物聯(lián)網(wǎng)與智能家居精選(九篇)

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第1篇：物聯(lián)網(wǎng)與智能家居范文

關(guān)鍵詞：智能家居；物聯(lián)網(wǎng)；移動智能終端

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2013）07-0038-04

0 引 言

世界上最早的智能建筑是1984年在美國誕生的，這之后，加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經(jīng)濟比較發(fā)達的國家先后開始開發(fā)智能建筑和智能家居產(chǎn)品。智能家居在國外已發(fā)展了20多年，特別在一些發(fā)達國家，智能家居的普及率相當高，智能家居可以為人們提供一種高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的家庭居住環(huán)境。在美國，蓋茨的被稱作“未來之屋”的豪宅堪稱當今智能家居的經(jīng)典之作，所有的照明、音樂、溫度、濕度等，都可以根據(jù)客人的需要通過電腦任意調(diào)節(jié)；當你踏入一個房間，藏在壁紙后方的揚聲器就會響起你喜愛的旋律，墻壁上則投射出你熟悉的畫作；廁所里安裝了一套檢查身體的電腦系統(tǒng)，如果發(fā)現(xiàn)異常，電腦會立即發(fā)出警報；地板中的傳感器在感應到有人到來時就自動打開照明系統(tǒng)，在客人離去的同時自動關(guān)閉。在國內(nèi)，智能家居經(jīng)歷了10年的起步階段，發(fā)展速度緩慢。這主要是因為開發(fā)技術(shù)短期內(nèi)不成熟，沒有形成完整的、全面的系統(tǒng)解決方案，主要集中在一些分散的智能家庭控制子系統(tǒng)的研究上，所以有必要對智能家居系統(tǒng)做研究和探討。

1 智能家居的架構(gòu)

智能家居作為物聯(lián)網(wǎng)的一部分和人們的生活息息相關(guān)，是人們感受物聯(lián)網(wǎng)最直接的方式。通過智能家居系統(tǒng)，人們將充分感受到物聯(lián)網(wǎng)革命帶給人們的方便、快捷與智能化。圖1所示是智能家居系統(tǒng)的基本框架圖。下面對具有集中式信息處理模塊的智能家居系統(tǒng)作一簡要介紹。

圖1 智能家居系統(tǒng)框架

1.1 信息家電

信息家電應該是一種價格低廉、操作簡便、實用性強、帶有PC主要功能的家電產(chǎn)品。利用電腦、電信和電子技術(shù)與傳統(tǒng)家電相結(jié)合的創(chuàng)新產(chǎn)品，是為數(shù)字化與網(wǎng)絡技術(shù)更廣泛地深入家庭生活而設計的新型家用電器。在目前的傳統(tǒng)家電的基礎上，將信息技術(shù)融入傳統(tǒng)的家電當中，使其功能更加強大，使用更加簡單、方便和實用，為家庭生活創(chuàng)造更高品質(zhì)的生活環(huán)境，比如模擬電視發(fā)展成數(shù)字電視，電冰箱、洗衣機、微波爐等也將會變成數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的信息家電。

1.2 信息處理模塊

為了使相互獨立的信息家電可以實現(xiàn)信息共享與協(xié)同工作，智能家居系統(tǒng)中必須具有專門的信息處理模塊。它的功能主要是收集家庭中各個家電的工作狀態(tài)和服務請求，對各種數(shù)據(jù)進行實時處理，并將結(jié)果送入功能驅(qū)動模塊。隨著家庭中信息家電的數(shù)量不斷增加，采用分布式的控制方式將具有更高的靈活性，這是未來智能家居系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

1.3 通信模塊

如果說信息處理模塊是智能家居系統(tǒng)的大腦，那么通信模塊就是實現(xiàn)信息傳導的神經(jīng)。根據(jù)家庭組網(wǎng)的特點，通信模塊常利用已有的布線（如電力載波），或者采用無線傳輸（如藍牙、紅外、Wi-Fi、ZigBee）等。出于不同的信息家電對傳輸?shù)膸捯蟛煌?，實際中的通信模塊常采用多種方式混合組網(wǎng)。

1.4 功能驅(qū)動模塊

功能驅(qū)動模塊是信息流入、流出各個信息家電的接口。由于各個電器生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品在功能和實現(xiàn)上都有很大的不同，所以必須通過功能驅(qū)動模塊將信息處理模塊的指令翻譯成電器可以執(zhí)行的電平信號，以及將電器的各種狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換成信息處理模塊可以理解的二進制信息。

1.5 外界信息接口模塊

該模塊可以看成是一個家庭通向外界（如Internet）的網(wǎng)關(guān)，它在家庭內(nèi)部各種家電信息共享的基礎上，進一步實現(xiàn)了基于Internet的資源共享，從而更進一步實現(xiàn)了共享的深度和廣度，也將是未來智能家居系統(tǒng)發(fā)展的熱點。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)被稱為是繼計算機和互聯(lián)網(wǎng)信息產(chǎn)業(yè)后的第三次革命性創(chuàng)新[8]，物聯(lián)網(wǎng)應用無處不在。物聯(lián)網(wǎng)是讓所有的物品都能夠遠程感知和控制，并與現(xiàn)有的網(wǎng)絡連接在一起，形成一個更加智慧的生產(chǎn)生活體系。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)層次由感知層、傳輸層和應用層組成[10]，圖2所示是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的層次結(jié)構(gòu)。

物聯(lián)網(wǎng)以傳感器等傳感技術(shù)為基礎，實現(xiàn)信息采集和“物”的識別，通過傳輸層實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與計算，經(jīng)過應用層，實現(xiàn)所感知信息的應用服務。

3 智能家居的主要技術(shù)

智能能家居系統(tǒng)應用的主要技術(shù)包括網(wǎng)絡控制技術(shù)、通信技術(shù)和移動終端技術(shù)。

圖2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)層次結(jié)構(gòu)

3.1 網(wǎng)絡控制技術(shù)

3.1.1 通過家庭網(wǎng)關(guān)的互聯(lián)

家庭網(wǎng)關(guān)是智能家庭局域網(wǎng)的核心部分，主要完成家庭內(nèi)部網(wǎng)絡各種不同通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換和信息共享，以及同外部通信網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)交換功能。同時，網(wǎng)關(guān)一般還負責家庭智能設備的管理和控制。

3.1.2 通過外部擴展模塊實現(xiàn)與家電的互聯(lián)

為實現(xiàn)家用電器的集中控制和遠程控制功能，家庭智能網(wǎng)關(guān)通過有線或無線的方式，按照特定的通信協(xié)議借助外部擴展模塊控制家電或照明設備。

3.1.3 嵌入式系統(tǒng)的應用

以往的智能家居中，絕大多數(shù)是由單片機控制的。隨著新功能的不斷增加和性能的不斷提升，將處理能力大大增強的具有網(wǎng)絡功能的嵌入式操作系統(tǒng)和單片機的控制程序作相應的調(diào)整，使之有機地結(jié)合成為完整的嵌入式系統(tǒng)。

3.2 通信技術(shù)

通信技術(shù)分為有線通信和無線通信技術(shù)，大多已日臻成熟?；赯igBee技術(shù)的智能家居無線網(wǎng)絡系統(tǒng)，由于具有低成本、低功耗、較遠的覆蓋范圍及通用性強的特點，將成為智能家居系統(tǒng)中的又一亮點，必將給現(xiàn)代智能家居系統(tǒng)帶來一場新的變革。

3.3 移動終端技術(shù)

移動智能終端以智能手機為代表，另外還包含平板電腦、筆記本、智能電視等。移動智能終端內(nèi)嵌嵌入式操作系統(tǒng)，目前被廣泛推崇和得到迅速發(fā)展的是開放的、自由的Android系統(tǒng)[3]，主要應用在移動互聯(lián)網(wǎng)方面。移動互聯(lián)網(wǎng)是將移動通信和互聯(lián)網(wǎng)二者結(jié)合起來的、融為一體的移動通信網(wǎng)絡，在最近幾年里，移動通信和互聯(lián)網(wǎng)是當今世界發(fā)展最快、市場潛力最大、前景最誘人的兩大業(yè)務，它們的增長速度是任何預測家未曾預料到的。

4 智能家居的主要研究內(nèi)容

智能家居系統(tǒng)可滿足個性化需求?？梢园床煌脩舻男枨?，定制不同的方案。同時，也可模塊化服務，以滿足不同層次客戶的需求。從客戶需求上分析，智能家居系統(tǒng)的主要研究內(nèi)容如下：

（1） 通過移動智能終端，如智能手機等，隨時隨地控制家中電器的開關(guān)和監(jiān)測信息家電的工作狀態(tài)。

（2） 以“情景模式”一鍵組合控制家電，實現(xiàn)場景設定。

（3） 支持上述功能的同時，同樣可以使用家電原有的控制方式。

（4） 實時視頻，讓主人對家中的狀況一目了然。

（5） 當家中發(fā)生警情時，可以自動打電話或發(fā)短信通知，并同時通知小區(qū)的物業(yè)，保安可第一時間到達現(xiàn)場。

（6） 網(wǎng)關(guān)服務器的密碼以及網(wǎng)絡控制頁面的登錄密碼，可以隨時更改，保證系統(tǒng)安全性。

5 智能家居通信方式比較

智能家居不同廠商產(chǎn)品的區(qū)別主要體現(xiàn)在通信組網(wǎng)方式上。市場上所有的產(chǎn)品無外乎有兩種進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，分別是有線方式和無線方式。

有線方式即總線控制方式，如EIB、C-Bus、H-Bus、LonWorks、SCS、RS-485等。有線方式因為需要進行布置復雜的線路，對原有建筑造成不同程度的破壞，而且維護、擴展也會帶來很多局限性，所以，采用有線通信方式的智能家居產(chǎn)品正在逐漸被淘汰。

無線方式包括射頻、載波、Wi-Fi、ZigBee、藍牙等。本文的智能家居產(chǎn)品采用ZigBee組網(wǎng)方式，而目前國內(nèi)僅有個別廠家采用ZigBee組網(wǎng)方式。表1所列是對各種無線組網(wǎng)方式的智能家居系統(tǒng)進行的比較。

在表1中，ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信技術(shù)，主要適合于自動控制和遠程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設備中，同時支持地理定位功能。相對于現(xiàn)有的各種無線通信技術(shù)，ZigBee技術(shù)是最低功耗和成本的技術(shù)，這些特點決定了在智能家居中采用ZigBee組網(wǎng)是非常合適的。

6 基于ZigBee和移動終端技術(shù)的智能家居系統(tǒng)

6.1 系統(tǒng)框圖和主要實現(xiàn)原理

基于ZigBee的智能家居系統(tǒng)是未來智能家居系統(tǒng)的主流，該系統(tǒng)包含終端節(jié)點、路由器節(jié)點、傳感器網(wǎng)絡用戶終端、遠程監(jiān)控終端（如手機移動終端）等。圖3所示就是基于ZigBee和移動終端技術(shù)的智能家居系統(tǒng)圖。

圖3 基于ZigBee和移動終端技術(shù)的智能家居系統(tǒng)

在基于ZigBee和移動終端技術(shù)的智能家居系統(tǒng)中，終端節(jié)點是整個網(wǎng)絡的關(guān)鍵，它的作用是開啟并配置無線傳感器網(wǎng)絡。網(wǎng)絡啟動成功后，通過路由器節(jié)點、網(wǎng)絡用戶終端，無線傳感器網(wǎng)絡接收各節(jié)點的信息，并處理這些數(shù)據(jù)，將有用信息通過用戶交互程序顯示給用戶，然后接收用戶指令，再通過無線傳感器網(wǎng)絡將指令傳遞到相應的設備終端節(jié)點。如果要通過互聯(lián)網(wǎng)遠程控制，那么傳感器網(wǎng)絡用戶終端還要連接到互聯(lián)網(wǎng)，接收來自遠程智能終端的指令，起到無線傳感器網(wǎng)絡與遠程終端通信橋梁作用。

6.2 系統(tǒng)各部分的功能

6.2.1 終端節(jié)點

終端節(jié)點主要由傳感單元、處理單元、無線通信單元和電源單元四個基本單元組成，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。終端節(jié)點對于網(wǎng)絡的建立和維護沒有責任。其加入網(wǎng)絡后主要任務有兩個：一是通過傳感單元中的傳感器，采集物理信息并進行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，處理單元負責信息存儲和處理，并送入無線通信單元，后者通過無線網(wǎng)絡上傳；二是接收用戶終端的指令，控制設備作出相應的動作。

圖4 終端節(jié)點結(jié)構(gòu)圖

6.2.2 路由器節(jié)點

路由器節(jié)點的主要功能有兩個，一是為終端設備節(jié)點提供多跳路由，二是允許新啟動的節(jié)點加入網(wǎng)絡，其作用相當于互聯(lián)網(wǎng)中的路由器。

6.2.3 協(xié)調(diào)器網(wǎng)關(guān)

協(xié)調(diào)器網(wǎng)關(guān)是家庭控制網(wǎng)絡的主控設備，要求必須由至少一個ZigBee網(wǎng)絡的FFD設備組成。一方面，它主導家庭內(nèi)部網(wǎng)絡建立的整個過程，主要包括系統(tǒng)初始化、網(wǎng)絡的建立、地址的分配和成員的加入、節(jié)點設備數(shù)據(jù)的更新、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表、設備關(guān)聯(lián)表等幾個方面；另一方面，作為家庭網(wǎng)關(guān)和設備節(jié)點之間的橋梁，完成家庭網(wǎng)關(guān)和家居設備節(jié)點的通信。家庭網(wǎng)關(guān)對外可以提供各種遠程智能控制接口，操作者可以通過手機移動終端連接到Internet訪問家庭網(wǎng)關(guān)的相關(guān)接口，對家中的家居設備節(jié)點進行數(shù)據(jù)訪問或者控制。

6.2.4 移動智能終端

移動智能終端可以是任意一臺接入互聯(lián)網(wǎng)的計算機設備，這時傳感器網(wǎng)絡用戶終端充當通信橋梁。遠程控制終端通過身份認證后，就可以C/S模式或者B/S模式與傳感器網(wǎng)絡用戶終端進行通信，遠程控制智能家庭網(wǎng)絡。比如，我們出差長時間不在家，可通過移動智能終端遠程監(jiān)控家中的環(huán)境，定時打開通風設備改善房間空氣環(huán)境；或者我們下班前可通過移動智能終端遠程控制空調(diào)或地暖設備工作，回到家就可以享受到我們想要的舒適環(huán)境。

6.3 系統(tǒng)采用ZigBee技術(shù)的主要特點

（1） 功耗低。具備多種休眠模式，在待機模式下，普通電池即可支持長達數(shù)月甚至一到兩年的連續(xù)工作。

（2） 可靠性高。ZigBee采用CSMA-CA碰撞避免機制，避免了數(shù)據(jù)包發(fā)送時信道的競爭和沖突。其MAC層采用完全確認的數(shù)據(jù)傳輸機制，設備發(fā)送出去的每一個數(shù)據(jù)包，接收設備在接收之后都必須回傳一個確認信息，發(fā)送方才能開始新的傳輸。

（3） 網(wǎng)絡容量大。具有星型結(jié)構(gòu)、樹狀結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等拓撲，一個全功能設備可以管理254個節(jié)點設備，全功能設備之間還能組成覆蓋范圍更大的網(wǎng)絡，網(wǎng)絡的最大容量可達2542個節(jié)點。

（4） 成本低。ZigBee網(wǎng)絡的重要特點就是數(shù)據(jù)傳輸速率低，通信協(xié)議簡單，極大地降低了組網(wǎng)的成本。大范圍組網(wǎng)時，每個節(jié)點的成本可以降到3美元以下。

（5） 數(shù)據(jù)安全。ZigBee提供了完整的安全機制，有效防止網(wǎng)絡被篡改，防止信息的截獲與竊聽，并提供了多種加密方法保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

（6） 通用性。由ZigBee技術(shù)聯(lián)盟主導ZigBee標準的制定與修改，并保持了設備和協(xié)議通用性和完好的開放性。

6.4 系統(tǒng)采用移動終端技術(shù)的主要特點

移動終端應用移動互聯(lián)網(wǎng)，而移動互聯(lián)網(wǎng)是將移動通信和互聯(lián)網(wǎng)二者結(jié)合起來的、融為一體的移動通信網(wǎng)絡。在最近幾年里，移動通信和互聯(lián)網(wǎng)是當今世界發(fā)展最快、市場潛力最大、前景最誘人的兩大業(yè)務，具有廣闊的應用前景。

典型的移動終端平臺是Android 平臺。Android是Google公司針對智能終端開發(fā)的一個平臺，基于linux內(nèi)核，是開放、開源的系統(tǒng)，其大部分應用主要是用java開發(fā)，具有很好的跨平臺性。實際上，移動終端就是一個可移動的計算機。

7 結(jié) 語

本文對基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)進行了研究與探討，分析了智能家居的架構(gòu)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)層次，提出了一套基于ZigBee和移動終端技術(shù)的智能家居系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用ZigBee技術(shù)和移動終端技術(shù)，具有諸多顯著特點。本文通過對通信方式進行比較后，在家居系統(tǒng)中選擇ZigBee通信技術(shù)，通過分析說明了ZigBee技術(shù)在樓宇自動化領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展和應用前景。系統(tǒng)在應用中選擇移動終端技術(shù)，移動終端技術(shù)具有基于移動互聯(lián)網(wǎng)和可靠的嵌入式等特點，使智能家居控制系統(tǒng)具有智能化和可移動性?；赯igBee和移動終端技術(shù)的智能家居系統(tǒng)能將家庭中的家居設備連接到網(wǎng)絡中，使傳統(tǒng)家居設備具有自動化、智能化等新特征，是未來智能家居的主流發(fā)展模式。

參 考 文 獻

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第2篇：物聯(lián)網(wǎng)與智能家居范文

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);智能家居;研究;實現(xiàn)

物聯(lián)網(wǎng)作為一項新興技術(shù)，它的發(fā)展和應用吸引了眾多學者的注意。在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下人們的生活水平將得到大幅度提高，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用到智能家居環(huán)境中能使人們的生活更舒適、高效，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居研究具有重要意義。

一、物聯(lián)網(wǎng)和智能家居的概念

1.物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)源于研究人員在多領(lǐng)域的研究成果的集成，由Kevin Ashton在研究供應鏈管理時提出，研究人員對于普適計算的研究是物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)的重要原因。不同學者對物聯(lián)網(wǎng)的定義各有不同，歐洲項目組將物聯(lián)網(wǎng)定義為商業(yè)、信息交流的參與者，能推動社會發(fā)展，是一種能夠互動，并相互間、與外部環(huán)境能產(chǎn)生交換得到的信息和數(shù)據(jù)，不經(jīng)人為干預，便可以自發(fā)做出相應行為和提供服務，能夠反映并影響真實生活的事件。而RFID項目組把物聯(lián)網(wǎng)視為在標準通信協(xié)議的基礎上，由擁有唯一地址的互聯(lián)網(wǎng)物體所構(gòu)成的網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)可以分為位于最底層的感知層、網(wǎng)絡層和應用層，物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)包括射頻識別技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)、Internet技術(shù)、納米技術(shù)和信息安全技術(shù)等。[1]

2.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居的概念

美國最早產(chǎn)生智能家居的概念，它是以住宅為基礎，建筑設備自動化、網(wǎng)絡通信、信息家電為具體表現(xiàn)，兼具系統(tǒng)性、結(jié)構(gòu)性、服務功能和管理功能為一體的家居環(huán)境。智能家居可以通過計算機技術(shù)、網(wǎng)絡通信技術(shù)和綜合布線技術(shù)等將住宅環(huán)境中的各系統(tǒng)聯(lián)系在一起，幫助人們更合理有效地安排時間，使生活更高效、井然有序，并提高住宅環(huán)境的安全性，還能實現(xiàn)節(jié)能減排的功能。

二、國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀

美國的智能家居研究最為先進，已經(jīng)出現(xiàn)了以ACHE系統(tǒng)為核心的智能房屋，通過神經(jīng)網(wǎng)絡原理來控制溫度、照明等因素，并且不需要人為的事先編程。此系統(tǒng)可以通過連續(xù)監(jiān)視環(huán)境，并記錄居民對于燈光、溫度等的使用情況，再對得出的數(shù)據(jù)進行匯總分析，從而推測居民的生活習慣，生成與居民行為習慣相對應的規(guī)劃策略，為居民安排舒適的居住環(huán)境并預測未來的行為。

中國的智能家居發(fā)展較晚，海爾推出的U-home智能家居產(chǎn)品將電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、電力網(wǎng)等通過有線和無線方式進行結(jié)合，實現(xiàn)消費者的居住環(huán)境如樓宇、室內(nèi)、社區(qū)等的結(jié)合，使居住環(huán)境更加高效、舒適。

三、基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設計與實現(xiàn)

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)主要包括居住環(huán)境感知及互動、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸和應用服務層。居住環(huán)境感知及互動是指將各種配備無線或有線功能的傳感器進行連接，使它們能夠提供獲取居住環(huán)境的物理信息、居民生活狀態(tài)和訪客信息的錄入等服務。網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸能夠保證居住環(huán)境信息和居民信息的傳輸。應用服務層能根據(jù)收集的相關(guān)數(shù)據(jù)最終實現(xiàn)支配家居設備工作的目的。[2]

（一）基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居總體設計與實現(xiàn)

1.家庭智能網(wǎng)關(guān)的設計

家庭智能網(wǎng)關(guān)是基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)中最重要的中心設計，能夠采集并匯總不同網(wǎng)段的信息數(shù)據(jù)。在內(nèi)部的家居網(wǎng)絡中，它與ZigBee協(xié)調(diào)器相連，是住宅信息的唯一出口，在外部網(wǎng)絡中，家庭智能網(wǎng)關(guān)與Internet網(wǎng)連接，是遠程操作指令接入家庭內(nèi)部網(wǎng)的最后一道工序。由于內(nèi)部和外部信息都經(jīng)過家庭智能網(wǎng)關(guān)的傳輸，所以這樣的總設計能保證智能家居的安全性。

2.感知層的設計與實現(xiàn)

由ZigBee節(jié)點組成的ZigBee網(wǎng)絡位于感知層，各種傳感器、音視頻采集設備和安防門禁系統(tǒng)執(zhí)行器也位于感知層上。感知層上的各種傳感器能通過ZigBee節(jié)點將居住環(huán)境信息傳輸?shù)郊彝ブ悄芫W(wǎng)關(guān)，并且應用層的指令信息也能通過ZigBee節(jié)點傳輸給執(zhí)行設備以實現(xiàn)預定的用戶操作。通過這一系列傳輸，實現(xiàn)底層ZigBee節(jié)點的互相連通問題。

3.網(wǎng)絡層的設計

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居中的網(wǎng)絡傳輸是用于管理各種住宅設備的網(wǎng)絡信息傳輸，已提供住戶遠程控制的平臺的系統(tǒng)。網(wǎng)絡層的設計包括家庭智能網(wǎng)關(guān)、控制中心、住宅設備等內(nèi)容，傳輸?shù)男畔⒁钥刂菩畔⒑蛿?shù)據(jù)信息為主。包括有線傳輸和無線傳輸兩種形式。無線傳輸與有線傳輸相比更加便于管理和應用，所以在基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居的未來設計中更加廣泛。

4.應用層的設計

應用層的設計是基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設計中最重要的部分，目前的智能家居中，家居安防監(jiān)控、家庭信息管理、家庭環(huán)境監(jiān)測是應用層設計的主要方向。

（二）基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居硬件設計方案與實現(xiàn)

如圖1所示，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居硬件設計主要以節(jié)能為重點進行分析。局域網(wǎng)內(nèi)部的微型處理元件與通信設備的選擇對于整個智能家居系統(tǒng)的功耗和網(wǎng)絡傳輸效率影響巨大，其中末端節(jié)點的穩(wěn)定性和工作效率對于整個系統(tǒng)的可持續(xù)工作時間和穩(wěn)定性起著重要作用。所以在基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居硬件設計中應特別注意對微小處理元件和通信方式的節(jié)能設計。[3]

四、結(jié)束語

中國的智能家居發(fā)展較晚，但是由于人們生活水平提高，對家居環(huán)境的要求隨之增加，在近幾年國家政策的扶持下，智能家居的研究也如火如荼地展開。如海爾、長城等大企業(yè)紛紛推出了智能家居產(chǎn)品，國內(nèi)的通信商也將物聯(lián)網(wǎng)服務作為未來的發(fā)展方向之一，對于基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居的研究和實現(xiàn)提供了良好契機。

參考文獻

[1]葉興貴，繆希仁.基于ZigBee的智能家居物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)[J].現(xiàn)代建筑電氣，2010，12（09）：32-34.

第3篇：物聯(lián)網(wǎng)與智能家居范文

關(guān)鍵詞： 物聯(lián)網(wǎng)； 射頻識別； 智能家居； 安防

中圖分類號：TN92 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8228（2012）04-04-02

Design of an intelligent home gateway based on net of things

Wuyimin, Qian weixing

（Department of Communication and Electron, Hangzhou Vocational & Technical College, Hangzhou, Zhejiang 310018， China）

Abstract： The Internet of things is a web ecosystem combined by things and internet through RFID, senor, wireless data communication devices. This article aimed at realizing a smart-digital-home gateway system which is based on the technology of Internet of things. It has characteristics such as low cost, mutual connection, multi-platform, self-organizing and scalability.

Key words： Internet of things； RFID； intelligent home； security

0 引言

二十世紀80年代開始，能夠初步實現(xiàn)監(jiān)管、控制功能的智能家居系統(tǒng)已經(jīng)開始得到實際應用。目前，此項技術(shù)在韓國普及的程度排在全球前列，美國已經(jīng)為智能家居系統(tǒng)制定了相應的技術(shù)標準，智能家居的基礎產(chǎn)品已通過美國FCC或歐盟等行業(yè)組織機構(gòu)的質(zhì)量安全認證，全球家居智能技術(shù)的發(fā)展已進入白熱化階段。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的社區(qū)數(shù)字智能網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，即基于小區(qū)的家庭智能家居解決方案，通過小區(qū)服務器和小區(qū)應用軟件把小區(qū)內(nèi)的多個家庭智能網(wǎng)關(guān)結(jié)合起來，進行集中管理和資源共享，利用先進的計算機技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、網(wǎng)絡通訊技術(shù)、家電技術(shù)、無線控制技術(shù)[2]，將家居生活有關(guān)的子系統(tǒng)有機地結(jié)合，通過統(tǒng)籌管理，不僅可實現(xiàn)小區(qū)安防監(jiān)控，更能將家庭智能控制、信息及消費服務等家居生活有效地結(jié)合在一起，讓家居生活更加舒適、安全、有效。

1 智能家居數(shù)字網(wǎng)關(guān)的功能需求

⑴室內(nèi)主機軟件：實現(xiàn)可視門鈴、記錄查看、系統(tǒng)設置、呼叫管理中心機四個主功能的相關(guān)部分；能在小區(qū)內(nèi)實現(xiàn)可視對講、電話/短信報警；實現(xiàn)視頻監(jiān)控，并能將報警信息從小區(qū)的服務器上通過ECP以電話、短信、彩信的形式報警。

⑵單元門口機軟件：無GUI，實現(xiàn)可視門鈴、呼叫管理中心機、系統(tǒng)設置三個主要功能。

⑶小區(qū)管理中心機軟件：實現(xiàn)與單元門口機的音頻雙向、視頻單向?qū)χv；實現(xiàn)與業(yè)主室內(nèi)機的雙向音頻對講；實現(xiàn)系統(tǒng)設置的相關(guān)功能；實現(xiàn)可視對講、業(yè)主報警記錄管理。

⑷小區(qū)服務器軟件：搭建SIP服務器；小區(qū)服務器軟件收到室內(nèi)主機發(fā)過來的報警信息包后能通過串口電話撥號器/GPRS 模塊撥打主人電話、發(fā)送短信的管理軟件；采用ECP軟件，以使小區(qū)服務器軟件能夠在收到室內(nèi)主機發(fā)過來的報警消息包后，通過電信的ECP服務平臺自動撥打主人電話，發(fā)送短信/彩信給主人手機。

2 智能家居數(shù)字網(wǎng)關(guān)設計

2.1 單元門口機設計

圖1 單元門口機硬件需求示意圖

單元門口機的硬件采用V512的主板，通過UART/SPI/IIC來連接RFID讀卡器，通過MX27的12個GPIO或者IIC擴展的12個GPIO來連接按鍵。CMOS 攝像頭要裝有LED燈或紅外燈，各單元樓安放以太網(wǎng)交換機，交換出口接入小區(qū)局域網(wǎng)，硬件設計框架如圖1所示。

2.2 單元門口機軟件系統(tǒng)設計

單元門口機的網(wǎng)絡設置、密碼更新、RFID[3]權(quán)限管理通過USB導入。單元門口機讀到合法的RFID卡/IC卡的ID或/和密碼后自動打開電動門（可用密碼/RFID/密碼+RFID）,響應“*”按鍵呼叫小區(qū)管理中心機；根據(jù)按鍵輸入的物業(yè)編號（1803）呼叫業(yè)主；接收本單元內(nèi)室內(nèi)機或小區(qū)中心機呼叫并自動接通，并通過室內(nèi)機查看狀態(tài)。

2.3 室內(nèi)主機/室內(nèi)分機/管理中心機設計

室內(nèi)主機硬件采用V509硬件和模具。通過室內(nèi)主機可查看單元門口機；查看來訪紀錄，也可通過USB 接口導出。室內(nèi)主機內(nèi)置SD Socket和 CMOS Sensor，315/433M 內(nèi)置無線模塊可連接到業(yè)主家庭內(nèi)的315/433M無線網(wǎng)絡，實現(xiàn)室內(nèi)主機與本小區(qū)業(yè)主的室內(nèi)主機的可視對講，報警。室內(nèi)主機內(nèi)置一個USB的WiFi模塊，可加入家庭局域網(wǎng)，它能實現(xiàn)家庭局域網(wǎng)上的 IPCAM/室內(nèi)分機和小區(qū)局域網(wǎng)相關(guān)設備之間的數(shù)據(jù)路由。硬件設計框架[4]如圖2所示。

圖2 室內(nèi)主機/室內(nèi)分機/管理中心機硬件設計框架

2.4 室內(nèi)主機軟件系統(tǒng)設計

室內(nèi)主機主界面（GUI）采用Android 實現(xiàn)（如圖3所示）。如果連續(xù)5分鐘沒有任何操作，系統(tǒng)會自動進入屏保模式。屏保模式下，觸摸屏或者按鍵有任何操作，則室內(nèi)主機返回主界面。在主菜單下點擊呼叫按鈕圖標，系統(tǒng)進入呼叫小區(qū)管理中心機狀態(tài)，用戶可與小區(qū)管理中心機進行音頻對講或者可視對講（如圖4所示）。

圖3 室內(nèi)機主界面

圖4 室內(nèi)機呼叫界面

門鈴在查看狀態(tài)下，用戶可以查看、監(jiān)聽單元門口機，但是單元門口機聽不到室內(nèi)主機的聲音，直到按下室內(nèi)主機對講按鈕，方可開始單向視頻、雙向音頻的對講；開門按鈕，僅在室內(nèi)主機處于門鈴查看狀態(tài)下或者對講狀態(tài)才能被有效操作（打開電控門）；室內(nèi)主機返回鍵被按下即從門鈴狀態(tài)下返回，如果此時室內(nèi)主機處于門鈴查看、對講狀態(tài)，則自動掛斷； 室內(nèi)主機在門鈴查看、對講狀態(tài)下，如果單元門口機對其他室內(nèi)主機發(fā)起了新的呼叫請求，則單元門口機會自動掛斷與原來室內(nèi)主機的連接，室內(nèi)主機則會自動返回主界面；此外，室內(nèi)主機在門鈴查看、對講狀態(tài)下，如果連續(xù)5分鐘無任何觸摸屏操作，則室內(nèi)主機會先以OSD提示信息來告訴用戶需要點擊一個屏幕，如果用戶在10秒內(nèi)還是沒有任何操作，室內(nèi)主機即自動掛斷，返回到主界面的屏保模式。

在主界面下點擊室內(nèi)主機記錄查看圖標，室內(nèi)主機即進入記錄查看狀態(tài)。用戶可以按照時間逆訪紀錄和安防報警記錄（如圖5所示）。

圖5 視頻查看界面

2.5 室內(nèi)分機系統(tǒng)設計

圖6 室內(nèi)分機主界面

室內(nèi)分機GUI的絕大部分和室內(nèi)主機一樣，只是需要設置室內(nèi)主機在家庭局域網(wǎng)中的IP地址，這樣，市內(nèi)分機可以通過室內(nèi)主機的路由功能來實現(xiàn)可視對講/門禁管理/安防報警/視頻監(jiān)控的功能。室內(nèi)分機在作為分機工作時，不需要在本機上安防報警的功能，視頻監(jiān)控功能也僅僅限于查看IPCAM的實時視頻（如圖6所示）。

3 結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)的重要組成部分，具有廣闊的發(fā)展前景。本文針對目前國內(nèi)小區(qū)管理的實際情況，設計并實現(xiàn)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居[5]數(shù)字網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，已在相關(guān)房地產(chǎn)和物業(yè)企業(yè)中推廣試用，并獲得了客戶的肯定。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實際生活相結(jié)合的產(chǎn)品具有強有力的生命力和市場發(fā)展?jié)摿?，將會有越來越多的小區(qū)在建設過程中采用智能家居系統(tǒng)，并實現(xiàn)整個小區(qū)的智能化。預計在未來幾年，智能家居的應用將越來越廣泛，并帶動智能化裝修、智能化小區(qū)服務、智能化家電等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

參考文獻：

[1] 喬彥友,李廣文.基于GIS和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎設施管理信息系統(tǒng)[J].地理信息世界.2010.5:17

[2] 王永紅,肖碩.高密度物聯(lián)網(wǎng)標簽防止沖突的研究[J].安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學院學報,2010.5:14

[3] 柳維長.RFID與物聯(lián)網(wǎng)[J].信息電腦,2010.10:32

第4篇：物聯(lián)網(wǎng)與智能家居范文

關(guān)鍵詞 ZIGBEE；物聯(lián)網(wǎng)；智能家居系統(tǒng)設計

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）17-0032-01

智能家居系統(tǒng)的發(fā)展和更新?lián)Q代已經(jīng)經(jīng)歷了四代的變革，智能家居系統(tǒng)也在實踐中不斷的完善和優(yōu)化。當今，智能家居系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是朝著自動化、實時化、高效化、穩(wěn)定化的方向逐步發(fā)展?；赯IGBEE的物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)的建立正是對前幾代智能家居系統(tǒng)的繼承和發(fā)展，它也在不斷的發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，實現(xiàn)智能家居系統(tǒng)的更新?lián)Q代升級。這么做就是為了更好地滿足人們對智能家居系統(tǒng)的高品質(zhì)、高品位的需求。用戶通過對智能管理系統(tǒng)的充分利用，可以讓家居生活變得更舒適、更安全、更有品位。

1 ZIGBEE技術(shù)的解析

ZIGBEE技術(shù)是一種新型的技術(shù)升級，它介于無線標記技術(shù)和藍牙之間，主要用于近距離的無線連接，其目標是為了實現(xiàn)低能耗、低成本、近距離、高安全性的雙向通信。它的標準是由IEEE802.15技術(shù)委員會制定的。它有三種可供使用的頻段，分別針對的是美國、歐洲和其他地區(qū)。ZIGBEE技術(shù)作為一種新興的技術(shù)，它具有以下技術(shù)特點。

1.1 是網(wǎng)絡容量大

通過ZIGBEE技術(shù)建立起來的網(wǎng)絡最多可以包含255個網(wǎng)絡節(jié)點，如果再加上網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器，整個網(wǎng)絡最多可以容納6400個ZIGBEE網(wǎng)絡節(jié)點。

1.2 強大的兼容性

使用ZIGBEE技術(shù)可以與現(xiàn)有的控制網(wǎng)絡交互鏈接，無任何抵制。

1.3 數(shù)據(jù)傳輸可靠

ZIGBEE技術(shù)采用了碰撞避免機制來保障傳輸數(shù)據(jù)的可靠性，通過一定的技術(shù)支持，可以實現(xiàn)避免發(fā)送數(shù)據(jù)的競爭和沖突，同時每個發(fā)送的數(shù)據(jù)必須保證接收方接收信息并予以確認。

2 基于ZIGBEE的物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)

以ARM微處理器為中心，建立家庭網(wǎng)關(guān)平臺，對外通過互聯(lián)網(wǎng)連入公共網(wǎng)絡，對內(nèi)通過ZIGBEE的物聯(lián)網(wǎng)在家用電器和其他設施中通過局域網(wǎng)連接。

使用ARM微處理器芯片S3C2440作為智能家居系統(tǒng)的主要控制器，利用ZIGBEE芯片JN5121組成只能家居控制系統(tǒng)，將家庭中的其他控制器與ZIGBEE無線節(jié)點模塊相結(jié)合，拓展出更多的功能模塊。

在WEB服務器和通用網(wǎng)管程序的基礎上實現(xiàn)家庭主控制器對家用電器與安全防衛(wèi)的本地和遠程監(jiān)控，完善嵌入式家庭網(wǎng)關(guān)設計程序。

3 基于ZIGBEE的物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)

ZIGBEE技術(shù)應用在家居系統(tǒng)上，它的主體結(jié)構(gòu)主要是由一個ZIGBEE協(xié)調(diào)器分節(jié)點和3個ZIGBEE終端器組成，3個ZIGBEE終端器節(jié)點分別連接門禁系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和溫濕度傳感器，然后通過無線信號傳輸器把傳感器數(shù)據(jù)傳輸給協(xié)調(diào)器節(jié)點，再由家居智能系統(tǒng)終端控制器和處理器作出處置。

在基于ZIGBEE的物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)中，ZIGBEE家庭無線網(wǎng)絡是這個智能系統(tǒng)中最重要的部分，它的主要功能是對家庭中的各種信息進行監(jiān)控，采集各種數(shù)據(jù)并收集各種有用信息，保存并傳輸給家庭網(wǎng)關(guān)中。家庭網(wǎng)關(guān)是家庭內(nèi)部網(wǎng)與外部網(wǎng)進行信息交換的核心，它的主要功能就是保證通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換和信息的實時傳遞。用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)絡與智能家居系統(tǒng)的互通，對家中的信息實行實時監(jiān)控。

在一個ZIGBEE網(wǎng)絡中，ZIGBEE的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)主要有星形網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)和混合型?；赯IGBEE的物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)主要采用T1公司開發(fā)出的CC2430芯片來實現(xiàn)ZIGBEE網(wǎng)絡通信。在這幾種結(jié)構(gòu)中，以網(wǎng)絡網(wǎng)的功能最強大，它可以通過“多級跳”的方式來實現(xiàn)通信；星形網(wǎng)則具有簡單、簡潔和能耗低的優(yōu)點，它的使用對象主要針對家庭的小規(guī)模應用，適合距離較近、復雜度較低的情況；而混合型的網(wǎng)絡則介于兩者之間。

通過利用T1公司的CC2430的ZIGBEE協(xié)議線，再通過設計出的各個節(jié)點的應用層軟件，協(xié)調(diào)器節(jié)點上的系統(tǒng)進行初始化工作，等待家庭網(wǎng)關(guān)發(fā)送命令建立網(wǎng)絡，ZIGBEE通信網(wǎng)網(wǎng)絡建立后，等待終端的加入。在接收到家庭網(wǎng)關(guān)的命令后，在網(wǎng)絡中發(fā)送監(jiān)測的命令。這樣形成循環(huán)模式，在收到終端的監(jiān)測數(shù)據(jù)后再實時傳送給家庭網(wǎng)關(guān)。

4 結(jié)束語

基于ZIGBEE的物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)的設計和更新順應了智能家居系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，在不斷的優(yōu)化、更新中，不斷滿足人們對于智能家居系統(tǒng)的高品質(zhì)、高品位的需求。雖然，從前來看，基于ZIGBEE的物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)仍舊存在這樣和那樣的問題，但從總體上看，基于ZIGBEE的物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)基本上滿足了人們對于家居系統(tǒng)的特定需求。

基于ZIGBEE的物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)憑借著ZIGBEE技術(shù)的低能耗、低成本、近距離、高安全性的優(yōu)點，對人們提高家居生活的品質(zhì)和品位提供了一個很好的手段，它完全能夠適應今后智能家居的發(fā)展需求。

參考文獻

[1]周珊，蔡長青，舒英利.基于ZIGBEE的智能家居系統(tǒng)設計[J].科技論壇，2013（42）.

第5篇：物聯(lián)網(wǎng)與智能家居范文

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；ZigBee；無線傳感網(wǎng)絡；智能家居

DOIDOI：10.11907/rjdk.161600

中圖分類號：TP319

文獻標識碼：A文章編號文章編號：16727800（2016）009009702

作者簡介作者簡介：孫會民（1990-），女，山東菏澤人，山東科技大學信息科學與工程學院碩士研究生，研究方向為計算機軟件理論。

0引言

智能家居利用先進的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡通訊技術(shù)、綜合布線技術(shù)，融合個性需求，將與家居生活有關(guān)的各個子系統(tǒng)如安防、燈光控制、空調(diào)控制、窗簾控制、信息家電、場景聯(lián)動、環(huán)境監(jiān)測等有機地結(jié)合在一起，通過網(wǎng)絡綜合智能控制和管理，實現(xiàn)以人為本的全新家居生活體驗。

本方案用電腦作為客戶端，通過無線網(wǎng)絡 （WiFi、GPRS） 對家居系統(tǒng)進行控制，做到方便、快捷、觸手可及。

1智能家居監(jiān)控系統(tǒng)

本系統(tǒng)以CC2530為控制核心，完成信息的采集與電器的控制等操作。終端節(jié)點把采集的數(shù)據(jù)通過無線數(shù)據(jù)傳輸方式發(fā)給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器通過A8網(wǎng)關(guān)把打包好的數(shù)據(jù)發(fā)送給服務器供外部調(diào)用[13]。平臺上配有液晶顯示模塊，人機交互界面能方便進行相關(guān)操作。

數(shù)據(jù)傳輸既可以通過Internet網(wǎng)絡進行，也可以利用現(xiàn)有的無線通信網(wǎng)絡，如WiFi網(wǎng)絡[4]。在家庭內(nèi)網(wǎng)中，只需與一個具有無線接口管理功能的ZigBee模塊相連，通過人機交互界面，便可通過PC終端進行設備控制與狀態(tài)查詢。

系統(tǒng)通過上位機與A8網(wǎng)關(guān)配合，采集溫濕度傳感器、光照采集傳感器、煙霧采集傳感器、紅外反射傳感器的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對繼電器的控制功能。智能家居監(jiān)控系統(tǒng)流程如圖1所示。

2系統(tǒng)總體設計

系統(tǒng)分為上位機軟件控制和下位機ZigBee控制器兩大部分。上位機通過人機交互界面發(fā)送控制信息并接收下位機ZigBee控制器發(fā)送的檢測信號；下位機ZigBee控制器根據(jù)上位機軟件給出的指令發(fā)出控制信號，控制相應的家居場設備，同時將檢測到的信號發(fā)送到上位機圖形界面上[5]。

軟件部分主要是C#編寫的圖形界面進行人機交互。上位機通過人機交互界面，將控制信號通過網(wǎng)線或者WiFi把相應的命令或者信號傳送到A8網(wǎng)關(guān)上，然后通過A8網(wǎng)關(guān)發(fā)送信息給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器把命令傳送到各個終端節(jié)點上，以此接收數(shù)據(jù)或者對中斷節(jié)點進行控制[6]。

2.1系統(tǒng)設計思路及關(guān)鍵技術(shù)

智能家居系統(tǒng)上的軟件包括PC軟件和嵌入式軟件。PC軟件基于VS2010平臺的C#語言編寫。硬件程序在Windows下基于IAR集成開發(fā)環(huán)境的C語言編寫[78]。

（1）PC應用軟件（智能客戶端）。PC機軟件通過各個模式的設定實現(xiàn)相應功能。在PC端接受底層硬件傳來的數(shù)據(jù)并顯示[910]，同時把顯示的數(shù)據(jù)進行適當處理，使其智能化。如當天氣炎熱達到預先設定的閾值時，空調(diào)會自動打開制冷降溫；當處于離家模式時，家里的燈泡、風扇、空調(diào)等會自動關(guān)閉，以此通過客戶端來實現(xiàn)智能化。

（2） 嵌入式應用軟件。①Main：獲取傳感器的溫濕度值、煙霧值，并作相應處理，同時還監(jiān)聽和處理PC軟件發(fā)送的請求；②ZigBee：處理Main下的指令。

2.2軟件子系統(tǒng)設計

2.2.1PC端軟件功能設計

C#客戶端通過調(diào)用各模塊實現(xiàn)各種模式。在Client端有回家模式、離家模式、電視模式、工作模式、會話模式、電影模式、全開模式、省電模式、上網(wǎng)模式以及自定義模式等各種功能，見圖2。

（1）登錄模塊。在登錄模塊中，需要通過驗證用戶名和密碼才能登錄。

（2）注冊模塊。需要輸入用戶名和兩次密碼輸入完成注冊。

（3）主模塊。在主模塊下定義了各種模式，以此實現(xiàn)智能化。

（4）回家模式。①回家時，門禁系統(tǒng)會打開，通過繼電器開關(guān)打開大門；②進入大門時有溫馨的智能提示，提示內(nèi)容用語音播報，如“您有一個未接電話”等；③家里的電器會打開，如：空調(diào)、電燈、電視等。

（5）離家模式。①離家模式下，家里的電器會關(guān)閉。首先查看電器開關(guān)狀態(tài)，比如燈泡處于打開狀態(tài)，則通過繼電器模擬關(guān)閉；②安防系統(tǒng)會打開，比如紅外感應打開用來防范小偷、煙霧感應系統(tǒng)和溫度感應系統(tǒng)打開以預防火災；③有緊急情況時，安防系統(tǒng)會自動發(fā)送信息到手機，并根據(jù)緊急情況等級設定手機接收信息的鈴聲或響鈴時間長短。

（6）電視模式。通過繼電器開關(guān)電視。

（7）工作模式。在工作模式下，窗簾會關(guān)閉，所有背景音樂也會關(guān)閉，還會啟動部分安防系統(tǒng)。比如有人來了會有提示，此功能通過繼電器模擬實現(xiàn)。

（8）會客模式。①在會客模式下會響起背景音樂，調(diào)節(jié)氣氛；②電話或短信會根據(jù)內(nèi)容的緊急情況，以及相同聯(lián)系人發(fā)送短信的數(shù)量來確定短信的重要程度，以此選擇是否通知；③選擇操作繼電器模擬實現(xiàn)。

（9）電影模式。①在電影模式下，可以打開想看的電影，還可以選擇重復播放，可從列表框中刪除影片；②在此模式下通過繼電器模擬實現(xiàn)燈泡的關(guān)閉，實現(xiàn)智能控制。

（10）全開模式。①在全開模式下，打開所有必要的電器和系統(tǒng)；②此處通過繼電器來模擬實現(xiàn)。

（11）省電模式。①在省電模式下，關(guān)閉不必要的電器開關(guān)；②關(guān)閉背景音樂。

（12）上網(wǎng)模式。在上網(wǎng)模式下關(guān)閉不必要的流量。

（13）自定義模式1。①在此模式下可以查看用戶設定城市3天的天氣預報，還可以查詢其它城市的天氣；②通過天氣的溫度值給用戶提供一些指導信息；③通過繼電器的打開與關(guān)閉進行模擬。

（14）自定義模式2。此模塊為視頻監(jiān)控模塊，通過視頻監(jiān)控可以記錄下一些視頻，比如不在家時的訪客，通過調(diào)用視頻可以知道誰來過[11]。

2.2.2下位機軟件功能設計

（1）任務與事件添加。在任務初始化函數(shù)中添加任務（OSAL_SampleApp.c中），方式如下：

void osalInitTasks（ void ）

{

……………

ZDApp_Init（ taskID++ ）；

SampleApp_Init（ taskID++ ）；

GenericApp_Init（ taskID++ ）；//添加任務初始化函數(shù)

}

任務的處理函數(shù)地址：

const pTaskEventHandlerFn tasksArr[] = {

……………..

ZDApp_event_loop，

SampleApp_ProcessEvent，

GenericApp_ProcessEvent //添加任務處理函數(shù)

}；

注：這兩個函數(shù)的順序是對應的，還要在SampleApp.c中定義這兩個函數(shù)。

（2）ZigBee節(jié)點程序流程。協(xié)調(diào)器主要負責建立網(wǎng)絡、維護網(wǎng)絡。上電初始化完成后，協(xié)調(diào)器建立一個網(wǎng)絡。一旦建立網(wǎng)絡成功，協(xié)調(diào)器的網(wǎng)絡地址、簇ID、網(wǎng)絡編號以及傳輸通道等信息就確定了，這時它會進入空閑狀態(tài)，等待其它節(jié)點加入。若接收到節(jié)點入網(wǎng)申請，則允許其加入網(wǎng)絡并分配網(wǎng)絡地址等信息。當加入網(wǎng)絡成功后，終端節(jié)點將進入應用層處理函數(shù)[12]。

3結(jié)語

本文將無線傳感器網(wǎng)絡和嵌入式系統(tǒng)A8相結(jié)合，構(gòu)成一個無線智能家居控制系統(tǒng)。對智能家居內(nèi)部ZigBee網(wǎng)絡、智能家居的上位機進行了分析研究。由于設備節(jié)點有限，只采集了溫濕度、光照、煙霧等節(jié)點數(shù)據(jù)。

參考文獻：

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第6篇：物聯(lián)網(wǎng)與智能家居范文

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng) 智能家居 信息技術(shù)

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）02-0029-03

隨著我國經(jīng)濟水平不斷的提高，科學技術(shù)的蓬勃發(fā)展，使智能家居行業(yè)有很大的進步和發(fā)展。但是，智能家居依舊處在不完善的階段，它的很多功能無法有效的應用于居民的家中，我國廣大人民群眾對智能家居的認識比較淺顯，以及智能家居受其他一些因素的影響，促使其直到今天也未在我國普及。本文筆者以智能家居為起點，對其進行詳細介紹，進而詳細分析智能家居未能在我國普及的原因，最終探討如何優(yōu)化和創(chuàng)新智能家居，使其逐漸落戶于千萬個家庭中。

1 智能家居

對智能家居的定義是以住宅為平臺，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡通信技術(shù)、智能家居系統(tǒng)設計方案、安全防范技術(shù)、自動控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設施集成，構(gòu)成高校的住宅設施與家庭日程事務的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，同時創(chuàng)造環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。智能家居的理念是有效的將先進的科學技術(shù)、我國整體情況以及個人的需求結(jié)合在一起，充分發(fā)揮科學技術(shù)作用的同時改善我國自然環(huán)境，為人們提供安全、舒適、健康的生活環(huán)境。實現(xiàn)智能化、自動化、現(xiàn)代化、安全化的智能家居，主要是通過構(gòu)建八個子系統(tǒng)而達到的，而這八個子系統(tǒng)為：家庭網(wǎng)絡子系統(tǒng)、家庭能量管理子系統(tǒng)、背景音樂子系統(tǒng)、智能照明子系統(tǒng)、智能安防子系統(tǒng)、家庭娛樂子系統(tǒng)、家庭信息處理子系統(tǒng)、家庭環(huán)境子系統(tǒng)（如圖1所示）。

（1）家庭網(wǎng)絡子系統(tǒng)。家庭網(wǎng)絡子系統(tǒng)的構(gòu)建能夠有效的優(yōu)化和保護人們居住環(huán)境所應用的網(wǎng)絡，促使與廣域網(wǎng)連接的計算機、手機、網(wǎng)絡電視等具有良好的應用性，避免斷網(wǎng)、病毒入侵、黑客破壞等現(xiàn)象出現(xiàn)，使人們能夠安全、高效的上網(wǎng)。

（2）家庭能量管理子系統(tǒng)。在人們的居住環(huán)境中屬于能量的有電、水、天然氣。家庭能量管理子系統(tǒng)能夠?qū)θ藗兯牡碾姟⑺?、天然氣進行計算，確定用戶需繳費用，并自動幫業(yè)主交費，真正意義上實現(xiàn)便民。

（3）背景音樂子系統(tǒng)。背景音樂子系統(tǒng)的構(gòu)造是在住宅內(nèi)部設置音樂線路，并有效的利用自動感應技術(shù)使背景音樂具有感應功能。人們居住在住宅中能夠隨時隨地的開啟音樂以選歌等，使人們沉浸在美妙的音樂中。

（4）智能照明子系統(tǒng)。智能照明子系統(tǒng)的應用不僅能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約用電，還能夠呵護人們的眼睛。因為智能照明子系統(tǒng)具有自動開關(guān)電燈的功能，在人們離開燈源一段時間后，照明系統(tǒng)將會自動關(guān)閉電燈；照明系統(tǒng)具有燈光調(diào)節(jié)功能，能夠按照人們的需求調(diào)節(jié)燈光的亮度，保護人們的眼睛。

（5）智能安防子系統(tǒng)。智能安防子系統(tǒng)具有報警功能，并與公安系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，一旦人民住宅出現(xiàn)偷盜、煤氣泄露、火災等情況，將會自動發(fā)出報警響鈴，并將報警信號傳輸?shù)焦蚕到y(tǒng)，在事故發(fā)生的第一時間進行報警。

（6）家庭娛樂子系統(tǒng)。家庭娛樂子系統(tǒng)的構(gòu)建，能夠使人們在足不出戶的狀態(tài)下就能夠開展游戲、家庭影院、家庭KTV等娛樂活動。

（7）家庭信息處理子系統(tǒng)。由于人們生活不僅僅局限于住宅。在人們不再居住環(huán)境時家庭信息管理子系統(tǒng)就發(fā)揮作用，能夠準確的接收與家庭相關(guān)的信息，如小區(qū)、物業(yè)等方面的的信息，將垃圾信息篩選出去，將重要的信息傳送到用戶的手機中，使人們能夠?qū)崟r掌握家中的一切動態(tài)。

（8）家庭環(huán)境子系統(tǒng)。家庭環(huán)境子系統(tǒng)能夠根據(jù)每天的天氣情況，自動的調(diào)節(jié)空氣，采暖、濕度等方面，為人們營造良好的居住環(huán)境。

2 智能家居沒有在我國普及的原因

智能家居是實現(xiàn)人們高品質(zhì)生活的一種有效措施，其在為人們提供舒適、安全、健康的居住環(huán)境的同時還能夠為人們創(chuàng)造更多的“方便”。但是，目前我國廣大的人民群眾并沒有通過此種方式提高生活品質(zhì)。究其原因主要表現(xiàn)在以下幾方面。

（1）行業(yè)內(nèi)廠商未達成一致的協(xié)議。智能家居系統(tǒng)的構(gòu)成需要結(jié)合各種先進的科學技術(shù)才能夠真正發(fā)揮其作用。因科學技術(shù)的應用是需要與掌握技術(shù)的廠商進行協(xié)調(diào)。在達成一致的情況下，廠商才會提高科學技術(shù)，應用于智能家居中。由于目前行業(yè)內(nèi)并缺乏標準的智能家居系統(tǒng)技術(shù)支持協(xié)議，在與廠商協(xié)調(diào)過程中出現(xiàn)矛盾或意見不符，最終致使科學技術(shù)的支持為能能達成，相應的智能家居系統(tǒng)中的一些功能無法有效的在人們住宅中發(fā)揮作用。

（2）智能家居系統(tǒng)能夠?qū)嵤┑墓δ苌?。截止到今天，智能家居產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展了10多年。在這期間，智能家居系統(tǒng)功能主要以安全報警和智能控制這兩方面。而信息處理、環(huán)境調(diào)節(jié)等功能還處在待發(fā)展階段。而致使智能家居在科學技術(shù)蓬勃發(fā)展過程中止步不前的原因是智能家居系統(tǒng)功能的研發(fā)需要承擔很大的風險，一旦研究失敗將會損失大量資金。絕大多數(shù)的企業(yè)為了躲避風險，而采取保守的發(fā)展策略，對于智能家居新功能的開發(fā)采取不予嘗試的策略。

（3）市場接受程度低。目前，絕大多數(shù)的國民對智能家居的認識較少，不了解智能家居系統(tǒng)作用，未曾感受到智能家居的便利，讓廣大人民群眾在斷時間接受智能家居難度較大。此種情況對智能家居市場的影響較大。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在1999年首次被提出來的，直到2005年才正式定的。所以，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指通過射頻識別、紅外感應、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按照約定的協(xié)議將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換、通信，以實現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。在現(xiàn)代化的今天，合理而有效的應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠優(yōu)化人們的生活，還能夠促進各行各業(yè)的發(fā)展。因為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是結(jié)合多種先進技術(shù)而構(gòu)成的，能夠體現(xiàn)各種先進技術(shù)的優(yōu)點，靈活的應用。而構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)主要的技術(shù)是RFID、傳感器、M2M。這三種技術(shù)具有良好的應用性。具體表現(xiàn)為：

（1）RFID的應用。只要在對象上嵌入RFID智能標簽。RFID技術(shù)將會借助網(wǎng)絡技術(shù)，數(shù)據(jù)庫技術(shù)、中間件技術(shù)構(gòu)成一個具有讀寫功能和自動移動的電子標簽物聯(lián)網(wǎng)，通過此物聯(lián)網(wǎng)能夠幫助人們進行各種數(shù)據(jù)的讀取和合理的應用。

（2）傳感器的應用。在對象周圍布置傳感器節(jié)點，傳感器將會通過傳感器節(jié)點從對象上采集信息，并將信息傳送到控制中心，為控制中心提供準確的、全面的信息

（3）M2M的應用。M2M是指人與機器之間建立連接的所有技術(shù)和手段。也就是將人們與所要監(jiān)控的機器連接在一起，通過設備通信和網(wǎng)絡技術(shù)，促使人們掌握機器的實時動態(tài)。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的體系架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)的價值在于讓物體也擁有了“智慧”，從而實現(xiàn)人與物、物與物之間的溝通，物聯(lián)網(wǎng)的特征在于感知、互聯(lián)和智能的疊加。因此，物聯(lián)網(wǎng)由三個部分組成：感知部分，即以二維碼、RFID、傳感器為主，實現(xiàn)對“物”的識別；傳輸網(wǎng)絡，即通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)絡、通信網(wǎng)絡等實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸；智能處理，即利用云計算、數(shù)據(jù)挖掘、中間件等技術(shù)實現(xiàn)對物品的自動控制與智能管理等。具體應用如圖2所示。

（1）構(gòu)建感知層。應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建感知層的目的是實現(xiàn)智能家居系統(tǒng)與居民形成感知，方便居民合理而有效的利用智能家居系統(tǒng)的各個功能。構(gòu)建感知層主要利用的是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的射頻識別、GPS、傳感器等技術(shù)手段，促使智能家居系統(tǒng)能夠感知到對象，捕獲信息，下達指令。像人們在進入房間時，智能家居系統(tǒng)能夠感知到住戶要進入住宅的信息，促使住戶在到達門口時門會自動開啟。

（2）構(gòu)建網(wǎng)絡層。保證智能家居系統(tǒng)能夠有效的應用，網(wǎng)絡是必不可少的條件。因此，運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡層是對智能家居系統(tǒng)所應用的網(wǎng)絡進行優(yōu)化和保護，促使智能家居系統(tǒng)能夠運用到高質(zhì)量的網(wǎng)絡。應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建的網(wǎng)絡層包括通信網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)形成的融合網(wǎng)絡、家居物聯(lián)網(wǎng)中心、信息中心、云計算平臺、專家系統(tǒng)等，促使網(wǎng)絡層能夠為居民提供良好的網(wǎng)絡環(huán)境，同時能夠進行智能化的信息處理，促使人們居家辦公或居家休閑娛樂都能夠順暢的進行。

（3）構(gòu)建應用層。應用層是指將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能家居專業(yè)技術(shù)相結(jié)合，使智能家居應用性增強。構(gòu)建應用層是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用到智能家居中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。兩者能否有效的結(jié)合直接關(guān)乎物聯(lián)網(wǎng)智能家居的應用性，對智能家居行業(yè)的發(fā)展有一定的影響。因此，在構(gòu)建應用層時需要對智能家居進行詳細的分析，確定其優(yōu)點和不足，分析應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能否有效的改善智能家居存在的不足，從而之制定最佳的實施方案，盡量做到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能家居的完美結(jié)合，從而創(chuàng)造安裝簡單、操作簡單、維護簡單的物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)。

5 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應用

采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)可以通過以下幾種方式實現(xiàn)對家居系統(tǒng)中的各種設備的控制：（圖2）

（1）傳統(tǒng)手動控制。保留智能住宅內(nèi)所有燈及電器的原有手動開關(guān)、自帶遙控等各種控制方式，對住宅內(nèi)所有燈及電器，無需進行改造，保留原有的手動開關(guān)及自帶遙控等各種控制方式，充分滿足家庭內(nèi)不同年齡、不同職業(yè)、不同習慣的家庭成員及訪客的操作需求；不會因為局部智能設備的臨時故障，導致不能實現(xiàn)控制的尷尬。

（2）智能無線遙控。一個遙控器，實現(xiàn)對所有燈光、電器及安防的各種智能遙控以及一鍵式場景控制，實現(xiàn)全宅燈光及電器的開關(guān)、臨時定時等遙控，各種編址操作，一鍵式情景模式，配合數(shù)字網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)器，實現(xiàn)本地及異地萬能遙控。

（3）一鍵情景控制。一鍵實現(xiàn)各種情景燈光及電器組合效果，可以用遙控器、智能開關(guān)、電腦等實現(xiàn)“回/離家、會客、影院、就餐、起夜”等多種一鍵。

（4）IPAD管理?？梢酝ㄟ^IPAD通過無線控制方式實現(xiàn)對全宅燈光、電器、安防等系統(tǒng)的各種智能控制與管理，通過功能最強大的電腦軟件可以實現(xiàn)對整個數(shù)字住宅系統(tǒng)的本地及INTERNET遠程配置、監(jiān)控、操作和維護以及系統(tǒng)備份與系統(tǒng)還原；包括用對燈光系統(tǒng)，電器系統(tǒng)，安防系統(tǒng)，等各大系統(tǒng)的智能管理與監(jiān)控。

（5）電話遠程控制。可以實現(xiàn)用電話或手機遠程控制整個智能住宅系統(tǒng)以及實現(xiàn)安防系統(tǒng)的自動電話報警功能，無論您在哪里，只要一個電話就可以隨時實現(xiàn)對住宅內(nèi)所有燈及各種電器的遠程控制，離家時，忘記關(guān)燈或電器，打個電話就可實現(xiàn)全關(guān)，回家前，打個電話可以先把熱水器啟動，空調(diào)打開；若配置了安防系統(tǒng)，則當家里發(fā)生入室盜竊等各種險情，安防系統(tǒng)自動撥打預設的電話號碼。

（6）INTERNET遠程監(jiān)控。通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)遠程監(jiān)控、操作、維護以及系統(tǒng)備份與系統(tǒng)還原，通過用戶授權(quán)，可以實現(xiàn)遠程售后服務。無論在世界各地，只要通過INTERNET網(wǎng)都可隨時了解家里燈及電器的開關(guān)狀態(tài)，包括遠程控制，隨時根據(jù)需求，更改系統(tǒng)配置、定時管理事件，還可隨時修改報警電話號碼；若授權(quán)工程師服務人員，可以讓他們協(xié)助遠程售后服務。

（7）事件定時管理?？梢詡€性化定義各種燈及電器的定時開關(guān)事件，一個事件管理模塊總共可以設置多個事件，完全可以將每天、每月、甚至一年的各種事件設置進去，充分滿足用戶的實際需求。可設置早上定時起床模式，晚上自動關(guān)窗簾模式，還有出差模式（摸擬有人在家以防小偷）等。

（8）設備聯(lián)動控制。根據(jù)家庭里設置的各種傳感器探測到的信息，按照事先設定的條件，聯(lián)動相應的設備，以達到節(jié)能、環(huán)保、舒適、方便的功能。

6 結(jié)語

在智能家居中應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建感知層、網(wǎng)絡層、應用層，形成物聯(lián)網(wǎng)智能家居，將會實現(xiàn)智能家居安裝簡單、操作簡單、維護簡單、應用隨意，更方便人們的生活，提高人們的生活品質(zhì)。可以說，在物聯(lián)網(wǎng)時代中合理而有效的應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對智能家居進行優(yōu)化和創(chuàng)新，促使其符合人們居家需求，有利于改善智能家居行業(yè)的現(xiàn)狀。

參考文獻

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第7篇：物聯(lián)網(wǎng)與智能家居范文

【關(guān)鍵詞】智能家居物聯(lián)網(wǎng)家庭網(wǎng)關(guān)

近年來物聯(lián)網(wǎng)的興起與發(fā)展為智能家居引入了新的概念及發(fā)展空間，越來越多的消費者喜歡從物聯(lián)網(wǎng)的角度對智能家居提出要求，希望智能家居是無線的、安全的、并且能夠用手機感知、控制的。另外，基于Android操作系統(tǒng)日益流行，本文將其與智能家居聯(lián)系起來，研究并實現(xiàn)了一種基于Android系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)。

一、物聯(lián)網(wǎng)簡介

物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱為“The Internet of Things”，其較為普遍認同的定義是：物聯(lián)網(wǎng)通過射頻識別（RFID）裝置、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等各種傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)線連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。

二、智能家居系統(tǒng)的定義

智能家居系統(tǒng)是集遠程控制，能耗管理，智能用電于一身的綜合管理系統(tǒng)?；谖锫?lián)網(wǎng)的智能家居，表現(xiàn)為利用信息傳感設備將家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機的結(jié)合在一起，并與互聯(lián)網(wǎng)連接，進行監(jiān)控、管理信息交換和通訊、實現(xiàn)家居智能化。

三、智能家庭網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的定義與功能需求

家庭智能網(wǎng)關(guān)是整個智能家庭網(wǎng)絡的核心，通過家庭網(wǎng)關(guān)才能實現(xiàn)家庭內(nèi)部多種智能設備之間的聯(lián)網(wǎng)，以及從家庭內(nèi)部到外部網(wǎng)絡的互聯(lián)，因此設計性價比高的家庭網(wǎng)關(guān)是實現(xiàn)智能家居系統(tǒng)的關(guān)鍵。

一個智能家庭網(wǎng)關(guān)可以看成是一個信息處理系統(tǒng)。其軟件部分為家庭網(wǎng)關(guān)應用平臺，輔助不具備信息化條件的設備實現(xiàn)信息化，即提供信息處理的能力；硬件部分即家庭網(wǎng)關(guān)，為與其相連的各家庭設備提供統(tǒng)一的信息交換接口及控制規(guī)則?？傮w而言，網(wǎng)關(guān)要起到三個功能：（1）Internet接入功能，包括路由、NAT（地址轉(zhuǎn)換）等等；（2）家庭網(wǎng)絡中各種不同通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，以及家庭網(wǎng)絡系統(tǒng)與TCP/IP協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換；（3）運行家電管理軟件，將使用不同通信協(xié)議的家用電器接入到家庭網(wǎng)絡中，并統(tǒng)一管理起來。

四、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)流程

整個智能家居系統(tǒng)需要解決的技術(shù)難題主要包括以下幾個方面。（1）數(shù)據(jù)采集：需要有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集方法。統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集方法來有效管理和利用各家庭設備。（2）數(shù)據(jù)傳送：形成有效的公共數(shù)據(jù)傳送基礎傳輸網(wǎng)絡，讓應用提供者以可控、安全、高效的方式獲取數(shù)據(jù)并發(fā)送反饋。（3）應用擴展：需要有多個層面的應用提供與擴展能力，即隨著家庭傳感網(wǎng)絡的擴展，實現(xiàn)在家庭內(nèi)部、運營商公共服務和第三方等方面進行應用功能的有效、方便靈活、低成本的擴充。

因此，物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)可以由以下三個層次組成：（1）第一層是傳感網(wǎng)絡，包括智能家電、生活用品、家居設備、家用健康設備、RF讀寫器等，這些設備或帶有RF讀寫器，或帶有RFID、傳感器，可實現(xiàn)對家庭用品、家居設備的狀態(tài)監(jiān)控以及家庭成員的健康數(shù)據(jù)采集等；（2）第二層是傳輸網(wǎng)絡，由家庭網(wǎng)關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)傳送功能、寬帶網(wǎng)絡和家庭網(wǎng)關(guān)應用平臺的傳送功能組成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與計算；（3）第三層是應用網(wǎng)絡，主要包括家庭網(wǎng)關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)應用功能、家庭網(wǎng)關(guān)應用平臺的應用功能和由媒體內(nèi)容提供商、應用提供商和用戶終端組成的第三方應用功能。

系統(tǒng)工作流程：

用戶在手機終端中輸入控制命令，通過無線網(wǎng)絡傳輸?shù)綉闷脚_系統(tǒng)。家庭網(wǎng)關(guān)應用平臺的中央控制器接收到信息后，進行必要的處理和分析。而后通過家庭網(wǎng)關(guān)接口控制與其相連的相應家庭設備，從而達到對智能家居的控制與操作。完成相應操作后，設備返回一條完成指令，由中央控制器反饋給使用者。用戶不操作的情況下，中央控制器會自動接受、監(jiān)控各類傳感器，實時監(jiān)控各類環(huán)境數(shù)據(jù)。一旦變化超出設定范圍，自動產(chǎn)生指令，發(fā)送告警信息給終端用戶，并調(diào)節(jié)相應的智能設備，從而營造安全舒適的家居條件。

五、結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)提升為國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，進入家庭應用是其成熟與成功的標志。隨著技術(shù)的成熟與規(guī)模應用，核心器件的成本會極大地下降，建立起物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)將是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略的一個重要組成部分。

參考文獻

[1]王永初.最佳控制系統(tǒng)設計基礎[M].北京：科學出版社，2000

[2]韓江洪，張建軍.智能家居系統(tǒng)與技術(shù)[M].合肥：合肥工業(yè)大學出[1]版社，2005

第8篇：物聯(lián)網(wǎng)與智能家居范文

在各類物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中，很明顯，智能家居產(chǎn)業(yè)是最貼近老百姓生活的，幾乎涵蓋了人們生活中包括衣食住行之內(nèi)的方方面面，所具備的市場潛力明眼人都看得出來。因此，在各國都出臺一系列刺激經(jīng)濟的政策并對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的扶持之后，即便是世界幾大巨頭也不甘寂寞，直接殺入了這個市場，原來還躊躇不定、處在觀望中的一些企業(yè)和個人不再猶豫，都開始爭相奪取智能家居市場這塊甜美的大蛋糕。從各方面來看，智能家居的黃金時代已經(jīng)拉開了序幕。

Zigbee聯(lián)盟推動標準建立

很多人對智能家居市場不看好，無非是因為目前市場上各類產(chǎn)品良莠不齊，魚龍混雜，標準不一。但是，如今這樣的說法其實已經(jīng)不成立了。經(jīng)過了技術(shù)的進步，還有市場自發(fā)的淘汰，智能家居的技術(shù)道路選擇其實沒有了多大的余地。有線看似穩(wěn)定可靠，但是，安裝復雜，檢測維修困難，后續(xù)使用也不方面，自然第一個就被踢出了局。各類無線技術(shù)雖說各自都推出了適合智能家居的標準，但是，一來拓撲結(jié)構(gòu)上有限制，如藍牙、315M/415M、WIFI等很容易出現(xiàn)一個環(huán)節(jié)出問題、整個系統(tǒng)都癱瘓的現(xiàn)象；二來通訊距離也是個問題，通訊距離太短，中間就需要更多的中繼器，這樣無疑增加了成本；第三還有了端口數(shù)目的限制，家居設備不比其他，光是開關(guān)插座就要以幾十上百計，更不用說其他；另外還有其他方面的問題，如能耗、成本、組網(wǎng)能力等，如此一來，zigbee技術(shù)便脫穎而出。因此，如今市場上充斥著的智能家居產(chǎn)品多半是zigbee技術(shù)，也就理所當然了。 目前，zigbee聯(lián)盟大中華區(qū)總部已經(jīng)落戶上海，與其高級會員物聯(lián)傳感比鄰而居，而zigbee聯(lián)盟一直以來都在與各國政府一起商議推動智能家居標準制訂事宜，據(jù)傳，智能家居標準將于近期建立，屆時，將會推動智能家居行業(yè)進一步向良性健康方向發(fā)展。

智能家居行業(yè)發(fā)展利國利己

第9篇：物聯(lián)網(wǎng)與智能家居范文

前景光明

業(yè)內(nèi)人士普遍將2014年視為智能家居元年。在2014年間，基于現(xiàn)代信息技術(shù)的智能家居已經(jīng)不再停留在以往的概念層面，而是已經(jīng)慢慢步入消費級層面。在2015年國際消費電子展上，各大展商紛紛參展其智能家居產(chǎn)品正好印證了這一點。故而.2015年又被視作將是智能家居作為消費品在消費級市場爆發(fā)的一年。在今年瑞士達沃斯舉辦的世界經(jīng)濟論壇上.Google總裁Eric Schmidt在一次小組討論中就大膽預言，物聯(lián)網(wǎng)日后的發(fā)展壯大或?qū)е禄ヂ?lián)網(wǎng)的消失，取而代之的將是一個高度個性化、互動化的物聯(lián)網(wǎng)世界、智能家居是現(xiàn)階段互聯(lián)網(wǎng)依托物聯(lián)網(wǎng)融入消費者生活最為現(xiàn)實的成果體現(xiàn)。美國市場研究公司Gartner預測 到2020年，物聯(lián)網(wǎng)將每年帶來300億美金的市場利潤，更會有將近25億個設備連接到物聯(lián)網(wǎng)。作為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的排頭兵，智能家居產(chǎn)業(yè)的未來看上去是一片光明。

信息技術(shù)推動智能家居發(fā)展

近些年來，智能家居設計理念隨著信息技術(shù)水平的提高而發(fā)生著改變。隨著物聯(lián)網(wǎng)話題持續(xù)的升溫與研究的不斷深入，智能家居逐漸發(fā)展成為了物聯(lián)網(wǎng)重要的一部分。在物聯(lián)網(wǎng)概念提出以前，智能家居已經(jīng)存在，現(xiàn)在可以稱以前的智能家居為傳統(tǒng)智能家居，或者是家庭自動化。在傳統(tǒng)的智能家居階段，各種家電之間不能建立必要的聯(lián)系，可謂是各司其職?，F(xiàn)階段智能家居配合了物聯(lián)網(wǎng)與云計算技術(shù)以后，家庭自動化顯然已經(jīng)不能滿足人們對于智能的需要，現(xiàn)在用戶需要的是擁有更多智慧的家居環(huán)境 現(xiàn)階段，智能家居多被設計者賦予了主動學習的能力，以Nest恒溫器為例，它可以通過記錄用戶室內(nèi)溫度數(shù)據(jù)，通過自我學習來識別用戶的生活習慣當Nest恒溫器連接到室內(nèi)中央空調(diào)控制系統(tǒng)后，它可以根據(jù)室內(nèi)溫度、濕度、光線強度甚至是房間內(nèi)用戶移動情況來對室內(nèi)中央空調(diào)進行自動調(diào)節(jié)，以滿足用戶對于舒適度的要求。除了主動學習能力以外，當代智能家居另一大特色便是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)用戶與家電的遠程控制和單品智能家電之間的信息交互。再拿Nest恒溫器為例，當恒溫器發(fā)現(xiàn)用戶離開房間后.可以將此信息傳輸給已經(jīng)與之聯(lián)網(wǎng)的冰箱，這時冰箱就會采用最節(jié)能的功率運行。

平臺之爭

在強化了功能性的同時，減少用戶的使用負擔也是當今智能家居的發(fā)展方向。為了實現(xiàn)化繁為簡，做到統(tǒng)一管理跨品類跨品牌間智能設備的使用，標準化的智能運行平臺是必不可少的。平臺之于智能家居，相當于手機操作系統(tǒng)之于智能手機。放眼當今智能手機市場，Android系統(tǒng)跟iOS系統(tǒng)幾乎統(tǒng)治了整個智能手機市場。它們建立了兩個生態(tài)標準，智能手機相當大比例的內(nèi)容和服務都是粘附在這兩個平臺上。尤其以Android系統(tǒng)為甚，不同的產(chǎn)品在Android的幫助下實現(xiàn)了運行在同一個平臺上，共享同一平臺的資源。

與智能手機操作系統(tǒng)iOS與Android幾乎一統(tǒng)天下的局面不同，智能家居的解決方案零碎分散，并沒有統(tǒng)一的標準。不同廠家的產(chǎn)品或者是不同類別的智能家電無法通過中央控制系統(tǒng)進行統(tǒng)一的控制和管理。一旦有了較為統(tǒng)一的智能家居平臺，很多創(chuàng)業(yè)型專攻智能硬件的小型廠商便可以專注于產(chǎn)品的研發(fā)，然后只要針對其應用的開放API輸入相應的程序與數(shù)據(jù)便可以實現(xiàn)智能家電的聯(lián)網(wǎng)與使用。通過2014年以及2015年的兩屆國際消費電子展，不難看出，打造智能家居平臺已經(jīng)成為了當下智能家居領(lǐng)導者的首要工作。目前國內(nèi)外主要的參與者包括三星.Google，Apple.海爾、小米以及BAT三巨頭等。

首先來看Google。在2014年的1月13日.Google宣布以32億美元的價格收購了一家名為NestLabs的智能家居公司。此消息一出，立刻在智能家居領(lǐng)域激起千層浪，也讓此前不溫不火的智能家居再次成為熱議話題。這次32億美金的收購也成為Google歷史上規(guī)模僅次于摩托羅拉收購案之后的第二大收購。Nest Labs公司成立于2011年，由"iPod”之父Tony Fadell創(chuàng)辦。Nest Labs作為智能家居公司，其推出的第一款產(chǎn)品是Nest恒溫器，它可以通過記錄用戶的室內(nèi)溫度數(shù)據(jù).智能識別用戶的生活習慣，并將室內(nèi)環(huán)境保持在最舒適的狀態(tài)。在Nest恒溫器大獲成功后，NestLabs又于201 3年末，推出了名為Protect的煙霧探測警報器。如果只以Nest Lab旗下的這兩款產(chǎn)品而言，似乎32億美元的收購價格確實讓人難以理解，但是對于Google這樣一家講究開放生態(tài)模式的公司來講.Nest Labs對于開放API接口以允許第三方公司訪問其設備并與之可以進行通訊連接的做法似乎更是其看中的方向。Nest Labs開放其Nest API接口后，其他智能硬件的開發(fā)者可以創(chuàng)建軟硬件服務與Nest溫控器鏈接，以Nest溫控器為智能家居的腔制中心來實現(xiàn)智能家居的全局腔制。正是因為Nest Labs這種開放精神，使Google對Nest Labs在智能家居領(lǐng)域日后的表現(xiàn)充滿了期待。如今，Nest Labs的合怍伙伴已經(jīng)包含了諸如LG、飛利，甫、Whirlpool、奔馳等來自多個領(lǐng)域的廠家。

看過Google和Nest Labs的合作，我們再來看看Apple在智能家居方面的表現(xiàn)。不同于Google陽三星近兩年間在智能家居領(lǐng)或的高調(diào)亮相，Apple始終保持著低調(diào)的姿態(tài)。在Google收購Nest Labs之前，后者最大的收購緋聞對象便是Apple。但是隨著Google 32億美元的收購案塵埃落定.Apple在智能家居的布局也一直沒有浮出水面。直到2014年的WWDC（蘋果電腦全球研發(fā)者大會）上，Apple才首次對外公布了名為HomeKit的智能家居平臺。HomeKit是Apple指定的智能家居硬件管理平臺，可以讓Apple設備與其他基于HomeKit硬件標準的智能家電進行連接。為了突出HomeKit在智能家居平臺中的獨特性，Apple公司還為其賦予了一項殺手锏級的功能――語音控制功能 眾所周知.Apple已經(jīng)在其現(xiàn)有的智能設備中安裝了Siri語音系統(tǒng) 如今，Apple又會將Siri語音系統(tǒng)結(jié)合到HomeKit智能家居平臺中使用。有了Siri的幫助，用戶便可以通過語音的方式對家中的智能家居進行控制，避免了多余操作所帶來的麻煩。但是，如果用戶希望在離開家時依然可以通過Siri去遙控家中的HomeKit設備，那么就需要額外去購買一臺Apple TV機頂盒作為類似Nest恒溫器一樣的智能家居控制中心。