基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)

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摘要：科技的進(jìn)步帶動(dòng)了人們的生活水平的提高。近年來，智能化的產(chǎn)品不斷改變著人們的生活方式和生活品質(zhì)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為一門新興的技術(shù)學(xué)科，正被廣泛在各行各業(yè)中。本文圍繞基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)進(jìn)行探究，以供參考。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；智能化；家居系統(tǒng)

前言

數(shù)字化技術(shù)現(xiàn)已滲透到各行各業(yè)中，智能家居是一咱住宅自動(dòng)化概念，是把家用電器、安防設(shè)備與通訊設(shè)備設(shè)備功能綜合地應(yīng)用的技術(shù)。普通的家居系統(tǒng)成本較高、不利于控制。而智能家居系統(tǒng)可以使傳統(tǒng)的家居系統(tǒng)的系統(tǒng)缺陷得到有效的克服。

1.智能家居架構(gòu)

智能家居的基本架構(gòu)主要包括5部分，分別是信息家電模塊、功能驅(qū)動(dòng)模塊、信息處理模塊、通信模塊和外界信息接口模塊。

1.1信息家電模塊

信息家電模塊是指帶有PC主要功能的家電產(chǎn)品，其具有實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便和價(jià)格低廉的特點(diǎn)，是一種電腦技術(shù)、信息和電子技術(shù)與傳統(tǒng)家電相結(jié)合的新興產(chǎn)品。在目前傳統(tǒng)家電的基礎(chǔ)上，加入信息技術(shù)，使其更加智能，方便人們操作，也極大地改善了人們的家庭生活環(huán)境。

1.2信息處理模塊

智能家居中信息處理模塊的作用是將獨(dú)立的信息家電連接起來，實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作與信息共享。信息處理模塊的主要功能是收集信息、處理數(shù)據(jù)和傳遞數(shù)據(jù)。收集的信息包括家電的工作狀態(tài)和服務(wù)請(qǐng)求；處理數(shù)據(jù)是指將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理，了解工作狀態(tài)，處理服務(wù)請(qǐng)求；傳遞數(shù)據(jù)主要是將數(shù)據(jù)處理的結(jié)果傳遞給功能驅(qū)動(dòng)模塊。

1.3通信模塊

信息處理模塊相當(dāng)于人體的大腦，通信模塊則相當(dāng)于人類神經(jīng)。通信模塊一般利用家庭中已有的布線或無線傳輸，因?yàn)椴煌募译娖涔ぷ髟砗凸ぷ鞣绞讲煌耆嗤?，通信要求也不同，因此通信模塊中包含了很多種通信方式。

1.4功能驅(qū)動(dòng)模塊

功能驅(qū)動(dòng)模塊是信息家電與信息處理模塊的連接口。功能驅(qū)動(dòng)模塊將信息家電的各種狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制信息，方便信息處理模塊的理解，然后將信息處理模塊的指令翻譯轉(zhuǎn)換成電平信號(hào)來驅(qū)動(dòng)信息家電。簡(jiǎn)言之，功能驅(qū)動(dòng)模塊負(fù)責(zé)將信息家電的信息傳送至信息處理模塊，又將信息處理模塊的數(shù)據(jù)處理結(jié)果傳送給信息家電。

1.5外界信息接口模塊

外界信息接口模塊的功能是家庭通往外界的網(wǎng)關(guān)，讓家電信息能夠與外部網(wǎng)絡(luò)相連，從而在互聯(lián)網(wǎng)上也可以了解家中的家電信息情況。

2.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of things）是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)物物互連進(jìn)行信息交換和通信的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的概念最早于1999年由美國麻省理工學(xué)院的Kevin Ash-ton教授提出，歷經(jīng)多年的發(fā)展和完善，形成了一套完整的技術(shù)體系。目前對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的比較通用的定義是通過射頻識(shí)別、智能傳感、通信技術(shù)等手段，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、采集、定位、監(jiān)測(cè)、控制和管理的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)從技術(shù)結(jié)構(gòu)上可以分為三層，分別為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。

在物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系中，感知層是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的觸手，負(fù)責(zé)采集信息和控制設(shè)備；網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的神經(jīng)系統(tǒng)，連接各種傳感器和用電設(shè)備，進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制命令的傳輸和交換；應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的大腦，負(fù)責(zé)處理各種數(shù)據(jù)，響應(yīng)需求及發(fā)布控制命令等。作為物聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層使用各種通信技術(shù)連接設(shè)備和應(yīng)用，是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。

3.物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為智能家居發(fā)展帶來的機(jī)遇

物聯(lián)網(wǎng)在IBM提出智能地球后得到迅速發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)是通過傳感器連接互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)對(duì)物體的感知和控制，實(shí)現(xiàn)物與物間的信息傳遞。ZigBee技術(shù)是目前物聯(lián)網(wǎng)使用最為廣泛的傳感單元，其信息傳遞優(yōu)勢(shì)為低能耗和高效率，同時(shí)還具有較強(qiáng)的抗干擾能力，安裝簡(jiǎn)便，易于維護(hù)。目前該技術(shù)適用于便攜式電子設(shè)備的部署、交通管理智能化、環(huán)境監(jiān)測(cè)及公共安防等。

在計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)之后，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的又一次浪潮，世界上許多發(fā)達(dá)國家都已經(jīng)開始對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的研究。我國也在大力推展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，在相關(guān)政策的支持下，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)收到社會(huì)各界的關(guān)注，我國的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展以三網(wǎng)融合和3G協(xié)同為主要措施，通過以上計(jì)劃，智能家居結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將取得巨大的成果。

4.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)

4.1感知系統(tǒng)

感知系統(tǒng)是智能家居系統(tǒng)的終端設(shè)備，通過感知系統(tǒng)實(shí)時(shí)收集智能家居系統(tǒng)中各設(shè)備的信息，主要包括以下幾個(gè)方面：

4.1.1警報(bào)系統(tǒng)

對(duì)于警報(bào)系統(tǒng)來說，感知終端又分為以下幾個(gè)類別：

（1）感知終端可以通過人臉識(shí)別對(duì)人員的身份進(jìn)行確定，從而判斷是否發(fā)出警報(bào)，輔助傳感器則需要選擇紅外傳感器和壓力傳感器對(duì)未知人員的行為進(jìn)行判斷；

（2）感知終端需通過空氣中煤氣的濃度進(jìn)行確定，以判斷是否發(fā)出報(bào)警，輔助傳感器的選擇為CO傳感器和O2傳感器判斷空氣中的C0和O2濃度；

（3）通過測(cè)定空氣中煙霧的濃度判斷是否發(fā)出火警，輔助傳感器選擇為煙霧傳感器對(duì)空氣中的煙霧濃度進(jìn)行判斷。

4.1.2輔助服務(wù)系統(tǒng)

輔助服務(wù)系統(tǒng)主要以提高用戶居住的舒適感為目標(biāo)，通過光傳感器對(duì)室內(nèi)的燈光和窗簾進(jìn)行控制，室外光強(qiáng)度較大時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)窗簾，到休息時(shí)間則通過計(jì)劃任務(wù)關(guān)閉窗簾，起床后打開窗簾；通過感知室外的光強(qiáng)度，在確認(rèn)室內(nèi)有人時(shí)自動(dòng)為其打開或關(guān)閉照明燈；通過濕度傳感器確定室內(nèi)濕度并進(jìn)行調(diào)節(jié)，以溫度傳感器確認(rèn)室內(nèi)溫度，并通過開關(guān)空調(diào)進(jìn)行調(diào)整，提高用戶的舒適感。

4.1.3聲控系統(tǒng)

通過聲紋采集系統(tǒng)采集用戶聲紋，并設(shè)置相應(yīng)的聲控命令，以實(shí)現(xiàn)部分或全部聲音控制，方便用戶使用。這部分的控制主要靠聲音傳感器完成。

4.2信息傳輸系統(tǒng)

信息傳輸系統(tǒng)包括有線傳輸和無線傳輸，有線傳輸可以通過室內(nèi)布線對(duì)信息進(jìn)行傳輸，即將各傳感器通過雙絞線與控制主機(jī)進(jìn)行連接；無線傳輸則是通過3G或4G網(wǎng)絡(luò)將控制主機(jī)發(fā)出的命令傳遞到遠(yuǎn)處的信息接收終端。如：用戶在公司辦公時(shí)，通過手機(jī)向智能家居系統(tǒng)發(fā)出命令，這一命令將通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)傳遞到控制主機(jī)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制家電；同時(shí)家中發(fā)生的事情，在主機(jī)進(jìn)行判斷后能夠通過無線網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸至用戶手中的終端，使用戶做出判斷并進(jìn)行處理。

4.2信息處理系統(tǒng)

智能家居的信息處理系統(tǒng)應(yīng)選用數(shù)據(jù)處理能力較強(qiáng)且穩(wěn)定、安全的系統(tǒng)，因?yàn)橹悄芗揖酉到y(tǒng)首先考慮的是用戶的安全性，這對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全要求較高，否則將極易被不法分子攻破，導(dǎo)致用戶經(jīng)濟(jì)損失；另外需要大量的存儲(chǔ)空間，以保證用戶不在家時(shí)能夠提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)記錄功能，從而為用戶提供信息支持。

5.總結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)智能家居需要結(jié)合我國城市建設(shè)的實(shí)際智能家居綜合組網(wǎng)的情況和家居信息服務(wù)的一些實(shí)際性需求來對(duì)網(wǎng)關(guān)設(shè)備和傳感器的階段進(jìn)行建立，并面向家庭服務(wù)。它能夠全面地感受家居中有關(guān)安全和節(jié)能等方面的信息，并將信息進(jìn)行整合和處理，為家庭用戶提供及時(shí)而全面的信息化服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]臧大進(jìn)，劉增良，高干，等.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].襄樊學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，30（11）：37-39.

[2]沈蘇彬，范曲立，宗平，等.物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與相關(guān)技術(shù)研究[J].南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，29（6）：1-11.