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藍牙技術

電器網絡遠程控制


藍牙技術在構建電器網絡集中遠程控制中的應用

中国彩票网3d预测電器網絡是利用數字、網絡、智能控制技術對現有普通電器進行管理和控制,使之網絡化、智能化,并能實現遠程控制和管理.普通電器實現網絡化,首先要解決電器之間的互連問題,以及該電器在網絡中唯一性(即精準識別)問題,同時,還應解決電器設備之間的通信問題,才能實現電器互聯和遠程控制.

要實現遠程控制,必須解決設備組網以及利用現有公共網絡實現遠程互控這兩大問題.就目前對在室內組網連結方式來看,有以下幾種組網形式:

(1)有線組網方式.即利用網絡通訊物理線路將電器連接起來,以實現設備的互聯,達到組網的目的.這種有線連接抗網絡干擾性能力強,但是該網絡在室內組網過程中存在很多弊端:如室內如何布線問題,解決布線蜘蛛網問題,在已經組建好的網絡中,又如何增加控制點,設備搬移后接入點如何移動等問題.顯而易見,有線網絡靈活性太差,用戶不能隨意添加設備、移動設備,不能實現設備的“即插即用”.同時網絡連接點可靠性較差,有線連接往往會有通訊連接插頭存在,較易出現網絡設備連接不正常,導致掉網現象,即“連接可靠性”存在問題.

(2)紅外組網方式.此種組網靈活性強,可以實現“即插即用”,同時連接可靠性也較強,但是該連接方式只適用于寬廣無阻礙空間,對有實物阻擋的復雜空間不能使用,存在“空間局限性”問題.

(3)微波組網方式.此組網方式具有傳送距離遠,適應于地形復雜,開闊無阻隔,能相互看到的兩點之間傳送連接;缺點:成本較高,一旦阻隔,將不能通信.

(4)無線組網連接方式.此種連接方式,能克服有線組網方式不足的缺陷.對用戶來說具有的設備入網靈活性強,設備的聯網也方便可靠,不存在空間阻擋的問題,同時用戶也可以比較隨意地移動和添加設備等優點可實現“即插即用”.

因此無線組網是組建家電網絡過程中的首選.但就目前的無線組網技術來看,面臨以下幾個問題:

(1)如何實現電器與控制中心以及公共網絡間的互聯互通和控制信息交換問題.(2)由于無線網絡重復覆蓋區域可能存在,則需解決如何準確識別哪些電器設備屬于網內設備,哪些電器設備屬于網外設備的問題.(3)如何解決網絡的向外延伸,實現遠程控制問題.

中国彩票网3d预测而對于解決以上組網過程中出現的問題,就常規無線技術而言是比較困難,尤其是網內設備的識別過程,以及判定電器設備在控制過程中是否已經完成接受了控制指令而進入了工作狀態.而要解決以上的識別和判斷過程,必須采用現代無線通訊技術,才能實現控制中心與電器設備的相互通訊、識別和控制過程.而就目前無線通訊技術中,成本低廉的藍牙技術為首選.

一、藍牙技術體系特點

1.1藍牙技術簡介

中国彩票网3d预测“藍牙”(Bluetooth)原是十世紀統一了丹麥的國王的名字,現取其“統一”的含義,是愛立信、IBM等5家公司組成的藍牙利益集團(SIG)在1998年聯合推出的一項小范圍無線網絡技術,藍牙推出時,就瞄準了無線局域網通信.藍牙是一種低成本近距離無線數據和語音傳輸的開放式標準,它可以將各種數字系統設備(包括通信、計算機終端設備等)采用無線方式進行組網.它采用2.4GHzISM頻段和調頻、跳頻技術,79個1MHz帶寬跳頻點,1600跳/S,支持64kb/s實時語音傳輸和數據傳輸,發射功率分別為1mW、2.5mW和100mW對功耗低人體危害小,傳輸有效范圍半徑為10cm~10m,如果加上某些外設增加功率可達到方圓100m的傳輸距離.使用全球統一的48比特的設備識別碼.數據連接方式為面向連接業務SCO和無連接業務ACL兩種方式.工作模式為PARK(休眠)、HOLD(保持)、SNIFF(呼吸)三種模式.

1.2系統結構

中国彩票网3d预测藍牙技術的系統結構分為三大部分:底層硬件模塊、中間協議層和高層應用.底層硬件部分包括無線跳頻(RF)、基帶(BB)和鏈路管理(LM).無線跳頻層通過2.4GHz無需授權的ISM頻段的微波,實現數據位流的過濾和傳輸,本層協議主要定義了藍牙收發器在此頻帶正常工作所需要滿足的條件.基帶負責跳頻以及藍牙數據和信息幀的傳輸.鏈路管理負責連接、建立和拆除鏈路并進行安全控制.

1.3拓撲結構

采用藍牙技術組網的Piconet(微微網)結構,是由共享同一通道的多個設備組成的網絡.該拓撲結構把設備分為主設備和從設備,提出通訊要求的為主設備,被動進行通訊的設備稱為從設備.一個主設備最多可同時和7個從設備進行通訊,并可掛接多個保持同步但不通訊的休眠設備.運行時其所有設備本身都是平等的,無主從之分.由多個獨立、非同步的微微網彼此之間進行通訊,就組成了藍牙的Scatternet(分散網).

1.4鑒權認證技術

中国彩票网3d预测鑒權技術,是區別傳統射頻技術和藍牙技術的重要性能指標,對設備的鑒權與加密服務是由物理層提供.鑒權認證采用口令———應答方式,通過個人識別碼PIN、128位隨機數和設備的BD_ADDR生成并產生與之匹配的128位鑒權字.通過鑒權,為他們創建鏈接字,藍牙設備可存儲鏈接字用于以后的鑒權,避免每次鑒權輸入PIN碼.在連接過程中,鑒權認證對任何一個藍牙系統都是極其重要的組成部分,它允許用戶自行添加屬于自己的可信任的藍牙設備,并通過反向鑒權,使兩藍牙設備之間建立一一對應關系,在數據傳輸時,通過特有的鏈接字,建立專用的數據通道進行傳送.網絡中其它不同鏈接字的藍牙設備仍然處于休眠(PARK)狀態不參與數據傳輸和接受活動.如果用戶有更高級別的保密要求,可以使用有效的傳輸層和應用層安全機制,進行加密傳送.通過鑒權認證與識別機制,使得網絡中主設備能準確地識別到網內某一設備,并建立鏈接,將指令和數據準確地傳達和控制該設備,并將控制狀態信息通過鏈路返回.此技術解決了設備之間的相互識別問題.

有了以上一系列優點,使得藍牙技術能有效地克服和解決了前面所述的組網過程中存在的問題,為最佳組網選擇技術手段.

二、藍牙技術在網絡電器中的應用

通過藍牙技術規范的四種基本訪問模式可進行電氣網絡組建和數據交換.通過藍牙訪問應用模式(GAP)使藍牙單元之間相互發現建立連接;通過服務發現應用模式(SDAP),發現協議的接口,向其他藍牙單元發出“發送”或者“接收”請求信號;通過串口應用模式(SPP),使兩藍牙單元之間建立虛擬串行口;通過通用對象交換應用模式(GOEP),將數據通過虛擬串口傳送到另一藍牙單元.利用藍牙技術規范,實現一個全新的電氣網絡集中遠程控制模式.真正實現“零布線,即插即用”.

中国彩票网3d预测在整個網絡系統集中遠程控制結構中,網絡電器集中控制器為整個系統的核心控制的藍牙主設備,起著橋梁作用.通過集中控制器鍵盤、互聯網絡、電話等通信方式,接受用戶操作指令,并按照用戶對網內指定家電設備的工作要求,及時準確地將控制命令通過藍牙設備發送到指定被控網內藍牙從設備端控制其工作,并將指定電器被控端運行控制狀態數據,通過被控端藍牙返回到集中控制器,將結果通過語音、WEB的方式通知用戶,實現網絡電器的集中控制和遠程管理.

在網絡電器集中控制器中,每新添一項合法的網絡電器,均進行藍牙鑒權,創建網絡電器集中控制器與該電器之間的鏈接字,確認為網內合法設備,并存儲以便后續鑒權,用以區別臨界周邊非網內電器設備,實現精準控制.而在電器客戶端,同時也嵌入藍牙接收發送控制裝置.通過集中控制器發出的指令,經藍牙無線網絡傳送到指定客戶端,并將收到的指令進行判斷和識別,按照指令要求進行控制,同時,通過電器工作狀態檢測單元,將電器受控后實時工作狀態進行檢測,并將檢測結果進行反饋,通過無線藍牙網絡,實時地反饋傳送到集中控制器,并通過語音或者WEB將被控電器現有工作狀態實時告知用戶,從而完成一次完整的實時遠程無線控制.

總結

中国彩票网3d预测藍牙技術與傳統的無線傳輸技術相比,有著無法比擬的優勢,該技術解決了長期以來射頻無線技術只能一對多的廣播傳輸模式,利用鑒權技術,實現了一對一的安全認證傳輸模式.它是一種新型的傳輸標準,基于藍牙技術的產品越來越多,總之,對藍牙技術的廣泛應用,將給人們的生活和工作帶來更多的方便.

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