基于物聯網的智能家居設計與實現

張瑞英 荊學海

（1甘肅廣播電視大學信息中心，甘肅 蘭州 730030；2甘肅廣播電視大學蘭州分校，甘肅 蘭州 730030）

基于物聯網的智能家居設計與實現，有利于優化智能家居控制方式，完善其控制系統實踐應用中的服務功能，促使智能家居控制效果逐漸增強，最大限度地滿足用戶的實際需求。因此，基于物聯網技術的智能家居設計與實現的研究工作是當前的技術熱點，并加強ZigBee、MQTT技術設計方法、豐富實踐經驗等要素的配合使用，進而得到可靠的設計方案，從而為物聯網的智能家居控制系統構建及其控制水平提升提供必要的參考依據。

1 基于物聯網智能家居設計目標

為了得到切實有效的基于物聯網智能家居設計方案，實現智能家居的科學控制，需要了解其設計的價值所在。具體包括：1）在智能家居設計中引入物聯網，能夠傳感器支持下的住宅內人員、設備等信息得到高效采集并加以利用。此時，技術人員結合智能家居的實際情況，將獲取到的信息通過ZigBee網絡送入預先設置好的物聯網網關，且在服務器的支持下，能夠方便用戶實時了解家居設備的運行狀況，也可對這些設備進行控制；2）與傳統的以嵌入式網關為中心所構成的智能家居系統相比，物聯網支持下的智能家居系統控制功能更加顯著，且能夠滿足海量數據的處理要求，實現對服務器資源的高效利用；3）基于物聯網的智能家居設計，由于其對ZigBee技術及網絡進行了充分利用，使得智能家居控制中的布線方式得到了優化，并減少了相應的成本費用，且能給予用戶在智能家居系統維護方面更多的便利。這些方面的不同內容，客觀地說明了基于物聯網智能家居設計的價值所在。

因此，需要在實踐過程中不同的角度進行充分考慮，實現智能家居系統設計，構建出功能強大的智能家居系統，促使智能家居實踐過程中的各種信息能夠得到高效處理，滿足用戶的多樣化需求。

2 基于物聯網的智能家居設計關鍵技術要點

實踐過程中落實基于物聯網的智能家居設計工作時，應充分地考慮其系統架構組成，并從感知控制層、接入層等方面入手，實現智能家居設計，并發揮出物聯網的優勢，為智能家居系統的合理運用奠定基礎。具體表現在以下方面。

2.1 設計中的感知控制層

結合物聯網的功能特性及其各層次的實際情況，需要在基于物聯網的智能家居設計中充分地考慮感知控制層的實際作用，并對其進行合理設置。具體表現為：1）為了實現對智能家居中家居電氣設備運行參數的獲取、運行狀態的改變等，則需要充分地發揮出物聯網中感知控制層的實際作用。在該層的支持下智能紅外遙控器、智能電表、智能開關等家居設備運行參數得到有效“感知”，并對設備進行實時控制，確保其運行狀況良好性；2）因感知控制層攜帶了包含通信接口的電器，則其作用下的智能家居系統運行中能夠實現與家庭路由器通信，給予家居設備穩定運行科學保障。因此，基于物聯網智能家居設計中應根據設計情況，設置好系統所需的感知控制層。

2.2 設計中的接入層與互聯網層

在基于物聯網的智能家居設計中，為了使感知控制層的多個終端能夠與互聯網相連接，則需要設計人員注重接入層的合理設置。在接入層的作用下，能夠借助ZigBee的優勢，實現與智能家居系統感知控制層的終端通信，并將得到的數據及時地送到服務器中，促使用戶能夠實現智能家居中各設備的遠程控制。同時，由于接入層實踐應用中具有類似于通信接口的功能，使得其能夠與局域網進行連接，最終達到與遠程服務器通信的目的，為用戶提供更多的便利。因此，基于物聯網智能家居設計中應設置好接入層，確保智能家居系統的服務功能良好性。

在進行物聯網支持下的智能家居設計作業時，為了實現小區局域網與互聯網的連接，并優化通用網絡設備的使用功能，則需要加強互聯網層使用。在具體的設計過程中，設計人員設置互聯網層時，需要做到：1）結合小區局域網接入互聯網的實際要求，合理設置網絡層；2）根據小區內路由器、交換機等不同網絡設備的功能特性，重視互聯網層的合理設置，促使智能家居系統運行中的網絡設備能夠處于穩定的工作狀態，并為眾多局端設備的高效工作提供保障。因此，基于物聯網智能家居設計中也需要重視互聯網層設置，保持智能家居系統良好的功能特性。

2.3 設計中的服務管理層與應用層

在智能家居系統運行中，為了實現對應用、數據庫等不同類型服務器的高效利用，則需要設計人員在物聯網的作用下注重系統所需的服務管理層設置。具體表現為：1）充分考慮智能家居系統運行中服務器的功能特性，在物聯網實踐應用中設置服務管理層時，應結合感知控制層設備運行的實際概況，將其產生的數據及時地存儲于數據庫服務器中，進而在其它服務器的支持下，方便用戶遠程查看智能家居信息；2）為了實現用戶對智能家居設備的實時控制，設計人員應在物聯網相關的服務管理層作用下，將系統中的控制命令及時地下發給被控設備，確保智能家居設備控制有效性。同時，為了給用戶提供所需的人機接口，則需要設計人員在物聯網的支持下，結合與之相關的應用層功能特性，使得客戶端軟件能夠對家居設備進行實時監控，并使用戶能夠與智能家居系統進行遠程交互。

3 基于物聯網的智能家居實現方案

為了實現對基于物聯網的智能家居系統使用，擴大其實際應用范圍，可從這些方面入手：1）合理設置物聯網網關。在智能家居物聯網運行的過程中，為了使終端設備與服務器、ZigBee接口等彼此間能夠連接起來，應加強物聯網網關使用。同時，在設計物聯網網關的過程中，應采用模塊化思想，且在以太網接口的作用下，確保物聯網網關作用下的智能家居系統得以穩定運行；2）為了實現基于物聯網的智能家居系統運行中用戶與設備能夠保持良好的互動效果，需要重視Web服務器使用，確保系統運行狀況良好性。實踐過程中若將物聯網網關與Web服務器應用于智能家居設計中時，將會為智能家居系統構建提供必要的支持，并使智能家居設備運行中產生的信息能夠得到充分利用。

4 結 語

綜上所述，基于物聯網的智能家居設計與實現，具有重要的現實意義：能夠實現物聯網支持下智能家居系統構建，促使家居、社區、互聯網實踐過程中能夠實現信息資源共享，保持家居互聯網良好的實踐應用效果。因此，未來智能家居研究過程中，為了提升其控制系統的潛在應用價值，相關人員應充分地考慮物聯網的優勢，并注重信息技術與計算機網絡的配合使用，增強智能家居系統適用性。在此基礎上，應對該系統設計過程中的實踐經驗進行總結，并加強該系統實踐應用效果評估，處理好其中的細節問題，滿足智能家居控制需求。

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