智能家居感知与控制系统常用技术简介课件.ppt
智能家居感知与控制系统常用技术简介,1,智能家居感知与控制系统常用技术简介,烟雾传感器烟雾传感器是通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范的，烟雾报警器内部采用离子式烟雾传感器，它是一种技术先进、工作稳定可靠的传感器，被广泛运用到各种消防报警系统中，性能远优于气敏电阻类的火灾报警器。在它的内外电离室里面有放射源镅241。电离产生的正、负离子，在电场的作用下各自向正负电极移动。在正常的情况下，内外电离室的电流、电压都是稳定的。一旦有烟雾窜逃外电离室。干扰了带电粒子的正常运动，电流，电压就会有所改变，破坏了内外电离室之间的平衡，于是无线发射器发出无线报警信号，通知远方的接收主机，将报警信息传递出去。常用的烟雾探测方式有离子感烟探测、光电感烟探测方式。,2,常用传感器介绍,烟雾传感器离子感烟探测方式的内电离室是密封的，烟雾进不去，当没有烟雾时离子能到达对面电极，内、外电离室电压、电流平衡；有烟雾进入外电离室，烟雾阻挡了离子到达对面电极，外电离室电场失去平衡，报警器探测到后发出警报。光电式感烟探测器主要利用红外线探测，分前向反射式、后向反射式。后向反射式探测器对黑烟、灰烟不够敏感。,3,常用传感器介绍,智能家居感知与控制系统常用技术简介,烟雾传感器 如今社会环保意识越来越强，开发绿色、环保产品已经成为各大公司追求的目标。2010年最新推出的MQ-X系列气体传感器也是为适应市场需求而设计的，此款烟雾传感器采用MQ-2型气敏元件，可以很灵敏地检测到空气中的烟雾以及甲烷气体。通过连接与编程，结合其他实验模块，可以制作烟雾报警器、甲烷泄露报警器、自动烟雾排风机等产品，是使室内的空气达到环保标准的理想传感器。如图所示。 烟雾传感器广泛应用在城市安防、学校、小区、公司、工厂、家庭、仓库、别墅、资源、化工、石油、燃气输配等众多领域。,4,常用传感器介绍,智能家居感知与控制系统常用技术简介,人体红外传感器 人体红外传感器是一种能检测人体发射的红外线的新型高灵敏度红外探测元件。它能以非接触的形式检测出人体辐射的红外线能量变化，并将其转换为电信号输出。将输出的电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路，适用于楼道、走廊、车库、仓库、地下室、洗手间等场所的自动照明、抽风等用途，真正体现楼宇智能化及物业管理的现代化，其功能特点：1）基于红外线技术的自动控制产品，当有人进入感应范围时，传感器探测到人体红外光谱发生变化，开关自动接通负载用电器。人不离开并且在活动，开关持续导通；人离开后，开关延时自动关闭负载，人到灯亮，人离灯熄，亲切方便，安全节能。,5,常用传感器介绍,智能家居感知与控制系统常用技术简介,人体红外传感器2）具有过零检测的功能：无触点电子开关，延长负载使用寿命。3）应用光敏控制，开关自动测光，光线强时不感应。,6,常用传感器介绍,智能家居感知与控制系统常用技术简介,人体红外传感器常见人体红外感应装置 红外感应自动水龙头 红外感应干手器,7,常用传感器介绍,智能家居感知与控制系统常用技术简介,光照度传感器 光照度传感器选用专业的光伏控测器，对于可见光频段光谱吸收后转换成电信号。根据电信号的大小对应光照度的强弱。内装有滤光片，使可见光以外的光谱不能到达光接收器，内部放大电路有可调放大器，用于调制光谱接收范围，从而可实现不同光强度的测量。由于光电二极管的输出与照度（光流量/感光面积）成比例，因此可以构成照度传感器（其它光度值测量都可以采取相应办法将其变换为感光面的照度进行测量）；再将光电流通过通用运放进行电流电压转换。,8,常用传感器介绍,智能家居感知与控制系统常用技术简介,光照度传感器 生活中常见的利用到光照传感器的装置有很多，例如用到光敏电阻的路灯，根据白天黑夜的光照强度改变电阻值，从而达到控制电路通断的目的。如图所示是一些常见的光照度传感器。,9,常用传感器介绍,智能家居感知与控制系统常用技术简介,燃气传感器监测可燃性气体泄漏的警报器广泛地用于煤矿和工厂，如今也逐渐在家庭里开始普及。用来监测瓦斯，液化石油气，一氧化碳有无泄漏，以预防气体泄漏引起的爆炸以及不完全燃烧引起的中毒。这些警报器的核心部分就是燃气传感器，它是气体传感器的一种。从作用机理来看，燃气传感器主要分两种：半导体气体传感器和接触燃烧传感器。,10,常用传感器介绍,智能家居感知与控制系统常用技术简介,燃气传感器半导体气体传感器主要是由SnO2等n型氧化物半导体加入白金或钯等贵金属构成的。可燃性气体在其表面发生反应，就能引起SnO2电导率的变化，从而感知可燃性气体的存在。这种反应需要在特定的温度下才能发生，所以还要用电阻丝对传感器进行加热。接触燃烧传感器是指可燃性气体与催化剂接触时发生燃烧，使得白金线圈的电阻发生变化从而感知燃气的存在。这种传感器，是由载有白金或钯等贵金属催化剂的多孔氧化铝涂覆在白金线圈上而构成的。,11,常用传感器介绍,智能家居感知与控制系统常用技术简介,燃气传感器常见的有MQ-5型燃气传感器，它属 于半导体气体传感器。如图所示。MQ-5气体传感器所使用的敏感材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。MQ-5气体传感器对丁烷、丙烷、甲烷的灵敏度高，能够较好地兼顾甲烷和丙烷。这种传感器可检测多种可燃性气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。,12,常用传感器介绍,智能家居感知与控制系统常用技术简介,温湿度传感器不管是从物理量本身还是人们实际的生活，温度与湿度都有着非常密切的关系，所以温湿度一体的传感器应运而生。温湿度传感器是指能将温度量和湿度量转换成容易被处理的电信号的设备或装置。市场上的温湿度传感器一般是测量温度量和相对湿度量。温湿度传感器可分为很多种类，常见的有无线温湿度传感器、风管式温湿度传感器、管道式温湿度传感器。本次实验当中使用的是数字式无线温湿度传感器。如图所示。,13,常用传感器介绍,智能家居感知与控制系统常用技术简介,温湿度传感器无线温湿度传感器主要用于探测室内、室外温湿度。虽然绝大多数空调都有温度探测功能，但由于空调的体积限制，它只能探测到空调出风口附近的温度，这也正是很多消费者感觉其温度不准的重要原因。有了无线温湿度探测器，你就可以确切地知道室内准确的温湿度，其现实意义在于当室内温度过高或过低时能够提前启动空调调节温度，比如当你在回家的路上，家中的无线温湿度传感器探测出房间温度过高则会启动空调自动降温，等你回家时，家中已经是一个宜人的温度了。另外无线温湿度传感器对于你早晨出门也有着特别意义，在空调房间时，对户外的温度是没有感觉的，这时候装在墙壁外的温湿度传感器就可以发挥作用，告诉用户现在户外的实时温度，根据这个准确温度就可以确定自己的穿着了，而不会出现出门后才发现穿多或者穿少的尴尬了。,14,常用传感器介绍,智能家居感知与控制系统常用技术简介,PM2.5传感器 作为环境监测中很重要的一环，PM2.5传感器必须要强大的技术力量作为支撑，它在智能家居系统中发挥着独到的作用，一方面它可以联动物联网传感智能家居系统中的声光报警器进行报警，一旦检测到PM2.5的值超标，报警器就可以自动报警到软件里，用户可以随时随地了解空气质量，除此之外，它可以联动新风系统、空调等设备对所检测的区域及时进行通风换气，让消费者的生活远离尘埃，每天都能生活在新鲜的空气之中，让健康得到保证。,15,常用传感器介绍,智能家居感知与控制系统常用技术简介,PM2.5传感器 如图所示为激光PM2.5传感器，它采用激光散射的原理：当激光照射到通过检测位置的颗粒物时会产生微弱的光散射，在特定方向上的光散射信号波形与颗粒直径有关，通过不同粒径的波形分类统计及换算公式可以得到不同粒径的实时颗粒物的数量浓度，按照标定方法得到与官方单位统一的质量浓度。,16,常用传感器介绍,智能家居感知与控制系统常用技术简介,气压传感器气体压力传感器是主要用于测量气体绝对压强的转换装置，可用于血压、风压、管道气体等方面的压力测量。它的性能稳定可靠，主要适用于与气体压强相关的物理实验，如气体定律等，也可以在生物和化学实验中测量干燥、无腐蚀性的气体压强。空气压缩机的气压传感器主要由薄膜、顶针和一个柔性电阻器来完成对气压的检测与转换功能。薄膜对气压强弱的变化异常敏感，一旦感应到气压的变化就会发生变形并带动顶针动作，这一系列动作将改变柔性电阻的电阻值，将气压的变化转换为电阻阻值的变化以电信号的形式呈现出来，之后对该电信号进行相应处理并输出给计算机呈现出来。,17,常用传感器介绍,智能家居感知与控制系统常用技术简介,气压传感器有些气压传感器利用变容式硅膜盒来完成对气压的检测。当气压发生变化时引发变容式硅膜盒发生形变并带动硅膜盒内平行板电容器电容量的变化，从而将气压变化以电信号形式输出，经相应处理后传送至计算机得以展现。如图所示为几种常见的气压传感器。,18,常用传感器介绍,智能家居感知与控制系统常用技术简介,Zigbee技术Zigbee简介ZigBee又称紫峰协议，其名称来源于蜜蜂的舞蹈，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。蜂群里蜜蜂的数量众多，所需食物不多，与设计初衷十分吻合，故命名为ZigBee。Zigbee是一种标准，该标准定义了短距离、低速率传输速率无线通信所需要的一系列通信协议。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之， ZigBee 就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee 就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。,19,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,Zigbee技术Zigbee技术发展ZigBee的发展基础是IEEE802.15.4标准，它是一种新型的短距、低速、低功耗的无线通信技术，其前身是INTEL、IBM等产业巨头发起的“HomeRFLite”无线技术。负责起草IEEE802.15.4标准的工作组于2000年成立，2002年美国摩托罗拉（Motorola）公司、荷兰菲利普斯（Philips）公司、英国Invensys公司、日本三菱电器公司等发起成立了ZigBee联盟。到目前为止，ZigBee联盟已有200多家成员企业，而且还在迅速壮大中。这些企业包裹半导体生产商、IP服务提供商以及消费类电子厂商等，而这些公司都参加了IEEE802.15.4工作组，为ZigBee物理和媒体控制层技术标准的建立做出了它们的贡献。,20,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,Zigbee技术Zigbee技术发展2004年ZigBee1.0（又称ZigBee2004）诞生，它是ZigBee的第一个规范，这使得ZigBee有了自己的发展基本标准。但是由于推出比较仓促存在很多不完善的地方，因此在2006年进行了标准的修订，推出了ZigBee1.1（又称ZigBee2006），但是该协议与ZigBee1.0是不兼容的。ZigBee1.1相较于ZigBee1.0做了很多修改，但是ZigBee1.1仍无法达到最初的设想，于是在2007年再次修订（称为ZigBee2007/PRO），能够兼容之前的ZigBee2006，并且加入了ZigBeePRO部分，此时ZigBee联盟更专注于以下三种应用类型的拓展：家庭自动化（HA）、建筑/商业大楼自动化（BA）以及先进抄表基础建设（AMI）。,21,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,Zigbee技术Zigbee技术特点ZigBee是一种短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线网络技术。ZigBee采取了 IEEE 802.15.4 强有力的无线物理层所规定的全部优点 ：省电、简单、 成本又低的规格；ZigBee 增加了逻辑网络、网络安全和应用层。ZigBee的主要应用领域包括无线数据采集、无线工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、家庭和楼宇自动化、医用设备控制、远程网络控制等场合。,22,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,Zigbee技术Zigbee网络拓扑ZigBee的设备类型：协调器(coordinator)、路由器(router)以及终端设备(EndDevice)。终端设备(EndDevice)：结构和功能是最简单的，采用电池供电，大部分时间都处于睡眠状态以节约电量，延长电池的使用寿命。路由器(router)：需具备数据存储和转发能力以及路由发现的能力。除完成应用任务外，路由器还必须支持其子设备连接、数据转发、路由表维护等功能。协调器(coordinator)：协调器是一个ZigBee网络的第一个开始的设备或者是一个ZigBee网络的启动或者建立网络的设备。协调器节点需选择一个信道和唯一的网络标识符(PANID)，然后开始组建一个网络。协调器设备在网络中还有其他作用，比如建立安全机制，网络中的绑定等。,23,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,Zigbee技术Zigbee网络拓扑 Zigbee支持包含主从设备的星状、树簇状和网状网络拓扑，每个网络中都会存在一个唯一的协调器，它相当于有线局域网中的服务器，对本网络进行管理。Zigbee网络拓扑图如图所示。,24,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,Zigbee技术Zigbee网络拓扑ZigBee以独立的节点为依托，通过无线通信组成星状、簇状或网状网络，因此不同的节点功能可能不同。为了降低成本就出现了全功能设备（FFD）和半功能设备（RFD）之分，FFD支持所有的网络拓扑在网络中可以充当任何设备（协调器、路由器及终端节点）而且可以与所有设备进行通信，而RFD则在网络中只能作为子节点不能有自己的子节点（即只能作为终端节点）而且其只能与自己的父节点通信，RFD功能是FFD功能的子集。,25,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,Zigbee技术Zigbee网络拓扑ZigBee作为一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，有效弥补了低成本、低功耗和低速率无线通信市场的空缺，其成功的关键在于丰富而便捷的应用，而不是技术本身。我们有理由相信在不远的将来，将有越来越多的内置式ZigBee功能的设备进入我们的生活，并将极大地改善我们的生活方式和体验。从IEEE802.15.4到ZigBee不难发现，这些标准的目的，就是希望以低价切入产业自动化控制、能源监控、机电控制、照明系统管控、家庭安全和RF遥控等领域。传递少量信息，例如：控制（Control）或是事件（Event）的资料传递，都是ZigBee容易发挥的应用场合。,26,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,ZigBee应用案例智能家居中的应用伴随着ZigBee以及物联网的发展，智能家居也越来越成熟。海尔U-home智能家居，就是成功的案例之一。海尔智能家居是海尔集团在信息化时代推出的一个重要业务单元，它以U-home系统为平台，采用有线与无线网络相结合的方式，把所有设备通过信息传感设备与网络链接，从而实现“家庭小网”、“社区中网”、“世界大网”的物物互联，并通过物联网实现了3C产品、智能家居系统、安防系统等智能化识别、管理以及数字媒体信息的共享。海尔U-home系统是一种完全基于TCP/IP协议的智能化家庭网络系统，采用世界先进的高科技数字技术、计算机技术、网络技术、通讯技术、交换技术、综合布线技术、光学技术等实现了对家庭网络设备的控制。海尔智能家居使用户在世界的任何角落、任何时间，均可通过打电话、发短信、上网等方式与家中的电器设备互动。畅享“安全、便利、舒适、愉悦”的高品质生活。我们对海尔智能家居生活的描述是这样的“身在外，家就在身边；回到家，世界就在眼前”。,27,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,Zigbee应用案例智能家居中的应用传感器将在U-home智能家居系统中采集到的信息，如：温度、湿度、光照度等通过ZigBee无线通信上传到网关中，即传感器采集到的实时信息打包通过ZigBee协议栈发送给协调器，协调器获取到数据包后进行解析，然后发送给网关。ZigBee无线通信使整个智能家居里的布局更加简洁、方便，使设备的成本降低、功耗降低。,28,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,Zigbee应用案例数字油田中的应用基于ZigBee技术的油井监测系统，采用大量传感器无线组网。油井工作状态传感器主要有温度传感器、电压传感器、电机电流传感器、被监控开关断/合传感器、载荷传感器、角位移传感器、监控器、电量传感器等，它们将油井的工作状态变换成对应的电压或电流值通过ZigBee通信模块送至采油场监控中心。数字油田完全摒弃了传统的单一使用有线、数字电台监控油井的方法，使设备费用投入大、运营成本高、维护难度大的问题得到彻底的解决，实现油井井场内无线化，大大提高了系统的稳定性。,29,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,Zigbee应用案例路灯监控中的应用ZigBee路灯远程监控，ZigBee模块嵌入在路灯监控终端内的控制器当中，获取的数据直接通过2.4G频率的ZigBee网络发送到ZigBee网关，ZigBee网关通过3G/4G网络把数据传送到远程管理中心进行存储、统计、分析，帮助管理决策。ZigBee技术是一种新兴的短距离、低功耗无线网络传输技术，基于ZigBee技术的路灯远程监控系统已经得到了管饭的应用，也获得了很好的效果，不仅对路灯控制进行了优化，而且实现了节电节能，给智慧城市添了一把力。,30,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,Zigbee应用案例医疗监测应用生命体征监测设备由加速度计、陀螺仪、磁性传感器、皮电、温度、血压等各种传感器组成。实时监测采集心率、呼吸、血压、心电、核心体温、身体姿势、位移等多种身体特征参数。生命体征检测设备内置ZigBee模块，病人数据可实时记录，最终通过无线传输到终端或者工作站实现远程监控。救护车在去往医院的途中，可以通过无线通信技术提供实时的病人信息，同时还可以实现远程诊断与初级的看护，从而大幅度缩减救援的响应时间，为病人的进一步抢救赢得宝贵的时间。,31,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,WiFi技术WiFi简介1999年时各大厂商为了统一兼容802.11标准的设备而结成了一个标准联盟，称为Wi-Fi Alliance，而Wi-Fi这个名词也是他们为了能够更广泛的为人们接受而创造出的一个商标类名词，也有人把它称作无线保真。Wi-Fi实际上为制定802.11无线网络的组织，并非代表无线网络。但是后来人们逐渐习惯用Wi-Fi来称呼802.11b协议。它的最大优点就是传输速度较高，另外它的有效距离也很长，同时也与已有的各种802.11 DSSS设备兼容。笔记本电脑上的迅驰技术就是基于该标准的。目前无线局域网（WLAN）,主流采用802.11协议。故常直接称为WIFI网络。,32,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,WiFi技术WiFi技术特点组网简便。无线局域网的组建在硬件设备上的要求与有线相比，更加简洁方便，而且目前支持无线局域网的设备已经在市场上得到了广泛的普及，不同品牌的接入点AP以及客户网络接口之间在基本的服务层面上都是可以实现互操作的。WLAN的规划可以随着用户的增加而逐步扩展，在初期根据用户的需要布置少量的点。当用户数量增加时，只需再增加几个AP设备，而不需要重新布线。而全球统一的WIFI标准使其与蜂窝载波技术不同，同一个WIFI用户可以在世界各个国家使用无线局域网服务。,33,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,WiFi技术WiFi技术特点业务可集成性。由于WIFI技术在结构上与以太网完全一致，所以能够将WLAN集成到已有的宽带网络中，也能将已有的宽带业务应用到WLAN中。这样，就可以利用已有的宽带有线接入资源，迅速地部署WLAN网络，形成无缝覆盖。完全开放的频率使用段。无线局域网使用的是全球开放的频率使用段，使得用户端无需任何许可就可以自由使用该频段上的服务。,34,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,WiFi技术WiFi应用 Wi-Fi和蓝牙一样，同属于短距离无线通信技术。Wi-Fi速率最高可达11 Mb/s。虽然在数据安全性方面比蓝牙技术要差一些，但在电波的覆盖范围方面却略胜一筹，可达100 m左右，不用说家庭、办公室，就是小一点的整栋大楼也可使用。如图所示为WIFI技术应用结构图。,35,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,WiFi技术WiFi应用 如今的智能手机大多数都带有WIFI无线上网功能，使用WIFI上网可以省去一笔不小的流量。对于使用电脑无线上网的用户对无线路由器很清楚，对于智能手机来说也要用无线路由来连接互联网，打开智能手机的无线网络，在手机设置中找到所使用的WIFI名称，输入相应的密码让手机与wifi相连，连上后就能移动上网了。,36,常用无线通信网络技术,智能手机WIFI上网,智能家居感知与控制系统常用技术简介,WiFi技术WiFi应用案例 2016年11月30日，由中粮地产举办的“遇见未来未来生活家联盟启动仪式暨京西祥云发布会“，在中粮祥云小镇隆重举行。未来家庭中各种设备要联在一起，并进一步放大到社区，甚至把人和服务联接起来，华为提供的技术就是搭建这样的一个基础联接平台。通过这个平台来聚集更多的伙伴，让各行业的伙伴发挥各自领域的特长和优势，最终一起为消费者提供统一的更好的生活体验。华为搭建的这个基础联接平台，我们称之为“华为HiLink智能家居解决方案”，该方案主要包括六个关键要素，其中，最关键的要素是华为HiLink智能路由器。因为，智能家居时代，智能产品可能存在于家庭中每个角落，然而传统单路由方案无法做到全覆盖，没有好的覆盖，智能家居则是空谈。为此，华为提出了“家庭分布式Wi-Fi”的概念，跳出“大功率，强辐射”的思路，开辟了“小功率，低辐射，均匀广覆盖”的思路，让所有智能家居设备处在信号平稳均匀的环境中。,37,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,WiFi技术WiFi应用案例 目前，华为HiLink智能家居解决方案已落地中粮祥云系列样板间，主要承接“健康智能”的生活社区中“智”的这部分。其中，智能家电主要由美的、欧普、杜亚、鸿雁等数十家核心合作伙伴提供。相信在不久的将来消费者就将能享受到华为HiLink智能家居，如图1-26所示，为大家带来的全场景智能生活体验。 通过华为的HiLink系统，我们在整个祥云项目中落地，而且不仅体现的是智能家居，还在公共环节体现，实际上是智慧社区的概念。我们谈未来社区是有未来感的一个社区，相信中粮跟华为的牵手一定会为大家带来很切身的一种感受。,38,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,WiFi技术WiFi应用案例 家，发展至今，已经不再局限于建筑领域，而是各产业共同交织而成的产物。也正是基于此，中粮置地北京公司联合华为等各行业领先品牌及创新先驱者，成立“未来生活家联盟”，以期共同思考和探讨关于未来生活的种种可能。 与中粮合作的样板间是华为HiLink智能家居解决方案在地产渠道落地的第一个样板间。未来华为和中粮还将围绕消费者的生活服务维度，结合中粮所涉足的其他产业链、服务链版块，不断探索新的合作契机，如智能物流管理、智能场景应用等等。,39,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,Bluetooth技术Bluetooth简介蓝牙是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换（使用2.42.485GHz的ISM波段的UHF无线电波）。“蓝牙”（Bluetooth）一词是斯堪的纳维亚语中 Bltand / Bltann （即古挪威语bltnn） 的一个英语化版本，该词是十世纪的一位国王Harald Bluetooth的绰号，他将纷争不断的丹麦部落统一为一个王国，传说中他还引入了基督教。以此为蓝牙命名的想法最初是Jim Kardach于1997年提出的，Kardach开发了能够允许移动电话与计算机通讯的系统。他的灵感来自于当时他正在阅读的一本由Frans G. Bengtsson撰写的描写北欧海盗和Harald Bluetooth国王的历史小说The Long Ships，意指蓝牙也将把通讯协议统一为全球标准。,40,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,Bluetooth技术Bluetooth简介蓝牙技术最初由电信巨头爱立信公司于1994年创制，1997年爱立信与其他设备生产商联系，并激发了他们对该项技术的浓厚兴趣。1998年2月，5个跨过大公司，包括爱立信、诺基亚、IBM、东芝及Intel组成了一个特殊兴趣小组（SIG），他们共同的目标是建立一个全球性的小范围无线通信技术，即现在的蓝牙。,41,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,Bluetooth技术Bluetooth简介而蓝牙这个标志的设计：它取自Harald Bluetooth名字中的H和B两个字母，用古北欧字母来表示，将这两者结合起来，就成了蓝牙的LOGO，如图所示。,42,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,Bluetooth技术Bluetooth技术特性蓝牙技术提供低成本、近距离无线通信，构成固定与移动设备通信环境中的个人网络，实现近距离内各种设备无缝资源资源共享。显然，这种通信技术与传统的通信模式有明显的却别，它的初衷是希望以相同成本和安全性实现一般电缆的功能，从而使得移动用户摆脱电缆的束缚。这决定蓝牙技术具备以下技术特性：能传送语音和数据使用公共频段，无需申请许可证低成本、低功耗和低辐射安全性较高支持点对点及点对多通信抗干扰，保证传输的稳定性,43,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,Bluetooth技术Bluetooth的应用 蓝牙的具体实施依赖于应用软件、蓝牙存储栈、硬件及天线4个部分，适用于包括任何数据、图像、声音等短距离通信的场合。蓝牙技术可以代替蜂窝电话和远端网络之间通信时所用的有线电缆，提供新的多功能耳机，从而在蜂窝电话、PC甚至随身听等设备中使用，也可用于笔记本电脑、个人数字助理、蜂窝电话等之间的名片数据交换。协议可以固化为一个芯片，可安置在各种智能终端。如图所示为蓝牙传输信号的过程。,44,常用无线通信网络技术,蓝牙传输信号过程,智能家居感知与控制系统常用技术简介,蓝牙应用案例智能门禁 门禁指“门”的禁止权限，是对“门”的戒备防范。这里的“门”，广义来说，包括能够通行的各种通道，包括人通行的门，车辆通行的门等。因此，门禁就包括了车辆门禁。在车场管理应用中，车辆门禁是车辆管理的一种重要手段。在数字技术网络技术飞速发展的今天门禁技术得到了迅猛的发展。早已超越了单纯的门道及钥匙管理，它已经逐渐发展成为一套完整的出入管理系统。它在工作环境安全、人事考勤管理等行政管理工作中发挥着巨大的作用。 门禁系统又称出入管理控制系统(ACCESS CONTROL SYSTEM)。是一种管理人员进出的智能化管理系统。概括就是：管理什么人什么时间可以进出哪些门，并提供事后的查询报表等等，常见的传统门禁系统有：密码门禁系统，非接触卡门禁系统，指纹虹膜掌型生物识别门禁系统及人脸识别门禁考勤系统等的总称，门禁系统近几年发展很快，被广泛应用于管理控制系统中。,45,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,蓝牙应用案例智能门禁 利用蓝牙低功耗技术实现的MyBeacon智能门禁识别，具有安装简单，耗电低，环保低碳、无需中间环节的特点。传统门禁系统用的最多的是用13.56MHZ RFID技术来刷卡开门的，相关人员需要随身携带刷卡的卡片或其他身份识别设备，指纹识别和人脸识别也需要人去按住相关位置且报错率很高。MyBeacon智能识别门禁系统只需将一个手掌大小的蓝牙基站放在门上或车辆进出口的闸机位置，用户只要将手机随身携带即可实现人走近时自动开门，不合法人员靠近则无反应。同时基站会把来人进入信息发送到服务器，以实现签到和人员进出记录方便考勤和出现失窃时的排查。,46,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,蓝牙应用案例蓝牙智能开关 随着科学技术的不断进步，如今的智能家居已经不是传统意义上的智能家居，在现代城市中，智能设备和家居生活的高效对接，已经是智能家居的新模式，蓝牙智能开关，如图所示，这是典型的代表。那么蓝牙智能开关与普通开关相比有什么特别之处呢?,47,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,蓝牙应用案例蓝牙智能开关 蓝牙智能开关的特别之处： 1、所见即所得，智能开关采用了图标+文字按键的显示方式，哪一个键开哪一个灯，一目了然，再也不会按错了。 2、异位控制，有卧房里控制客厅的灯，在客厅里控制卫生间的灯，想在哪里控制就在哪里控制，特别方便。 3、智能时代，当然要用手机，硬糖蓝牙智能开关在家里任何地方，只要打开手机就可以控制家里的任何开关，年轻人的最爱。 4、更安全的智能开关，智能开关一般采用强弱电分离设计，用继电器代替原来的直接物理触板，跟手指接触的部分为12V的弱电，安全性比传统开关好。,48,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,蓝牙应用案例蓝牙智能开关 蓝牙智能开关，它借助专用APP进行手机直控或是语音控制。从厨房客厅到卧室卫生间所有灯具开关用户都可以通过手机自由掌控；用户还可以命令它，打开或关闭，全凭用户一句话。使用奥星澳蓝牙智能开关，用户再也不用为关灯而钻出温暖的被窝，再也不用担心关灯吵醒熟睡中的他。再也不用操心家中行动不便的老人开灯关灯。 现在越来越多的家庭用品开始向智能化转变,蓝牙智能开关的出现，让我们的生活更加方便，给了人们更加愉悦的生活体验，是非常值得拥有的一款产品！,49,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,蓝牙应用案例蓝牙技术在3G技术中的应用目前我们日常生活中听到过的蓝牙最为广泛的应用当属蓝牙耳机了。如图所示。曾经蓝牙耳机是作为一项高科技出现在我们的视线当中的，当时带有蓝牙功能的手机也寥寥无几，而且价格并不能被广大消费者所接受。而今，纵观手机市场，几乎70%的手机都具有了蓝牙功能，著名的手机厂商甚至在今年发布的部分低端低价手机上也开始加入了蓝牙功能。蓝牙已经普及到了我们的生活当中。而蓝牙耳机的价格也已经到了大众所能够消费的水准。目前有消息一经表明明年中国会进入3G时代，届时又将引领新一轮的蓝牙应用热潮。,50,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,蓝牙应用案例蓝牙技术在3G技术中的应用 为什么说3G跟蓝牙有关呢？最直接的，我们对3G手机最初的认识就是知道3G手机有视频通话功能，而其视频通话是通过手机的一个前置摄像头来实现的，那么要进行视频通话自然就不能够像平时一杨握着手机把手机贴在脸上进行通话了，视频通话只能够通过免提耳机进行。这时候蓝牙耳机的作用就能够发挥出来了。 现在也有很多商务人士经常需要在外使用到无线上网功能。3G时代来临后，这一应用人群势必扩大，花钱去买个专门的笔记本上网卡价格不低，而我们现在所使用的的手机几乎都带有无线调制解调器功能，所需要的只是通过数据线或是蓝牙连接到电脑便能够使用。当然数据线还需要专门的驱动程序，蓝牙就没这个麻烦了，只要您的电脑具有蓝牙功能或者是自己安装了蓝牙适配器，那么直接跟手机配对设置就能够通过手机来无线接入Internet，随时随地，不受任何限制。,51,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,习题1-31.说一说你身边常用的传感器都有哪些？ 2.以智能手机为例，上面都集成了哪些无线通信模块和传感器？3.查阅资料，了解一下其他无线传感网技术，如RFID技术、NFC技术、NB-IoT技术（基于蜂窝的窄带物联网技术）等,52,常用无线通信网络技术,智能家居感知与控制系统常用技术简介,
