基于WiFi技术的智能家居系统

基于WiFi技术的智能家居系统

时间:2020-03-26 13:22 作者:admin 点击:
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   智能家居 是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、 安全防范 技术、 自动控制 技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并实现环保节能的居住环境。

  最常实现的应用是灯光、热水器、空调、入侵监测、烟雾报警、视频监控和窗帘的智能控制。

   1、智能家居中的通信技术

   1.1有线通信控制和无线通信控制的比较

  智能家居中的通信技术可以分为有线通信技术和无线通信技术。

  (1)有线控制

  有线控制的结构为将控制器放置于强电箱内,开关和中控主机分别通过弱电控制线路进行控制。有线控制采用有线通信技术。

  有线控制的优点:安全稳定,不受干扰;有线控制的缺点:方案没计要求高,线路架设要求高,后期拓展改动困难。这种方式在智能家居发展初期使用较多,是从工业控制转变而来,主要适用大面积的商用场所等有专人集中管理的场所,逐渐被无线通信所替代。

  (2)无线控制

  无线控制采用无线通信技术实现对设备的控制。无线控制的优点:安装和布线简单;无线控制的缺点:抗干扰性相比有线控制要差些,信号覆盖受建筑物影响。

   1.2智能家居中的无线通信技术

  智能家居中的无线通信技术主要有:

  ①红外通信技术;

  ②433MHz等小于1GHz的射频技术;

  ③蓝牙技术;

  ④ZigBee通信技术;

  ⑤Z Wave技术;

  ⑥WiFi技术。

  每种技术都有其优缺点,但不管采用哪种通信技术,如果要实现对家居设备的远程控制,设备都需要接入Internet网。而WiFi通信技术是手持终端接入Internet的主流技术,采用WiFi技术之外的其他通信技术的设备要接入Internet都需要家庭网关进行转换,例如采用ZigBee

  技术的 智能家居系统 ,需要在家庭网关中增加ZigBee转WiFi的功能。

  WiFi技术在智能家居中的应用的主要优点有:WiFi智能节点可以直接连接无线路由器,从而接入Internet网;不需要家庭网关,节点可以任意扩充;不会破坏现有装修;智能手机可以进行局域网控制和远程控制。

  当然,WiFi技术相比ZigBee和433MHz射频通信技术也有其缺点:功耗偏大、价格偏高。但随着节能技术的引进和芯片工艺的改进,功耗问题和价格问题已逐步得到解决。鉴于WiFi模块是笔记本、平板电脑和智能手机的标准配置,基于WiFi技术的智能家居会逐步得到推广和应用,市场前景广阔。

  下面重点围绕串口WiFi模块阐述WiFi在智能家居中的应用。

   2、应用于智能家居中的串口WiFi

   2.1串口WiFi概述

  电脑上使用的WiFi模块或是WiFi网卡,是需要运行在操作系统的基础上,对主机的硬件资源要求很高,像一般的工业设备和家庭电器设备是不能直接驱动这样的WiFi网卡的。

  串口WiFi模块,又称为嵌入式WiFi模块,是内嵌TCP/IP协议的WiFi模块。其硬件构成主要是由内嵌的一个单片机和WiFi模块构成,单片机要实现裸机驱动程序和TCP/IP协议,WiFi模块则必须完成数据的无线收发。嵌入式WiFi模块对外提供UART串口或者SPI接口,因而可以通过串口或者SPI接口和单片机连接,让设备轻松接入Internet网络。

  图1是灵芯微电子科技(苏州)有限公司利用公司自主知识产权的WiFi芯片开发的SWM9001EU串口WiFi模块,该模块内部集成了TCP/IP协议栈和WiFi模块,用户可以轻松实现串口设备的无线网络功能,节省开发时间,使产品更快地投入市场,增强竞争力。该模块可以广泛应用于油田、矿山、工业、智能家居以及物联网等领域。模块的机械尺寸为33mm 20mm 4.5mm。

   2.2SWM9001EU串口WiFi的功能和指标

  一种由WiFi智能插座构成的智能家居

  (1)基本功能

  ①单操作电压为3.3V;

  ②工作电流 1 2 下一页>