransG.Bengtsson

撰寫的描寫北歐海盜和HaraldBluetooth國王的歷史小說TheLongShips，意指藍牙也將把通訊協(xié)議統(tǒng)一為全球標(biāo)準(zhǔn)。40常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介Bluetooth技術(shù)40常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與Bluetooth技術(shù)Bluetooth簡介藍牙技術(shù)最初由電信巨頭愛立信公司于1994年創(chuàng)制，1997年愛立信與其他設(shè)備生產(chǎn)商聯(lián)系，并激發(fā)了他們對該項技術(shù)的濃厚興趣。1998年2月，5個跨過大公司，包括愛立信、諾基亞、IBM、東芝及Intel組成了一個特殊興趣小組（SIG），他們共同的目標(biāo)是建立一個全球性的小范圍無線通信技術(shù)，即現(xiàn)在的藍牙。41常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介Bluetooth技術(shù)41常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與Bluetooth技術(shù)Bluetooth簡介而藍牙這個標(biāo)志的設(shè)計：它取自HaraldBluetooth名字中的[H]和[B]兩個字母，用古北歐字母來表示，將這兩者結(jié)合起來，就成了藍牙的LOGO，如圖所示。42常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介Bluetooth技術(shù)42常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與Bluetooth技術(shù)Bluetooth技術(shù)特性藍牙技術(shù)提供低成本、近距離無線通信，構(gòu)成固定與移動設(shè)備通信環(huán)境中的個人網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)近距離內(nèi)各種設(shè)備無縫資源資源共享。顯然，這種通信技術(shù)與傳統(tǒng)的通信模式有明顯的卻別，它的初衷是希望以相同成本和安全性實現(xiàn)一般電纜的功能，從而使得移動用戶擺脫電纜的束縛。這決定藍牙技術(shù)具備以下技術(shù)特性：能傳送語音和數(shù)據(jù)使用公共頻段，無需申請許可證低成本、低功耗和低輻射安全性較高支持點對點及點對多通信抗干擾，保證傳輸?shù)姆€(wěn)定性43常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介Bluetooth技術(shù)43常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與Bluetooth技術(shù)Bluetooth的應(yīng)用

藍牙的具體實施依賴于應(yīng)用軟件、藍牙存儲棧、硬件及天線4個部分，適用于包括任何數(shù)據(jù)、圖像、聲音等短距離通信的場合。藍牙技術(shù)可以代替蜂窩電話和遠端網(wǎng)絡(luò)之間通信時所用的有線電纜，提供新的多功能耳機，從而在蜂窩電話、PC甚至隨身聽等設(shè)備中使用，也可用于筆記本電腦、個人數(shù)字助理、蜂窩電話等之間的名片數(shù)據(jù)交換。協(xié)議可以固化為一個芯片，可安置在各種智能終端。如圖所示為藍牙傳輸信號的過程。44常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)藍牙傳輸信號過程智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介Bluetooth技術(shù)44常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)藍牙傳輸信號過藍牙應(yīng)用案例智能門禁門禁指“門”的禁止權(quán)限，是對“門”的戒備防范。這里的“門”，廣義來說，包括能夠通行的各種通道，包括人通行的門，車輛通行的門等。因此，門禁就包括了車輛門禁。在車場管理應(yīng)用中，車輛門禁是車輛管理的一種重要手段。在數(shù)字技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展的今天門禁技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。早已超越了單純的門道及鑰匙管理，它已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一套完整的出入管理系統(tǒng)。它在工作環(huán)境安全、人事考勤管理等行政管理工作中發(fā)揮著巨大的作用。門禁系統(tǒng)又稱出入管理控制系統(tǒng)(ACCESSCONTROLSYSTEM)。是一種管理人員進出的智能化管理系統(tǒng)。概括就是：管理什么人什么時間可以進出哪些門，并提供事后的查詢報表等等，常見的傳統(tǒng)門禁系統(tǒng)有：密碼門禁系統(tǒng)，非接觸卡門禁系統(tǒng)，指紋虹膜掌型生物識別門禁系統(tǒng)及人臉識別門禁考勤系統(tǒng)等的總稱，門禁系統(tǒng)近幾年發(fā)展很快，被廣泛應(yīng)用于管理控制系統(tǒng)中。45常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介藍牙應(yīng)用案例45常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常藍牙應(yīng)用案例智能門禁

利用藍牙低功耗技術(shù)實現(xiàn)的MyBeacon智能門禁識別，具有安裝簡單，耗電低，環(huán)保低碳、無需中間環(huán)節(jié)的特點。傳統(tǒng)門禁系統(tǒng)用的最多的是用13.56MHZRFID技術(shù)來刷卡開門的，相關(guān)人員需要隨身攜帶刷卡的卡片或其他身份識別設(shè)備，指紋識別和人臉識別也需要人去按住相關(guān)位置且報錯率很高。MyBeacon智能識別門禁系統(tǒng)只需將一個手掌大小的藍牙基站放在門上或車輛進出口的閘機位置，用戶只要將手機隨身攜帶即可實現(xiàn)人走近時自動開門，不合法人員靠近則無反應(yīng)。同時基站會把來人進入信息發(fā)送到服務(wù)器，以實現(xiàn)簽到和人員進出記錄方便考勤和出現(xiàn)失竊時的排查。46常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介藍牙應(yīng)用案例46常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常藍牙應(yīng)用案例藍牙智能開關(guān)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，如今的智能家居已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的智能家居，在現(xiàn)代城市中，智能設(shè)備和家居生活的高效對接，已經(jīng)是智能家居的新模式，藍牙智能開關(guān)，如圖所示，這是典型的代表。那么藍牙智能開關(guān)與普通開關(guān)相比有什么特別之處呢?47常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常用技術(shù)簡介藍牙應(yīng)用案例47常用無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居感知與控制系統(tǒng)常藍牙應(yīng)用案例藍牙智能開關(guān)藍牙智能開關(guān)的特別之處：

1、所