移動互聯為控制中心的智能家居系統

石秦峰

摘要 與傳統家居相比較，智能家居在有效具備傳統家居實用功能的同時還具有智能化與自動化特征，可同時為人們提供與創造較好的家庭生活空間，并實現全方位的信息交換，使人們能夠更為合理的對生活與時間進行安排，還能令其以自身實際意愿為依據對各種家居予以合理控制。本文將對智能家居系統予以詳細分析，并在其中加入對移動互聯智能與無線傳感的應用，以藍牙、ZigBee、射頻等技術為基礎，使智能家居可實現通過智能手機的遠程控制，并在此同時令智能家居使用者可通過公共網絡與局域網利用智能手機、計算機與平板電腦等數碼設備對家庭中的智能家居、設備及傳感器予以遠程監控和信息互動。本次研究中所介紹的智能家居系統基于移動互聯技術與物聯網技術，在家庭智能用戶與小型物聯網市場的拓展方面具有十分重要的意義。

【關鍵詞】智能家居系統 移動互聯 控制中心遠程控制

當今時代，計算機網絡技術、自動控制技術與嵌入式技術得到了極為高速的發展，智能化應用技術在世界范圍內的應用十分廣泛，服務于諸多領域。在互聯網技術與移動互聯技術日漸成熟的背景下，智能家居己然成為一個有效囊括了傳感監測、智能安防控制、自動化安防控制、智能控制與無線網絡的整體集成系統?，F如今，家居智能概念在我國廣大消費者心目當中的地位越來越高，智能化家居在市場當中的所占份額也越來越多，其逐漸替代了傳統家居，一躍成為家居市場的新寵。

1 智能家居系統的具體功能

1.1 家電整合、集中控制與遠程控制功能

智能家居可有效整合家庭中燈光照明設備、安防設備、音視頻設備、電動窗簾、數字家庭影院及各類網絡家電，并對其實行有效的遠程控制和集中控制，使應用者的家居生活更具安全性、舒適性與便利性。

1.2 遠程監視功能

智能家居系統的遠程監視功能可令用戶時時刻刻掌握家中的安全狀況，并允許智能家居系統使用者以其自身實際需要為依據連接緊急按鈕、門窗報警、煙感與紅外等設備。

1.3 語音控制功能

智能家居系統的語音控制功能從根本上來說是一種移動客戶端功能擴展，在當前智能機器人等人機交互技術高速發展背景下，許多智能家居系統均己具備復雜性較高的人機交互功能。

1.4 智能控制功能

定時控制、聯動控制等一系列不需要直接對其予以人為干預即可完成控制過程的控制方式均屬于智能控制，智能家居系統的智能控制功能僅需使用者在移動客戶端對具體動作予以提前設置即可實現。例如可利用智能算法對起床時間、睡覺時間與適宜溫度進行分析，并于智能家居系統中對窗簾開閉時間、關燈時間與空調溫度進行設置，使其符合智能家居系統使用者的具體要求，如圖1。

1.5 安全防范功能

智能家居系統在充分滿足人們在家居舒適性與方便性方面要求的同時還具有一定安全防范功能，如防止盜竊、爆炸、破壞、入侵等等，將“以防為主、防打并舉”作為其根本原則，有效結合了人防、物防與技防。

2 智能家居家庭控制網絡中應用的聯網技術與具體標準

智能家庭控制系統是智能家居得以應用實施的基礎，而只能家庭控制系統的有效應用則需依賴于家庭網絡。智能家居設備制造廠商與相關研究者在眾多應用于智能家居控制領域的技術與標準中對于家庭控制網絡極為適用的現場總線技術一一家庭現場總線技術與短距離低速率無線網絡技術十分關注。X-10、CEBus. EIB. INSTEON. HBS. PLC-BUS等是最為主要的集中家庭現場總線技術;藍牙、紅外、無線射頻、Z-Wave與802.15.4/ZigBee等是最為主要的短距離低速率無線網絡技術。迄今為止，于智能家居控制領域中應用的各種家庭現場總線技術與短距離低速率無線網絡技術均具有其各自的優勢與弊端，各技術之間未能夠具備和制定統一的通信接口與協議標準，且無法兼容，導致任何一種技術均無法將較為完整的解決方案提供給家庭控制網絡。若想在實際應用過程中使家庭控制網路獲得更為理想的解決方案就需利用多種聯網技術對單一技術予以代替，應使智能家居控制系統對多種底層通信平臺予以有效融合，制定出一種靈活性更好的控制機制，以實現智能家居控制系統中的簡易應用開發與硬件協議集成。

3 多平臺智能家居系統的多種協議適配

當前我國市場上對于智能家居多種底層平臺技術的研究均是以SDF、UPnP、LonWorks與OSGi等單一技術作為標準的，其需要智能家居生產廠家所生產的智能家居設備及控制系統均對該項標準予以遵從，以充分整合該系統。然而，上述技術仍舊無法使智能家居領域當中多種技術標準在市場中所占據的比重問題以及其各技術標準之間統一通信接口缺失問題得到有效解決。所以，需對智能家居系統極其標準通信平臺的統一性及分布式控制能力予以深入研究，以有效構建出利用多種技術標準的多平臺智能家居控制系統。

4 多平臺智能家居系統的具體架構

在智能家居系統核心控制單元中應用家庭控制軟總線時可對軟總線當中所提供的家庭現場總線技術、短距離低速率無線網絡技術集成平臺及具有相當統一性的通信平臺來實現多種技術標準的集成系統架構。此種多平臺智能家居系統架構可使用戶于高層應用中對各種用戶接口、應用服務接口與設備操作接口進行更為靈活的定義，并將以固定計算機或其他移動終端為基礎的相關控制、服務程序制定出來，使各種家庭現場總線技術與短距離低速率無線網絡技術實現無縫集成，于底層使多種通信平臺達到理想的融合狀態，并令智能家居系統的核心控制單元可與家庭寬帶網絡直接連接，使對智能家居的遠程監控直面互聯網。

5 基于移動互聯的智能家居組網

5.1 具體紐網方案

應以家庭控制總軟線所提供的通信平臺為基礎，在移動互聯網的輔佐之下，將高速的遠程智能家居系統訪問通道建立起來，以令智能家居系統擁有如多媒體應用、視頻監控與信息共享等更為豐富的遠程智能控制服務與遠程智能控制應用。此種智能家居組網方案在對家庭控制網絡予以組建的時候是以主控單元作為核心控制單元的，該家庭控制網絡可在標準網絡接口的輔助下直接與家庭寬帶網絡連接，且其監控終端廣泛包含了各種移動終端與個人電腦，在家庭控制軟總線的標準接口幫助下實現了監控終端與主控單元之間的通信，令網絡傳輸更加透明化。

5.2 主要模塊的實現

5.2.1 主控單元

智能家居系統的核心控制器即為主控單元，其在軟總線平臺的基礎上實現了各種類型硬件協議驅動與各種硬件通信接口模塊的集成，并令其可以與各種從控單元模塊之間進行通信，確保了其控制與監測功能的實現，如圖2 中的管理終端即為該智能家居系統結構的主控單元。

5.2.2 從控單元

在紅外、無線射頻、ZigBee、X-10等多種硬件網絡基礎上所實現的多種方面應用場景均為智能家居系統的從控單元，主要包括空調智能控制、自動窗簾、自動關閉煤氣閥等等。

5.2.3 遠端監控應用的開發

智能家居系統遠端監控應用的開發應以用戶的實際應用需求、智能家居系統從控單元的布設以及家庭控制軟總線中的上層應用接口為基礎。將事件與狀態觸發機制作為該應用程序的核心，對各個房間中傳感器的實時數據狀態予以主動采集或被動接收，使相應情況一旦發生即觸發智能家居系統做出一系列遵循一定程序的動作與反應。

5.2.4 數據庫與AI接口

ADO或ODBC是智能家居系統數據庫接口虛擬硬件接口封裝的基礎。于數據傳輸方面實現相關數據的分布式采集與存儲，并將數據實時訪問性能提供給智能家居用戶是其主要功能。

6 結語

智能家居的出現有效滿足了人們對家居的實際需求，是生活家居的重要未來發展方向。在國家宏觀政策的大力扶持下，物聯網與云計算技術得到了有效推進，使智能家居在此優越條件下得到了極為高速的發展。現如今，可在智能家居領域得到運用的各種技術己十分成熟，令智能家居用戶可沖破地理空間的束縛，利用移動客戶端對家居環境予以有效的遠程監控。在移動客戶端的日后發展過程中，智能家居一定會在以往基礎上獲得更加廣闊的延伸與擴展，最終得到突破，成為能夠時時刻刻、隨時隨地服務于人類的高科技系統。

參考文獻

[1]俞侃，基于移動互聯應用的智能家居系統設計與思考[J].電腦知識與技術，2016，17 （23）：145-147，154.

[2]邢巨偉，以移動互聯為控制中心的智能家居系統[J].赤子，2017，23 （35）：182-183.

[3]倪林海，雙向連接的智能家居控制系統研究與設計[J].電子制作，2016，31 （13）： 32-33， 35.