网络家电

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　　网络家电是指通过个人电脑、PDA等信息设备可对连接在家庭网络中的空调、电饭煲、微波炉、冰箱、电视、音响和照明设备等家用电器进行远距离遥控。^[1]

　　网络家电是利用数字技术、网络技术及智能控制技术将普通家用电器进行设计改进的新型家电产品。网络家电可以实现互联，组成一个家庭内部网络，同时这个家庭网络又可以与外部互联网相连接。^[2]

　　网络家电技术改变传统家电监控模式。智能网络家电是将数字技术、网络技术和智能控制技术应用到传统家电而形成的。主要研究开发模糊控制技术、模糊控制传感器、变频技术、数字技术和网络技术等在家电产品中的应用。国际上，由于新经济时代网络经济的发展，促使蓝牙技术与信息家电产品的出现，信息家电产品可通过无线上网接口与因特网相连，用户在任何地方可以通过移动电话和笔记本电脑来监视和控制家中的家用电器和电子产品。

　　我国网络家电产业优势明显。家用电器与人民生活密切相关，具有巨大的市场空间。我国已成为家用电器的生产大国，也是我国有一定比较优势的产业。信息家用电器方面，我国已经具有一定基础，海尔己开发出部分网络家用电器；春兰与清华同方、中国网通等7家公司共同缔造的“家庭网络标准产业联盟”，以及加上此前由TCL等牵头组建的“闪联标准”联盟，已将我国家电业推向了一轮崭新的IT之旅。据悉，“家庭网络标准产业联盟”，是以家庭网络系统为中心，以完善的产业链形式搭建起家庭网络系统平台，它的诞生是我国目前自有技术标准争夺战的一个缩影。我国只有构造出网络家用电器的体系结构，才有可能形成我国自己的系统专有技术，在未来的网络家用电器国际竞争中取得优势地位。

　　我国网络家电技术发展重点：智能网络家电技术、家用电器绿色设计与绿色特性评估技术等。

　　网络家电系统技术是利用计算机技术、微电子技术、通信技术，通过家电智能终端及其系统软件将家电智能化的所有功能集成起来。网络家电系统是一个多功能的技术系统，包括可视对讲、安全防范、家居综合布线、照明控制、家电控制、环境状况监测、远程视频监控、声音监听、家庭影音等系统。家居智能化主要是基于总线制、电力线载波、无线方式实现，在网络连接方面基本上采用总线制联网、电话联网或通过以太网方式实现。

　　家电智能终端即网络家电是网络家电系统的交通枢纽，传统家电绝大多数仅由单片机控制，达不到远程智能控制的要求；网络家电是将传统家电的微控制器升级为具有网络功能的微控制器，结合完整的嵌入式系统，实现了网络技术和家电控制系统的无缝连接。网络家电系统的组成如图1-1所示，主要由以下四部分组成：①家电接口控制单元，实现RF信号到家电UART接口信号的相互转换，作为组网家电的无线数据调制解调器；②家电网关是网络家电的信息传输控制中心，内置无线数据调制解调器，通过接受上位机(PC、笔记本计算机)、移动电话及手机指令对注册的家电进行控制、查询等操作；③PC，通过家电网关对家电进行复杂的控制、查询、记录等操作，主要为网络家电控制软件提供运行平台，同时通过国际互连网实现家电的远程监控；④GSM移动电话，实现远距离、可移动的无线控制功能。

　　图1-1 网络家电系统的组成

　　家电接口控制单元MCU采用东芝公司的8位TMP86P807微控制器；RF收、发电路选用Chipcon公司的CCl000，该电路可工作在300—1000MHz的频率范围内，输出功率及工作频率可编程。FSK的数据传输可大于76.8kbit/s，无需外接RF开关、IF滤波，外围电路简单。通过对CCl000内部工作寄存器进行适当配置即可实现各种不同的应用。

　　家电网关是连接网络家电的枢纽，对处理器的要求较高，选用瑞萨科技的16位微控制器M30245，内置128KB FLASH、10KB RAM、1个全速(12Mbit/s)USB接口、4个UART通信接口、8路10bit A/D转换器、5个16位多功能定时器等，还包含硬件CRC计算电路，看门狗等电路，图1-2为家电网关的原理框图。

　　RF模块单元完成单片机数据的无线收发功能；GSM模块是单片机与移动电话和短消息通信的链路；SIM卡是允许GSM模块A网媳身份识射装置；显示及按键单元实现家庭网关的简单控制及显示：EEPROM保存注册家电和手机的识别码及个性化控制所需的相关信息；USB接口实现家庭网关与Pc的快速通信；RS232接口用于两者之间的中断通信；开关量输入、输出接口实现用户自定义数字信号的采集和输出控制；仿真调试接口实现程序的下载及调试。

　　　　图1-2 家电网关的原理框图

　　虽然网络家电市场很大，用途广泛，但是人们不是单纯的为了追求时髦而购买网络家电，它必须有一定的适用性。这也就是为什么目前网络家电还没有普及的原因，虽然世界上大的家电制造商每年都投入一定的费用作为网络家电的研究。但真正形成市场的时机还没有到来，这其中有很多原因，如标准、协议、操作系统、编程语言成本等，但最主要的原因是没有提炼出明确的用途以及优越的性价比，所以，目前国外家电制造商正在努力开发网络家电的新用途。

　　1．发展趋势

　　趋势一：开发网络家电的商用价值。现在欧洲、美国和日本等地宾馆客房内使用一种小型网络冰箱，冰箱内放满了各种饮料和食品，客人可以随时随意食用，当客人最后退房结账时，通过宾馆内网络会自动结算数据，而无需服务员清点或客人自报食用清单，这种网络冰箱内部安装了很多传感器，每向冰箱内放进一种食品或从中拿出一种食品，冰箱管理系统会通过传感器和已知数据库，自动获取数据并更新数据库，并将这些数据通过网络传送到服务总台，在总台时时刻刻都有每个客户房间的数据，这就大大方便了酒店管理，减少人力，降低管理成本，发挥了网络冰箱的实用效能。

　　趋势二：将网络家电功能和家庭医疗保健结合在一起。在欧美及日本等发达国家，老年人数量越来越多，老年人的健康问题是社会最关注的问题之一。在美国和日本等国开发出一种智能化的家庭医疗保健系统，能对特殊的病人实行实时监护。它由一种特殊的、小型的、智能化的人体传感器；一种无线数据收发器，或一种可随时连通的数据通道，和一个数据分析系统组成。智能化的人体传感器可以带在病人的手腕上或其他部位，实时监测并采集人体的血压、脉搏、体温和葡萄糖含量等数据，这些数据可通过压缩、分时分帧传到医疗保健中心，在那里建有数据库，有病人的病历档案，如发现异常，立即通过家庭网络，通知附近的医院或急救中心；在医疗保健中心有一个数据库，该库保存了某些病人长期的资料，并有分析曲线；数据通道可以和网络家电共用一条通路，但不是时时刻刻都要连通，只有在需要传送数据的时候，才连通网络乙另外，医院也可以通过网络和智能化的传感器实现对病人的远程检查和诊断。

　　趋势三：将网络家电、信息家电和智能家居结合在一起。单一的网络家电功能是有限的，现趋于将多种网络家电功能集成在一起，这就是智能家居，它使人们的生活环境得到整体提升，只有将这些技术集成在一起，才能拓展网络家电的市场。

　　2．应用实例

　　网络家电与智能家居结合最典型的实例，要算比尔·盖茨的豪宅，他在华盛顿湖建造的私人豪宅历时7年，终于在1997年建成。他的这个豪宅完全按照智能住宅的概念建造，不仅具有高速的上网专线，所有门窗、灯具、电器都通过计算机控制，据说他卧室内的浴池可以通过办公室的电脑控制，在下班前，给家中控制电脑发一个命令，智能化的浴池就能按设置的水温储存好水，等待主人回家享用。为了管理好这些设备，专门使用了一个高性能的后台服务器，据计算，这个豪宅中铺设的电缆有30多千米。

　　其次，Ihome也是一个成功的例子。Ihome(Internet Home)意为网络家庭(或智能家居)。是由世界上最著名的网络公司Cisco利用其先进的网络系统并与其他公司和组织合作在世界各地建立了多个智能家居，所有的Cisco智能家居都起名为Ihome。目前由Cisco公司建立的智能家居系统分布在美国、澳大利亚、英国、法国、瑞士、意大利、奥地利等国。在新加坡、西班牙和瑞典的智能家居也正在建设中。仅以Cisco公司在澳大利亚建立的Ihome_an为典型实例，Ihome一舳座落在悉尼市郊的Pyrmont，建成于2000年9月，是南半球第一个Cisco公司建造的智能家居，由Cisco公司发起，并提供所有的网络解决方案，参加该项目的合作公司有：Boris Lend Lease Group，Compag，Jacksons Landing，Crestron，Whirlpool，SONY等，分别提供建筑、智能家电、控制系统、电脑等方面的设备和方案。Ihome_an中配置有：连接Internet的宽带网络系统、连接Internet的数码摄像机、家庭影院系统、PC、笔记本电脑、服务器、有线和无线网络、视频会议系统、IP电话网络、42英寸等离子屏幕、家庭安防系统和连接Internet网的智能家电，如网络冰箱、网络空调等。可以下列方式来控制家中的电器，这就是从办公电脑上或办公电话上，还可以从手机短信上。总之是任何时间、任何地点。像这样的实例还有很多。