基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

井 濤

（沈陽工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，110023）

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

井 濤

（沈陽工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，110023）

我們所處的時代是一個互聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展的時代，我國的經(jīng)濟(jì)水平也在逐漸得到提高，不僅如此，科學(xué)技術(shù)也得到了長足的發(fā)展，家居與我們的日常生活有著密切的聯(lián)系，智能家居也慢慢在影響著人們的生活。智能家居在近幾年也在不斷地發(fā)展，它在悄悄地影響并改變?nèi)藗兊纳罘绞剑俏覈闹悄芗揖酉到y(tǒng)與許多國家相比仍然有所欠缺，無論是在設(shè)計方面，還是在最后的實現(xiàn)環(huán)節(jié)當(dāng)中，我國的智能家居與發(fā)達(dá)國家相比還有一些差距。本文在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計及其實踐進(jìn)行了詳細(xì)的分析，對其構(gòu)建和工作原理進(jìn)行了探索，希望能夠?qū)ξ覈闹悄芗揖酉到y(tǒng)能夠有所促進(jìn)。

智能家居；物聯(lián)網(wǎng)；設(shè)計；實現(xiàn)

智能家居在構(gòu)建上主要分包括應(yīng)用層、中間件層、中心控制平臺、感應(yīng)層在內(nèi)的四層，在這四層之間所需要的信息的傳遞主要依靠現(xiàn)代的WIFI技術(shù)、3G技術(shù)等來實現(xiàn)，本文除了對這四層進(jìn)行介紹外，還對各層工作的原理進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并對其功能做了一定的了解，呈現(xiàn)出物物之間、物人之間的交互性控制功能以及安全方案功能的實現(xiàn)的具體的過程。

1　物聯(lián)網(wǎng)概述

物聯(lián)網(wǎng)除了具備互聯(lián)網(wǎng)所具有的各項功能之外，還能夠真正實現(xiàn)物體之間的通信，物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)⑽锢韺嶓w與虛擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效的連接，使用戶能夠突破時間、空間的限制，從而對用戶家中的各個物理實體進(jìn)行有效的控制。

下圖1是智能家居系統(tǒng)示意圖：

圖1　

2　物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的構(gòu)建及其工作原理

2.1四層體系構(gòu)建概述

家庭網(wǎng)關(guān)是嵌入式智能家居體系的唯一借口，通過這一接口可以進(jìn)行各種家庭設(shè)備信息的存儲以及處理等，在智能家居的使用過程中，往往需要對其系統(tǒng)功能進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑黾印⒏淖兊龋趯@些功能進(jìn)行改變的過程中就會涉及到許多家庭設(shè)置，系統(tǒng)拓展的難度也隨之增加，因此，我們需要一個能夠?qū)Ω黜椆δ苓M(jìn)行統(tǒng)一管理的具有多功能的網(wǎng)關(guān)。

2.2四層體系構(gòu)建的具體分析

（1）系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備以及傳感設(shè)備。本系統(tǒng)的傳感及監(jiān)控設(shè)備設(shè)計到了許多方面，這一層起到向中心控制平臺傳遞信息的作用，以及管理設(shè)備。這一部分的設(shè)備有攝像頭以及各式各樣的傳感器，主要是對各種方面進(jìn)行探測，包括外部環(huán)境、物理形態(tài)、信號等方面。

（2）中心控制平臺。在智能家居系統(tǒng)當(dāng)中，中心控制平臺在四個層次當(dāng)中屬于最重要的層次，它也起到了十分重要的作用。一方面，感知層負(fù)責(zé)信息的傳遞，中央控制器則是接受傳遞的信息并且對其進(jìn)行分析，再由感知層發(fā)布與模擬器執(zhí)行方式相關(guān)的控制信息或者是指令，最終由與模擬器相連的物體進(jìn)一步操作。另一方面，當(dāng)有突發(fā)事件或者是緊急狀況產(chǎn)生的時候，這一系統(tǒng)能夠進(jìn)行自動報警。

圖2　

3　智能家居系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

智能家居所采用的控制硬件是手機(jī)模塊、ARM9、ZigBee模塊，所采用的家庭網(wǎng)絡(luò)主要是ZigBee無限網(wǎng)絡(luò)，由于其有較高的安全性以及系統(tǒng)相對完善，在目前的智能家居中被廣泛地使用，我們就智能家居所采用的控制硬件進(jìn)行簡單地介紹以便更好地對其進(jìn)行理解。

3.1智能家居系統(tǒng)中的ARM處理器

這一模塊所利用的芯片主要是CC2430芯片，這一芯片雖然沿用的是CC2420芯片的相關(guān)架構(gòu)，但是在許多方面都要優(yōu)于CC2420芯片。CC2430芯片所采用的生產(chǎn)工藝是0118μm CMOS生產(chǎn)工藝，它的優(yōu)勢在于電流損耗比以往低，無論是工作時的電流還是在接受或者是發(fā)射狀態(tài)下的電流損耗均很低，因此，這一生產(chǎn)工藝對于電池壽命有較高要求的應(yīng)用尤其適用。

智能家居系統(tǒng)的主要工作原理如圖2所示：

4　結(jié)束語

我國不僅經(jīng)濟(jì)得到長足的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也得到很大的發(fā)展，由于各種條件的相互作用，智能家居在不斷地得到發(fā)展，智能家居不僅方便了人們的生活，對人們的生活方式的改變也產(chǎn)生了深刻的影響。但是仍然希望通過本文對物聯(lián)網(wǎng)智能家居的系統(tǒng)進(jìn)行了簡單的介紹，對其特點進(jìn)行了分析，希望本行業(yè)的人能夠重視改進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的水平，促進(jìn)其不斷發(fā)展。

［1］ 楊堤.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)［J ］ .電子世界，2012，（21）.

［2］ 袁敏.基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計［J］.制造業(yè)自動化，2012，（8）.

［3］ 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)計與實現(xiàn)［J］.襄樊學(xué)院學(xué)報，2010，（11）.

［4］ 沈彤，朱昊，胡靜，等.物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)演示平臺的設(shè)計與實現(xiàn)［J］.南京師范大學(xué)學(xué)報（工程技術(shù)版），2013，（1）.

［5］ 包依勤.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)的研究與探討［J］.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2013，（8）.

Design and implementation of intelligent home networking system based on

Jing Tao
（Shenyang University of Information Science and Engineering，110023）

Our era is the era of the rapid development of the Internet， the economic level of our country also gradually improved， not only that，science and technology has also been considerable development， home and our daily life has a close relationship，smart home is slowly affecting people's lives.Smart home in recent years also in the continuous development，it quietly affecting and changing people's way of life，but smart home system in our country and many countries compared still lacking，either in the design or in the final realization of the link，our wisdom can compared to the home and the developed countries， there are still some gaps between.The smart home system based on the design and practice in the networking were detailed analysis， on the exploration of the construction and working principle， hope to be able to of our country， the smart home system will help.

Intelligent home；Internet of things；design；realization