所有这些功能都需要借助飞速发展的计算机技术、自动化控制技术和现代通讯技术来实现,而其中信息的传递形式为数字代码,所以一般把具有上述功能的家居环境也称为数字家居。利用上述的家庭自动化网络系统,人们可以方便地通过计算机或其它网络接入设备,远程获取家庭内各种信息,包括各种计量表读数和费用、家庭各种家电设备和监测设备的状况,并实现远程遥控各种家电设备和装置,实现家居的能量管理等。所有这些都极大地提高了人类的生活质量,同时它也是人类所追求的生活目标。
随着无线网络技术与有线网络技术(主要是与电话线产品)价格差的缩小,以及对室内移动操作设备需求的增加,无线网络技术的应用不断增加。在家庭中主要有三大类无线网络技术的应用,包括家电控制、语音/数据设备、多媒体应用。其中家电控制,数据通讯速率一般不大于10K ;语音/数据通讯,通讯速率一般为1~2M (有些场合仍可以通过模拟拨号连接Internet);多媒体应用中,视频需要较高的通讯速率,一般DVD需要大约3~8M ,HDTV系统需要大约19M 。近期无线网络产品应能满足8M ,以便应用于多媒体应用。而且应注意目前所给出的WLAN(Wirele Local Area Network)速率都只是理论速率,并非真正速率,只有借助于压缩技术才能真正适用于HDTV类型的视频流。
无线网络技术目前尚无统一的标准或规范,只有一些公司团体制定的自身产品标准,而这其中某些规范如HomeRF(Home Radio Frequency)则在一直努力成为事实标准。图3为当前主要几种的无线家庭自动化网络技术[4]。
图3 无线家庭自动化网络技术
注:FH―Frequency ho ing;DS―Direct sequence;DMT―Discrete multitone;OFDM―Orthogonal frequency division multiplexing;G K―Gau ian phase shift keying;GFSK―Gau ian frequency shift keying;SWAP―Shared wirele acce protocol;
DECT―Digital enhanced cordle telecommunicatio ;BRAN―Broadband radio acce networks;
除上述无线网络技术以外,还有许多其他的技术,如NEC公司已研制出可用于家庭自动化网络的400M 无线传输技术,其新产品可穿透7米的内墙,或在可见范围内12米传输数据,可控制任何符合IEEE1394标准的家用设备。
与上述技术的发展相适应,目前已有许多对应的集成芯片正在被研制或生产中,如Micrel公司生产的芯片MICRF001等,日本村田公司生产的UHF收发器IC和无线收发模块T630/T631,T996/T998(开阔地稳定遥控距离大于60米,在有非金属建筑体阻碍等实用环境下遥控距离,仅比开阔空地缩短20%~40%),以及MEC001/002/003,MC13111A等等。
总体而言,无线网络,从长远的观点来看,将主要运行在2.4GHz频段,会成为电话线网产品的主要竞争对手,而且随着时间推移,二者产品价格差将逐步缩小,消费者将更加愿意去寻求一种更灵活和广泛使用的家庭方案。
四、未来的数字家居
结合当前信息技术的发展和人类对居住环境的要求,可以预见未来的数字家居应能提供以下功能: