物聯網環境智能家居系統研究

喬云芬

（山西工程技術學院，山西 陽泉 045000）

隨著物聯網技術的快速發展，使得智能家居被廣泛運用，從實際情況來看，物聯網可以被應用于各個領域，其作用優勢都是顯而易見的，基于物聯網的特性，使得智能家居最大程度上被廣泛應用于人們的生活中。國內不少一線城市已經開始推動物聯網工程建設，各個相關區域的運營商也逐漸引入智能家居一系列的產品生產銷售，促使智能家居產業化的加快。

1 物聯網與智能家居概述

1．1 物聯網概述

從某種程度上來說，物聯網的本質定義就是“物物相連的互聯網”，具有線上網絡通信功能的同時包含了現實中物體的連接性，它將虛擬化的功能與物理實體進行了一個直觀有效的連接，使得用戶在網絡上就可以實現功能需求化，不受時間和空間的多重限制就可以對家里的物理實體進行控制，最大程度上滿足人們的多樣化需求。物聯網可以綜合各類系統的功能，進行一個全面化的應用，比如激光掃描、全球定位系統、紅外感應器、射頻識別等，在運用這些系統功能的時候，必須滿足協議要求，不能違規操作，合理運用這些系統可以有效實現智能化管理、監控、跟蹤、定位等功能。

1．2 智能家居概述

智能家居從宏觀角度來說，相當于一個平臺，它服務的對象主要是個人住宅。利用現代化先進的科學技術，構建一套完善的智能家居系統，將住宅內與生活相關聯系的各類用電設備進行連接，形成智能化、環保化的管理體系，旨在給人們帶來給家高質量的生活體驗，給人們提供更加舒適的生活環境。智能家居控制圖如圖1所示。

2 物聯網智能家居系統的網絡技術

2．1 基于RS-485總線的家居設備物聯網絡技術

使用RS-485串行總線標準，可以使得智能家居設備的通信距離擴大化，從幾十米擴大到上千米，這就很好的貼合了物聯網設備要求，有線的RS-485總線，具有比較實用的優勢，內部結構簡單、價格實惠、數據的傳輸率較為理想。嵌入式的智能家居系統起著中繼器的作用，主要管理家庭終端接入模塊，RS-485總線通過串口與系統進行連接，實現對智能家居字體信息的接收與管理控制。

圖1 智能家居控制圖

2．2 基于以太網的遠程監控網絡技術

以太網本身就是一種局域網規范，它主要使用CSMA/CD技術，隨著時代的更迭變化和技術的發展，使得以太網的數據傳輸率得到了提升，整體性能更加趨于穩定化。在以太網中，家庭網關是核心部分，主要負責各種內部協議之間的信息轉換和共享，利用家庭網關，可以實現對生活電器的智能控制。

2．3 基于GPRS的遠程報警網絡技術

GRPS也被稱為分組無線服務技術，該技術位于第二代和第三代移動通訊技術之間，與GSM的數據業務相比，具有更加實用的優勢。通信費用更加低廉，基于GPRS的特性，信道傳輸的方式轉化為了包傳輸方式，在計算單位傳輸成本預算上，有了更多可調控的空間，它不針對整個信道，所以價格相對合理。GPRS傳輸速率更快，連接性更強，GPRS可以調控GSM網絡中沒有使用的TDMA信道，使得傳輸速率得到較大的提升，GSM網絡主要使用電路交換數據方式，構建物理通路，維持到通信結束，而GPRS不需要構建額外的中介設備，所需的投資不大，具有更快的傳輸速率。它對資源的利用率較高，該技術采用分組交換的通信方式，不用提前分配好信道，極大的節省了傳輸空間，數據發送與接收不占用信道空間，信道資源可以共享，使得資源的利用率得到了一個極大的提高。基于GPRS的功能優勢，應用于智能家居系統中可以很好的實現對電器的控制，且成本預算不高，具有良好的穩定性。

3 物聯網智能家居系統的構建

在智能家居系統中，對于嵌入式類型的家居系統需要綜合考慮各個方面的影響因素，需要通過家庭網關進行轉發、存儲各種家庭設備信息，基于此特點，需要每個家庭都配置專門的功能型網關，但是在增設系統功能的時候就存在一定的局限性，因為需要統一更改家庭內部配置，使得系統拓展得不到充分開發。在本文概述中，主要以嵌入式智能家居系統為主，結合相關技術進行綜合概述，比如中間件技術、物聯網技術、無線傳感網等，不同的技術具有的功能不同，它們之間的有效結合可以實現對智能家居系統的系統拓展、信息整合、控制優化等，改變了傳統的智能單一化格局，給智能化發展提供了更多樣化的可能，進一步推動了智能小區的構建。

系統監控設備和傳感設備是第一層體系結構，它主要包含了攝像頭、化學傳感器、聲音傳感器、光敏傳感器，根據這些設備功能優勢實現對外部環境的監測，通過接受內部指令向中心控制平臺傳遞信息，進而控制和管理設備。

中心控制平臺是體系結構中比較重要的一部分，它是整個體系結構的控制中心，主要的功能作用是控制和管理設備，有一些組成部分還具有多重功能，其中就包括模擬啟動器和中央控制器，在用戶控制平臺中，是具有專屬性的，也就是說不同用戶之間不具有連接性，不同系統構件具有屏蔽性，方便用戶更加容易實現功能需求。中心控制平臺的運行模式是具有系統性的，它從感知層接收信息，然后對信息進行解析然后通過模擬啟動器控制指令的執行，中心控制平臺內部還含有緊急報警裝置，當出現意外情況，可以第一時間感知到，將風險系數控制在一個可控的范圍。

在智能小區的構建過程中，中間件層是一個重要的環節，它包含了各種重要的設備，比如大型數據庫和服務器，它具有獨立的分配功能，將存儲空間進行分化處理，然后統一分配到每個小區家庭里，所有的家庭信息都由數據庫和服務器統一管理，在管理人員進行控制的時候需要登錄系統。在數據庫中記錄了每個家庭用戶的信息，并保存了相關瀏覽信息，用戶與用戶之間具有獨立性，用電設備不會相互干擾，通過內部動態指令的調控可以最大程度上滿足用戶的多樣化需求。

應用層是針對于圖形用戶而設置的，它是一個界面接口，與用戶之間進行直接式交互，用戶可以通過應用層獲取更加個性化的服務，用戶可以登錄系統或者軟件，然后執行個人權限，實現對設備的刪除、添加。在應用程度的組成中，應該包括自動報警模塊、家居物品管理模塊、防盜安全管理模塊、自動感應模塊，這些模塊的設置可以最大程度上保證功能的實現，要定期更新模塊功能，與數據庫和服務器建立連接，通過數據庫和服務器的調控將空間分配給用戶，滿足用戶的多樣化需求。

4 結語

隨著我國科學技術的快速發展，人們的生活將會越來越智能化，在這個大的環境趨勢下，智能家居應運而生，它給人們的生活帶來了更多的可能性，不可否認，智能家居的出現極大的方便了人們的生活，物聯網技術在最近幾年的發展中都比較好，基于物聯網環境下結合智能家居系統將會給人們的生活帶來巨大的改變，受我國技術水平限制，智能家居系統還有著一定的局限性，在未來發展過程中，需要不斷完善優化對技術的提升，為智能家居的發展提供保障。