基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉英鑫 朱軒毅 魏于淼

摘要：

隨著無線技術(shù)和智能技術(shù)水平的提高，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計(jì)已經(jīng)取得了一定成效。借助于物聯(lián)網(wǎng)，能夠使智能家居設(shè)計(jì)中加入家居硬件、嵌入式網(wǎng)關(guān)和控制三大系統(tǒng)，遠(yuǎn)程的對于智能家居進(jìn)行控制，提升其智能水平，為人們提供更加便利、舒適的生活條件。本篇文章對于物聯(lián)網(wǎng)和智能家居概念進(jìn)行了簡要介紹，分析了基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計(jì)目標(biāo)，并探討了智能家居設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案，希望能夠?yàn)橹悄芗揖拥倪M(jìn)一步發(fā)展提供支持。

關(guān)鍵詞：

物聯(lián)網(wǎng);智能家居;設(shè)計(jì);實(shí)現(xiàn)

中圖分類號(hào)：

TN929.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：

A

文章編號(hào)：

1672-9129（2020）15-0068-02

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的提升，出現(xiàn)了較多新型技術(shù)，為物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展提供了有利條件。物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，智能家居已經(jīng)逐漸成為了人們關(guān)注的重要內(nèi)容，其能夠?yàn)槿藗兲峁└嗟谋憷股罡邮孢m。目前，人們收入水平得到提升，對于生活品質(zhì)有了更高的追求，智能家居的發(fā)展已經(jīng)刻不容緩。為此，必須要基于物聯(lián)網(wǎng)，充分利用物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，加大力度研究物聯(lián)網(wǎng)智能家居，滿足人們的需要。

1物聯(lián)網(wǎng)和智能家居概念

1.1物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)，顧名思義，就是將多個(gè)物體借助于網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)系，其將信息化作為主要立足點(diǎn)，技術(shù)水平要高于互聯(lián)網(wǎng)。可以理解為兩種含義。第一，物聯(lián)網(wǎng)仍然將互聯(lián)網(wǎng)作為立足點(diǎn)，來進(jìn)行后續(xù)的蔓延發(fā)展。第二，用戶端能夠?qū)τ谌我獾奈锲放c物品之間的聯(lián)系進(jìn)行控制，交換其中的信息，也就是人們經(jīng)常提到的物物相通。隨著人工智能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的智能化水平逐漸提高，能夠?yàn)橛脩籼峁└哔|(zhì)量的服務(wù)。

1.2智能家居。智能家居是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的產(chǎn)物，其將家具建筑作為立足點(diǎn)，借助于網(wǎng)絡(luò)將家電和家具進(jìn)行聯(lián)系，構(gòu)建智能家居系統(tǒng)，為人們提供一個(gè)適宜便利安全性比較高的居住條件。隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及智能技術(shù)水平的提升，智能家居能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，智能化水平也有所提升[1]。

2基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計(jì)目標(biāo)

為了獲得行之有效的智能家居設(shè)計(jì)方案，科學(xué)合理的對于智能家居進(jìn)行控制，使人們的居住更加安全、便利，必須要明確智能家居設(shè)計(jì)目標(biāo)。第一，在智能家居設(shè)計(jì)的過程中運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠應(yīng)用傳感器，在較短的時(shí)間內(nèi)搜集更多的住宅成員信息，并對其進(jìn)行處理，合理的應(yīng)用。在這個(gè)過程中，技術(shù)工作人員應(yīng)該考慮到智能家居的現(xiàn)實(shí)情況，并將搜集的信息借助于網(wǎng)絡(luò)傳輸至物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)之中，并通過服務(wù)器，為用戶提供智能家居設(shè)施設(shè)備的使用情況，確保用戶能夠?qū)τ谥悄芗揖釉O(shè)備進(jìn)行操控[2]。第二，和原本的智能家居進(jìn)行比較，基于物聯(lián)網(wǎng)所創(chuàng)建的智能家居系統(tǒng)能夠更加精準(zhǔn)的進(jìn)行控制，并能夠在較短的時(shí)間內(nèi)對于龐大的信息系統(tǒng)進(jìn)行精確處理，提升服務(wù)器資源的應(yīng)用效果。第三，基于物聯(lián)網(wǎng)所進(jìn)行的智能家居設(shè)計(jì)，高效的應(yīng)用了ZigBee技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對于智能家居中的布線方式進(jìn)行重新規(guī)劃，使其呈現(xiàn)出更優(yōu)的效果，并降低了對于成本的消耗，能夠幫助用戶對于智能家居系統(tǒng)進(jìn)行維修保護(hù)。這些方面，客觀真實(shí)地展現(xiàn)出了基于物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行智能家居設(shè)計(jì)的用途。

為此，在進(jìn)行智能家居設(shè)計(jì)的過程中，要從多個(gè)角度進(jìn)行思考，提高智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平，構(gòu)建智能水平較高、性能較強(qiáng)的智能家居系統(tǒng)，迅速的對于各類信息進(jìn)行處理，滿足用戶越發(fā)多元的要求[3]。

3智能家居設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方案

3.1整體設(shè)計(jì)。物聯(lián)網(wǎng)主要包括應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、感知層三個(gè)層面，能夠進(jìn)行傳輸、處理和管理等工作。為此，在基于物聯(lián)網(wǎng)對于智能家居進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮三個(gè)方面的內(nèi)容，將家居周圍的環(huán)境監(jiān)測當(dāng)做對于智能家居傳入手段，運(yùn)用無線網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)來對于系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集、處理、傳遞，為用戶提供終端，確保用戶能夠?qū)τ谥悄芗揖游锲愤M(jìn)行控制，構(gòu)建智能家居輸出模型。

3.2對于智能家居系統(tǒng)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)。從智能家居系統(tǒng)的實(shí)際使用來進(jìn)行分析，可以將硬件分為家居網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)和家電現(xiàn)場控制系統(tǒng)兩類。

第一，家居網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)。其對于智能家居系統(tǒng)有著非常關(guān)鍵的作用，能夠?qū)τ诰W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制，及時(shí)的輸送相關(guān)數(shù)據(jù)。借助于互聯(lián)網(wǎng)和家居內(nèi)網(wǎng)的關(guān)聯(lián)，有效的連接多個(gè)節(jié)點(diǎn)，使智能家居的各項(xiàng)功能得到體現(xiàn)。目前，投入市場的智能家居網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)有PC型、單片機(jī)型、嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)。因?yàn)槟壳皢纹瑱C(jī)網(wǎng)關(guān)的處理能力比較弱，并且大部分編碼已經(jīng)不再適應(yīng)于新型硬件的需要，應(yīng)用比較少。而PC型網(wǎng)關(guān)只能在較短的時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài)，并且容易被外界所影響，為此，在網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)中，應(yīng)用最為普遍的是嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)。這一網(wǎng)關(guān)對于能源的利用率比較高，能夠降低能源浪費(fèi)，并且能夠進(jìn)行拓展，受到了人們的喜愛。

第二，家電現(xiàn)場控制系統(tǒng)。家電控制系統(tǒng)需要和不同類型的傳感器進(jìn)行聯(lián)通，從而對于家具的使用狀況進(jìn)行控制，是物聯(lián)網(wǎng)在智能家居系統(tǒng)中的主要應(yīng)用。從當(dāng)前的情況來進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)我國大部分家電使用的傳感器是固定型號(hào)的，能夠借助于某一芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在進(jìn)行智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮到現(xiàn)場的信息情況，科學(xué)的應(yīng)用傳感器[4]。

3.3對于智能家居系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。第一，對于網(wǎng)關(guān)程序模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。目前，人們的生活水平得到提升，計(jì)算機(jī)技術(shù)被廣泛應(yīng)用到人們的生活之中，這為嵌入式Internet技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展提供了充分的條件，并使其成為了目前應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一。其立足于Internet技術(shù)，對其進(jìn)行了擴(kuò)展，但是卻沒有Internet原本的作用，可以運(yùn)用電腦、手機(jī)等來進(jìn)行操作。在這一背景下，能夠?qū)⑤^為常用的設(shè)施設(shè)備嵌入到其中。這主要是因?yàn)椋ヂ?lián)網(wǎng)已經(jīng)成為了人們生活中必不可少的內(nèi)容，網(wǎng)絡(luò)的普及率非常高。所構(gòu)建的智能家居系統(tǒng)不僅能夠在智能家居網(wǎng)中工作，對于家居情況進(jìn)行檢測，還能夠在遠(yuǎn)距離進(jìn)行操控，使用戶對于智能家居的管理更加方便快捷。

第二，設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測和任務(wù)執(zhí)行模塊。在家居之中，對于不同類型的家居進(jìn)行監(jiān)控控制，需要運(yùn)用節(jié)點(diǎn)來聯(lián)系傳感器，從而更加高效的搜集信息，并將所收錄的信息傳遞至網(wǎng)關(guān)程序內(nèi)，高效的處理相關(guān)資訊。為此，在進(jìn)行智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該將智能家居節(jié)點(diǎn)內(nèi)的多個(gè)物品連接到家居網(wǎng)之中，并借助于無線網(wǎng)，構(gòu)建節(jié)點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。

第三，設(shè)計(jì)用戶操作控制模塊。用戶操作控制模塊能夠充分的發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的作用，為用戶提供服務(wù)，展現(xiàn)出遠(yuǎn)距離操作的步驟，對于相關(guān)信息進(jìn)行傳遞，使用戶能夠通過智能設(shè)備和家居網(wǎng)，了解到和物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)通的多個(gè)智能家居的現(xiàn)實(shí)情況，并借助于外部網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行遠(yuǎn)距離的管理，通過嵌入式系統(tǒng)對于家居進(jìn)行監(jiān)管，及時(shí)的將信息進(jìn)行反饋，幫助用戶進(jìn)行管理決策[5]。也就是說，用戶可以根據(jù)自身的現(xiàn)實(shí)需要，在嵌入式系統(tǒng)中結(jié)合遠(yuǎn)程操控，達(dá)成對于物品進(jìn)行控制這一目標(biāo)，使自己的生活更加方便、舒適、安全，提高智能家居的智能化水平。

4總結(jié)

根據(jù)上文來進(jìn)行分析，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)對于社會(huì)的發(fā)展有著非常關(guān)鍵的作用，能夠使人們在居住的過程中出現(xiàn)的信息和社會(huì)以及互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)系，達(dá)成信息共享這一目標(biāo)，使人們的生活更加舒適便捷。為此，在對于智能家居進(jìn)行研究時(shí)，應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，科學(xué)的對于相關(guān)技術(shù)進(jìn)行使用，使智能家居系統(tǒng)更加符合廣大群眾的需要。在這個(gè)過程中，應(yīng)該對于系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行解決，使智能家居控制更加精準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：劉英鑫（2000-），男，籍貫：山東省掖縣，民族：漢族，學(xué)歷：本科在讀。