无线技术在智能建筑中的应用

1 前言

无线技术的使用在很大程度上可以不受布线条件的限制，在应用上可以对有线网络的使用进行补充。无线技术应用于智能建筑中，可在有线网络环境涉及不到的区域进行延伸和覆盖，有效的拓展网络的覆盖范围。

2 方法

2.1 无线局域网（WLAN）

无线局域网（Wireless LAN）的迅速兴起是因其结构简单，易于安装，主要部件是无线PC和个人计算机。无线局域网大致采用以下几种传输技术，其费用取决于不同技术制造的无线PC卡：射频技术RF（Radio Frequency）、直接序列扩频技术DS（Direct Sequence）、跳频扩频技术FH（Frequency Hopping）、红外技术IR（Infrared）、视频传输、漫射传输等。无线局域网与移动通信和卫星通信的结合将发挥更大的作用，因而其技术的发展正日益受到人们的重视。

2.2 蓝牙技术

蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信，从而使数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工业、科学、医学）频段。其数据速率为1Mbps.采用时分双工传输方案实现全双工传输。

2.3 移动无线网络技术

（1）GSM

GSM是Global System For Mobile Communications的缩写。是由欧洲电信标准组织ETSI制订的一个数字移动通信标准。GSM是全球移动通信系统(Global System for Mobile communications)的简称。它的空中接口采用时分多址技术。自20世纪90年代中期投入商用以来，已广泛地被全球超过100个国家采用。GSM标准的设备占据当前全球蜂窝移动通信设备市场80%以上，GSM是当前应用最为广泛的移动电话标准。全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话。所有用户可以在签署了“漫游协定”移动电话运营商之间自由漫游。GSM较之它以前的标准最大的不同是它的信令和语音信道都是数字式的，因此GSM被看作是第二代(2G)移动电话系统。这说明数字通讯从很早就已经构建到系统中，GSM是一个当前由3GPP开发的开放标准。

（2）GPRS

GPRS经常被描述成“2.5G”，也就是说这项技术位于第二代（2G）和第三代（3G）移动通讯技术之间。它通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道，提供中速的数据传递。GPRS突破了GSM网只能提供电路交换的思维方式，只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换，这种改造的投入相对来说并不大，但得到的用户数据速率却相当可观。而且，因为不再需要现行无线应用所需要的中介转换器，所以连接及传输都会更方便容易。如此，使用者既可联机上网，参加视讯会议等互动传播，而且在同一个视讯网络上（VRN）的使用者，甚至可以无需通过拨号上网，而持续与网络连接。GPRS分组交换的通信方式在分组交换的通信方式中，数据被分成一定长度的包（分组），每个包的前面有一个分组头（其中的地址标志指明该分组发往何处）。数据传送之前并不需要预先分配信道，建立连接。而是在每一个数据包到达时，根据数据报头中的信息（如目的地址），临时寻找一个可用的信道资源将该数据报发送出去。在这种传送方式中，数据的发送和接收方同信道之间没有固定的占用关系，信道资源可以看作是由所有的用户共享使用。

（3）3G

第三代移动通信技术（3rd-generation，3G），是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。3G标准：它们分别是WCDMA（欧洲版）、CDMA2000（美国版）和TD-SCDMA（中国版）。国际电信联盟（ITU）在2000年5月确定WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三大主流无线接口标准，写入3G技术指导性文件《2000年国际移动通讯计划》（简称IMT—2000）；2007年，WiMAX亦被接受为3G标准之一。CDMA是Code Division Multiple Access (码分多址)的缩写，是第三代移动通信系统的技术基础。CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点，显示出巨大的发展潜力。

3 结果

作为有线网络的补充，无线网络在智能建筑中发挥着重要的作用，由于有线网络受传输数据信息的物理线缆布线的限制，无法做到建筑物的全区域网络覆盖，而无线网络不受传输数据的物理线缆的布线限制，可以和有线网络共同实现建筑物的全区域网络覆盖。除此之外，无线网络还能在多方面对有线的计算机网络的功能进行补充，如在移动状态中得处理数据的功能，提高办公自动化的效率等。无线网络在智能建筑的应用，能够提高智能建筑在全方位进行数据、语音、多媒体信息的通信能力，进一步提高智能建筑中控制系统的控制水平，并为智能建筑中的多种网络体系的互连互通提供了重要技术手段。

4 讨论

4.1 无线网络技术在智能建筑中的应用

无线网络的使用在很大程度上可以不受布线条件的限制，在应用上对有线网络的使用进行互补。无线网络技术应用于智能建筑中，可在有线网络环境涉及不到的区域进行延伸和覆盖，很有效地拓展网络的覆盖范围。在智能化建筑中，仅仅使用有线网络，由于其延伸和覆盖范围受网络布线范围的限制，无法对建筑内部区域做到数据通信网络的全区域覆盖，如果互补地使用无线网络，就能实现这种全区域覆盖。

一般在网络建设中，施工周期最长、对周边环境影响最大的，就是网络布线施工工程。在有线网络施工过程中，往往需要破墙掘地、穿线架管。而无线局域网最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点AP(accesspoint)设备，就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。在有线网络中，网络设备的安放位置会受网络信息点位置的限制。而无线局域网建成后，在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。有线网络缺少灵活性，要求网络规划者要尽可能地考虑未来发展需求，这就往往导致预设大量利用率较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划，又要花费较多费用进行网络改造，而无线局域网可以避免或减少此类情况的发生。无线局域网有多种配置方式，能够根据需要灵活选择。这样，无线局域网就能胜任从只有几个用户的小型局域网到上千用户的大型网络，并且能够提供像“漫游(roaming)”等有线网络无法提供的功能。

4.2 WLAN的应用

无线局域网（WLAN）的工作距离较短，工作协议是802.11系列。但802.11b系统成本较低，传输速率高，通过一个AP（无线接入点）可覆盖直径达几十米范围的区域。WLAN架设方便，使用WLAN可以实现建筑内部全区域没有盲区的网络数据通信。WLAN能够传输语音、图形、图像、数字影像、数据及其它多媒体信息。通过ＷＡＬＮ可以实现多个不同有线局域网的互联，以此代替有线或专线来构建更大范围内的局域网甚至广域网。无线广域网是无距离限制、可访问Internet的无线网络，该网络一般由大型电信运营商投资建设，用户使用相关接入设备即可联入网络。无线广域网速率比无线局域网速率慢。

4.3 蓝牙技术的应用

蓝牙技术是一种短距微功耗的无线通信技术，该技术能在智能建筑中提供高效能的数据传输和无线控制，数据传输速率达1Mbps.但工作距离较近，仅为10m，这个传输距离的发射功率大约为1mW，如果将发射功率增大到100mW，通信距离可约达到100m.使用加强型蓝牙设备，其工作距离可以拓展到几十米，但使用蓝牙的通信安全性相对差一些。蓝牙设备的外部无需使用物理线缆进行连接。

（1）蓝牙在办公自动化系统中的应用

使用蓝牙技术可以将各类数据终端及语音终端如ＰＣ机、笔记本电脑、台式计算机、传真机、打印机、数码相机等使用无线微波连接成一个蓝牙微微网；多个微微网又可以进行互连，形成一个分布式网络，实现网络内的各无线终端的通信。在智能建筑的办公自动化系统中，有越来越多的数字终端加入到办公设备的行列中来，办公室和办公桌有限的空间被许多外接线缆所累，而且诸办公设备之间无法进行互通信更谈不上互操作。使用蓝牙微微网及蓝牙分布式网络，将办公设备方便地连入网中，就可以实现彼此之间的互通信及互操作，办公设备群可以高效协调地工作，办公设备的空间位置不再受布线结构及位置限制，可较大幅度地提高办公效率。

（2）停车场管理中的应用

智能建筑的停车场管里也是其营运过程中的重要内容。在停车场的管理中心和出入通道处设置蓝牙通讯管理控制环节，对车主用户配备蓝牙车载卡，该卡上记录了车主及车辆的一些主要标识信息。出入通道处的专用蓝牙读写设备识读有效范围内蓝牙车载卡上的信息，并实时将数据通过网络送往信息数据处理中心，进行处理并启动双向应答的计费程序完成服务收费，这套系统能高效率地进行自动识别、验证、收费及放行的配套化程序管理。

4.4 移动无线网络的应用

移动无线网络技术，其它的无线网络技术及有线网络一起在智能建筑中构筑了一个高效的数据、信息和多媒体数据的通信网络体系。移动无线网络支持的移动通信系统也是智能化建筑通信系统的一个组成部分，尤其是移动通信的许多高端功能的使用将智能化建筑通信能力打造的更强。GPRS上网峰值速率是171.2kbps，但实际速率仅为112kbps甚至更低一些。不管是GSM网络还是GPRS网络技术，都支持建筑内部的静止或移动通信，尤其是GPRS网络技术可为建筑内部提供接近ADLS宽带接入网络的数据传输速率，支持智能建筑的多媒体数据码流的传输。

5 结束语

随着无线网络技术的日臻完善，无线网络将逐渐被大家接受，未来的无线网络在智能建筑中将得到更广泛的应用。正如上文所提到的，无线网络技术的产生，并不是也不可能代替有线网络，它们互为补充。只有无线与有线网络的完美结合，才能真正创造人性化的智能建筑。