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時(shí)間：2023-03-14 15:17:26
序論：速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗(yàn)，特別為您篩選了11篇物聯(lián)網(wǎng)智能家居范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時(shí)與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識(shí)！
智能家居是一個(gè)居住環(huán)境，是以住宅為平臺(tái)安裝有智能家居系統(tǒng)的居住環(huán)境，實(shí)施智能家居系統(tǒng)的過(guò)程就稱為智能家居集成。
"智能家居"（SmartHome），又稱智能住宅。通俗地說(shuō)，它是融合了自動(dòng)化控制系統(tǒng)、計(jì)算器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)于一體的網(wǎng)絡(luò)化智能化的家居控制系統(tǒng)。將家中的各種設(shè)備（如音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、窗簾控制、空調(diào)控制、安防系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)家電以及三表抄送等）通過(guò)家庭網(wǎng)絡(luò)連接到一起。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間；還由原來(lái)的被動(dòng)靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇?dòng)智慧的工具，提供全方位的信息交互功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時(shí)間，增強(qiáng)家居生活的安全性，甚至為各種能源消費(fèi)節(jié)約資金。
智能家居在中國(guó)
智能家居的概念是從上世紀(jì)70年代末起源于美國(guó)，隨后，歐洲、日本等國(guó)家住宅智能化也得到了飛速發(fā)展。智能智能家居在中國(guó)的出現(xiàn)要追溯到20世紀(jì)90年代，當(dāng)時(shí)比爾?蓋茨到中國(guó)推廣“維納斯計(jì)劃”，這是微軟專門為中國(guó)市場(chǎng)設(shè)計(jì)開發(fā)的預(yù)制軟件平臺(tái)，使消費(fèi)者不用購(gòu)買個(gè)人電腦，利用家里的電視機(jī)、VCD機(jī)就可以學(xué)習(xí)、游戲、在網(wǎng)上炒股……比爾?蓋茨和他的助手模擬用戶的家庭環(huán)境、在現(xiàn)場(chǎng)利用賓館的電話線操作上網(wǎng)，“維納斯”豐富的功能、像電視機(jī)一樣即開即用的便利讓人們眼界大開，隨之“數(shù)字家庭”理念在中國(guó)正式推出，這就是智能家居在中國(guó)的前身！
智能家居在中國(guó)的培育期是時(shí)間為2000年初到2006年左右，由各大IT產(chǎn)品供應(yīng)商組成的閃聯(lián)，e家佳聯(lián)盟形式。同時(shí)各種智能家居體驗(yàn)及專賣店開始在各大城市出現(xiàn)。
從2007年到現(xiàn)在，智能家居進(jìn)入了發(fā)展初期，眾多安防企業(yè)紛紛加入進(jìn)來(lái)，具有多種功能控制的智能終端越發(fā)成熟，多樣化的智能家居控制初步完成。但市場(chǎng)還在成長(zhǎng)中。
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隨著科技的發(fā)展，出現(xiàn)了越來(lái)越多的智能產(chǎn)品，家居行業(yè)也有了智能家居的出現(xiàn)，也許有的人會(huì)問(wèn)普通的家居也可以生活，也很舒適，那么我們?yōu)槭裁匆惭b智能家居呢？因?yàn)橹悄芗揖幽軌蜃屔钭兊冒踩?、?jié)能、便捷、舒適…
安全的居住環(huán)境（Safe）
智能家居首先是擁有完善的智能安防系統(tǒng)，它包括家庭整體安防系統(tǒng)和家居安全預(yù)警系統(tǒng)，內(nèi)容有對(duì)非法入侵報(bào)警、火警、煤氣泄漏等報(bào)警與緊急求助信號(hào)等，以及物業(yè)智能家居系統(tǒng)的智能入園識(shí)別、出入管理、門禁系統(tǒng)，停車場(chǎng)智能化管理等，為整個(gè)智能家居系統(tǒng)提供一個(gè)可靠更智能化的安全環(huán)境。
更加的節(jié)能環(huán)保（Energy Saving）
智能家居本身便具備環(huán)保意識(shí)，通過(guò)設(shè)定，系統(tǒng)便會(huì)在夏天陽(yáng)光強(qiáng)烈的時(shí)候自動(dòng)關(guān)閉門窗窗簾，在各類電器不使用的時(shí)候，自動(dòng)切斷電源，如此，即可隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)節(jié)能。晚上睡覺的時(shí)候，睡眠模式下，空調(diào)模式自動(dòng)切換，在凌晨?jī)扇c(diǎn)的時(shí)候，空調(diào)自動(dòng)關(guān)閉，當(dāng)因?yàn)樘?yáng)升起，外界氣溫升高，使得室溫上升到某個(gè)閥值，人們感覺到炎熱的時(shí)候，空調(diào)又會(huì)自動(dòng)開啟，如此，就可以有效降低空調(diào)的用電消耗。平常的時(shí)候，也可以將一些能耗比較高，但是并不急著用的設(shè)備，如洗衣機(jī)、消毒柜等放到谷電時(shí)段自動(dòng)使用，不光減少了對(duì)電網(wǎng)的壓力，也更加省錢。
便捷的家居網(wǎng)絡(luò)（Convenient）
面向本世紀(jì)的智能家居系統(tǒng)，建立一個(gè)最方便的內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是至關(guān)重要的。所以現(xiàn)在智能家居建設(shè)必須注意房屋的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)布置，必須建有方便的、能滿足未來(lái)要求的內(nèi)部家居與外部遠(yuǎn)程控制的聯(lián)系，更能方便智能家居系統(tǒng)日后更新、升級(jí)的需求，否則就不是智能住宅，并被時(shí)代的發(fā)展所淘汰。
舒適的服務(wù)環(huán)境（Comfort）
智能家居系統(tǒng)就是用高科技智能化手段來(lái)提高生活品味，為家居住戶提供高科技手段的舒適服務(wù)。比如利用無(wú)線布線系統(tǒng)來(lái)使家電更智能化，現(xiàn)在普遍發(fā)展打到智能燈控照明、智能家庭影音、智能電動(dòng)窗簾、智能遙控電器等幾大特色，通過(guò)智能家居系統(tǒng)來(lái)把家居的所有電氣設(shè)備都連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)家電智能化模式。物業(yè)小區(qū)的智能系統(tǒng)包括智能物業(yè)管理、信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、娛樂(lè)服務(wù)、智能消費(fèi)、家政服務(wù)、以及其他舒適服務(wù)等。
智能家居的組成
全功能的智能家居系統(tǒng)包含以后幾個(gè)子系統(tǒng)：
1、 數(shù)字可視對(duì)講系統(tǒng)
數(shù)字化可視對(duì)講系統(tǒng)，它不僅可以實(shí)現(xiàn)可視對(duì)講，而且還能實(shí)現(xiàn)多媒體信息發(fā)送、廣播、安防報(bào)警、IP可視電話、VOD點(diǎn)播、影像監(jiān)控以及增值業(yè)務(wù)等功能。
2、 室內(nèi)安防報(bào)警系統(tǒng)
智能家居安防報(bào)警系統(tǒng)，為智能家居住戶提供基礎(chǔ)的家庭安保系統(tǒng)，具有住戶室內(nèi)智能報(bào)警、周界自動(dòng)報(bào)警、視頻監(jiān)控、感應(yīng)卡門禁及內(nèi)部通訊等不同功能，無(wú)論主人身居何處，都能夠及時(shí)了解家中電器的使用狀況以及對(duì)它們進(jìn)行控制。
3、 信息咨詢系統(tǒng)
智能家居信息咨詢系統(tǒng)為業(yè)主提供社區(qū)服務(wù)，便于物業(yè)通知信息，還為業(yè)主提供在線商城服務(wù)，足不出戶即可定購(gòu)周邊新鮮的蔬菜、水果、肉、蛋、奶等商品。
4、 環(huán)境控制系統(tǒng)
智能家居環(huán)境控制系統(tǒng)包含照度傳感器，溫濕度傳感器、空氣質(zhì)量檢測(cè)、新風(fēng)控制、地暖控制等，可能智能的根據(jù)房間里的溫濕度變化，調(diào)節(jié)窗簾的開度、空調(diào)的溫度、以及新風(fēng)和地暖。
5、 智能控制系統(tǒng)
智能控制系統(tǒng)提供全方位的燈光控制、電動(dòng)窗簾控制、中央空調(diào)控制、燃?xì)忾y門控制、電梯控制、指紋門鎖控制等；
6、 家庭影音控制系統(tǒng)
家庭影音控制系統(tǒng)提提供對(duì)液晶電視、家庭影院、天花喇叭、投影機(jī)、LED燈光魔幻、數(shù)字調(diào)頻收音機(jī)等的無(wú)線控制；
7、 視頻監(jiān)控系統(tǒng)
視頻家居自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)”是一個(gè)以家庭用戶為中心、將工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)的部分功能移植過(guò)來(lái)，并根據(jù)現(xiàn)代家居的人文需求而特別設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)。
8、 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)
住戶可通過(guò)手機(jī)或固定電話對(duì)家中的各種電器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，例如在回家的路上，提前打開空調(diào)或熱水器的電源等。住戶還可用手機(jī)遠(yuǎn)程對(duì)家中的防區(qū)進(jìn)行布撤防。
物聯(lián)網(wǎng)的催化作用
物聯(lián)網(wǎng)是我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，引領(lǐng)了繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信之后的新一輪信息技術(shù)革命，是未來(lái)科技競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要驅(qū)動(dòng)力，是加速推進(jìn)工業(yè)化、信息化融合的催化劑。
中圖分類號(hào)：TB
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
doi：10.19311/ki.16723198.2017.01.085
1物聯(lián)網(wǎng)
“物聯(lián)網(wǎng)”的概念來(lái)自美國(guó)麻省理工學(xué)院的師生們開發(fā)出的RFID技術(shù)（網(wǎng)絡(luò)無(wú)線射頻識(shí)別系統(tǒng)）。這種技術(shù)的產(chǎn)生，使得日常的物品進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)成為了可能。最常見的一些RFID應(yīng)用，如居民二代身份證、公交卡、門禁卡等等，這些卡內(nèi)設(shè)有RFID芯片，通過(guò)刷卡完成信息識(shí)別和交互。通過(guò)各種信息傳感設(shè)備、裝置和技術(shù)，采集聲、光、電、熱、力、生化、位置等各種人們所需的信息，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)形成一個(gè)個(gè)網(wǎng)絡(luò)，最終實(shí)現(xiàn)物體與物體、物體與人之間的連接互通（Internet Of Things）。
當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)的組成被主要被分成五個(gè)層次：感知層、接入層、互聯(lián)網(wǎng)層、服務(wù)管理層和應(yīng)用層。感知層，通過(guò)RFID、各種傳感器、紅外二維碼技術(shù)完成信息收集；接入層，通過(guò)Wi-Fi、ZigBee、藍(lán)牙等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議完成信息傳輸；應(yīng)用層和服務(wù)管理層，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理、云計(jì)算、應(yīng)用集成等等設(shè)計(jì)的信息處理系統(tǒng)，分別完成在不同場(chǎng)景下的應(yīng)用。
2智能家居
智能家居就是將原本“靜止”且需要人用物理按鈕來(lái)操控的普通家居通過(guò)內(nèi)部嵌入射頻識(shí)別芯片（RFID）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、紅外線感應(yīng)器、氣體感應(yīng)器、激光掃描器等傳感設(shè)備，并且通過(guò)與之對(duì)應(yīng)的協(xié)議連接至互聯(lián)網(wǎng)，變成能“主動(dòng)”且可遠(yuǎn)程按計(jì)劃操控的智能家居。隨著近年來(lái)信息化的高速發(fā)展、通信的自由化、業(yè)務(wù)量的高速增長(zhǎng)以及人們對(duì)工作、生活環(huán)境的安全性、舒適性以及高效性要求的提高，社會(huì)對(duì)智能家居的需求大大增加。
現(xiàn)代智能家居系統(tǒng)一般可以分為內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)和網(wǎng)關(guān)三個(gè)部分。其中內(nèi)網(wǎng)是負(fù)責(zé)連接各種家電和其他設(shè)備的局域網(wǎng)；外網(wǎng)一般是小區(qū)局域網(wǎng)、Internet等；而網(wǎng)關(guān)的作用是連接內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)外網(wǎng)對(duì)內(nèi)網(wǎng)的監(jiān)測(cè)和控制。
一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)，首先要選擇合適的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)，智能家居系統(tǒng)對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的主要要求是低功耗、使用壽命長(zhǎng)、數(shù)據(jù)傳輸可靠等要求。目前常見的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)有ZigBee、WiFi、藍(lán)牙、6LoWPAN等。
3現(xiàn)階段主要無(wú)線技術(shù)的應(yīng)用
3.1ZigBee
ZigBee是一個(gè)基于IEEE802.15.4的通信協(xié)議，IEEE802.15.4本身是用于處理物理層和底層MAC層的協(xié)議。IEEE802.15.4工作組正式成立于2000年12月，致力于一種提供便攜、移動(dòng)或固定設(shè)備使用的低成本、低復(fù)雜度、低速率、低功耗的無(wú)線連接技術(shù)。
IEEE802.15.4定義了兩個(gè)物理層標(biāo)準(zhǔn)，分別是24GHz物理層和868/915MHz物理層，二者都是用相同的物理層數(shù)據(jù)包格式，區(qū)別在于工作頻率、擴(kuò)頻碼長(zhǎng)、調(diào)制技術(shù)和傳輸速率。2.4GHz頻段是全球統(tǒng)一的自由ISM頻段，這有助于ZigBee設(shè)備的推廣和使用；868MHz和915MHz分別是美國(guó)和歐洲的ISM頻段，這兩個(gè)頻段的引入避免了2.4GHz附近各種無(wú)線通信設(shè)備的相互干擾。
Zigbee收發(fā)模塊使用了2.4GHz的直序擴(kuò)頻技術(shù)，和一般的頻移鍵控，幅移鍵控和跳頻數(shù)傳電臺(tái)相比，具有更強(qiáng)的抗干擾能力；ZigBee協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)層和對(duì)應(yīng)的API接口做了標(biāo)準(zhǔn)化的定義；ZigBee可以對(duì)數(shù)據(jù)是否完進(jìn)行檢查，并且擁有鑒別用戶身份的功能，采用通用的AES-128加密算法，算法中長(zhǎng)達(dá)128位的密碼保障了通過(guò)ZigBee傳輸?shù)男盘?hào)的機(jī)密性；通過(guò)ZigBee傳輸?shù)臄?shù)據(jù)大多采用短幀的傳送方式，實(shí)時(shí)性很強(qiáng)，傳輸速度也非?？?；ZigBee組網(wǎng)容易，自恢復(fù)能力強(qiáng)，再加上低成本和小型設(shè)備對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的帶寬要求不是很高，因此，ZigBee對(duì)智能家居中的擴(kuò)展，增加新設(shè)備非常的友好。
在擁有上述優(yōu)點(diǎn)同時(shí)，ZigBee技術(shù)也存在一些問(wèn)題?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)應(yīng)用的ZigBee技術(shù)主要還是在24GHz ISM頻段的范圍內(nèi)，這個(gè)頻段的信號(hào)衍射能力弱，穿δ芰θ酢T詡揖擁幕肪忱錚即使是一扇窗，一扇門或者是一堵墻都能讓信號(hào)的強(qiáng)度衰減很多。雖然我們能夠通過(guò)射頻功放的方式，對(duì)2.4GHz頻段的信號(hào)進(jìn)行放大處理，但這樣又造成了大量且不必要的輻射污染，這種方式和ZigBee本身節(jié)能、低功耗的初衷相悖。
Z-wave同樣也是一種短距離無(wú)線傳輸?shù)募夹g(shù)，它和ZigBee一樣源自無(wú)線射頻，都屬于硬件協(xié)議和架構(gòu)上的技術(shù)。Z-Wave是由一家名為Zensys的丹麥公司主導(dǎo)的一種無(wú)線組網(wǎng)規(guī)則。Z-wave Alliance（Z-wave聯(lián)盟）雖然看起來(lái)不如ZigBee聯(lián)盟規(guī)模大，但是其中的成員（廠商）都已經(jīng)在智能家居的領(lǐng)域擁有成熟的產(chǎn)品，Z-Wave聯(lián)盟已經(jīng)獲得來(lái)自全球各個(gè)國(guó)家和地區(qū)的160多家國(guó)際知名公司的支持。在美國(guó)，Z-Wave可以使用的頻段是915MHz；而在歐洲，可以使用的頻段是868.42MHz；915MHz和868.42MHz屬于國(guó)際無(wú)線規(guī)則中的一區(qū)和二區(qū)的ISM頻段，而在我國(guó)這兩個(gè)頻段都非民用，因此很可能在中國(guó)禁止使用。
3.2藍(lán)牙
藍(lán)牙（Bluetooth）技術(shù)始于愛立信公司的1994方案，它開始是研究在移動(dòng)電話和其它配件間進(jìn)行低功耗、低成本無(wú)線通信連接的方法。發(fā)明者希望為設(shè)備間的通訊建立一套統(tǒng)一規(guī)則，以解決用戶間移動(dòng)電子設(shè)備互不兼容的問(wèn)題。每個(gè)藍(lán)牙設(shè)備可同時(shí)維護(hù)8個(gè)鏈接，可以將每個(gè)設(shè)備配置為不斷向附近的設(shè)備發(fā)送其存在的通知，以便創(chuàng)建連接。另外，可以對(duì)兩個(gè)設(shè)備之間的連接設(shè)置密碼保護(hù)，防止被其它設(shè)備接收。
藍(lán)牙的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.15.1，也工作在無(wú)需許可的ISM2.4GHz頻段，最高速度可達(dá)723.1kb/s。為了避免干擾可能使用2.4GHz的其他協(xié)議，藍(lán)牙協(xié)議將該頻段劃分成79個(gè)頻道（帶寬為1MHz），當(dāng)檢測(cè)到與其它信號(hào)沖突時(shí)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到其他頻道，每秒的頻道轉(zhuǎn)換次數(shù)可達(dá)1600次。
近年來(lái)藍(lán)牙的發(fā)展也比較迅猛，2015年年初的藍(lán)牙4.2，在數(shù)據(jù)傳輸速率和傳輸距離的提高與錯(cuò)誤率的降低上有了很大進(jìn)步。而藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟于2016年6月提出第五代藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，藍(lán)牙5的理論接收距離最遠(yuǎn)可達(dá)300米，在實(shí)際使用中的收發(fā)距離也可以達(dá)到120米，四倍于藍(lán)牙4.2技術(shù)。
3.3WiFi
WiFi（Wireless Fidelity，無(wú)線保真），從1997年無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11以來(lái)，在眾多業(yè)界領(lǐng)先公司組成的WiFi聯(lián)盟的大力推動(dòng)下，發(fā)展迅猛。目前WiFi的使用范圍非常廣泛，基于WiFi技術(shù)的智能家居產(chǎn)品也最為常見，其優(yōu)勢(shì)在于傳輸速率快，且產(chǎn)品成本低。對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，基于WiFi的智能家居組合最為便捷，購(gòu)買設(shè)備后可以自己進(jìn)行組網(wǎng)。
在智能家居中使用WiFi也有一些顯著的缺點(diǎn)。首先，安全性非常低是WiFi為最嚴(yán)重的問(wèn)題，無(wú)線信號(hào)也不是很穩(wěn)定；其次，WiFi的功耗還是很高的，這也限制了它在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用；再次，WiFi組網(wǎng)能力低，擴(kuò)展空間受限制。
3.46LoWPAN
6LoWPan是基于IPV6的低速無(wú)線個(gè)域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，即IPV6 over IEEE 802.15.4，于2004年提出。與ZigBee相比，都是基于IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)，都具有低功耗，低復(fù)雜度度，安全性強(qiáng)（都采用AES128加密標(biāo)準(zhǔn)）等優(yōu)點(diǎn)。
提起物聯(lián)網(wǎng)我們可能很容易聯(lián)想到IPV6，IPV6是現(xiàn)行版本IP協(xié)議（IPV4）的下一代協(xié)議。由于網(wǎng)絡(luò)地址資源有限成為了IPV4所面臨的非常嚴(yán)峻的問(wèn)題，這在很大程度上限制了互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用。IPV6有128位地址，IPV6的使用，不僅能解決網(wǎng)絡(luò)地址資源數(shù)量的問(wèn)題，而且也解決了多種設(shè)備連入互聯(lián)網(wǎng)的障礙。IPV6也一直被認(rèn)為是在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中最為理想的技術(shù)手段。由于IPV6龐大的協(xié)議棧和大量的數(shù)據(jù)分發(fā)包，無(wú)線傳感網(wǎng)下的節(jié)點(diǎn)設(shè)備無(wú)法直接移植IPV6。6LoWPAN的誕生，就是發(fā)明了一種將IP報(bào)頭壓縮到只傳送必要內(nèi)容的小數(shù)據(jù)包的方法。
一直以來(lái)，大家普遍認(rèn)為將IP協(xié)議引入無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)是很不現(xiàn)實(shí)的。所以，到目前為止，前面提到的一些專用協(xié)議一直為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)采用。IP協(xié)議對(duì)帶寬和內(nèi)存都有著比較高的要求，為了適應(yīng)微控制器及低功率無(wú)線連接而降低它的運(yùn)行環(huán)境也是一件相當(dāng)困難的事情。
IETF 6LoWPAN草案標(biāo)準(zhǔn)，基于IEEE 802.15.4實(shí)現(xiàn)了通過(guò)IPV6的通信，它的有望改變前面的困境。低功率運(yùn)行的6LoWPAN，讓它非常適合應(yīng)用在手持機(jī)和各種儀器中，再加上它內(nèi)置支持AES-128加密的方式，為強(qiáng)健的安全性和鑒權(quán)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。6LoWPAN所取得的突破是得到一N非常高效、緊湊的IP實(shí)現(xiàn)，消除了以前形成各種專有協(xié)議和專門協(xié)議的因素。其龐大的地址空間是最大的亮點(diǎn)，基本可以不考慮接入設(shè)備的上限。而另外一個(gè)亮點(diǎn)，就是當(dāng)IPV6中的節(jié)點(diǎn)設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，可以通過(guò)自動(dòng)讀取設(shè)備的MAC地址根據(jù)相關(guān)規(guī)則配置好設(shè)備的IPV6地址（從效果上類似局域網(wǎng)中的DHCP協(xié)議）。
4結(jié)語(yǔ)
我們國(guó)家一直很重視物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，但較之西方發(fā)達(dá)國(guó)家，我們的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還是有長(zhǎng)的路要走的。
各國(guó)廠商為了在物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)上搶占更多的先機(jī)，紛紛推出自己研發(fā)和采納的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，ZigBee、Z-wave、WiFi、藍(lán)牙等，它們有各自的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也有各自的不足。而從IPV6演化而來(lái)的6LoWPAN的橫空出世，開源的理念和與下一代IP協(xié)議的對(duì)接，使標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一成為了可能，也讓滯后發(fā)展的我們看到了希望。
每種技術(shù)都有它的優(yōu)勢(shì)，ZigBee的低功耗與安全、WiFi的便捷開發(fā)、藍(lán)牙的高速傳遞速率、6LoWPAN的良好發(fā)展趨勢(shì)。所以從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度考慮，各種不同的技術(shù)在競(jìng)爭(zhēng)中尋求合作，而非互設(shè)競(jìng)爭(zhēng)壁壘，才是物聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)方式，才會(huì)帶來(lái)物聯(lián)網(wǎng)世界真正的繁榮。
參考文獻(xiàn)
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通過(guò)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)充分的應(yīng)用到智能家居中，推動(dòng)智能家居的發(fā)展以及逐漸完善，從而不斷提高智能家居的智能化程度，使智能家居的可靠性以及便捷性等方面得到相應(yīng)提高，促進(jìn)智能家居行業(yè)的全面發(fā)展，為人們生活水平的提高提供物質(zhì)基礎(chǔ)。
1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述分析
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)從概念提出到目前為止只有短短的十幾年時(shí)間，但是在這段期間物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)得到較快發(fā)展，對(duì)人們的生活方式進(jìn)行積極的改變。物聯(lián)網(wǎng)在一定程度上是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)過(guò)程中的發(fā)展產(chǎn)物，可以將其簡(jiǎn)單地理解為物與物相連的互聯(lián)網(wǎng)，它主要是在互聯(lián)網(wǎng)核心基礎(chǔ)上，通過(guò)相應(yīng)的無(wú)線傳感技術(shù)以及智能技術(shù)，保證物與物之前的相互連通。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中具有一系列的相關(guān)特征，主要分為：全面感知、可靠傳遞以及智能處理等。
2 智能家居系統(tǒng)發(fā)展的不足分析
對(duì)于智能家居而言，其發(fā)展動(dòng)機(jī)主要來(lái)自于人們對(duì)于高品質(zhì)生活的追求，并且通過(guò)將智能家居系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，可以為人們提供出更加便捷以及舒適的居住環(huán)境，同時(shí)也能將人們從繁重的家庭事務(wù)中解放出來(lái)，享受高品質(zhì)的生活。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，為智能家居發(fā)展提供先決條件，并且將其作為基礎(chǔ)，將住宅作為一個(gè)較大的應(yīng)用平臺(tái)，通過(guò)采用綜合布線技術(shù)以及自動(dòng)化控制技術(shù)等相關(guān)設(shè)施進(jìn)行集成，構(gòu)建出一個(gè)高效率住宅設(shè)施以及家庭日常事務(wù)智能化管理系統(tǒng)，從而為人們提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
智能家居系統(tǒng)在我國(guó)的普及程度不高，對(duì)于這一點(diǎn)而言，主要和我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水平存在直接關(guān)系，并且因?yàn)橹悄芗揖酉到y(tǒng)價(jià)格相對(duì)來(lái)說(shuō)比較高，目前影響智能家居市場(chǎng)的普及。由于智能家居自身也存在一定不足，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
（1）智能家居系統(tǒng)中的每個(gè)子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，整個(gè)系統(tǒng)互聯(lián)互通設(shè)計(jì)難度大，使很多智能化家庭服務(wù)僅僅只停留在設(shè)計(jì)層面上，無(wú)法得到實(shí)現(xiàn)。
（2）現(xiàn)如今應(yīng)用智能家居系統(tǒng)中的子系統(tǒng)多數(shù)都是執(zhí)行器，而智能化執(zhí)行必須依靠對(duì)家庭的全面感知才可以得到相應(yīng)實(shí)現(xiàn)，全面感知設(shè)備以及技術(shù)應(yīng)用則存在一定不足，這樣給子系統(tǒng)智能化程度的提高帶來(lái)影響，使智能家居功能以及服務(wù)難以得到有效開展。
（3）現(xiàn)如今智能家居系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行都是一些比較簡(jiǎn)單的感知?jiǎng)幼?，缺少?duì)于感知數(shù)據(jù)的分析了解，同時(shí)也沒(méi)有對(duì)人工智能進(jìn)行有效的推理和分析。
通過(guò)上述問(wèn)題分析，智能化家居在滿足人們生活品質(zhì)提高的同時(shí)依然存在較多的曲線，并且實(shí)用有待于提高，然而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展以及應(yīng)用技術(shù)也逐漸成熟，推動(dòng)和完善智能家居系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)存在的問(wèn)題采取有效的控制措施。
3 智能家居物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用分析
3.1 關(guān)于在感知層面上的應(yīng)用
對(duì)于這一點(diǎn)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，主要體現(xiàn)在全面感知上，然而全面感知主要是為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用主要特征，在智能家居中發(fā)揮重要作用，應(yīng)用射頻識(shí)別以及攝像頭和二維碼等感知以及測(cè)量等技術(shù)手段，從而能夠更好的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備對(duì)家庭環(huán)境以及其他方面感知對(duì)象信息的收集和獲取。然而智能家居系統(tǒng)中每個(gè)子系統(tǒng)都可以成為物聯(lián)網(wǎng)全面感知的一個(gè)執(zhí)行設(shè)備，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行全面感知，能夠使每個(gè)子系統(tǒng)智能化程度進(jìn)行提高，實(shí)現(xiàn)智能化服務(wù)，使智能化家庭系統(tǒng)在設(shè)計(jì)以及功能優(yōu)化上得到創(chuàng)新，將更多的服務(wù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。在此之外，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居系統(tǒng)所應(yīng)用的典型感知技術(shù)包括無(wú)線溫濕度傳感器以及無(wú)線門磁等，在保證安全的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)監(jiān)控作用。
3.2 在網(wǎng)絡(luò)層面上的應(yīng)用
網(wǎng)絡(luò)層面上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在智能家居中通信網(wǎng)絡(luò)以及互聯(lián)網(wǎng)所組成的融合網(wǎng)絡(luò)，并且對(duì)智能家居系統(tǒng)中大量信息進(jìn)行智能化處理的各種信息計(jì)算、管理中心及平臺(tái)。同時(shí)融合網(wǎng)絡(luò)是智能家居系統(tǒng)中各部分信息連通的基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居網(wǎng)絡(luò)層面中的應(yīng)用，不僅要求其具有較大的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)能力，與此同時(shí)也要保證信息數(shù)據(jù)處理應(yīng)用能力，信息傳送的可靠性以及數(shù)據(jù)處理智能化是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)層面應(yīng)用中的重要內(nèi)容。通過(guò)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用，能夠更好的解決傳統(tǒng)智能家居智能化程度低等問(wèn)題，有效解決信息數(shù)據(jù)分析能力差等問(wèn)題。
3.3 應(yīng)用層面應(yīng)用分析
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居系統(tǒng)應(yīng)用層面的功能發(fā)揮，在一定程度上是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)智能家居系統(tǒng)進(jìn)行完善的重要體現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳統(tǒng)智能家居的深度融合主要通過(guò)應(yīng)用層面進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過(guò)應(yīng)用層面能更好的實(shí)現(xiàn)智能家居生活中智能檢測(cè)以及智能安防等智能化服務(wù)，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行有效應(yīng)用，能更好的提高家居生活中的智能化水平，對(duì)人們的家居生活進(jìn)行有效改善，提高人們生活質(zhì)量。
4 總結(jié)
總而言之，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展以及應(yīng)用可以更好的對(duì)人們的生活質(zhì)量進(jìn)行改善，所以在智能家居日后發(fā)展過(guò)程中必須要提高對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的研究和開發(fā)，并且找到合適的智能家居發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用措施，通過(guò)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展以及融合，保證日后智能家居得到更加全面以及完善的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號(hào)：TP273.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
0 引言
在互聯(lián)網(wǎng)日趨成熟的信息化時(shí)代，人們對(duì)未來(lái)生活中，將各種產(chǎn)品設(shè)備融入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)智能化的識(shí)別和管理的設(shè)想和憧憬已成為可能。而家居物聯(lián)網(wǎng)因與人們生活密切相關(guān)、技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度不大、需求量大、具有很廣闊的市場(chǎng)和研究前景而倍受重視，是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的最小集成單位。
隨著物聯(lián)網(wǎng)概念的出現(xiàn)，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到智能家居上成為熱門話題。家居物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，將改變?nèi)藗兊纳?，推?dòng)人們生活方式的變革?？梢哉f(shuō)智能家居的是以住宅為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動(dòng)化，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。
目前智能家居的技術(shù)在快速發(fā)展，但是還不是非常成熟，因此需要對(duì)智能家居進(jìn)行深一層的研究，設(shè)計(jì)出符合目前家庭應(yīng)用的模型。
1 智能家居物聯(lián)網(wǎng)的概述
1.1 智能家居物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)
通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，智能家居可以將家中的各種設(shè)備連接到一起，提供對(duì)家庭電器的控制、電話遠(yuǎn)程的控制、安全防盜自動(dòng)報(bào)警、以及可設(shè)定控制等多種功能和手段，為用戶提供高品位、環(huán)境適宜、安全宜人的家庭生活空間。此外、還提供全方位的信息交互功能，與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時(shí)間，增強(qiáng)家居生活的安全性，甚至為各種能源費(fèi)用節(jié)約資金。如圖1所示：
在物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用中，家居物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是最小集成單位，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一融合的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的最小系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。而對(duì)應(yīng)家居物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)相似的可分為4層：（1）家居物聯(lián)網(wǎng)的感知層：傳感器、集成RFID識(shí)別等新型技術(shù)的物聯(lián)家電終端、二維碼標(biāo)簽以及通信模塊等設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集以及信息的。（2）家居物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層：收集家居物聯(lián)網(wǎng)的感知層上終端設(shè)備的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，使各個(gè)終端設(shè)備互聯(lián)起來(lái)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同傳輸類型和協(xié)議兼容，是家居物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸管道。（3）家居物聯(lián)網(wǎng)的控制管理層：通過(guò)家居物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層來(lái)控制和管理家中的終端設(shè)備，可近似比喻為家居物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的客戶端，實(shí)現(xiàn)人與家居物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)各種終端的交互，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)世界對(duì)物理世界的操作，是整個(gè)家居物聯(lián)網(wǎng)的核心部分。（4）家居物聯(lián)網(wǎng)的用戶層：是家居物聯(lián)網(wǎng)的使用者，也是家居物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的對(duì)象。
1.2 智能家居物聯(lián)網(wǎng)的基本功能
典型的智能家居具有以下功能： 家居安全監(jiān)控、家電控制、家居管理、 家庭教育和娛樂(lè)、家居商務(wù)和辦公，如圖2所示。
家居安全監(jiān)控模塊：主要是家庭安防監(jiān)控系統(tǒng)，在傳統(tǒng)的安防系統(tǒng)上與網(wǎng)絡(luò)互連，達(dá)到用戶可遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能。
家電控制模塊：把家電產(chǎn)品的控制集成到PC電腦、智能手機(jī)等終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)網(wǎng)絡(luò)控制家電的作用。
家居管理模塊：對(duì)家庭的家居，通過(guò)連接設(shè)備，把傳統(tǒng)的家居互連起來(lái)，達(dá)到隨時(shí)可以網(wǎng)絡(luò)控制家居的作用。
家庭教育和娛樂(lè)模塊：與家庭影院、在線視頻點(diǎn)播、電子游戲等功能集成，讓家庭的教育和娛樂(lè)也是網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行。
家居商務(wù)和辦公模塊：可以在家庭辦公，實(shí)現(xiàn)商務(wù)談判，節(jié)省人們上下班時(shí)間，提供辦事的效率。
2 智能家居物聯(lián)網(wǎng)的簡(jiǎn)易模型設(shè)計(jì)
2.1 傳統(tǒng)的智能家居物聯(lián)網(wǎng)的不足
傳統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)，它的功能基本上可以滿足用戶的需求，但是對(duì)于硬件和軟件的要求比較高，導(dǎo)致傳統(tǒng)的家居物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)無(wú)法快速地普及的原因之一。
一套能夠滿足家庭應(yīng)用的智能家居系統(tǒng)，一般都需要2萬(wàn)元以上的費(fèi)用，而且外加設(shè)備的費(fèi)用也不少，擴(kuò)展性也不是很好，因此推廣起來(lái)比較難。
2.2 Arduino環(huán)境和Yeelink平臺(tái)的簡(jiǎn)介
（1）Arduino是一個(gè)開源的、擁有簡(jiǎn)單輸入/輸出的電路板，它沿用了Processing語(yǔ)言的開發(fā)環(huán)境且IDE（集成開發(fā)環(huán)境）完全免費(fèi)開源。Arduino集成了許多單片機(jī)的底層代碼，無(wú)需了解單片機(jī)的復(fù)雜底層代碼，它只是通過(guò)簡(jiǎn)單而實(shí)用的函數(shù)就可以調(diào)用到各種功能，例如接受多種傳感器傳來(lái)的感知環(huán)境，通過(guò)控制馬達(dá)、燈光和其它設(shè)備來(lái)達(dá)到用戶的需求。這便為快速的實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易的家居物聯(lián)網(wǎng)提供條件。
（2）Yeelink是目前定位于做一個(gè)開放的通用物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，它主要提供傳感器數(shù)據(jù)的接入，存儲(chǔ)和展現(xiàn)服務(wù)，能夠?yàn)榫幊涕_發(fā)者、軟硬件廠商提供一個(gè)開源的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，使得物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)者無(wú)需關(guān)心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連的細(xì)節(jié)，就可以擁有駕馭物聯(lián)網(wǎng)電子產(chǎn)品的基本能力，提高開發(fā)的效率和降低開發(fā)的難度。
2.3 基于Arduino環(huán)境和Yeelink平臺(tái)的智能家居物聯(lián)網(wǎng)模型的設(shè)計(jì)
2.3.1 硬件要求
（1）Arduino主板一個(gè)（Arduino UNO）；（2）與arduino兼容的以太網(wǎng)板一個(gè)（以arduino官方開發(fā)的W5100以太網(wǎng)板為例）；（3）若干傳感器（以LED燈為例）；（4）若干連接電線。
2.3.2 設(shè)計(jì)原理
本實(shí)驗(yàn)以yeelink為平臺(tái)，采用yeelink提供的網(wǎng)頁(yè)接口實(shí)現(xiàn)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)終端的控制。
為了方便實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行和條件限制，本實(shí)驗(yàn)主要實(shí)現(xiàn)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)管理控制與arduino 開發(fā)板連接的LED燈，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。編寫代碼燒錄進(jìn)Arduino開發(fā)板，設(shè)定Arduino固定每個(gè)周期向yeelink服務(wù)器發(fā)出獲取命令來(lái)獲得傳感器的當(dāng)前狀態(tài)，若需要改變arduino上LED燈的狀態(tài)，只需通過(guò)yeelink提供的網(wǎng)頁(yè)控制界面改變當(dāng)前傳感器的狀態(tài)，當(dāng)arduino在下一個(gè)周期發(fā)出命令，獲取當(dāng)前傳感器狀態(tài)，通過(guò)判斷傳感器狀態(tài)已變化，則Arduino亦相應(yīng)的改變LED燈的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
如本實(shí)驗(yàn)arduino以每3秒為一個(gè)周期向yeelink服務(wù)器發(fā)出HTTP的get命令來(lái)查詢對(duì)應(yīng)LED燈的狀態(tài)，若想點(diǎn)亮LED，則用戶通過(guò)yeelink的控制界面發(fā)送HTTP的post命令更新LED燈的狀態(tài)為“開”，當(dāng)arduino在下一個(gè)周期時(shí)查詢發(fā)現(xiàn)LED狀態(tài)從0變?yōu)?的時(shí)候，則arduino相應(yīng)改變LED的狀態(tài)，LED燈便點(diǎn)亮了。同理，若想熄滅LED，用戶只需在yeelink控制界面更新LED燈的狀態(tài)為“關(guān)”，約3秒后便能熄滅Arduino開發(fā)板上的LED燈，如圖3所示。
3 總結(jié)
以物聯(lián)網(wǎng)為主要技術(shù)手段的新一代智能家居是實(shí)現(xiàn)家庭信息化、數(shù)字化社區(qū)的主要方式，已成為社會(huì)信息化發(fā)展的一個(gè)重要組成部分。雖然目前智能家居在我國(guó)的發(fā)展還不是很普及，但是隨著家居物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟和實(shí)施智能家居系統(tǒng)成本的不斷下降，以及人們對(duì)智能家居概念越來(lái)越接受等大環(huán)境下，家居物聯(lián)網(wǎng)在未來(lái)的發(fā)展中一定是一個(gè)非常有市場(chǎng)前景的行業(yè)。
參考文獻(xiàn)
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家居智能物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
近幾年金融危機(jī)之后的復(fù)蘇時(shí)期，物聯(lián)網(wǎng)概念迅速風(fēng)行，受到各國(guó)政府的重視。物聯(lián)網(wǎng)是通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的拓展應(yīng)用和功能延伸，它利用感知技術(shù)與智能裝置對(duì)物理世界進(jìn)行感知識(shí)別，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸，進(jìn)行計(jì)算、處理和知識(shí)挖掘，實(shí)現(xiàn)人與物、物與物信息交互和無(wú)縫銜接，達(dá)到對(duì)物理世界實(shí)時(shí)控制、精確管理和科學(xué)決策目的。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)與智能家居結(jié)合形成家居智能物聯(lián)網(wǎng)，其如何實(shí)現(xiàn)對(duì)生活有用的業(yè)務(wù)和應(yīng)用將是我們關(guān)注的重點(diǎn)。
智能家居發(fā)展過(guò)程中，2007年微軟推出的“未來(lái)之屋”系統(tǒng)有著重大影響力。該系統(tǒng)中：進(jìn)入房屋時(shí)，安全系統(tǒng)會(huì)對(duì)來(lái)訪者的面部進(jìn)行掃描，確認(rèn)身份后自動(dòng)打開房門；客廳冰箱上的液晶顯示器能列出保存的食物清單，廚房水槽能夠根據(jù)使用者的身高調(diào)節(jié)高度，而排風(fēng)機(jī)會(huì)根據(jù)油煙濃度自動(dòng)開啟；此外，每個(gè)房間的墻壁顏色、裝修風(fēng)格和溫度都可以根據(jù)家庭成員的喜好和情緒自動(dòng)更換。該系統(tǒng)是智能家居的一個(gè)樣板。
由于智能家居受產(chǎn)品生產(chǎn)廠家的限制，在短時(shí)間內(nèi)還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，所以一般都是一個(gè)廠家單獨(dú)做系統(tǒng)研發(fā)方案的。各個(gè)系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，并不相互交換信息，整個(gè)系統(tǒng)更像是多個(gè)智能家居系統(tǒng)的簡(jiǎn)單堆積。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，與智能家居結(jié)合，形成家居智能物聯(lián)網(wǎng)是智能家居系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
家居智能物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)與瓶頸
家居智能物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)以住宅為平臺(tái)、以智能家居為節(jié)點(diǎn)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為紐帶的家居系統(tǒng)。其典型應(yīng)用場(chǎng)景如圖1所示。根據(jù)功能不同智能家居節(jié)點(diǎn)可分為三個(gè)部分：負(fù)責(zé)對(duì)家居環(huán)境及相關(guān)人員信息采集的信息采集系統(tǒng)，如采集住宅內(nèi)外人員信息的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，采集家居環(huán)境的煙霧采集器、溫濕度采集器和三表讀數(shù)采集器；負(fù)責(zé)對(duì)家居環(huán)境進(jìn)行相關(guān)改變的智能控制系統(tǒng)，如打開房門的門禁系統(tǒng)，改變室內(nèi)光亮、溫濕度的空調(diào)、電燈和電動(dòng)窗簾，提供主人相關(guān)服務(wù)的電視、冰箱和洗衣機(jī)等家電設(shè)備；負(fù)責(zé)信息交互，提供遠(yuǎn)程訪問(wèn)與控制功能的家庭信息平臺(tái)。
一體化的集成控制平臺(tái)。隨著時(shí)代的發(fā)展，家中電器設(shè)備越來(lái)越多，越來(lái)越智能化，人們常為種類繁多的操作頭痛不已，家居智能物聯(lián)網(wǎng)就是智能家居一體化的集成控制平臺(tái)。首要的一個(gè)功能就是家居設(shè)備操作的集成化，將家中的設(shè)備集中在一個(gè)界面平臺(tái)上進(jìn)行操作控制，省去了用戶尋找和熟悉各種控制操作的煩惱。其次是家居設(shè)備操作的一鍵化，目前越智能的家電設(shè)備的操作也越復(fù)雜，這便給有老人孩子的家庭帶來(lái)諸多不便，家居智能物聯(lián)網(wǎng)提供一鍵設(shè)置功能，能以功能需求為單元保持對(duì)相關(guān)設(shè)備的一系列操作，用戶僅需一鍵操作，就可完成相關(guān)功能。
全方位的信息監(jiān)控平臺(tái)。隨著人們生活節(jié)奏的加快，希望能快速簡(jiǎn)便的得到家居的一切相關(guān)信息。家居智能物聯(lián)網(wǎng)就是全方位的信息監(jiān)控平臺(tái)。不僅為您顯示家中所有設(shè)備的狀態(tài)以及溫濕度狀況、電路電流電壓狀況，讓您對(duì)家中的所有狀況一目了然，還能為用戶提供家中的視頻圖像，闖入報(bào)警和煙霧報(bào)警的緊急情況報(bào)警。并擁有事件記錄功能，能對(duì)家居環(huán)境的變化進(jìn)行記錄，以便事后進(jìn)行相關(guān)分析與追蹤處理提供信息基礎(chǔ)。
智能化的信息交互平臺(tái)。單獨(dú)的智能家居系統(tǒng)的堆積，無(wú)法發(fā)揮出智能家居的潛力，反而增加了智能家居的使用復(fù)雜度，家居智能物聯(lián)網(wǎng)就是智能化的信息交互平臺(tái)。不僅為您提供遠(yuǎn)程接入的控制能力，讓您無(wú)論身處何處都能控制家中的任何智能家居系統(tǒng)，而且還能為各個(gè)智能家居系統(tǒng)提供信息交互的平臺(tái)，就像家居系統(tǒng)的管家一樣，根據(jù)主人的相關(guān)設(shè)定，管理和協(xié)調(diào)相關(guān)智能家居進(jìn)行相關(guān)操作。
家居智能物聯(lián)網(wǎng)要想發(fā)展并推廣，目前面臨著巨大挑戰(zhàn)。家居智能物聯(lián)網(wǎng)的對(duì)象是結(jié)構(gòu)和特性完全相異的各種家用電器，相互之間兼容性比較差，沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議，各個(gè)廠家生產(chǎn)的智能家電之間的數(shù)據(jù)共享比較困難。因此，家居智能物聯(lián)網(wǎng)不易擴(kuò)充和相關(guān)兼容，制約其被廣大用戶接受。
家居智能物聯(lián)網(wǎng)所處的運(yùn)行環(huán)境有很大差異，個(gè)體性比較強(qiáng)，如果采用單個(gè)用戶單個(gè)設(shè)計(jì)調(diào)試的模式，成本就將成為制約其推廣的重要因素。而讓用戶根據(jù)自身?xiàng)l件進(jìn)行相關(guān)系統(tǒng)調(diào)整的話，用戶的能力就將成為制約其推廣的重要因素。
家居智能物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方向
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，與智能家居結(jié)合，形成家居智能物聯(lián)網(wǎng)是智能家居系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)?；灸繕?biāo)是將家庭中各種與信息相關(guān)的信息采集設(shè)備、家用電器和家庭安防裝置等通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接到一個(gè)家庭智能信息系統(tǒng)上進(jìn)行集中或者異地的監(jiān)視、控制和家庭事務(wù)性管理，并保持這些家庭設(shè)施與住宅環(huán)境的協(xié)調(diào)。如圖2所示為家居智能物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)。
其中，智能家居中間件的開發(fā)，確切地解決了各個(gè)廠商設(shè)備之間兼容性差的問(wèn)題，它就像電腦中軟件驅(qū)動(dòng)的概念，為家居智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供了一個(gè)開發(fā)的應(yīng)用平臺(tái)。
基于該系統(tǒng)架構(gòu)，家居智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主要集中在四個(gè)方面。首先是內(nèi)含通用的智能家居通信協(xié)議的嵌入式通信模塊。物理層上可選用不同的通信制式，但基于其上的通信協(xié)議將是通用的，即通用的智能家居通信協(xié)議將向TCP/IP協(xié)議一樣，被植入各個(gè)智能家居的通信模塊中。
其次是多模信息網(wǎng)關(guān)的研發(fā)。它是家居智能物聯(lián)網(wǎng)的核心部件，它的開發(fā)將使智能家居變成即插即用的配件，直接接入家居智能物聯(lián)網(wǎng)中。因此，具有各種功能的、面向各種方向的多模信息網(wǎng)關(guān)，將像無(wú)線AP一樣不斷涌現(xiàn)出來(lái)。
中圖分類號(hào)：TP273.5；TP872 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2013）07-0062-03
0 引 言
智能家居是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的第三大應(yīng)用領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)大潮下的智能家居行業(yè)在中國(guó)乃至全世界都有廣闊的前景，是一個(gè)朝陽(yáng)行業(yè)，蘊(yùn)含著巨大的市場(chǎng)潛力[1]。本系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)的傳感、互聯(lián)、智能控制等技術(shù)特點(diǎn)構(gòu)建新型智能家居系統(tǒng)[2]，將GPRS移動(dòng)通信技術(shù)、嵌入式Internet技術(shù)與新一代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)ZigBee相結(jié)合，克服了有線布線的弊端，配置靈活、實(shí)時(shí)性好，勢(shì)必是未來(lái)智能家居系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。
1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，本系統(tǒng)按照物聯(lián)網(wǎng)的三層架構(gòu)設(shè)計(jì)。其中，傳感層包括搭載了ZigBee無(wú)線通信模塊的各種傳感器和家用電器，可與ARM9智能家居監(jiān)控儀交互數(shù)據(jù)及命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)家居環(huán)境的全面感知；互聯(lián)層中，ARM9智能家居監(jiān)控儀作為嵌入式網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器[3]，用于連接傳感層和監(jiān)控層； 監(jiān)控層包括遠(yuǎn)程電腦、小區(qū)監(jiān)控中心和用戶手機(jī)，可通過(guò)Internet登錄監(jiān)控儀IP訪問(wèn)監(jiān)控網(wǎng)頁(yè)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)家居環(huán)境，控制家電的開啟和關(guān)閉，真正實(shí)現(xiàn)智能控制。若出現(xiàn)異常，則執(zhí)行預(yù)定的控制動(dòng)作，例如啟動(dòng)蜂鳴器響鈴、啟動(dòng)排風(fēng)扇排風(fēng)等，同時(shí)通過(guò)小區(qū)網(wǎng)絡(luò)向小區(qū)監(jiān)控中心報(bào)警，并通過(guò)GPRS自動(dòng)給主人手機(jī)發(fā)報(bào)警短信，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合安防。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)采用的是Samsung 公司的基于ARM920T內(nèi)核的處理器S3C2410，它不僅具有獨(dú)立的16 KB指令和16 KB數(shù)據(jù)cache、全功能的MMU虛擬內(nèi)存管理單元，還集成了大量的功能接口[4]，本系統(tǒng)對(duì)相應(yīng)接口進(jìn)行了配置和擴(kuò)展。
圖1 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
ZigBee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的組建依靠ZigBee模塊芯片CC2430，每個(gè)傳感器及家用電器均配置一個(gè)CC2430芯片構(gòu)成通信節(jié)點(diǎn)[5]。S3C2410通過(guò)SPI總線與CC2430進(jìn)行通信，接收傳感器采集的信號(hào)及控制家用電器繼電器的閉合和斷開；利用DM9000芯片把網(wǎng)口外擴(kuò)為以太網(wǎng)接口RJ45，與以太網(wǎng)連接，提供遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；通過(guò)串口連接GPRS模塊提供GPRS移動(dòng)通信功能；LCD控制器外掛LCD觸摸屏；I2S總線控制器外擴(kuò)蜂鳴器提供音頻報(bào)警；通過(guò)USB HOST控制器外擴(kuò)USB接口連接攝像頭。系統(tǒng)硬件架構(gòu)如圖2所示。
圖2 系統(tǒng)硬件架構(gòu)圖
3 系統(tǒng)軟件架構(gòu)
本系統(tǒng)的軟件架構(gòu)有三個(gè)層次：驅(qū)動(dòng)層、系統(tǒng)層和應(yīng)用層。在驅(qū)動(dòng)層，移植I2S驅(qū)動(dòng)、USB攝像頭驅(qū)動(dòng)、LCD驅(qū)動(dòng)和以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)，并編寫ADC驅(qū)動(dòng)，用以保證各個(gè)硬件模塊能正常工作。在系統(tǒng)層，移植Linux操作系統(tǒng)、QT觸摸屏界面開發(fā)環(huán)境及BOA嵌入式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。在應(yīng)用層，采用多線程編程方法實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能模塊，并通過(guò)編寫CGI程序和遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)頁(yè)交互數(shù)據(jù)[6]。系統(tǒng)軟件架構(gòu)如圖3所示。
圖3 系統(tǒng)軟件架構(gòu)圖
3.1 嵌入式Web服務(wù)器遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)計(jì)
要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問(wèn)服務(wù)，必須先構(gòu)建嵌入式Web服務(wù)器。本系統(tǒng)移植了BOA Web服務(wù)器，再通過(guò)CGI建立Web瀏覽器與Web服務(wù)器之間的交互。CGI程序能夠嵌入HTML腳本，用C語(yǔ)言編寫，使用ARM-GCC編譯，采用GET、POST或直接的URL參數(shù)傳遞方法與遠(yuǎn)程客戶端進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控[7]。首先，瀏覽器將遠(yuǎn)程客戶端發(fā)送的請(qǐng)求送到Web服務(wù)器，Web服務(wù)器將數(shù)據(jù)使用STDIN送給CGI程序，執(zhí)行CGI程序后獲得緩沖區(qū)中的設(shè)備信息，最后，使用STDOUT輸出包含家居環(huán)境信息的HTML形式的結(jié)構(gòu)文件，經(jīng)Web服務(wù)器送回瀏覽器，顯示給遠(yuǎn)程客戶端。CGI工作流程如圖4所示。
圖4 CGI工作流程圖
3.2 ZigBee無(wú)線通信設(shè)計(jì)
ZigBee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)由若干個(gè)通信節(jié)點(diǎn)組成[8]，通信節(jié)點(diǎn)由傳感器或家用電器配置一個(gè)ZigBee無(wú)線模塊芯片CC2430芯片構(gòu)成。其中，每個(gè)傳感器通信節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信流程是：CC2430芯片完成硬件初始化以后，向監(jiān)控儀發(fā)出入網(wǎng)申請(qǐng)，成為通信節(jié)點(diǎn)；為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的低耗能性，在通信節(jié)點(diǎn)成功接入網(wǎng)絡(luò)后立即轉(zhuǎn)入低耗能等待模式，盡可能減少能量消耗；系統(tǒng)隨時(shí)檢測(cè)傳感器信號(hào)狀態(tài)，一旦接收到異常的中斷請(qǐng)求即進(jìn)入全功能狀態(tài)，否則繼續(xù)等待；處于全功能狀態(tài)的通信節(jié)點(diǎn)接收傳感器傳遞過(guò)來(lái)的信號(hào)，如果是模擬信號(hào)，需先進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，再將數(shù)據(jù)通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控儀；傳輸完畢后，返回低能耗等待模式。其通信流程如圖5所示。
3.3 GPRS短信報(bào)警設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)有現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警和短信報(bào)警兩種報(bào)警方式，當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到有火災(zāi)或者有門禁入侵時(shí)，就會(huì)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)。其中，短信報(bào)警通過(guò)GPRS模塊實(shí)現(xiàn)。GPRS模塊通過(guò)串口與S3C2410連接，它具有一套標(biāo)準(zhǔn)的AT命令集，包括呼叫控制命令、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)相關(guān)命令、電話本命令、短信息命令等[9]。本系統(tǒng)通過(guò)對(duì)串口編程，給GPRS模塊發(fā)送包含AT短信息命令的字符串[10]，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)送固定內(nèi)容的短信。GPRS短信報(bào)警流程如圖6所示。
圖5 ZigBee無(wú)線通信流程圖
圖6 GPRS短信報(bào)警流程圖
4 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果
啟動(dòng)系統(tǒng)后，智能家居監(jiān)控儀的觸摸屏上可顯示實(shí)時(shí)的監(jiān)控界面，包括火警、煙霧、紅外門禁入侵等報(bào)警狀態(tài)及熱水器等家用電器的開啟或關(guān)閉狀態(tài)，并可通過(guò)觸摸屏上的按鍵對(duì)系統(tǒng)、家電等進(jìn)行控制，觸摸屏監(jiān)控界面如圖7所示。通過(guò)任一遠(yuǎn)程電腦的瀏覽器登錄系統(tǒng)IP，可訪問(wèn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控頁(yè)面，在線查看家居環(huán)境、控制家電、實(shí)時(shí)拍照及錄像等，遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控頁(yè)面如圖8所示。
圖7 觸摸屏監(jiān)控界面
圖8 遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控頁(yè)面
5 結(jié) 語(yǔ)
本系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)的全面感知、互聯(lián)傳輸及智能控制三層架構(gòu)設(shè)計(jì)，并使用ZigBee無(wú)線通信技術(shù)克服了有線布線的弊端，使得監(jiān)控點(diǎn)配置靈活。GPRS移動(dòng)通信技術(shù)、嵌入式Internet技術(shù)的綜合應(yīng)用，則實(shí)現(xiàn)了小區(qū)乃至更大區(qū)域的聯(lián)合和實(shí)時(shí)安防，實(shí)現(xiàn)了多平臺(tái)、多網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接。
參 考 文 獻(xiàn)
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伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，智能家居也在蓬勃發(fā)展。然而，智能家居處在初級(jí)階段，許多方面依舊不完善，很多功能不能有效地在居民中應(yīng)用、推廣，而且我國(guó)國(guó)民對(duì)智能家居的認(rèn)識(shí)還很膚淺，再加上一些其他因素對(duì)智能家居的影響，使得智能家居到現(xiàn)在為止都沒(méi)有在我國(guó)普及開來(lái)。本將智能家居作為起點(diǎn)，詳細(xì)介紹了智能家居，進(jìn)而分析我國(guó)未能全面推廣普及智能家居的原因，最后探究如何使得智能家居創(chuàng)新和優(yōu)化。
1智能家居
我們所說(shuō)的智能家居就是將居民住宅作為應(yīng)用平臺(tái)，綜合利用各項(xiàng)技術(shù)對(duì)相關(guān)的家居生活設(shè)施進(jìn)行集合處理，例如：安全防范技術(shù)、音頻視頻技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案等，使得家庭事務(wù)和住宅設(shè)施的管理系統(tǒng)具有更高的效率，從而使得家具的舒適性、安全性、藝術(shù)性、便利性得以穩(wěn)步提升，另外，智能家居可以為我們提供節(jié)能環(huán)保的居住條件和生活環(huán)境[1]。不可否認(rèn)，這樣的智能家居理念可以有機(jī)的結(jié)合個(gè)人需要、先進(jìn)科學(xué)技術(shù)和國(guó)家的整體實(shí)際狀況，不僅有利于科學(xué)技術(shù)充分發(fā)揮作用，還有助于我國(guó)自然環(huán)境的改善，為廣大人民群眾提供安全、舒適、便利、健康的居住環(huán)境。而智能家居通過(guò)構(gòu)建八個(gè)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其現(xiàn)代化、智能化、自動(dòng)化和安全化。八個(gè)子系統(tǒng)分別為：家庭能量管理子系統(tǒng)、背景音樂(lè)子系統(tǒng)、智能照明子系統(tǒng)、智能安防子系統(tǒng)、家庭娛樂(lè)子系統(tǒng)、家庭信息處理子系統(tǒng)、家庭環(huán)境子系統(tǒng)、家庭監(jiān)控子系統(tǒng)。
2智能家居的八個(gè)子系統(tǒng)
智能家居子系統(tǒng)可以有效地優(yōu)化和保護(hù)家庭的居住環(huán)境和生活條件，可以非常好的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)電視、手機(jī)、計(jì)算機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，從而使得人民的健康有了可靠的保證。1)家庭能量管理子系統(tǒng)。在廣大人民群眾的生活環(huán)境中，水、電、天然氣等都屬于能量范疇。而家庭能量管理子系統(tǒng)能夠有效地計(jì)算人民日常所消耗的水、電、天然氣等，對(duì)用戶所需交的費(fèi)用進(jìn)行確定，并可自動(dòng)幫助業(yè)主完成繳費(fèi)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的便民利民[2]。2)背景音樂(lè)子系統(tǒng)。所謂的背景音樂(lè)子系統(tǒng)就是在住宅的內(nèi)部設(shè)合適的音樂(lè)路線，并且有效率的使用自動(dòng)感應(yīng)技術(shù)，從而使背景音樂(lè)的感應(yīng)功能更好。居住在住宅中居住的居民可以隨時(shí)隨地打開音樂(lè)進(jìn)行歌曲的選擇，可以使人們更好地享受音樂(lè)，體驗(yàn)音樂(lè)帶來(lái)的樂(lè)趣。3)智能照明子系統(tǒng)。家居生活中，我們更希望更加智能化的控制照明，智能照明子系統(tǒng)對(duì)實(shí)現(xiàn)節(jié)約用電的目標(biāo)起到了良好的促進(jìn)作用，同時(shí)保護(hù)眼睛，減少光線對(duì)人類眼睛的傷害，更加體現(xiàn)人性化。從這個(gè)意義上講，智能照明子系統(tǒng)的實(shí)用性非常強(qiáng)。智能照明子系統(tǒng)不僅可以對(duì)點(diǎn)燈的開關(guān)做到自動(dòng)化的控制，在居民離開時(shí)做到自動(dòng)感應(yīng)。居民離開時(shí)電燈是亮著的，一段時(shí)間后，照明系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)程序，自動(dòng)對(duì)電燈進(jìn)行關(guān)閉。利用智能照明子系統(tǒng)，居民還可以調(diào)節(jié)燈光的亮度，根據(jù)居民自身的喜好和習(xí)慣，居民可以對(duì)亮度進(jìn)行智能化的調(diào)節(jié)，科學(xué)化的管理燈光，從而，達(dá)到更加科學(xué)、更加合理保護(hù)人類眼睛的目的。4)智能安防子系統(tǒng)。智能安防子系統(tǒng)最大的優(yōu)勢(shì)就是可以對(duì)居民住宅的安全實(shí)現(xiàn)智能化的保護(hù)，而且報(bào)警功能非常強(qiáng)大，可以與公安系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，如果發(fā)生非法闖入、火災(zāi)、煤氣泄漏、緊急呼救等危險(xiǎn)事故，依據(jù)預(yù)先設(shè)定的安防系統(tǒng)，智能安防子系統(tǒng)開設(shè)相應(yīng)的營(yíng)救工作?？梢該艽?10報(bào)警或者向提前設(shè)定的電話進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)也可使用當(dāng)?shù)氐穆暪膺M(jìn)行報(bào)警，確保有關(guān)的電器處于全面應(yīng)急的聯(lián)動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)遇到非法入侵的危險(xiǎn)時(shí)，智能安防子系統(tǒng)主要通過(guò)使用保留視頻的手段進(jìn)行證據(jù)保存，有效的記錄入侵者的行為和證據(jù)，盡最大可能的有效保護(hù)居住用戶的人身生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。5)家庭娛樂(lè)子系統(tǒng)。每一位居住用戶都會(huì)在家中進(jìn)行娛樂(lè)活動(dòng)，進(jìn)行家庭娛樂(lè)子系統(tǒng)的安裝，用戶不用出門的同時(shí)，就可以輕松享受一系列感官上的享受，例如：游戲帶來(lái)的刺激、電影院中強(qiáng)大而且具有視覺沖擊的影院氛圍甚至是家庭KTV帶來(lái)的快樂(lè)與激情。6)家庭信息處理子系統(tǒng)。人類的生活中，鄰里和社區(qū)間的信息傳遞無(wú)處不在，想要在住宅中就充分了解小區(qū)和物業(yè)的有關(guān)信息，家庭信息處理子系統(tǒng)就會(huì)發(fā)揮強(qiáng)大的作用。家庭信息處理子系統(tǒng)不僅具備精確接收、分析和家庭有關(guān)信息的功能，還具備自動(dòng)有效刪除垃圾信息的功能，對(duì)信息進(jìn)行自動(dòng)分類管理，刪選垃圾信息的同時(shí)，將某些較為重要的信息直接傳輸?shù)接脩羰稚希彝バ畔⑻幚碜酉到y(tǒng)可以有效合理的幫助用戶實(shí)事的掌握家中的動(dòng)態(tài)。7)家庭環(huán)境子系統(tǒng)。在人民群眾的眼中，家庭是人生中重要的組成成分，人們非常重視家庭環(huán)境的問(wèn)題，每一位業(yè)主都非常重視室內(nèi)濕度的大小和溫度的高低，為良好的解決這樣的問(wèn)題，家庭環(huán)境子系統(tǒng)依據(jù)每天的天氣狀況自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣的溫度和濕度，智能化的調(diào)節(jié)采暖和調(diào)節(jié)濕度等方面的問(wèn)題，使人們居住的環(huán)境更加的健康、和諧。8)家庭監(jiān)控子系統(tǒng)。家庭監(jiān)控子系統(tǒng)的安裝非常有利于住戶實(shí)事的掌握家庭的各種狀況。家庭監(jiān)控子系統(tǒng)主要由遙控器、總控制器和傳感器組成，不同的組成部分之間進(jìn)行聯(lián)系的方式是使用規(guī)定的通信方式?？偪刂破鞯墓δ芫褪强刂葡到y(tǒng)，同時(shí)與用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)聯(lián)系交互，不斷接收各個(gè)組成部分所傳輸?shù)男畔?，并?duì)傳感器的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，當(dāng)家庭出現(xiàn)訪客或遇到危險(xiǎn)時(shí)，家庭監(jiān)控子系統(tǒng)可以及時(shí)通知用戶，用戶就可以利用家庭監(jiān)控子系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控家庭狀態(tài)，方便、快捷、有效[3]。
3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，只要在各種各樣的日常用品上嵌入短距離的移動(dòng)接收器，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)所有的物體都進(jìn)行信息交換。且物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)各種技術(shù)的，從應(yīng)用末端感知核心技術(shù)的角度進(jìn)行分類，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可分為三類：1)基于射頻識(shí)別（RFID）的應(yīng)用。如果我們想將RFID智能標(biāo)簽鑲?cè)氲奖O(jiān)控和管理的對(duì)象上，借助現(xiàn)有的技術(shù)，例如：數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、中間件技術(shù)，一個(gè)由海量讀寫器和大量移動(dòng)設(shè)備的電子標(biāo)簽構(gòu)成的物聯(lián)網(wǎng)就以建成。2)基于傳感器的應(yīng)用。如果想要控制和管理對(duì)象，可在其四周安裝許多傳感器節(jié)點(diǎn)，利用節(jié)點(diǎn)獲取監(jiān)控對(duì)象的信息，同時(shí)將這些信息傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行模蚨?，一個(gè)依據(jù)獲取的信息對(duì)一個(gè)“物”進(jìn)行管理和監(jiān)控的物聯(lián)網(wǎng)就以構(gòu)成[4]。3)基于M2M的應(yīng)用。所謂的M2M包括增加裝置機(jī)器通信和網(wǎng)絡(luò)能力的技術(shù)手段，絕大部分指機(jī)器和人之間設(shè)立連接的一切技術(shù)和手段，他的目標(biāo)就是提升設(shè)備的智能化程度。基于M2M技術(shù)，我們能夠建立機(jī)器對(duì)人、機(jī)器對(duì)機(jī)器、和人對(duì)機(jī)器的物聯(lián)網(wǎng)。
4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用
傳統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)絕大部分是通過(guò)有線的方式構(gòu)成，這種組成方式不僅需要專業(yè)的技術(shù)人員和專業(yè)的維護(hù)公司，還具有工程周期時(shí)間長(zhǎng)、系統(tǒng)靈活性較差的特點(diǎn)。而物聯(lián)網(wǎng)智能家居可以有機(jī)地將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能家居結(jié)合在一起，進(jìn)而使的現(xiàn)代的智能家居系統(tǒng)具有更好的使用方便、容易維護(hù)、安裝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。1)感知層物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一大特點(diǎn)是全面感知，就是利用二維碼、攝像頭、傳感器等感知、捕獲、測(cè)量等一系列技術(shù)手段，對(duì)感知對(duì)象進(jìn)行隨時(shí)隨地的信息接收和捕獲，智能家居中，人自身和人們所居住生活的環(huán)境都可作為感知對(duì)象，傳統(tǒng)智能家居的子系統(tǒng)可以做感知層的執(zhí)行設(shè)備。另外，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)還采用了許多特別典型的感知技術(shù)，例如：無(wú)線門磁、窗磁、無(wú)線溫度濕度傳感器等。2)網(wǎng)絡(luò)層物聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)層是指互聯(lián)網(wǎng)和各種通信網(wǎng)絡(luò)組合的融合網(wǎng)絡(luò)，另外，還包括家居物聯(lián)網(wǎng)管理中心、云計(jì)算平臺(tái)、專家系統(tǒng)等大量信息智能處理的部分。智能家居中，網(wǎng)絡(luò)層不僅要具備網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的功能，還要不斷提高信息運(yùn)營(yíng)功能[5]。網(wǎng)絡(luò)層中，可靠傳遞和智能處理的問(wèn)題要特別關(guān)注。3)應(yīng)用層應(yīng)用層是有機(jī)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能家居并達(dá)到家居智能化應(yīng)用的解決方案集。通過(guò)應(yīng)用層，物聯(lián)網(wǎng)可以深度融合現(xiàn)代信息技術(shù)和傳統(tǒng)家居，除此之外，應(yīng)用層還可為家庭服務(wù)商提出第三方借口，使得各種服務(wù)更加有利于方便人民的生活。4)案例分析2014年，某分公司曾為房地產(chǎn)老板設(shè)計(jì)智能家居系統(tǒng)，方案如下：①大門設(shè)備：進(jìn)入智能家居的第一個(gè)防護(hù)門門，因此可以設(shè)置指紋鎖、夜視防水?dāng)z像機(jī)、對(duì)講機(jī)等設(shè)備，當(dāng)客人出現(xiàn)時(shí)，只有經(jīng)過(guò)主人同意才可進(jìn)入；②玄關(guān)：智能家居的第二個(gè)防護(hù)門是玄關(guān)，通過(guò)語(yǔ)音設(shè)備可以控制玄關(guān)燈的開關(guān)和亮度，當(dāng)進(jìn)門后，安防系統(tǒng)關(guān)閉，當(dāng)出門后，安防系統(tǒng)開啟；③客廳：主人最主要的活動(dòng)區(qū)域是客廳，在此區(qū)域內(nèi)設(shè)置背景音樂(lè)面板、場(chǎng)景面板等裝置設(shè)備；④衛(wèi)生間：紅外感應(yīng)器在這設(shè)置，進(jìn)入衛(wèi)生間時(shí)，燈光自動(dòng)開啟的同時(shí)馬桶蓋也自動(dòng)打開，無(wú)人時(shí)，燈光自動(dòng)關(guān)閉，馬桶蓋子也自動(dòng)合上；⑤浴室：同樣設(shè)置紅外感應(yīng)設(shè)備，有人時(shí)，燈光自動(dòng)開啟，花灑自動(dòng)打開，并且依據(jù)語(yǔ)音提示自動(dòng)設(shè)置水溫，無(wú)人時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉所有設(shè)備；⑥臥室：臥室的空調(diào)溫度、風(fēng)速、燈光亮度都可根據(jù)語(yǔ)音或者遙控設(shè)備進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)；⑦廚房：設(shè)置煙霧、CO等傳感器，當(dāng)污染氣體比預(yù)設(shè)值高時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
5結(jié)束語(yǔ)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，給智能家居的推廣和普及降低了難度，目前，許多地區(qū)初步嘗試建立“云社區(qū)”，逐步開始物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到智能家居，而未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)會(huì)在智能家居中扮演越來(lái)越重要的角色，強(qiáng)大的感知技術(shù)，賦予智能家居某些“人的思維功能”，提供的服務(wù)更加實(shí)用，進(jìn)而智能家居可以更快更好的發(fā)展。
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摘 要：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線智能家居系統(tǒng)將成為智能家居系統(tǒng)發(fā)展的主流之一。智能家居系統(tǒng)使用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不但克服了有線系統(tǒng)的高成本、不方便等缺點(diǎn)，而且使用方便，能夠快捷地管理家務(wù)、監(jiān)測(cè)家居環(huán)境、遙控家用電器等。
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能家居；傳感技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)家電為代表的家電智能化發(fā)展將給我國(guó)家電產(chǎn)業(yè)帶來(lái)前所未有的發(fā)展機(jī)遇。物聯(lián)網(wǎng)家電已經(jīng)一步步走進(jìn)消費(fèi)者的家庭，并在逐步被消費(fèi)者接受。從家電企業(yè)來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為家電企業(yè)搶占未來(lái)戰(zhàn)略制高點(diǎn)的焦點(diǎn)所在，如果企業(yè)不進(jìn)行前瞻性研發(fā)，等到物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品時(shí)代真正來(lái)臨時(shí)，必將處于落后地位甚至被淘汰。整個(gè)中國(guó)的家電制造業(yè)，應(yīng)該消除浮躁并不斷創(chuàng)新，扎扎實(shí)實(shí)給消費(fèi)者提供質(zhì)優(yōu)、價(jià)廉、性能好的物聯(lián)網(wǎng)家電產(chǎn)品，滿足消費(fèi)需求，引領(lǐng)市場(chǎng)的發(fā)展。
一、總體方案設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)主要包括：主控模塊、人機(jī)界面模塊、GPRS通信模塊、感知終端模塊，整體方案設(shè)計(jì)如下圖1.1所示：
圖2.1 整體方案設(shè)計(jì)
在遠(yuǎn)端的移動(dòng)智能終端或電腦通過(guò)Internet 訪問(wèn)到無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，而嵌入式WEB 服務(wù)器提供了交互式的頁(yè)面訪問(wèn)。在物聯(lián)網(wǎng)框架下的智能家居是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，需要多方合作完成，如Internet 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的設(shè)計(jì)、建立感知層網(wǎng)絡(luò)。
二、 硬件設(shè)計(jì)
1.控制主機(jī)采用 ARM 32位的Cortex?-M3內(nèi)核STM32F103VB作為主控芯片，配有7寸顯示屏，用戶可以在主控機(jī)上設(shè)置或查詢各個(gè)家電的工作狀態(tài)。電路設(shè)計(jì)如圖3.1所示。
圖3.1 控制主機(jī) 圖3.2 控制主機(jī) 圖3.3 控制主機(jī)
2.GSM模塊選用Siemens公司推出的新一代無(wú)線通信GPRS模塊MC35i，該模塊主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊供電模塊（ASIC）、 FLASH、ZIF連接器天線接口六部分組成，通過(guò)獨(dú)特的40引腳的ZIF連接器實(shí)現(xiàn)電源、連接指令、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音信號(hào)及控制信號(hào)的雙向傳輸。其實(shí)物如圖3.2所示。
3.物聯(lián)網(wǎng)智能家居感知終端RF無(wú)線的設(shè)計(jì)采用UHF_4432_MDL100模塊，此模塊是一款組網(wǎng)型無(wú)線串口， 模塊采用穩(wěn)定的四層板半孔表貼工藝，生產(chǎn)時(shí)只需采用表面貼片安裝到PCB板上就行了，這樣可以節(jié)省空間，減少接插件，增加了板與板連接的可靠性和穩(wěn)定性。其PCB圖如3.3所示。
4.人機(jī)界面部分設(shè)計(jì)，為了操作上的方便，人們用觸摸屏來(lái)代替鼠標(biāo)或鍵盤。觸摸屏由觸摸檢測(cè)部件和觸摸屏控制器組成，觸摸檢測(cè)部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測(cè)用戶觸摸位置，然后將相關(guān)信息傳送至觸摸屏控制器；而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測(cè)裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，再傳送給CPU。它同時(shí)能接收CPU發(fā)來(lái)的命令并加以執(zhí)行。
三、 軟件設(shè)計(jì)
1.感知終端無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信軟件設(shè)計(jì)
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)采用一主多從的方式進(jìn)行組網(wǎng)，由主機(jī)輪詢從機(jī)收集信息的形式，從機(jī)處于被動(dòng)方式，由主機(jī)分配網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)獲得網(wǎng)絡(luò)的從機(jī)在發(fā)送完一包數(shù)據(jù)后必須釋放網(wǎng)絡(luò)，從機(jī)之間不能相互傳遞數(shù)據(jù)。在軟件上，通過(guò)自主定義通信協(xié)議，有效提高通信的穩(wěn)定性、安全性。
2.GSM模塊通訊軟件設(shè)計(jì)
控制主機(jī)通過(guò)GPRS短信形式發(fā)信息給用戶的手機(jī)，可以綁定多個(gè)號(hào)碼，信息的內(nèi)容包括家里的電器有多少正在使用，門窗是否關(guān)閉，是否有人拜訪，是否有險(xiǎn)情發(fā)生（如火災(zāi)發(fā)生，煤氣泄漏，有人非法闖入）等；用戶可以編輯簡(jiǎn)單命令來(lái)控制電器的使用，打開或關(guān)閉門窗等。通信流程如4.1所示：
圖4.1 GSM模塊通信流程圖
四、結(jié)論
本文介紹物聯(lián)網(wǎng)智能家居關(guān)鍵性技術(shù)，結(jié)合家庭自動(dòng)化進(jìn)行應(yīng)用設(shè)計(jì)。在硬件方面，按照嵌入式板級(jí)硬件設(shè)計(jì)流程，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于ARM 處理器的低成本網(wǎng)關(guān)硬件。軟件設(shè)計(jì)上采用自頂向下和分層的設(shè)計(jì)方法，結(jié)合網(wǎng)關(guān)硬件，利用嵌入式操作系統(tǒng)uCOS-II 和協(xié)議棧LwIP，搭建了一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)智能家居平臺(tái)。家居智能化管理是信息社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，而物聯(lián)網(wǎng)則是實(shí)現(xiàn)家居智能化管理的必要載體，因此，降低產(chǎn)品的成本，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，物聯(lián)網(wǎng)智能家居管理系統(tǒng)才能更好的發(fā)展。
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機(jī)遇不僅在C端
隨著市場(chǎng)的擴(kuò)展，越來(lái)越多的廠商加入到智能家居戰(zhàn)爭(zhēng)中。除了海爾、小米等傳統(tǒng)家電和IT企業(yè)，目前市場(chǎng)上玩家還有傳統(tǒng)可視對(duì)講廠家和智能控制類廠商。
對(duì)于資金充足、資源豐富的傳統(tǒng)家電巨頭，要進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)的改造并不困難。成立智能家居研究院或者與互聯(lián)網(wǎng)巨頭企業(yè)形成聯(lián)盟都能形成有效幫助。然而，對(duì)于中小型家電企業(yè)來(lái)說(shuō)，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上投入過(guò)多并不是一件明智的事情。
因此也催生了一批為傳統(tǒng)家電企業(yè)轉(zhuǎn)型提供物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持的服務(wù)類公司。這些公司也得到資本的大力支持。
2014年4月Broadlink獲得京東與360的1000萬(wàn)美元投資，8月機(jī)智云也獲得經(jīng)緯320萬(wàn)美元融資。
這類服務(wù)升級(jí)公司都能夠給企業(yè)提供一套完整的硬件設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)，幫助傳統(tǒng)硬件廠商做產(chǎn)品升級(jí)換代。
行業(yè)內(nèi)大部分的企業(yè)服務(wù)大多針對(duì)大型企業(yè)硬件提供升級(jí)解決方案，而更大的市場(chǎng)潛藏在中小型傳統(tǒng)家電中。
攀多物聯(lián)就是為B端客戶提供這樣一種升級(jí)解決方案。
目前的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包括感知層、傳輸層和應(yīng)用層。應(yīng)用層分硬件和軟件，硬件是基礎(chǔ)的底層，軟件與硬件相連，屬于驅(qū)動(dòng)層，一般是靠線路操縱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。而上面一層傳輸層則是決定產(chǎn)品以何種方式連入互聯(lián)網(wǎng)，最上面一層就是云端。
業(yè)內(nèi)大部分的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)主要集中在某一層技術(shù)上，而攀多則是著力在打通各個(gè)技術(shù)層，從而給企業(yè)提供全套的解決方案。這對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)說(shuō)存在一定創(chuàng)新意義。
攀多物聯(lián)CEO田龍強(qiáng)告訴《第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào)》記者：“目前也沒(méi)有在這塊形成技術(shù)的，這是全新的業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景，但沒(méi)有很好用的技術(shù)，我們的技術(shù)針對(duì)這塊?！?/p>
這種解決方案能夠快速提高傳統(tǒng)家電企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)改造的時(shí)間。田龍強(qiáng)介紹道：“如果是針對(duì)企業(yè)已有硬件產(chǎn)品做升級(jí)，只需要在企業(yè)原有的硬件產(chǎn)品上加上我們的聯(lián)網(wǎng)模塊，整個(gè)的過(guò)程只需要1周以內(nèi)。”
裝置聯(lián)網(wǎng)模塊的家電設(shè)備能夠用下載App的移動(dòng)端工具實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。
傳統(tǒng)企業(yè)如何借力互聯(lián)網(wǎng)
除了提供物聯(lián)網(wǎng)解決方案，攀多同時(shí)聯(lián)手這些企業(yè)開發(fā)全新的硬件產(chǎn)品，除了聯(lián)網(wǎng)模塊，這個(gè)過(guò)程還涉及到設(shè)計(jì)硬件電路板。田龍強(qiáng)畢業(yè)于中科院硬件與嵌入式開發(fā)專業(yè)，負(fù)責(zé)攀多硬件部分的設(shè)計(jì)。
目前，業(yè)內(nèi)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)商業(yè)模式還在探尋。雖然硬件設(shè)備能夠吸引更大的資本青睞，但是由于技術(shù)尚處在探索階段，對(duì)于商業(yè)模式，攀多團(tuán)隊(duì)也有更多嘗試。在一些家用的小擺件上通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)植入一些有趣的創(chuàng)意。
攀多運(yùn)用硬件開發(fā)設(shè)計(jì)了針對(duì)情侶市場(chǎng)的擺件情書。通過(guò)移動(dòng)設(shè)備，情侶間可以通過(guò)編輯情話發(fā)送到硬件上顯示。加強(qiáng)熱戀期情侶持續(xù)交互?！耙郧扒閭H禮品都是走商業(yè)禮品渠道，里面沒(méi)有更多的交互內(nèi)容，像這種內(nèi)容產(chǎn)品一方面是個(gè)硬件，但同時(shí)也有互聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)模式在，就是增值的一些，編輯賀卡等可以體現(xiàn)產(chǎn)品的不同的體驗(yàn)，這是不同的商業(yè)模式。”田龍強(qiáng)說(shuō)道。
中圖分類號(hào)：TU855 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）11-0074-01
信息社會(huì)在改變?nèi)藗兊纳罘绞胶凸ぷ髁?xí)慣的同時(shí)，也對(duì)傳統(tǒng)的建筑住宅、社會(huì)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步提出了挑戰(zhàn)，使人們的觀念變了。人們對(duì)家的要求不僅僅是物理空間，更關(guān)心的是一個(gè)安全、方便、舒適的家居環(huán)境。智能家居技術(shù)起源于美國(guó)，它被設(shè)計(jì)成一個(gè)平臺(tái)，用于家庭。
智能家居控制系統(tǒng)由HFC、現(xiàn)場(chǎng)總線、以太網(wǎng)、公共電話網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)為物理平臺(tái)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為技術(shù)平臺(tái)，作為應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線的操作平臺(tái)，形成了一套完整的家庭通信和家庭設(shè)備自動(dòng)控制以及提高控制系統(tǒng)的家庭安全防范功能。
1 系統(tǒng)需求分析
1.1 監(jiān)控功能
（1）監(jiān)控室內(nèi)溫度；通過(guò)對(duì)室內(nèi)溫度的溫度傳感器DS18B20采樣時(shí)間，如果室內(nèi)溫度超過(guò)設(shè)定的溫度閾值，對(duì)室內(nèi)溫度異常自動(dòng)處理系統(tǒng)（報(bào)警蜂鳴器、LED燈閃爍）；（2）監(jiān)測(cè)紅外傳感器；通過(guò)按鍵模擬紅外傳感器，阻止或異步通知的紅外線傳感器監(jiān)測(cè)，如果紅外傳感器檢測(cè)到非法進(jìn)入，系統(tǒng)自動(dòng)處理異常（報(bào)警蜂鳴器，導(dǎo)致燈閃爍）；（3）監(jiān)控室內(nèi)煙霧濃度；通過(guò)測(cè)量電壓值來(lái)模擬煙霧傳感器，室內(nèi)煙霧濃度的時(shí)間進(jìn)行采樣，如果室內(nèi)煙霧濃度超過(guò)設(shè)定的煙霧濃度閾值，該系統(tǒng)將自動(dòng)對(duì)室內(nèi)處理異常（報(bào)警蜂鳴器，導(dǎo)致燈閃爍）。
1.2 智能服務(wù)器
（1）獲取室內(nèi)參數(shù)；通過(guò)獲取各個(gè)芯片的參數(shù)，來(lái)動(dòng)態(tài)顯示室內(nèi)相關(guān)信息，比如當(dāng)前室內(nèi)溫度，濕度，煙霧濃度，場(chǎng)景狀態(tài)等；（2）配置管理；通過(guò)智能服務(wù)器終端界面進(jìn)行參數(shù)配置。
1.3 智能客戶端
（1）故障報(bào)警；由該系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生各種故障可以上報(bào)至操作維護(hù)終端，軟件支持告警過(guò)濾、告警復(fù)位等功能，重要告警，存儲(chǔ)到FLASH，以備查閱；（2）性能管理；系統(tǒng)內(nèi)部相關(guān)工作參數(shù)上報(bào)至操作維護(hù)終端；（3）配置管理；系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)支持設(shè)置和查詢；（4）軟件版本管理；系統(tǒng)支持軟件版本的查詢和軟件的在線升級(jí)；（5）系統(tǒng)自檢；系統(tǒng)支持自檢，故障定位到模塊級(jí)。
1.4 軟件性能需求
（1）支持3G網(wǎng)；支持3G網(wǎng)絡(luò)之后，能通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，使得通信變得更加快捷和方便；（2）支持視頻傳輸；支持視頻輸出之后，能用攝像頭，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸視頻信號(hào)，使得通信變成可視化。
2 硬件結(jié)構(gòu)
2.1 系統(tǒng)硬框圖
智能家居系統(tǒng)是由TPad，3gmodem，ZigBee，電腦三臺(tái)，硬件框架如圖1所示，每一個(gè)單元中，除了3gmodem在運(yùn)行相應(yīng)的軟件。每個(gè)單元的電源電流板是一個(gè)獨(dú)立的電源，而不進(jìn)行有效管理的PMIC的使用。TPAD是家居系統(tǒng)的控制中心和一個(gè)處理單元，主要對(duì)溫度、煙霧、紅外采集和分析，并通過(guò)視頻捕捉的CMOS或CCD攝像頭，可以和ZigBee，3gmodem 溝通。3gmodem主要是能夠語(yǔ)音通話、網(wǎng)絡(luò)傳輸；ZigBee無(wú)線通信模塊的控制命令的處理。
2.2 硬件接口描述
（1）運(yùn)行維護(hù)計(jì)劃；包括系統(tǒng)信息監(jiān)控、設(shè)備控制操作和維護(hù)，通過(guò)上位機(jī)軟件升級(jí)和其他配置和控制，硬件接口。在系統(tǒng)上電時(shí)，處理硬件的初始化工作，讀取相應(yīng)的信息，并在LCD上顯示，通過(guò)上 啟動(dòng)機(jī)器的配置、控制命令都有處理統(tǒng)一的分析和處理，然后通過(guò)處理來(lái)3gmodem，ZigBee配置。（2）控制平面；系統(tǒng)開機(jī)后，開始監(jiān)控軟件，監(jiān)控溫度傳感器、煙霧傳感器、紅外傳感器等信息，針對(duì)不同情況，進(jìn)行相應(yīng)的處理。同時(shí)，監(jiān)控和處理主機(jī)的請(qǐng)求和服務(wù)器智能終端，并做出相應(yīng)的處理。
3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
3.1 初始化流程
（1）系統(tǒng)加電；（2）啟動(dòng)引導(dǎo)程序，實(shí)現(xiàn)硬件的初始化，加載標(biāo)識(shí)，初始化組合鍵，通過(guò)啟動(dòng)參數(shù)內(nèi)核加載到內(nèi)存中，啟動(dòng)內(nèi)核，內(nèi)核參數(shù)和傳輸；（3）啟動(dòng)內(nèi)核，主要完成驅(qū)動(dòng)初始化的根文件系統(tǒng)；（4）把根文件系統(tǒng)，進(jìn)行相關(guān)的初始配置，創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點(diǎn)鉸接文件系統(tǒng)（sysfs，TMPFS ramfs，等等），配置網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；（5）鉸接用戶分區(qū)，智能終端服務(wù)器和主要初始化、打開設(shè)備，創(chuàng)造監(jiān)控任務(wù)，等待數(shù)據(jù)交互。
3.2 業(yè)務(wù)流程
1 智能家居的概念
智能家居是指利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、綜合布線技術(shù)，將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，通過(guò)統(tǒng)籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、有效。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間；還由原來(lái)的被動(dòng)靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇?dòng)智慧的工具，提供全方位的信息交互功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時(shí)間，增強(qiáng)家居生活的安全性、舒適性，甚至合理控制各種能源的使用。
2 物聯(lián)網(wǎng)智能家居控制系統(tǒng)的工作原理
智能家居控制系統(tǒng)是以有線和無(wú)線的形式連接起來(lái)的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)為硬件平臺(tái)，各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為軟件支撐平臺(tái)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線把家庭生活中使用的通信設(shè)備、家居設(shè)備、家庭安全防范設(shè)備連接成一個(gè)完整的、能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制的一個(gè)控制系統(tǒng)。通過(guò)這個(gè)控制系統(tǒng)將整個(gè)家庭中能夠連接到網(wǎng)絡(luò)是的所有電氣設(shè)備有機(jī)的整合到一起，并對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行有效的控制，形成功能完善的智能家居系統(tǒng)。智能家居在網(wǎng)絡(luò)的幫助下，形成與外界的溝通渠道，以實(shí)現(xiàn)與外界的智能家居電器的信息交互。從而滿足用戶對(duì)家居實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，對(duì)家用電器遠(yuǎn)程控制和狀態(tài)查詢，滿足人們對(duì)安全，舒適，便利的生活需求。
3 物聯(lián)網(wǎng)智能家居控制系統(tǒng)采用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)主要使用了三控制種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，包括RS-485總線技術(shù)，以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和GSM遠(yuǎn)程監(jiān)控報(bào)警網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
3.1 RS-485總線的家居設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
RS-485串行總線標(biāo)準(zhǔn)，可以使智能家居設(shè)備通信距離從十幾米延長(zhǎng)為幾公里，這完全符合家居設(shè)備對(duì)互聯(lián)要求。有線的RS-485總線通信，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，價(jià)格比較便宜，數(shù)據(jù)傳輸速率和通信距離適當(dāng)。但是，使用RS-485總線技術(shù)互聯(lián)的家居設(shè)備的前提，是要確定要互聯(lián)的設(shè)備是即插即用設(shè)備。在整個(gè)家居系統(tǒng)中，嵌入式系統(tǒng)作為中繼器，負(fù)責(zé)通過(guò)與RS-485總線互連的串行端口管理家用終端接入模塊的作用。該系統(tǒng)采用嵌入式ARM處理器為總線主控設(shè)備，RS-485網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)主從網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)輪詢的方式檢查各個(gè)接入設(shè)備的狀態(tài)信息，無(wú)論何時(shí)保證僅存在一對(duì)主機(jī)和從機(jī)之間的通信，即接收數(shù)據(jù)或發(fā)送數(shù)據(jù)。家用設(shè)備作為總線從機(jī)設(shè)備，包括單片機(jī)控制器，接入檢測(cè)電路和信號(hào)調(diào)節(jié)電路。接入檢測(cè)電路，是為了滿足智能家居終端對(duì)家居設(shè)備移除及新設(shè)備接入的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)家居設(shè)備的即插即用功能。
3.2 GPRS的遠(yuǎn)程報(bào)警網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
GPRS是通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)的簡(jiǎn)稱，俗稱“2.5G”，是位于第二代和第三代移動(dòng)通訊技術(shù)之間的通信技術(shù)。是用戶可用一種GSM移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。與GSM的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）傳輸速率高，連接方便。GPRS通過(guò)使用GSM網(wǎng)絡(luò)中，沒(méi)有被使用的TDMA信道，傳輸速率得到保證，可連56至114Kbps。GSM網(wǎng)絡(luò)使用電路交換數(shù)據(jù)模式時(shí)，在通信兩端建立物理鏈路，并維持該鏈路到通信結(jié)束。GPRS在傳送數(shù)據(jù)過(guò)程中，是把數(shù)據(jù)包劃分成若干個(gè)分組之后，再進(jìn)行傳送的。這樣容易獲得更高數(shù)據(jù)速率，并且投資較小。進(jìn)一步說(shuō)，無(wú)線通信裝置不必在它們之間附加中間設(shè)備，就可以方便地傳輸數(shù)據(jù)。
（2）資源利用率高。GPRS使用分組交換通信，通信過(guò)程中把數(shù)據(jù)分成具有一定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包頭部包含了地址信息表明該分組發(fā)往的目的地址。當(dāng)數(shù)據(jù)包分組到達(dá)時(shí)，根據(jù)該地址信息，尋找臨時(shí)可用信道資源來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，而無(wú)需預(yù)先分配信道。
4 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究
所謂智能家居的控制系統(tǒng)實(shí)際上充分應(yīng)用了模塊化的設(shè)計(jì)原理，如此一來(lái)其層次相對(duì)較為清晰、容易調(diào)試、維護(hù)以及對(duì)其功能進(jìn)行充分的擴(kuò)展與程序的不斷移植，另外也能夠有效的提升處理器的對(duì)工作的執(zhí)行效率。當(dāng)前控制系統(tǒng)主要以QT/Embedded作為其GUI的研發(fā)主要手段，能夠充分實(shí)現(xiàn)本地圖形的用戶界面，同時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制和設(shè)置。在系統(tǒng)充分運(yùn)行同時(shí)初始化順利完成之后，控制系統(tǒng)會(huì)對(duì)現(xiàn)階段的狀態(tài)實(shí)施分析研究，如果為正常運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，那系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)運(yùn)行對(duì)應(yīng)的子程序段。反之則會(huì)使用GPRS模塊實(shí)施報(bào)警操作。在警報(bào)出現(xiàn)的情況下，其觸發(fā)的報(bào)警操作，此時(shí)系統(tǒng)打開全球定位系統(tǒng)設(shè)備同時(shí)實(shí)施初始化，另外依據(jù)用戶設(shè)置的有關(guān)信息實(shí)施短信報(bào)警或者電話報(bào)警。需要特別注意的是，為了能夠充分保證安全，一般情況下應(yīng)該使用嵌入式WebServer來(lái)對(duì)其進(jìn)行構(gòu)建，同時(shí)可以適當(dāng)加入密碼進(jìn)行驗(yàn)證。如此，用戶可以使用真正認(rèn)證的密碼以及用戶名，利用CGI來(lái)充分實(shí)現(xiàn)建立在WEB遠(yuǎn)程條件下的系統(tǒng)控制。
5 結(jié)束語(yǔ)
人類己進(jìn)入21世紀(jì)，在高度物質(zhì)文明的今天，追求環(huán)境綠色化、生活信息化己開成時(shí)尚，安全、舒適、方便、現(xiàn)代成為21世紀(jì)居家生活的象征。日益更新的現(xiàn)代科技的力量，打破了傳統(tǒng)的時(shí)空界線，借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和層出不窮的信息技術(shù)，改變了人類的生產(chǎn)、生活方式，科技正以超乎想象的速度更深刻地影響到人類的思維模式和生存狀態(tài)。建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)智能家居具有時(shí)代的前瞻性，順應(yīng)了當(dāng)今信息社會(huì)的潮流，對(duì)進(jìn)一步提高居民水平和生活質(zhì)量具有非常重要的意義，智能家居具有非常廣闊的發(fā)展前景。
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