随着信息数字技术的发展, 越来越多的“智能家电”进入家庭, 怎样有效地管理这些智能电器, 尤其是当人们出门在外时如何及时高效地管理这些设备的问题摆在了我们面前。
1 家庭远程遥控" title="家庭远程遥控">家庭远程遥控管理的功能
家庭远程遥控管理是指人们出门在外的情况下实现对家庭状况的监督、管理、设备操作等,要求具有易操作性、稳定性、可靠性和安全性。具体功能为:
(1) 智能家电设备操作以及状态反馈1 如电视、空调、计算机、冰箱、洗衣机、电炊具、照明电器、电控门窗等。
(2) 安全监控1 如侦测入室偷盗并录像、火灾、煤气泄漏等。
(3) 紧急求助1 如向小区物业管理部门、出门在外的家庭成员求救, 甚至报警等。
(4) 自动抄表1 如煤气表、水表、电表等。
2 家庭远程遥控管理系统的组成
系统组成如图1 所示, 由控制中心、被控智能电器、各种侦测P监控设备、无线网络组成1基本工作原理如下:
(1) 遥控者通过电话网P互联网与控制中心相连, 并对之进行操控1 可以使用手机或座机通过电话线路实现远程操控, 虽然比较繁琐, 但能够借助键盘按键和提示语音一步一步进行操作。目前已经进入互联网时代, 当然可以通过控制中心的嵌入式Web 服务器, 使用手机P个人计算机以非常直观的浏览器方式实现操控。
(2) 控制中心接受远程遥控者的命令, 并且转换为控制信号对各种智能电器、各种侦测P监控设备进行操作, 如图2 所示1Zigbee" title="Zigbee">Zigbee无线ㄐ拍？楦涸鹗莸奈尴呤辗? 主要包括模拟接受器P模拟发射器和数字接受器两部分, 前者提供数据通信的空中接口, 后者主要提供链路的物理信道和数据分组。 基ARM7 的微控制器负责链路管理与控制, 执行基带通信协议和相关的处理过程, 另外通过网络控制器连接互联网, 用户可通过浏览器和家庭遥控管理系统进行交互。
已经有数家公司(如飞思卡尔、CHIPCON)推出单芯片Zigbee 解决方案, 并提供相应软件工具, 使得Zigbee 无线开发相对容易实现1 另外也有很多文章介绍了嵌入式Web 服务器的开发,在此不再赘述。
(3) 无线网络1 基于ARM 的嵌入式控制中心以及各种被控设备目前相对来说都是比较成熟的技术, 但此处所使用的无线网络是选用近几年刚刚兴起的一种技术———Zigbee。
3 Zigbee 技术
ZigBee 是一种新兴的易组建、低功耗、低成本的无线网络技术, 但传输数据速率较低1 它依据80211514 标准, 可以在数以千计的微小的传感器之间实现通信, 这些传感器以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器, 所以它们的通信效率非常高[1 ] 。
主要技术特点如下:
(1) 低功耗1 发射功率为1 mW, 在待机模式下, 两节普通5 号干电池可使用6 个月到2年, 对于供电条件受限的环境, 这是一个非常有力的优势[2 ] 。
(2) 低成本1 不仅Zigbee 网络节点模块在人民币1 000 元以下, 并且, 主要使用的网络子节点的价格有望降到人民币100 元以下, 尤为重要的是, 一旦组建好网络, 无须缴纳网络通讯费,可为投资者节省大量资金1 另外对嵌入式系统的CPU 和存储器的要求也非常低。
(3) 网络容量大1 一个Zigbee 网络可以容纳最多65 536 个从设备和一个主设备, 一个区域内可以同时存在最多100 个Zigbee 网络[2 ] 。
(4) 数据传输速率. 室内:10 m 速率250kbps ;室外:30～75 m 速率40 kbps ,300 m 速率20 kbps.较低的数据传输速率可以说是Zigbee 最大的弱项,只有在室内可以勉强传输视频信号[1 ] .
另外具有高可靠性、良好的安全性和兼容性.
Zigbee 技术作为近几年发展很快的无线传输技术, 在国内也受到越来越多的关注, 以其卓越的特点, 组建局部无线自动化控制网, 再通过互联网或移动网与远端的计算机相连, 作为互联网和移动网盲区的补充, 从而实现低成本, 高效率的自动化遥测遥控, 在工业、民用领域将会得到越来越广泛的应用。