基于蓝牙技术的智能家居远程控制的研究

2010-08-06李娅菲朱烜璋

办公自动化 2010年22期

李娅菲朱烜璋

（湖南科技学院计算机与通信工程系永州 425100）1

（湖南科技学院现代教育技术化中心永州 425100）2

一、引言

在现代通信技术的飞速发展下，越来越多的人都用网络化和智能化代替了传统的生活环境，让生活更加舒适，便捷而高效。智能家居的实现不仅会给普通居民用户带来家庭生活方式上的变革，而且将波及工业控制等许多与互联网相关的嵌入式应用领域。由于有线通信接线过多、方式复杂，线路存在的隐患较多，而且综合度、智能度不高，因而无线蓝牙通信是近年来各通信行业所研究的重点。蓝牙模块在通信、电子、家庭无线网和个人信息网等方面都有着较多的应用。随着无线蓝牙技术的进一步发展，产品规模的不断扩大、技术的日益成熟和价格的下降，蓝牙技术逐渐应用到工业领域和家庭中。由于无线蓝牙通信媒介特殊性和优势，它可以很好地灵活地应用于智能家居信息网络。

二、蓝牙技术

蓝牙技术是一种正在发展中的短距离无线连接技术。蓝牙标准旨在短距离领域里建立通用的无线空中接口及其控制软件的公开标准，使通信与计算机进一步结合，使不同厂家生产的不同便携式设备在没有电缆相互连接的情况下，能在近距离范围内具有互用、互操作性并最终使得无线个人区域网WPAN归于一统。蓝牙技术能够提供点对点及点对多点的连接，并能同时支持数据和语音传输。蓝牙技术已经成为通信领域的一个新热点，很有可能在不远的将来成为小范围无线多媒体通信的国际标准。

蓝牙技术工作在2.4 GHz的ISM频段上，无需申请许可证，它基于时分复用和跳频原理，将电路交换和分组交换结合，适用于语音传输和数据传输。其功耗低，辐射小，采用FM调制方式，降低设备的复杂性；采用跳频技术，抗信号衰落；采用快跳频和短分组技术，减少同频干扰，保证传输的可靠性；采用前向纠错编码技术，减少远距离传输时的随机噪声影响等。当两个蓝牙设备互相进入彼此的范围之内时，蓝牙协议就会自动扫描蓝牙设备，并交换信息。

三、智能家居通信控制系统的构架

智能家居系统中的家电设备可以利用电话线或Internet对其进行远程遥控，用户通过Internet登录到家庭网点，并发出相应的运行或检测命令，该命令被网关接到后，通过无线蓝牙发送模块发送到无线蓝牙接受模块上。MCU（微控制器）完成系统的初始化、蓝牙通信链路的建立、监测系统正常运行和网络访问等功能，并且可以控制蓝牙模块之间的互相通信。主要构架如图1所示：

系统由家庭计算机、MCU、蓝牙模块组成。各个蓝牙模块组成一个微微网，使家电控制和家庭安防监控灵活方便，摆脱了布线系统的束缚。

四、具体应用设计

智能家居是以住宅为平台，兼备网络通信、信息家电、设备自动化，集软件系统、硬件架构、服务、管理于一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。其目标是将家庭中各种与信息相关的通信设备、家用电器和家庭安保装置，通过家庭总线技术连接到一个家庭智能化系统中，用以进行集中监视、控制和事务性管理。

图1 智能家居系统构架

本文研究的远程家居智能监控系统的主要任务是实现以下功能：

1、智能家电

通过互联网、电话线接口，实现信息交换和远程控制。包括对重要家用电器、主要电源插座等实行远程监测和控制。通过互联网（或电话）控制家里电器的运作并获得其运作信息.例如，下班时在公司通过互联网打开家中热水器；启动洗衣机；提前启动家中独立供暖设备等。

2、智能家庭仪表

通过蓝牙设备和计算机实现对水表、电表和煤气表的远程抄表。

3、智能家庭安防

实现家庭的防火、防盗和防煤气泄漏。在无线链接状态下，对防盗报警器、烟雾探测器、有害气体检测装置等进行数据采集以及可自动查询各传感器的工作状态。一旦出现告警，则由智能监控系统通过电话网向主人报警或通过互联网向监控中心报警。也可以配置摄像头进行实时环境监控；用户通过远端电话和计算机，可全天候监控到家里的情况；通过紧急按钮实现紧急求助和医疗求救。