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智能家居5大无线技术篇--315MHZ

   近年来,近距离无线通信技术获得了迅猛的发展,包括红外、蓝牙(Blue-tooth)、Zigbee、Insteon、WiFi等技术。它们都有各自的标准、特点和相应的应用领域。本文将简单介绍无线系统在智能家居行业的应用,以及今后发展的前景。

  315MHZ
  根据国际上所采用的通用技术种类将无线传感器网络划分为无线广域网(WWAN)、无线城域网(WMAN)、无线局域网(WLAN)、无线个域网(WPAN)、低速率无线个域网(LR-WPAN)。目前在智能家居系统中主要应用的是低速率无线个域网,包括ZigBee、Insteon、Z-wave、HomePlug等技术。同时在无线通信中应用的无线电波作为电磁频谱上的一部分,绝大多数的无线频率都在加以分配之后进行应用,有许多频率处于特别许可的频段,比如作为军事或者其它用途;而某些行业内的公司,需缴付相应的费用来获取使用某些频率的许可,对于一个特定的国家或者地区,这些许可常常也是特定的。然而有一些频段是可以不经许可、自由使用的,包括工业、科学或医疗(ISM)频段。对使用者的要求是,他们需要遵循某些管制的规定,例如限制发送功率等。目前,在全球范围内通用的频率是2.4GHZ,1GHZ以下的频率根据各个国家的规定而有所不同,从图1中可以看出,在美国和亚洲地区通用使用的频率是315MHZ。
  对于315M HZ频率的无线智能家居系统,目前在国内已经有了比较广泛的应用,以Honeywell的Momas HRIS-1000产品为例,这套系统避免了大量的布线,同时又可以轻松地实现灯光、窗帘的控制,以及对空调地暖等设备的控制,并具防盗报警和场景控制、远程控制等功能。在系统的整个架构中(参见图2),可以看出应用到的无线技术包括WI-FI, 无线红外技术(通过红外学习模块实现需要的功能),315MHZ无线射频技术。
  我们来简单分析一下所应用的技术。无线红外技术是一种利用红外线进行点对点短距离通信技术,主要特点是:利用红外传输数据,无须专门申请特定频段的使用执照;具有设备体积小、功率低的特点;由于采用点到点的连接,数据传输所受到的干扰较小,数据传输速率高,速率可达到16Mbps。但红外技术缺陷主要有:
  · 受视距影响,其传输距离短;
  · 要求通信设备的位置固定;
  · 其点对点的传输连接,无法灵活的组成网络等。
  不过,这些缺点并没有给无线红外的应用带来致命的障碍,比如说在影音系统中得到广泛的应用,适合的就是最好的。
  315MHZ的无线射频技术也是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线通信技术。这种技术的优点是部分产品无需重新布线,利用点对点的射频技术,实现对家电和灯光的控制,成本适中。这种技术对于已经装修好的用户非常适用,无须预先布线,不会破坏原有家居的美观,使用了基于无线射频技术的设备,可以将家里所有的电器串成一个网络,在这个网络中,住户可以随意遥控,对每个电器都能进行控制,体现智能化。系统中使用的WiFi技术是目前最普及,应用最广泛的无线标准,在HRIS-1000系统中的应用主要是指可以通过手持设备,ipad等对系统进行相关的配置和控制,实现所需要的功能。
  系统中三种无线技术的相互应用,很好地实现了智能家居的控制,例如系统中红外发射设备是通过无线射频的方式和主机进行通信的,再通过发射红外线去控制相应的设备,这样此设备就可以根据需要放在适合的地方,提供电源即可。可以用IPAD通过WiFi对系统进行配置,也可以通过其客户端对系统进行控制,应用非常灵活,给客户使用带来了很多的便利性。
  无线射频信号可以穿墙越壁,不受任何外物遮挡。系统在开发环境中覆盖范围可达100m,同时耗电量低,覆盖面广,任何角落,均可操作。以一所180m2的住宅为例,室内长30米,以100m的覆盖范围计算,用户无论走到哪里,各个开关都可以接收遥控器的指令。每个遥控器,开关或调光开关都装有无线射频发送器或接收器,因此遥控器可直接向各开关发出指令,控制预设的灯光组合,而不需要敷设任何通信线缆。但是室内30m的遥控距离已经是无线射频技术的极限了(随着穿越不同的介质,信号衰减的幅度有所不同),同时,如果超过这个距离,无线信号易受同频干扰,这也是无线射频技术最大的一个缺陷。影响无线传输距离的因素包括设备的灵敏度、发射功率、天线,以及使用环境等等因素。如果希望提高传输的距离,可以从这几个方面着手考虑相应的解决方案。按照理论上的计算,发射功率每增加6dB,传输的距离可以增加一倍;发射的频率增加一倍,则传输距离减少一半,例如433MHZ的传输距离约是868MHZ的两倍。目前,很多厂家均可以提供相关的专业设备来测试信号的强度,以满足现场调试的需要。

 

 

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