【正文】 在整個(gè)操作過程中，如果任意兩次操作（包括密碼 輸入）時(shí)間大于兩分鐘， 30 系統(tǒng)將自動(dòng)掛機(jī)，斷開用戶通路。 產(chǎn)品技術(shù)參數(shù) ： 權(quán)限密碼（可設(shè)定）限制操作 ； 振鈴次數(shù)（可設(shè) 定）控制摘機(jī) ； DTMF 解碼信令 ； 紅外無線遙控 ； RF 無線遙控 ； 語音提示 ； 忙間檢測(cè)掛機(jī) ； 無輸入時(shí)限（四分鐘） ； 操作方便、方便、快捷 。這樣，在局域網(wǎng)或 Inter 中就可以通過網(wǎng)關(guān)的 IP 地址和端口來唯一地標(biāo)識(shí)該藍(lán)牙設(shè)備。 ? 低成本、高速網(wǎng)絡(luò)訪問 ： 藍(lán)牙運(yùn)行在全球范圍開放的 的 ISM 波段上，因此它不需要任何 申請(qǐng) 費(fèi)用 。 金甌藍(lán)牙網(wǎng)關(guān) 外觀型號(hào)如圖 。不需要修改用戶已有設(shè)備，不需要重新布線。 (5)普及化：系統(tǒng)面向低成本，高性能的目標(biāo)設(shè)計(jì)，智能住宅采用的技術(shù)較為經(jīng)濟(jì)。 新增的家電設(shè)備也可以很方便的加入家庭網(wǎng)絡(luò)之中，從而解決了移動(dòng)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)問題。 使用 ISM頻段，無需申請(qǐng)?jiān)S可證，采用 FM調(diào)制方式，設(shè)備簡單。 (3)相對(duì)于其它無線組網(wǎng)技術(shù)而言，藍(lán)牙的抗干擾能力更強(qiáng)，它的快速跳頻（ 79個(gè)頻率上進(jìn)行跳轉(zhuǎn)，跳頻速率為 1600次 /S ）使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，它的前向糾錯(cuò)能力可以限制噪聲的影響，這樣家庭中的各種藍(lán)牙家電可以互不干擾地正常工作。 23 系統(tǒng)功能 要求 根據(jù) 住宅 的情況 和用戶的需求，要求提供以下 的智能化子系統(tǒng)： ? 照明控制系統(tǒng)：提供燈光 的調(diào)光、場(chǎng)景 網(wǎng)絡(luò)化 控制； ? 家居安防系統(tǒng)：通過各種傳感器與安防模式，實(shí)現(xiàn)防盜、防災(zāi)與求助； ? 電器控制系統(tǒng)：包括紅外家電控制、連接網(wǎng)絡(luò)家電等功能； ? 環(huán)境控制系統(tǒng)：對(duì)窗簾、通風(fēng)設(shè)備、采暖設(shè)備、空調(diào)器等進(jìn)行統(tǒng)一管理； ? 互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控：經(jīng)由網(wǎng)頁瀏覽器，就可以遠(yuǎn)程控制家庭設(shè)備； ? 電話遠(yuǎn)程控制：通過電話、手機(jī)，甚至短信，隨時(shí)隨地控制家中設(shè)備； ? 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控：通過瀏覽器，在辦公室就可以看到家中的情景； ? 智能化協(xié)同工作：設(shè)備之間可以設(shè)計(jì)聯(lián)動(dòng)操作，實(shí)現(xiàn)協(xié)同效果； ? 室內(nèi)無線遙控：通過 藍(lán)牙技術(shù) 、紅外遙控等手段，對(duì)全 家設(shè)備進(jìn)行遙控 ； ? 日程管理系統(tǒng)：可在不同的時(shí)刻，讓各子系統(tǒng)發(fā)出動(dòng)作或者執(zhí)行場(chǎng)景 ? 無線的 三表 (水、電、煤氣 ) 遠(yuǎn)程傳送收費(fèi)系統(tǒng) 這些子系統(tǒng)是從功能的角度進(jìn)行劃分的，實(shí)際上它們是一個(gè)整體，某些模塊可能同時(shí)在幾個(gè)子系統(tǒng) 中同時(shí)發(fā)揮作用 ， 而且各個(gè)子系統(tǒng)之間也可以建立非常緊密的相互關(guān)聯(lián) 。在前面的三章中我們已經(jīng)介紹了： （ 1） 智能家居的整體方案； （ 2） 通過比較研究，選擇了藍(lán)牙技術(shù)作為智能家居的網(wǎng)絡(luò)方案； （ 3） 對(duì)藍(lán)牙技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一部的闡述和研究。藍(lán)牙在傳送數(shù)據(jù)量較大的文件時(shí)速度也不夠快，這一點(diǎn)不如同類技術(shù)，如有線的 USB、無線的 傳輸率都可以達(dá)到 l0Mbit/s。目前 SIG組織己經(jīng)建立了藍(lán)牙產(chǎn)品互操作性檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，對(duì)不同廠家生產(chǎn)的藍(lán)牙產(chǎn)品進(jìn)行互操作性檢測(cè)，對(duì)測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的不兼容情況正在解決之中。但是目前不同廠家的藍(lán)牙設(shè)備之間的互操作性仍然不令人滿意。 互操作問題 21 藍(lán)牙產(chǎn)品的互操作性包括硬件之間、軟件之間以及軟件與硬件之間的 互操作性。通過這種設(shè)備，持有藍(lán)牙手機(jī)或藍(lán)牙 PDA的用戶可以跳過電信運(yùn)營商建立的移動(dòng)通信網(wǎng)，通過離他們最近的接入點(diǎn)就可以接入因特網(wǎng)或固定市話網(wǎng)，享受 上 網(wǎng)服務(wù)。具體做法是 :用可以無線上網(wǎng)的手機(jī)和 Inter相連，在手機(jī)和筆記本電腦間通過藍(lán)牙無線連接，這樣就可以在手機(jī)和筆記本的協(xié)同配合下使上網(wǎng)更加得心應(yīng)手。后兩種方式需要附近布有 藍(lán)牙接入點(diǎn) (也稱藍(lán)牙網(wǎng)關(guān) )。 無線上網(wǎng) 藍(lán)牙技術(shù)使得“隨時(shí)、隨地、隨意”上網(wǎng)的夢(mèng)想成為現(xiàn)實(shí)。 20 在一個(gè)通信距離為 10m左 右的個(gè)人區(qū)域網(wǎng)中，無線連接無疑最為簡單。微型化、低功耗和低成本的特性給藍(lán)牙在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用開拓了近乎無限的空間。隨著未來藍(lán)牙的不斷發(fā)展，藍(lán)牙的應(yīng)用不再僅僅局限于給現(xiàn)有產(chǎn)品追加功能，還可以擴(kuò)展到信息家電、汽車、航空、家電、醫(yī)療、交通等各行各業(yè)。監(jiān)聽得到響應(yīng)后，就可以控制空調(diào)的運(yùn)行，同時(shí)空調(diào)的狀態(tài)信息也可以反饋給遙控器。 如 圖 。其余的三個(gè)狀態(tài)都是節(jié)能方式。 一個(gè)成功的監(jiān)聽過程完成后， 會(huì)出現(xiàn)四種可能的連接狀態(tài) :激活 (Active)、保持 (Hold)、探測(cè) (Sniff)和休眠 (Park)。 如果在某個(gè)時(shí)刻主設(shè)備收到了從 18 設(shè)備的一個(gè)響應(yīng)，就進(jìn)入尋呼響應(yīng)子狀態(tài)，在此狀態(tài)下主從設(shè)備交換數(shù)據(jù)。 在尋呼監(jiān)聽的過程中，主設(shè)備用尋呼隊(duì)列來監(jiān)聽。主設(shè)備給每一個(gè)激活從設(shè)備分配一個(gè) 三 位的激活成員地址 (Active Member Address， AMADDR)，取值范圍 (001)b到 (111)b, (000)b為廣播地址，藍(lán)牙主設(shè)備通過 AMADDR進(jìn)行多個(gè)從設(shè)備尋址。藍(lán)牙射頻系統(tǒng)在 24022480MHz的頻率范圍內(nèi)，共有 79個(gè)跳頻頻點(diǎn)，可以表示為 f (i) =[2402+k (i)]MHz, k=0,l,2,… ， 78, f (i)的跳變規(guī)律。藍(lán)牙采用時(shí)分雙工傳輸方案，使用一個(gè)天線利用不同的時(shí)間間隔發(fā)送和接收信號(hào)，且在發(fā)送和接收信息中通過不斷改變傳輸方向來共用一個(gè)信道，實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸。 藍(lán)牙信道分配及多址方式 藍(lán)牙射頻頻段最低頻率 ，最高頻率為 。藍(lán)牙無線網(wǎng)絡(luò)中所 有設(shè)備的地位平等，主動(dòng)發(fā)起鏈接的設(shè)備是主設(shè)備，被動(dòng)鏈接的設(shè)備是 從設(shè)備，任何一個(gè)設(shè)備都能成為主設(shè)備，并且主從設(shè) 備可以交換。 藍(lán)牙無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 藍(lán)牙無線網(wǎng)絡(luò)支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的連接。每一次的跳變都與其建立的頻率跳變 15 式樣相對(duì)應(yīng)。藍(lán)牙的無線收發(fā)器以 ， 以 偽隨機(jī)方式（ 如果一個(gè)序列，一方面它是可以預(yù)先確定的，并且 是可以重復(fù)地生產(chǎn)和復(fù)制的；一方面它又具有某種隨機(jī)序列的隨機(jī)特性即統(tǒng)計(jì)特性 ，我們便稱這種序列 為偽隨機(jī)序列 ） ， 在總計(jì) 79個(gè)頻率上進(jìn)行跳轉(zhuǎn)，每個(gè)頻率信道的帶寬為 1MHz,藍(lán)牙采用快速跳頻，跳頻速率通常 為 1600次/S。正因?yàn)轭l帶是開放的，因此在 。由于 RF技術(shù)具有的這種能夠穿過諸如衣服、身體、墻壁、門窗之類物體的特 14 性，因此在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間不必存在一條“可視通路”。 藍(lán)牙無線通信技術(shù) 藍(lán)牙射頻通信 藍(lán)牙無線通信使用無線射頻 (Radio Frequency, RF )技術(shù)，通過無線電波實(shí)現(xiàn)空中傳輸， 與無線電廣播或電視廣播的基本工作方式相類似。該技術(shù)的傳輸速率設(shè)計(jì)為 1MHz，以時(shí)分方式進(jìn)行全雙工通信，其基帶協(xié)議是電路交換和分組交換的組合。它是實(shí)現(xiàn)語音和數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)拈_放性規(guī)范，是一種低成本、短距離的無線連接技術(shù)。在家庭局域網(wǎng)中使用藍(lán)牙技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 : (1) 藍(lán)牙適用于在短距離 (大約 10m)范圍內(nèi)替代電纜，如果增大發(fā)射功率， 它的傳輸距離可達(dá) 100m，而家庭中各個(gè)家電之間的相隔距離一般不會(huì)超過此距離。 家庭聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的選擇 對(duì)于上節(jié)提到的各種無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從它們各自不同的技術(shù)特點(diǎn)考慮， 術(shù)對(duì)于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中用戶與終端設(shè)備的無線接入更為適用。通過表 可以看出這三種通信技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域各有優(yōu)勢(shì)和不足。 無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)比較 11 表 (Bluetooth)和紅外技術(shù)、 , HomeRF在技術(shù)規(guī)格、成本和實(shí)現(xiàn)功能等方面的比較數(shù)據(jù)。接收機(jī)如果發(fā)現(xiàn) RSSI的值高于標(biāo)準(zhǔn)值，它就發(fā)送一個(gè)鏈路管理協(xié)議 （ LMP）命令給發(fā)射機(jī)，要求發(fā)射機(jī)將發(fā)射功率降低到允許值。按照藍(lán)牙規(guī)范中最大發(fā)射功率的不同，可把藍(lán)牙設(shè)備分為 3個(gè)功率 等級(jí)，見表 。藍(lán)牙采用 了 1600次 /s的快速跳頻， 因 而具有很強(qiáng)的抗干擾性。但是 HomeRF最大的缺點(diǎn)是開放性不好，它的技術(shù)規(guī)范沒有對(duì)外公布，而且其技 術(shù)本身還存在抗干 擾性差等缺點(diǎn)，這些都對(duì) HomeRF未來的發(fā)展造成了不利影響。HomeRF產(chǎn)品使用的是共享無線局域網(wǎng)技術(shù) (SWAP) [9]。 2. 4GHz的 ISM頻段， 其物理層支持 5. 5Mb/s和 11Mb/s兩個(gè) 速率，并支持?jǐn)?shù)據(jù)和圖像業(yè)務(wù)。另外 紅外技術(shù)必須在視線可達(dá) 的范圍內(nèi)定向傳輸，中間不能有任何阻擋，并容易受 到光線干擾，同時(shí)要求通信設(shè)備的位置現(xiàn)對(duì)固定，無法用于移動(dòng)設(shè)備。這種通信方式采 用 850nm的紅外線來傳輸數(shù)據(jù)。 無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 家庭環(huán)境不可能像企業(yè)環(huán)境那樣布置大量的電纜連線，因此可以說無線技術(shù)是一種非常理想的家庭內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。IEEE1394也支持外設(shè)的熱插拔，同時(shí)可為外設(shè)提供電源。但由于 USB技術(shù)本身的制約，一個(gè) USB拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中只能有一個(gè)主設(shè)備，兩個(gè)主 USB設(shè)備之間無法直接通信，因此在家庭網(wǎng)絡(luò)中 USB主要適合與 PC相關(guān)的 局部應(yīng)用， 比如低速或中速外設(shè)與 PC的連接。 USB有高速和低速兩種運(yùn)行方式，速率分別為 12Mbps和 。它的優(yōu)勢(shì)在于技術(shù)己經(jīng)十分成熟，以 8 太網(wǎng)的組網(wǎng)設(shè)備在市場(chǎng)上可以很容易買到。該方案采用 ，支持 QoS機(jī)制， HomePNA在 MAC層制訂了八種優(yōu)先級(jí)，改進(jìn)了沖突解決技術(shù)，可將語音等實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)的延遲控制在1020ms。推出的解決方案有 X10, CEBUS等。 有線聯(lián)網(wǎng)技術(shù) (1) 電力線 采用電力線作為傳輸介質(zhì)，一般使用窄帶通訊方式和擴(kuò)頻通訊方式，在家庭網(wǎng)絡(luò)中更適合采用擴(kuò)頻通訊方式。然 而這些研究都是各自獨(dú)立的進(jìn)行，并且具有不同的目標(biāo)和市場(chǎng) 戰(zhàn)略機(jī)制， 目前家庭聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還沒形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。 信息家電不同于傳統(tǒng)的家用電器，而是有其獨(dú)有的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)可以歸納為“三化”， 即網(wǎng)路化、智能化和自動(dòng)化。它的含義是 將計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)融入到傳統(tǒng)的家用電器之中，使之智能化并具 有網(wǎng)絡(luò)信息終端的功能，可以主動(dòng)地發(fā)布、獲取和處理相關(guān)信息，從而使傳統(tǒng)家庭實(shí)現(xiàn)信息化、網(wǎng)絡(luò)化，并與現(xiàn)代信息社會(huì)“信息高速公路”通信網(wǎng)絡(luò)緊密相連。對(duì)于消費(fèi)用戶而言該網(wǎng)絡(luò) 應(yīng)該是不可見、無需配置的。 (1)寬帶接入 它為家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)提供與外部網(wǎng)路的高速雙向互連，可以提供實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。 5 2 家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 選擇 家庭網(wǎng)絡(luò)與信息家電 家庭網(wǎng)絡(luò)的定義和結(jié)構(gòu) 為了滿足家庭內(nèi)部各種信息電子設(shè)備對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的需求，需要為它們提供網(wǎng)絡(luò)接口，但如果為每一臺(tái)設(shè)備提供一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，顯然不是好的解決辦法。例如，一臺(tái) DVD 播放機(jī)播出的高質(zhì)量節(jié)目可在客廳和臥室的電視機(jī)上觀看，還能支持視頻點(diǎn)播、網(wǎng)絡(luò)游戲等等豐富應(yīng)用； ? 與智能小區(qū)關(guān) 聯(lián)：家庭三表（煤氣表、水表、電表）的自動(dòng)抄表、小區(qū)信息通告、小區(qū)安防聯(lián)網(wǎng)、可視對(duì)講、智能卡門禁系統(tǒng)、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、 VOD 點(diǎn)播等； 家庭內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智能家居中的關(guān)鍵技術(shù)。 例如 :信息家電遠(yuǎn)程控制、家庭安防報(bào)警、家庭無線網(wǎng)絡(luò)接入 [5]等。但是 當(dāng)前的智能家居產(chǎn)品大都基于有線通信技術(shù)，系統(tǒng)成本高，設(shè)計(jì)周期長，維護(hù)不方便，較 難適應(yīng)當(dāng)前的發(fā)展形式， 同時(shí)智能家居技術(shù)在我國還是剛剛起步，許多技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都還不統(tǒng)一，還有很多工作需要做。比如 :清華同方 ehome事業(yè)部、北京德達(dá)創(chuàng)先科技集團(tuán)、南京普天樓宇智能有限公司、中美科龍公司、上海五艾智能系統(tǒng)有限公司、深圳正星特科技有限公司等都正加緊研發(fā)智能家居系統(tǒng)的相關(guān)產(chǎn)品。 目前，無淪從技術(shù)還是標(biāo)準(zhǔn)的制定來看，發(fā)展基于網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)的時(shí)機(jī)己經(jīng)成熟 。在智能家居發(fā)展過程中，美國一直處于領(lǐng)先水平。例如，把藍(lán)牙技術(shù)引入到移動(dòng)電話和筆記本電腦中，就可以去掉移 動(dòng)電話與筆記木電腦之間令人煩惱的連接電纜而通過無線方式使其建立通信。 因此，家庭弱電線纜需要進(jìn)行統(tǒng)一、規(guī)范的管理。家庭中央控制器具有家庭總線系統(tǒng)，通過家庭總線系統(tǒng)提供的各種服務(wù)功能，智能家居系統(tǒng)能和住宅以外的外部世界相連接。智能家居，或稱智能住宅，源于英文 Smart Home，它依靠 3C技術(shù) (Computer Technology， Communications Technology和Control Technology)，并結(jié)合信息家電的發(fā)展， 為用戶提供了一種更加安全、舒適、方便、快捷的智能化 和 信息化生活空間。接著對(duì)藍(lán)牙技術(shù)進(jìn)行深入的分析研究。如何選取合適 技 術(shù)，進(jìn)行合理的方案設(shè)計(jì)，進(jìn)而組建一種符合我國國情的、具有 自主產(chǎn)權(quán)的智能家居系統(tǒng)己成為當(dāng)前智能家居領(lǐng)域中極富挑戰(zhàn)的課題 ，作為一種在 、無線通信技術(shù)，由于其所獲支持的廣泛性、全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)性、數(shù)據(jù)和語音傳輸 方 面 的優(yōu) 越性、自動(dòng)組網(wǎng)能力強(qiáng)、低功耗、低成本和高安全性等諸多優(yōu)點(diǎn) ， 目 前 得到人們的廣泛認(rèn)同。智能家居中的無線聯(lián)網(wǎng)己經(jīng)成為藍(lán)牙技術(shù)的一 個(gè)重 要應(yīng)用領(lǐng)域。論文最后設(shè)計(jì)了一個(gè)基于藍(lán)牙技術(shù)的智能家居無線方案，并給出主要設(shè)備的配置與選型。其內(nèi)涵就是 :在具有個(gè)性化的住宅家庭中，將多個(gè) 網(wǎng)絡(luò)信息、多樣化的自動(dòng)控制及節(jié)能環(huán)保等功能，整合到一體化的家庭智能信息管理與自動(dòng)化控制平臺(tái) 上 [1]。所以說，家庭中央控制器是智能家居系統(tǒng)的核心。然而傳統(tǒng)的家庭布線方式因?yàn)樵O(shè)計(jì)成本高，施工不規(guī)范，維護(hù)和使用不方便等 因素，己不能適應(yīng)當(dāng)前家居環(huán)境和家庭裝修的需要，更無法滿足未來智能家居生活的更高要求 。打印機(jī)、 PDA、臺(tái)式 電腦、傳真機(jī)、鍵盤、游戲操縱桿以及所 2 有其它的數(shù)字設(shè)備都可以成為藍(lán)牙系 統(tǒng)的一部分 [3]。近來， 以 微軟公司及摩托羅拉公司等為首的一批國際知名企業(yè)，先后擠身于智能家居的研究與開發(fā)中，例如 :微軟開發(fā)的“夢(mèng)幻之家 ” 、 IBM公司開發(fā)的“家庭主任”、摩托羅拉公司開發(fā)的“居所之門”等。 WestLB Panmure的一份市場(chǎng)調(diào)查研究報(bào)告指出