基于物聯網技術的智能家居遠程無線監控系統設計研究

黃利紅

摘要：當前新技術不斷發展，使人們的生活得到了越來越好的服務。在網絡技術的幫助下，當前的智能家居可以實現遠程監控，這就更好地滿足了用戶的實際要求，同時也是智能家居今后重要的發展方向。本文從物聯網與智能家居的聯系出發，具體論述了基于物聯網技術下智能家居遠程無線監控的構架、設計、實現與測試。

關鍵詞：物聯網;智能家居;遠程無線監控系統

中圖分類號：TP339 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）10-0165-02

隨著時代的不斷發展、信息技術逐漸成熟、集成技術不斷完善，一直存在于人們幻想中的智能生活正在不斷實現。利用物聯網技術，智能設備逐漸向家居領域蔓延。越來越多的智能家居產品不斷涌現，因此，以物聯網技術為基礎的智能家居遠程無線監控系統擁有著廣闊的發展空間。

1 物聯網與智能家居

物聯網作為互聯網技術的擴展領域，相較于互聯網技術，物聯網從整體上更加具備個性化及私有化。從本質上來說，物聯網的互連主要是物與人之間的相互連接，基本可分為三種類型：物與物、物與人、人與人。

1.1 RFID技術與智能家居

物聯網是時代進步的產物，本質上是多種先進技術的融合，它會隨著技術的創新而不斷發展。在智能家居監測系統中，物體識別技術是較為重要的一項技術。監測系統的很多功能都需要依賴這項技術而實現[1]。而在物體識別技術中，RFID是具有代表性的一種。

RFID技術，又稱電子標簽識別。它能夠具體反映出被標記的目標的所有能夠識別的信息，并且所反饋的信息具備唯一性。實現智能家居監測系統的第一步，就是為家中所有智能設備賦予獨特的標簽，如門禁、監控、儲物等，從而實現人類與智能家居的互動，而這一切主要依賴于RFID技術。

1.2 智能家居監控系統

對智能家居的監測與掌控主要依賴于互聯網及移動通訊。設計的第一步就是要使監控系統能夠準確辨識子系統中各項功能。系統設計需要滿足有效、可靠、維護簡便、便于重復操作、使用簡單、操作安全、不挑剔使用環境等要求。系統設計要兼顧系統操作、數據管理、輔助人員完成監控指令操作等。

2 智能家居遠程無線監控的設計

2.1 簡述系統功能

這一監控系統主要結合主要應用智能手機、某網絡開放平臺和基于ZigBee的無線數據傳輸部分。通過三者的連接，使用戶能夠通過手機實現對住宅的智能家居進行控制。另外，本系統同時滿足數據查詢及監控工作等需求，滿足用戶對生活服務更加智能化以及快捷化的要求。智能家居監控系統能夠依靠計算機而創建有效的平臺，使網關能夠更加及時的接收并傳遞相關數據信息。并且能夠通過ZigBee實現對數據的快速處理以及對監控情況的完全掌握。

2.2 ZigBee內部的設計

在智能家居系統中，需要對不同的ZigBee節點進行有效控制。但是結點的不同直接導致其網關限制的不同。因此在構建系統時，為方便組網用使用樹形拓撲的結構。zigbee的拓撲結構可以典型的分為三種類型，星形，樹形還有網狀型，如圖1所示。星型拓撲網絡的最大特點就是任意兩個節點的通信都需要依賴協調器的輔助轉發才能完成通信。T樹形拓撲的典型特點就是，終端節點只能向它的父節點發送數據[2]。網狀型結構的最大特點在于，路由器之間是可以相互通信的，而不需要通過她們的父節點才可以通信。

智能家居監控系統總結點的應用主要是為了有效地協調其他服務器，使信息與網關之間能夠形成更有效的鏈接。之所以采用兩個節點相結合的模式，是希望可以通過這種方法實現對不同節點的有效控制。另外，這種方式也能夠對不同的房間同時實現路由控制。在系統的最后，將其他節點連接至系統中的其他設備，能夠幫助用戶對不同房屋進行同時監控。

（1）路由器節點：在設計系統時，適當增添了相應的路由器節點，主要是為了方便信息的傳遞。在系統中，路由器節點的主要功能是對不同房間的子網進行有效的區分，使不同房間的設備都擁有相對應的節點，在設備進行結合時，選擇通過節點進行結合更加方便、快捷[3]。路由器節點能夠實現軟件與內部網絡的連接，將軟件所獲得的信息及時傳遞給內部網絡。另外，通過路由器節點的加入，能夠對設備中所分配的地址實現更全面的掌控。路由器節點還可以采集信息，定期對周圍情況及信息進行收集，并將其發送至相應的數據軟件中，進行信息分析。之后，將分析調節后的信息通過協調器節點傳達至路由器中，實現用戶對不同房間的信息實現同時掌握。

（2）設備結點：由于不同的設備可以在節點中發揮自己的功能，然后通過對應的軟件更好地設計出設備的節點，它們主要是主要負責對網絡進行搜索和及時加入，然后將對應的信息和數據發送至對應的軟件中。因此，在本系統中就需要設計出各個節點的功能，設備節點在系統中主要發揮以下幾點作用：1）能夠向不同協調器自主發送個節點的入網情況。2）具有較好的接收與信息功能，能夠有效地執行固定的控制流程，為及時協調器節點提供相應的結構。

（3）協調器的組件：在對智能家居無線監控系統的設計中，其關鍵是通過節點與軟件的結合，實現家庭中的網關與串口線的連接，從而實現對智能家居的有效監控。而在這一系統的內部網絡中，ZigBee主要起到控制及調節節點的作用，幫助系統更加快速的建立能夠有序運轉的網絡結構。同時，使系統能夠通過網絡入口實現對實時信息的轉發及分析。所以，再此系統中協調器的存在是必不可少的。協調器的存在能夠再有新節點進入時，能夠第一時間捕捉其中的地址及其他重要信息，并將信息及時發送至網關[4]。此外，當網關接收命令和分析命令時，就可以掌握對應設備的情況，并能夠將信息發送至對應的設備中，從而達到有效傳輸信息的目的。

3 系統的運行與調試

在測試系統方面，系統調試能夠發揮很高的積極作用。人們在進行家庭網絡不同家電等進行調試時，能夠快速掌握通信作用，同時其在不同的節點中皆可發揮出積極的作用。如此就能實現人們通過手機完成信息接收的目標。

為實現監控系統中遠程監控的功能，在對系統進行調試時，還要重點調試驗證網關與客戶端的連接狀況。可以通過網關軟件進行微博平臺登錄，在登陸后，根據客戶的不同需要，設置不同的權限。為了驗證系統功能的有效性，可在調試時對用戶的權限進行修改。

4 結語

物聯網技術是互聯網時代的產物，它依賴于互聯網信息技術。通過物聯網實現智能家居遠程無線系統的設計，需要多種智能設備的支持。目前該領域研究仍處于不斷發展的狀態，隨著技術的不斷進步，監控系統也在不斷完善。隨著我國企業對智能家電的研究不斷擴展，越來越多智能家電不斷面試，對于智能家居遠程無線監控系統的需求也會越來越迫切。依靠物聯網實現監控系統的設計，能夠最大程度滿足用戶的需求，使人們的生活向智能化發展。

參考文獻

[1] 呂志恒，孟慶玉.基于TD-LTE物聯網技術的智能家居遠程監控系統設計[J].科技經濟市場，2016（11）：25-26.

[2] 鄧昀，李朝慶，程小輝，等.基于物聯網的智能家居遠程無線監控系統設計[J].計算機應用，2017，37（01）：159-165.

[3] 李忠.物聯網技術下的智能家居遠程無線監控系統設計探討[J].電子測試，2017（09）：68-69.

[4] 張凡榮，楊滿倉.基于物聯網技術的智能家居遠程無線監控系統設計研究[J].信息記錄材料，2017，18（10）：14-16.