摘要：本文通过对智慧家居和无线网络技术的简单阐述，描绘了无线网络技术在广电智慧家居业务中的应用与结合。
关键词：智慧;家居;互联;传感
1引言
在万物互联的时代，伴随着物联网信息技术的快速发展，各类手机APP、网络购物、云技术、智慧屏等新兴的生活方式和技术正在不断改变着我们的生活。与此同时，大家对家居环境的要求也不断提高，希望自己的居住环境不仅仅只是休息的空间，还应该更加便捷、舒适、优美和人性化。因此，智慧家居作为智慧系统的基础单元，近年来发展得越来越多、越来越快。智慧家居是把我们每个人居住的家庭生活空间作为平台，将其中的各种设备整合互联在一起，通过各种设备的互联互通实现家庭的智慧化管理。智慧家居不仅能将家庭空间内的设备进行互联，也能够通过家庭内部网络设备将得到的信息与外网互连，从而实现与家庭外部设备的互联互通。目前，物联网、无线网络及传感器的迅速发展与普及，促进了智能家电和网络技术的进一步完善，使智能家居系统产生了根本性的发展和改变。作为以家庭为主要业务场景的本地化广电数据服务企业，河南有线电视网络集团只能从用户的需求出发，以物联网智慧家居为抓手，不断促进技术转型升级，不断延伸服务触角，深化服务内涵，提高用户获得感，筑牢用户根基，以此来满足用户日益增长的需求。
2智慧家居简介
要做智慧城市，必要做智慧社区，而智慧家居就是构成智慧社区的基础单元。以智慧家居为抓手，以开放业务为切入点，综合家电销售等跨界业务，以小见大，全面推动智慧社区建设，是广电智慧城市建设的必由之路，也是广电转型发展的必由之路。传统的非信息化家电基本上都是单一功能被动地工作，要想提前预约或实现某些功能，需要用户预先进行复杂的设置，在信息化时代越来越难以满足用户的需求。与之相比，智慧家居设备不仅能够提供基本功能，还能够通过智能技术系统整合不同的设备平台，根据用户个性化的需求开启相应的功能，从而实现对设备平台的精准控制和高效管理，提高用户的家庭生活质量。智慧家居设备的信息由各智能设备上的传感器获得，通过无线网络等传递到物联网关中，经互联网等外网将信息传送到控制端，完成信息的传输。控制端根据获得的信息发出相应的指令，经过外网发送到家庭物联网关中，实现对智能家居设备的控制，完成指令的传输。通过各种信息和指令的传递，可将家庭内外以及小区内的各种设备与控制端连成整体，达到设备一体化、智能化的目的，从而打造以家庭为应用和服务场景，以家庭成员的和谐亲情为纽带，安全、便捷、智能、舒适、健康、低碳并富有个性的家庭生活方式。
3智慧家居中的无线网络技术
3.1基本原理
无线网络是分布式传感网络，通过传感器感知、检测外部环境和设备。传感器信息通过无线传输，可以使组网更灵活，网络设备的选择和安装更随机，可以和其他网络进行有线或无线方式的连接，使设备更兼容。无线传感网络功耗低、可靠性高、成本低、易组织、易兼容的特性正是建设智慧家居的最佳选择。无线网络利用互联网等外网将家居内环境参数、家电设备运行状态等信息通知用户，使用户能及时了解家内情况，可远程操控各种家电设备，实现家庭内部与外界的信息互联传递操控。
3.2无线传输技术
3.2.1红外通讯技术
红外技术主要是利用红外线进行短距离通信，传输不需要物理线路，抗干扰能力强，传输速率可以达到1Gbps。但由于红外线的直射特点，红外通讯技术存在方向性强、传输距离短及中间必须无遮挡物等缺点，在智慧家居物联网中仅用于发送信号和对一些家电设备的控制。
3.2.2蓝牙技术
蓝牙是实现各种设备之间或设备与网络之间短距离数据传输的无线技术标准，主要用于便携设备和各种外设之间的通信联系。蓝牙将网络通信与计算机技术完美地整合在一起，为各种设备之间的互联互通提供了有效的对接，在近距离内完成相互的通信。蓝牙采用了短包和快跳频技术，通过分布式的网络可以对点对点通信进行有效的支持，克服了数据同步的难题，工作频段为2.4GHzISM频段，传输速率为1Mbps，传输距离一般在100米以内。
3.2.3紫蜂（ZigBee）技术
紫蜂是一种近距离、低速率、低成本、低复杂、低功耗的无线网络技术，主要应用于功耗低、距离短且对传输速率要求不高的各种设备之间的数据传输。紫蜂技术是基于IEEE802.15.4标准的局域网协议，是对蓝牙技术的进一步完善和发展，更适合智慧家居的网络应用，具有以下几个特点。
（1）功耗低
紫蜂设备在工作时传输速率低，数据量小，信号收发时间短；不工作时，紫蜂传感器模块则处于休眠模式。由于工作时间较短、功耗较低并采用了休眠模式，因此紫蜂传感器模块非常省电，配备电池工作时间可以长达半年到两年。
（2）数据传输可靠
紫蜂技术的接入控制层（MAC层）采用了避免冲突机制。在确认数据传输的机制下，当有数据需要传送时就立即发送，发送的每个数据包都必须等待接收方的回复确认，如果没有得到回复确认就表示发生了冲突或竞争，将会再传送一次，这种避免冲突机制有效提高了紫峰系统信息传输的可靠性。同时，紫蜂技术可以固定带宽，为有需求的业务建立虚拟专用通道，避免数据发送时的竞争和冲突。
（3）网络容量大
紫蜂的网络最多可以容纳255个网络节点，其中只有一个是主控设备，其余皆是从属设备。若再加上网络协调器，则整个紫蜂网络最多可以支持超64000个网络节点。
（4）兼容性强
紫蜂技术与现有的各种网络技术标准都可以实现无缝对接，采用载波侦听和冲突检测方式进行数据接入，增加了传输的安全可靠性，还可以提供全握手协议。
（5）安全性高
紫蜂提供数据检查功能，在数据传输中提供了三级检查。第一级是无安全模式，对于无安全要求或上层已经提供安全保护的数据，传感器可以选择无安全模式传输；第二级安全级别中，传感器可以使用接入控制清单来防止其他器件获取数据，但不采取加密措施；第三级是在第二级安全级别之上，采用密码加密传输数据，从而有效保护数据，防止侵入者窃取数据。紫蜂技术三级检查的灵活应用确保了其安全属性和灵活性。
（6）实现成本低且时延短
紫蜂的特点使它非常适宜支持简单传感器件。它定义了全功能和简化功能这两种传感器件，一个全功能件可以与简化件及其他全功能件通信，而简化件只能与全功能件通信。鉴于紫蜂技术的传感器模块价格低、组件紧凑且简单、硬件要求低的特点，八位微处理器即可满足要求。同时，传感器的通信时延、休眠激活的时延以及外部设备接入信道的时延都非常短。综上所述，紫蜂（ZigBee）技术是目前最适用于智慧家居和智慧小区应用建设的无线网络技术，蓝牙和红外通讯技术可以兼容不同的传感器芯片作为有效的补充。
4结语
以移动、联通、电信为代表的国内各大运营商已经全面发力物联网，物联网的技术已经全面成熟。随着各智慧平台的合纵连横，可借助无线网络载体日益丰富和无线网络技术不断发展的契机，推动万物互联下各类丰富的应用进入千家万户。尤其华为、荣耀等智慧屏的推出，拥有比传统电视更智能的交互方式，可以实现智能家居与各种设备的互联互通。智慧屏使传统电视屏幕焕发了新的青春，成为了统领家居物联的核心，推动家居物联向前迈进了一大步，智慧家居成为了智慧广电实现的主战场。广电的主要应用和服务场景是在用户的家中，这是广电的属性所决定的，因此智慧家居就是智慧广电的主要体现方式。目前，河南有线电视网络集团正在多地以智慧社区的云视通、看家宝、人脸识别、雪亮工程等为切入点，发展多个智慧家居小区，用户通过遥控器、手机等终端即可实现与各种小区和家居设备的互通互动，方便快捷地享受到智能、舒适、高效与安全的家居生活。
作者:冯开江 单位:河南有线电视网络集团有限公司濮阳分公司
