物联网与智能家居十篇

物联网与智能家居篇1

关键词：物联网；智能家居；设计；实现

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 12-0000-01

物联网是信息时展下的新兴产物，物联网技术的应用和发展对现代人的生活产生了深远的影响，使传统的家居生活发生了彻底的转变。智能家居系统中应用万联网技术，可以弥补传统嵌入式网关中存在的不足，提高智能家居系统改善生活环境的效果。

一、基于物联网的智能家居系统

（一）物联网。物联网的定义根据研究者的不同也存在一定差异，目前为止还没有一个统一认可的定义出现，它涉及各种不同的领域，是各种技术集成的结果。一般认为物联网是由互联网物体在规范的通信协议基础上所形成的网络，能够推动社会的发展，并对真实生活中的事件产生一定的影响[1]。物联网的技术范围十分广泛，比较核心的高端技术有无线传感器的网络技术、互联网技术、射频识别技术、信息安全技术以及纳米技术等，组成较为复杂。

（二）智能家居。智能家居是通过高新科技的综合运用，将住宅之中的各项家居设施进行有效的相互连接，使家居设施形成一个有效的整体，并对其进行智能的控制，为人们提供舒适、安全的宜居环境。智能家居的提出对家居环境的改善具有重大作用，随着科技的发展，智能家居系统也在不断的升级，网络化的智能家居系统得到了全面系统的发展。

（三）基于物联网的智能家居系统。智能家居随着无线网络的发展得到了不断的升级，传统的智能家居网络是采用嵌入式的家庭网关将家居系统与互联网进行有效的连接，可以对家居设备进行远程的控制，但成本较高，信息资源共享率低，性价比不高[2]。物联网的出现为智能家居系统的发展提供了新的契机，基于物联网的智能家居系统可以在住宅内设置适当的传感器，对住宅环境中的各类信息进行采集，包括人员、设施和环境，再通过Zigbee无线网络将这些信息与物联网网关进行有效连接。用户可以通过智能设备，如手机或者电脑等，对住宅信息进行查询，对住宅设施进行智能控制，将家居环境变成一个有机的网络整体。

二、基于物联网的智能家居系统的构成

基于物联网的智能家居系统由多部分构成，其中主要的构成要件是家庭智能模块、Zigbee无线传输、信息处理单元、ARM中央控制平台、无线通信和网络通信等。基于物联网的家庭智能控制可以通过远程控制端对住宅中的设备进行有效控制，当住宅发生失窃、闯入等安全威胁时，智能系统能够进行自动的报警处理，并且对住宅中的照明和空调进行远程智能控制[3]。通过Zigbee无线网络对住宅与控制端进行有效连接，中央控制台可以对住宅中的情况进行实时的监控，用户即使不在家中，也能够对家庭中的情况进行全面的掌握和控制。

三、基于物联网的智能家居系统的设计与实现

（一）物联网智能网关的设计与实现。物联网智能家庭网关在智能家居系统中占有重要地位，是服务器与终端设备进行有效连接的关键，Zigbee无线网络技术是其进行连接的核心技术，网关将通过Zigbee无线网络从感知器中获得家庭中的各项数据，并通过各种网络接口转化发送到服务器中。物联网网关的系统可以分为三种产品，分别是以太网、GPRS接口和WiFi接口，用户可以根据自己上网方式等情况的不同需求对产品类型进行选择。

（二）感知控制层的设计与实现。感知控制层的设计是通过在家庭中的各种电器设备的工作状态和参数进行感知，并根据实际的需要对电器设备的工作状态进行适当的智能调整。感知控制层的主要设备包括智能开关、智能插座、环境感知器、红外智能遥控器等，同时也包括智能水、电、热表和室内的各种阀门装置。所有智能家居所需要的这些设备中都具有Zigbee无线接口，可以与物联网进行有效的通信连接。

（三）接入层与网络层的设计与实现。接入层的主要功能是将信息接入到互联网络之中，最主要的设备是物联网网关，这一层是感知层与互联网层之间的连接桥梁。接入层可以通过Zigbee无线接口与感知控制层进行信息通信，对服务器发出远程的控制指令，也可以通过以太网等接口与局域网进行连接，实现远程通信的功能[4]。这些通讯接口的设置就是为了满足用户的多样化智能网络需求。网络层主要是指互联网络的设计，这一层的主要设备包括路由器、交换机、调制解调器等各种网络设备。

（四）管理与应用层的设计与实现。物联网的智能家居系统通过应用服务器和数据服务器等对智能系统的服务进行智能的管理，将感知控制层的各项数据进行收集、整理，并且在互联网络中，可以通过远程设备对信息资源进行浏览查看。所谓应用层面的设计主要是指一些电子设备终端，比如台式电脑、笔记本电脑、智能手机等，用户可以通过这些设备与浏览器上的网络接口进行有效的连接，并且利用这些终端设备对智能家居系统进行有效的利用。在应用过程中，用户仅仅需要计算设备上的浏览器软件，不再需要其他软件的安装和参与，就能完成对家庭内部的监控与指令发出，为用户提供方便快捷的体验。

四、结束语

基于物联网的智能家居系统与传统的智能家居系统相比具有明显的优势，在物联网的基础上，智能家居系统更加方便快捷，能够实现计算机网络上的信息资源共享。物联网基础上的智能家居系统通过各种网络端口的有效连接，实现对家庭环境和设备的远程监视和控制，为人们提供了更加舒适、安全、优美的生活居住环境。

参考文献：

[1]臧大进，刘增良，高干.基于物联网的智能家居系统设计与实现[J].襄樊学院学报，2010（11）：37-39+49.

[2]张秀国.基于物联网的智能家居控制系统的设计研究[J].数字技术与应用，2012（12）：105-106.

[3]李佳燃.基于物联网的智能家居系统及其关键技术[J].广东石油化工学院学报，2012（03）：45-48.

物联网与智能家居篇2

【关键词】物联网 智能家居 设计与实现法

智能家居就是以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。智能家居系统可以为您提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、以及可编程定时控制等多种功能和手段，使您的生活更加舒适、便利和安全。笔者所在的课题组利用当前智能家居技术的新理念与技术，开发技术先进、性能卓越、实用性强的物联网智能家居实现系统，并指导学生掌握其管理与维护技术。

1 物联网智能家居实训系统组成和内涵

物联网智能家居实训系统由智能照明、智能安防、人脸识别门禁、智能音响、智能冰箱、能耗监测、环境监测、智能窗帘等子系统，及物联网应用上位机管理软件组成，各子系统通过连接电缆进线连接，采用 ZigBee、wifi、3G 多种网络技术传输传感及控制信息。系统支持智能家居设计、安装、调试以及应用编程等多种方式来锻炼师生的技术水平，是一套既能展示物联网智能家居应用，又能掌握相应技能和知识的实训系统。

本开发平台实现对物联网三层（感知层，网络层，应用层）的全方位技术运用，比较全面的兼顾了物联网所涉及的各类技术，包括无线传感器硬件、嵌入式软件系统、Wifi、Internet 端应用软件开发教学，设计提供了智能家居多个子系统的应用实训，该系统所涉及到的技术主要包括：电子电路、2.4GHz 高频通讯、ZigBee 无线网络、无线传感器、无线 SoC、嵌入式 ARM、UHF RFID 射频识别、3G、Ethernet、服务端软件开发。

开发平台提供了功能强大的以 ARM 处理器为内核的网关硬件和自主研发的网关核心软件，不仅能完成多种无线网络管理，传感器和射频识别信息处理，而且可以通过不同无线和有线网络路径，将数据传输到上位机管理平台，并存入数据库，支持远程访问，并运用虚拟技术仿真智能家居场景及设备解决场地及设备制约因素。

2 系统功能

针对职院学生，主要锻炼的是学生的动手能力和实际操作的技能。学生可以根据自己的设计想法改变模拟房间内环境，也可以通过一体式计算机通过因特网访问房间内自动化服务器，对智能设备、视频监控等远程控制、访问。该装置能进行智能家居系统设计、线路的设计与连接、调试、故障排除、系统配置等实验和实训。

在打分环节考虑到人为因素对比赛结果的影响，在系统中，特别设计了自动评分功能，对各个系统网络连通性、电源接线、软件配置进行自动化检测，为实训成绩提供客观的依据。

2.1 智能照明

包括智能照明管理软件模块、灯控模块/调光模块、通信模块、灯具，通过和网关通信，支持本地控制和管理软件远程控制，本地可以设置感应开/关闭，并和光敏检测模块联动，实现自动化。

2.2 智能安防

包括智能安防管理软件模块、窗磁、烟雾感应器、主动红外入侵探测器、摄像机、双鉴探测器对非法入侵、火情、烟尘等监测，针对突发事件做出紧急处理，与 GSM/GPRS 短息猫联动，当发现有异常时摄像机自动截取画面并发送消息至指定手机或报警。

2.3 人脸识别门禁

人脸识别门禁系统由主人脸识别门禁机、门禁控制器和电锁组成（联网时外加电脑和网络通讯设备），使用方式属非接触方式，出入人只要在人脸识别门禁机附近（30-80 厘米）晃动一次，人脸识别门禁机就能将识别结果发送到门禁控制器上，然后由门禁控制器进行检查核对合法性，决定是否进行开门动作。整个过程只要在有效的使用范围内均可实现门禁管理功能。人脸识别门禁机安装门边墙内外，而不影响其工作。

人脸作为每个人身体的一部分、不能复制、安全可靠。并通过网络与电脑进行实时监控（可由电脑发指令开/关所有门，并可实时查看所有门的状态）、数据处理、查询、报表输出等。

2.4 智能音响

包括智能音响管理软件模块、情景音乐系统主机、高保真音箱，通过软件平台来控制音乐的播放。

2.5 智能冰箱

包括智能冰箱管理软件模块、RFID 读写器、食物冷藏柜。通过 RFID 技术实现食物管理功能，通过 PC管理平台访问，配合食品图示，能看到冰箱内的食物信息，食品提醒设置，一旦冰箱内食物短缺或过期，就会发送短息到指定手机。

2.6 能耗监测

包括能耗管理软件模块、智能插座、能耗统计模块。通过智能插座实现所有电器通过数据采集终端，无线网络，实现无线抄表、管理功能。可以定制统计分析功能，并通过监控系统控制台、智能手机实现可视化查看和管理，体现绿色节能理念。

2.7 环境监测

本系统包括环境监测管理软件模块、温湿度、光敏无线通信模块。实现温度、湿度、光敏等监测，针对环境参数设备智能开启相关设备自动调节环境温湿度或与其他系统进行联动，对突发事件做出紧急处理。

2.8 智能窗帘

本系统包括智能窗帘管理软件模块、窗帘控制器、电动窗帘，通过和网关通信，支持本地和管理软件远程控制， 本地可以设置感应开/关闭，并和光敏检测模块联动，实现自动化。

2.9 上位机管理软件

系统包括照明、窗帘、能耗、电器、安防、环境监测、实训评估模块，本实训管理平台是以上各个系统的一个综合性、集中管理平台。内容包括：系统的实时状态查看、远程控制、数据存储、统计分析、参数设置、预警。如图1所示。

3 系统特色

真实的家居环境需要投入大量的人力物力，从实训的角度来说，需要耗费大量的时间和经历建造样板房，投入巨大。因此，设计采用模拟家居环境的智能家居系统，将涉及到的应用及控制模块和设备安装部署在可收缩的网孔板机柜上，减少对空间的占用，并可应用于以后的实训教学中。

智能家居实训系统安装在一个网孔板机柜上，可以收拢展开，展开后尺寸为 2.4m*0.8m*1.9m（长*宽*高），收拢后尺寸为 0.8m*0.8m*1.9m（长*宽*高），实训设备可以自由安装，具有很大的灵活性。

各系统的控制模块均安装在 86 盒内，可灵活部署在网孔板的任意位置，方便师生根据自己的设计完成施工。

4 总结

本文介绍了一个物联网智能家居实训系统的设计与实现，系统中模拟了智能家居中的部分场景，并在实验室环境中做了大量的模拟测试，程序运行良好。总之，进行基于 ZigBee 技术的物联网智能家居系统的设计分析，有利于提升基于物联网智能家居系统设计水平，促进在实际中的推广应用，具有积极作用和价值意义。

参考文献

[1]，朱昊，胡静，宋铁成.物联网智能家居系统演示平台的设计与实现[J].南京师范大学学报（工程技术版），2013（01）.

[2]向忠宏.智能家居[M].北京：人民邮电出版社.2002.

[3]陈龙涛，罗桂娥，周卫等.基于ZigBee 技术智能家居系统的研究与设计[J].微型机与应用，2010.29（20）：100-102.

作者简介

江进（1981-），男，江苏省句容市人。硕士学位。现为江苏农林职业技术学院信息工程系教师。研究方向为计算机技术。

物联网与智能家居篇3

[关键词]物理网 智能家居 应用现状 开发

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0249-01

传感器技术的逐步应用和网络技术的全面拓展，外加性能优良的传感器的大力应用，使得智能感知有所实现。无论是家居系统产品，还是网络概念家居均表明智能家居取得了一定的成效。因此，本文将依托物联网，重点探讨智能家居开发问题，不断增强家居功能，达到远程网络互联。

一、物联网的内涵

物联网形成于研究人员在不同领域的探索成果的汇总，研究人员在普适计算机方面开展的探索活动是物联网问题的根本原因。各个学者面向物联网给出了不同的定义，其中欧洲项目组认为物联网是商业和信息交流之间的参与者，可促进社会的前进，是可有效互动、和外部环境发生交换获取的信息数据，免受人为干预，能够自发做出某些行为，提供所需服务，可精准展现和作用真实生活的某些事件。但RFID项目组将物联网看作形成于标准通信协议之上，通过具备位移地址对应互联网物体组建的网络。物联网能够划分成不同的层次，其核心技术为射频识别以及纳米技术等。

二、智能家居概述

智能家居系统主要包含内网、外网以及网关这三个部分。对于内网主要是在家电及其余设施之间建立联系，属于局域网，而外网通常为小区局域网，可进行远距离传输。对于网关主要联系内网与外网，达到外网对内网的全面控制。

当下智能家居系统通常具备下述功能：其一，灯光智能控制。参照室内光线强度合理调整照明设备开光，进而让室内光线处于理想状态；其二，家电智能控制。围绕家电实施自动控制，可参照室内温度合理开关空调；其三，智能安防功能。现有家庭安防系统具备火警异常情况监控功能，如果出现异常，则安防系统便即发出警示，通过紧急处理将损失减小到最低程度。

另外，也涉及家居设线系统等内容。因在技术水平与经济成本等内容上存在制约，现下并未研制出成熟的家居系统，然而借助无线传感器自身突出的扩展能力，当设计系统时提前保留扩展接口，即便要增设设备或优化技术也无需面向现有系统开展改造调整活动，只要经由FIRMWARE升级，利用节点扩充便能够达到系统升级的目的。

三、物联网当前的应用情况

现阶段，对智能家居而言，物联网应用一般表现在家庭自动化以及安防系统等内容中。家庭自动化主要指代面向传统家用电器装设传感器，配置执行器，转变为智能家电，是传感器网络的基本节点，同时，利用互联网和外部网络形成互联，让用户能够面向家电实施远程操作。而安防系统主要指代针对住宅设置传感器节点，以此来监控火警等异常状况，如果出现意外，上述节点便把危险信息传输至终端，第一时间警报，进而能够马上处理险情，以免进一步扩大。

四、基于物联网的智能家居开发

形成于互联网之上的智能家居具体包含居住环境体会和互动、相关数据传送以及应用服务层。其中居住环境体会和互动指代把所有的传感器构建连接，以此来提供赢得居住环境主要物理信息与居民基本生活状态等项目。网络数据输送可实现居住环境状态与居民信息的有效传输。而应用服务层可依照收集的数据达到自主支配家居设备这一目的。

（一）整体设计

1.智能网关设计

家庭智能网关在智能家居设计活动中占据着核心位置，可采集并整合各个网段的信息。从内部家居网络层面而言，其和ZigBee协调器紧密相连，且为住宅信息的基本出口；从外部网络层面而言，其和互联网紧密相连，它为远程操作指令连进家庭内部网的末尾工序。因内部及外部信息均借助家庭智能网关完成传输，由此可知，该设计可提升智能家居的可靠性和安全性；

2.网络层设计

形成于物联网之上的智能家居内部的网络传输主要负责管理每一个住宅设备自身的网络信息传送，且具备远距离控制平台的关联系统。对于网络层设计主要涵盖家庭智能网关以及控制中心等多项内容，其中传输的信息强调控制与数据信息，具体存在有线及无线传输类型。比较有线及无线传输发现，无线传输更容易管理，由此可知，无线传输将更为常用；

3.感知层设计

依托ZigBee节点构建形成的ZigBee主要分布在感知层中。其内部的传感器可借助ZigBee节点把居住环境信息发送至智能网关，同时，应用层自身的指令信息可借助ZigBee节点传达给执行设备，进而完成预定操作。借助一系列传输，达到底层ZigBee节点的有效连通；

4.应用层设计

应用层设计在智能家居设计活动中占据着重要位置，当下的智能家居，其应用层设计以家居安防监管、家庭信息规划、家庭信息加工和家庭环境监控。

（二）硬件设计

具体分部如图-1，形成于物联网之上的智能家居，其硬件设计一般把节能看作重点内容进行探究。局域网自身的微处理元件及通信设备选取关乎智能家居系统实际功耗与具体的传输效率，且末端节点的可靠性及工作效率关乎着整个系统的稳步工作时间与安全性。因此，形成于物联网之上的智能家居自身的硬件设计需重视微处理元件以及通信方式自身的节能设计。

结语：

我国在智能家居中的起步较晚，然而因生活水平的不断提升，人们在家居环境方面提出了严格的要求，通过国家政策的支撑，智能家居的探索越来越频繁。一些大企业更是争相推广、大力宣传智能家居，部分通信商甚至把物联网服务看作主要发展方向，这为智能家居的提升与发展创造了难得的契机。

参考文献：

[1]申斌，张桂青，汪明等.基于物联网的智能家居设计与实现[J].自动化与仪表，2015，28（2）：6-10.

[2]曾松伟，章云，邱伟强等.基于物联网的智能家居控制系统设计[J].现代电子技术，2016，34（9）：168-171.

[3]宣航.基于物联网的智能家居监控系统的开发[J].电源技术，2015，（4）：836-837.

[4]吕显朋，刘彦隆，王相国等.基于物联网的智能家居系统设计[J].电视技术，2015，37（24）：43-48.

[5]赵勇.基于物联网的智能家居远程监控子系统软件设计分析[J].数字技术与应用，2016，（4）：162，165.

作者简介：

物联网与智能家居篇4

【关键词】zigbee技术 物联网 智能家居系统 结构组成 设计实现 分析研究

智能家居系统是一种通过家居平台应用自动控制技术以及通信技术、计算机网络信息技术等先进技术手段设计实现的家居设施互联管理系统，能够实现家居环境以及生活质量的改善提升，具有积极作用和意义。近年来，随着社会经济的发展以及人们生活水平的不断改善提升，对于居住环境质量以及生活品质要求也越来越高，为了满足人们对于家居生活这一需求，智能家居系统在实际中设计应用也越来越多。早期的智能家居系统设计实现主要是以嵌入式家庭网关作为系统设计与应用实现的中心，在实际家居环境与质量的运行监控中有很大的局限和不足，基于zigbee技术的物联网智能家居系统则是以物联网作为智能家居系统的设计应用中心，同时在对于zigbee技术应用实现的基础上，实现对于家居环境、设备以及人员信息的采集，并传给物联网，通过物联网将收集信息传送到互联网的服务器只中，从而通过用户界面在与服务器连接基础上实现对于智能家居系统中各个系统结构的运行情况进行监控管理，以保证家居环境与质量情况等处于良好运行状态，整个系统与传统的智能家居系统相比，具有更为突出的稳定性和可靠性，系统的运行应用优势更为突出。

1 zigbee无线传感网络技术及其特征优势分析

在网络信息技术中，zigbee无线传感网络技术作为一种新技术，本身具有无线网络通信技术的特征优势，能够进行近距离的无线连接传输，并且在实际的网络通信传输中主要是以实现近距离、低成本以及低能耗、高安全性的双向网络通信传输作为发展应用目标的，其在进行数据信息的无线通信与传输过程中，主要是以ieee802.15作为技术标准，具有突出的网络传输信息容量大以及安全可靠性强、兼容性高等突出的特征优势，在实际通信传输中的应用相对比较多。

首先，zigbee无线传感网络技术在实际通信传输应用中的网络通信传输数据信息容量大特征，主要体现在应用zigbee无线传感网络通信技术建立起的通信网络，在实际通信传输中能够实现255个网络节点的设计构建，同时还可以通过网络协调器实现网络数据的通信传输，因此，具有较为突出的网络通信传输数据信息容量。其次，zigbee无线传感网络技术在实际通信传输中还具有较为突出的数据信息通信传输安全性和可靠性，这主要是由于zigbee无线传感网络技术本身采用了碰撞避免机制，以避免数据通信与传输过程中碰撞导致的网络数据传输不稳情况发生，还能够对于传输数据的接收进行保障，对于数据信息通信传输的安全性和可靠性有着很大的安全支撑和技术保障。最后，zigbee无线传感网络技术本身还具有较为突出的兼容性，在实际通信传输中能够与现有的控制网络实现交互链接，并且不会出现冲突抵制情况，具有较大的兼容性。总之，zigbee无线传感网络技术作为一种新技术在网络数据的通信传输中具有较为突出的作用优势并且应用相对比较广泛。

2 基于zigbee技术的物联网智能家居系统设计分析

在进行物联网智能家居系统设计过程中，根据网络通信与数据传输的相关协议规定，物联网自身包含有感知控制层与互联网层、服务管理层、接入层、应用层五个结构层次。因此，在进行物联网智能家居系统设计中，其系统也包括感知控制与接入、服务管理、互联网、应用等五个结构层次。首先，物联网智能家居系统中的感知控制层主要是进行家居环境以及电气设备工作运行参数的感知，并根据家居环境以及电气设备的运行需求，对于电气设备的工作运行状态进行改善。其中，家居电气设备主要包括智能开关以及智能插座、智能红外遥控器、环境感知器、智能水表与电表等，而这些家居电气设备本身不仅设置有无线传感网络接口，并且还具有物联网网关通信，因此，在进行家居电气设备工作运行控制中为zigbee无线传感网络技术提供了一定

基础条件。其次，物联网智能家居系统的接入结构层主要实现系统感知控制层连接端与互联网的连接实现，因此，该结构层主要以物联网网关设备为主。对于物联网智能家居系统来讲，其接入层既能通过zigbee无线传感网络技术或者是其他的网络接口和系统感知控制层进行连接实现，以满足数据的通信传输，同时还能够将终端发送的数据传输到服务器，或者是将服务器远程控制命令传递给服务终端，以满足系统各结构层之间的信息传输。此外，系统的互联网层主要负责物联网与互联网或者是网络运营商的计算机网络，而服务管理层则通过应用服务器和网络服务器、数据服务器对于系统设备的运行进行管理控制。最后，物联网智能家居系统的应用层主要由各种计算机设备构成，以通过网络浏览器或者是用户界面提供人机交互界面。

基于zigbee技术的物联网智能家居系统在进行家居环境与电气设备运行控制与管理过程中，主要是通过zigbee协调器分节点以及zigbee终端器构成，其中，zigbee终端器的节点主要与家居门禁系统以及家居电气系统、温湿度传感器进行连接，并由无线信号传输器进行数据传输，最终通过家居终端系统控制器以及处理器进行控制处理。

3 结束语

总之，进行基于zigbee技术的物联网智能家居系统的设计分析，有利于提升基于zigbee的物联网智能家居系统设计水平，促进在实际中的推广应用，具有积极作用和价值意义。

参考文献

[1]沈彤，朱昊，胡静，宋铁成.物联网智能家居系统演示平台的设计与实现[j].南京师范大学学报（工程技术版），2013（01）.

物联网与智能家居篇5

关键词：智能家居；物联网技术；应用

中图分类号：O434 文献标识码： A

一、智能家居的概述

美国是最早提出智能家居概念的国家，主要指的是建立在住宅平台基础上的一种现代化的居住环境，不仅实现了信息家电、网络通信、建筑设备和信息设备的自动化，还拥有管理、服务、机构和系统等多项功能，为居住者提供一个舒适、安全的环境，方便居住者的生活，减少环境污染。家居生活是一个相对复杂的系统，涉及多个子系统，在综合布线、音视频、网络通信、安全防范及计算机等多种先进的技术支持下，把多个子系统连接为一个统一的整体，从全局角度出发，全面管理居民的生活状况，在提高居民居住安全性和居民时间利用效率、优化生活方式的同时，还能达到减少资源消耗、降低费用的效果。

根据小区、用户的不同需求，可以将智能家居划分为两大类，即要求在室内进行联网的系统和要求将控制、连网进行集中统一连接的系统。其中前者包括一些具有私密性特点的家电控制、灯光控制、自来水控制等系统，该类系统具有单独性，无法同公共管理部门进行数据交换，而后者则涵盖抄表控制、对话等系统，这部分系统可以同外部单位相连接，能够进行统一的控制。

二、物联网概述

物联网的英文描述为“TheInternetofthings”，即“物――物相连的互联网”。在传统互联网人与物互通的基础上，实现物与物互通，是互联网发展的应用和业务层面的拓展。其主要特征是全面感知、可靠传递和智能处理。全面感知是指利用RFID、二维码、传感器等随时随地获取和采集物体信息；可靠传递是指通过无线网络和互联网的融合将物体信息准确传递；智能处理是指利用云计算、数据挖掘及智能识别等人工智能技术对海量数据信息进行分析处理，完成对物体的智能化控制。

物联网是一种全新的动态网络，能够随时随地实现人与人、人与物、物与物之间的交互。从系统角度上来看，物联网可划分为三层体

系，如下：感知层：从人类世界或者物理世界获取相关的数据，包括各类标识、音频视频和各种物理量。位于最底层，是发展和应用的基础，有全面感知的核心能。

网络层：先将感知层感知到的数据汇聚到传输网络中，在汇聚到应用层，即传递感知层感知到的数据。

应用层：把感知和传递的信息进行分析处理，做出正确控制和决策，实现智能化的管理、应用和服务。为物联网的发展提供驱动力。

此外。基于物联网的智能家电必将为人们提供未来生活方式的全新解决方案。将物联网技术应用到家用电器中，可以使家电具有智能感知及信息网络功能，能使家庭中的家电设备之间信息交互、家电设备与产品和用户之间也可以进行信息交互，方便人们的日常家居生活，使生活方式更加合理，生活模式更舒适、健康、环保。

三、物联网技术在智能家居领域的应用

物联网技术主要包含三个层面，即感知层面、网络层面和应用层面。物联网常见的感知技术包括RFID技术、二维码技术、传感器技术、摄像头、GPS等；进行网络传输的技术主要包括3G、Wi-Fi、蓝牙、接入网等；计算技术主要是指进行海量数据处理的技术包括数据挖掘和数据推送。网络层面包含电信运营（移动、有线、卫星通信网络等）、物联网运营（信息中心、管理中心等）、平台、软件、系统设备、系统集成及终端设备。应用层面包含环境监测、智能交通、智能建筑、智能家居、远程医疗、城市管理、公共安全、工业监控、绿色农业、资源管理等。

物联网技术在智能家居的应用包含了家居环境控制、家庭安防、智能家电等多个领域，一个完全的智能家居系统按照前文所述包含了20个子系统。在物联网技术支撑下，用户可以将家用电器之间组成一个物物相连的网络，然后在互联网的基础上，对家庭中的设备、产品进行监控；在家电或者产品发生故障时能够通过网络自动进行短信、电话等智能报警；家用电器能够智能地记录用户的生活习惯和生活方式，利用数据挖掘、情境感知等技术为用户进行合理的信息推送，实现人与家电、环境、产品的自然交互。物联网技术贯穿智能家居从终端设备的研发、系统集成及运行到用户使用的全过程。从技术角度来看，物联网智能家居技术的核心技术是通讯或控制协议，涉及硬件接口和软件协议两部分，可以简单的划分为无线与有线技术。

有线技术包含了RS485、IEEE802.3（Ethernet）、EIB/KNX、LonWorks、X-10、PLC-BUS、CresNet，AXLink等。其中X-10，PLC-BUS是专门针对智能家居行业制定的通讯技术。X-10电力线载波技术在上世纪70年代产生，在我国2000年前后引入并开始推广，该技术可以在电力线上通讯，免于智能家居系统部署的时候另外布线。该技术对电网运行环境依赖性较高，由于设备成本、技术稳定性及信息

安全等问题市场局面一直难于打开。PLC-BUS提高了一定的通讯稳定性，但是难以保证持续稳定的质量，对电网环境的依赖性仍旧很强，使用成本和信息安全的问题无法根本性解决。尽管电力线载波技术已经有40多年的技术积淀，但是由于成本和技术瓶颈，智能家居产品在有线技术开发方面不断地进行新的尝试，各种技术的优缺点暂时不能满足客户的需求，也许这也是今天多种有线技术并存的原因。

无线技术包含了RFID智能识别技术、蓝牙（Bluetooth）、WiFi、Zigbee、Z-Wave、Enocean等。RFID是一种通过无线电波进行数据传输的非接触式的自动识别计技术，它通过无线电信号进行数据读写并识别特定目标，具有无接触、识别速度快、自动化程度高、抗干扰、识别多个物体等优点。RFID是20世纪90年代兴起的，发展至今被认为是自动识别领域中应用最广泛的、识别效果最好、最重要的一项技术。WiFi作为低成本、最易与互联网连接的智能家居技术解决方案被广为应用。ZigBeeZigBee技术的特点包括：低功耗、成本低、低速率、时延短、高容量、工作可靠、高安全等。ZigBee的设计可用于支持特定应用软件的开发和部署。应用规范和ZigBee的堆栈相连，让制造商更快、更容易地推出特别针对某些应用的无线产品。可用的应用规范包括家庭自动化、智能能源、通信、医疗、远程控制（RF4CE，或称消费电子射频）、建筑自动化和零售服务。Z-Wave主要针对家庭和小型商用建筑的监控和控制，广泛适用于照明控制、安全和气候控制。其它应用包括烟雾探测器、门锁、安全传感器、家电和远程控制。

物联网智能家居系统从技术和应用的角度来说稳定性、可拓展性（灵活性）、安全性及经济性都是重要衡量指标。目前为止，无论是有线技术还是无线技术都没有一个得到广泛认可的技术标准。有线技术基于专用通讯线缆，某种程度上来说其稳定性较好，但是可拓展性较差（系统扩展、改良需要重新布线）、成本高也是其难以跨越的门槛。与之相比无线技术的高速发展在可拓展性（灵活性）及经济性方面都具有优势。稳定性和安全性方面两者各有千秋，都在不断发展完善。

结束语：

综上所述，随着科学技术的快速发展，智能家居的概念开始走向大众而物联网的出现更好地将智能家居推到了一个新的高度。本文研究基于物联网的智能家居系统，首先介绍智能家居和物联网，然后介绍物联网在智能家居中的应用。本文设计的智能家居系统能够实现监控、报警、控制等功能，体现出智能家居的方便性和实用性，以及广泛的应用前景。

参考文献：

[1]陈谧.智能家居的物联网技术及其应用[J].现代建筑电气，2014，02：47-49+63.

[2]高川翔.面向智能家居的物联网体系结构研究[J].信息系统工程，2014，09：21-22.

[3]张永刚，王斌.物联网技术在智能家居中的应用[J].智能建筑与城市信息，2012，02：27-30.

[4]吴晓，周建平，梁楚华，许燕.物联网技术在智能家居中的应用研究[J].物联网技术，2012，11：71-73.

物联网与智能家居篇6

【关键词】物联网；智能建筑；家居；应用

中图分类号：TU198文献标识码： A

一、前言

随着科学技术的发展，计算机信息技术得到了急速的发展，将通信网络技术与现代建筑技术进行良好的融合，进而提高建筑物的智能化，以便获得更加便利的生活空间。

二、物联网的内涵和意义

1.物联网的定义

随着网络覆盖的普及，人们提出了一个问题，既然无处不在的网络能够成为人际间沟通的无所不能的工具，为什么我们不能将网络作为物品与物品沟通的工具，人与物品沟通的工具，乃至人与自然沟通的工具?现在这一切正在渐渐变成现实。通过装置在各类物品上的电子标签(RFID)，传感器、二维码等经过接口与无线网络相连，从而给物品赋予智能，可以实现人与物品的沟通和对话，也可以实现物品与物品互相间的沟通和对话。这种将物品联接起来的网络被称为“物联网”。物联网(IOT，Internet of Things)即“物物相连的互联网”，它有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络应付；第二，其客户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。物联网目的是让所有的物品都能够远程感知和控制，并与互联网结合成一个更加智慧的生产生活体系，物联网是互联网的延伸。

2.发展物联网的重要意义

在物联网时代，生活中的物品变得“聪明”、“善解人意”，通过芯片自动读取信息，并通过互联网进行传递，使得信息的处理――获取――传递整个过程有机地联系在了一起，是对人类生产力又一次重大的解放。

物联网用途广泛，遍及智能文通、环境保护、政府工作、公共安全，智能家居、智能消防、工业监测、农业管理，老人护理、个人健康等多个领域。物联网的普及的发展是伴随着技术的成熟而逐渐应用到各个方面的，并不是应用在等待技术完全成熟以后才会开始，在某些领域，物联网将率先展开应用，同时，伴随着技术的进步，会逐渐拓展到我们生活的方方面面。

3.智能建筑概述

智能建筑是利用系统集成的方式，将现代的计算机技术、现代通信技术、现代控制技术和现代建筑艺术有机的优化组合，向业主提供一个投资合理，具有安全高效、舒适、便利和灵活的建筑环境。智能建筑诞生于20 世纪80 年代，第一幢智能大厦于1984 年在美国哈特福德（Hartford）市建成。随后的几十年中，世界各地的智能化建筑方兴未艾。据有关统计：美国智能建筑近万幢，日本新建的大楼60% 是智能建筑。中国的智能化建筑起步于90 年代，起步虽晚但是发展很快。

三、物联网技术在智能建筑中的应用

物联网技术在智能建筑中的应用主要体现在监控管理、智能安防、节能减排和智能家居等方面。

1.监控管理

物联网感知层上的传感器数目繁多，功能齐全，光纤光栅传感网络和无线传感器网络是用于智能建筑监控管理上的两个关键技术。

将光纤光栅传感器固化在建筑材料中，可准确测量各种材料的参数和性能；智能建筑的电力系统工作在高温高压状态，光纤光栅传感器安装在电力系统的终端及接头部位等要害位置，对电力系统实时监测，可通过互联网发送到系统终端。

智能建筑中无线传感器网络的特点是无须布线，智能化程度较高，无线传感器节点较少，网络规模小。无线传感器应用场合灵活多样，尤其是在对建筑物火灾火情监控中发挥重要作用。马鑫等人开发出了超高层建筑人员定位系统，结合无线传感器网络的定位技术，在火灾发生时对处于灾害环境下的人员实施定位。Zigbee网络由无线传感器节点和基站构成，可定位建筑物内火源具置，当网络节点被部分损毁时，Zigbee网络能够迅速重组，重新定位。物联网的通信网络技术为监控智能建筑管理人员或业主提供各种数据终端(如计算机及手机等)，当发生异常情况时，报警信号会及时反馈到终端。

2.智能安防

基于物联网技术的智能建筑安防系统与传统安防系统相比，其特点是有效、全面，处理速度快及准确率高。智能安防系统的内容有：出人口控制、防止入侵报警、视频监控、防毒防爆检查电子巡更等。一卡通系统涉及物联网3个层面技术――一卡、一网、一数据库。智能建筑中用到的门禁卡已经发展为带有CPU的射频卡，刷卡时通过专用局域网连接后台数据库，判定刷卡人身份。

基于物联网技术的防止入侵系统中，运用红外线感应器和智能化传感器对探测到的信号进行特征分析，以判断信号是否为非法入侵，避免了传统防入侵系统误报警的情况。

家庭安防是智能建筑安防系统的重要子系统，在家庭中布防红外线感应器、玻璃碎裂传感器、门磁、感烟探测器及燃气泄漏传感器等，可有效保障家庭安全。家庭中一旦发生破门而入、煤气泄漏等事故，安防系统将自动发出报警信号，向小区值班保安求助，同时，通过通信网络，将报警信号发至业主手机终端上。

3.节能减排

绿色、生态是智能建筑的发展目标，物联网时代的智能建筑可做到充分利用自然资源，降低能耗，节能减排。在智能建筑内部安装无线传感器，可对室内的温度、湿度、空气质量和照明情况实时监测，从而控制空调系统，并调节到最低能耗状态，还可自动配置照明系统，关闭不需要的灯光节约用电。

四、智能家居与物联网

物联网产业作为我国新兴的战略性产业得以迅猛发展，这使得智能家居可以方便地利用物联网技术，结合先进的设计理念，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理，满足人们在舒适的基础上对建筑智能化、高效化、便捷性、节能环保等方面的需求，使得智能家居的发展和普及成为可能。近年来，由于更多廉价和易于使用的互联设备的出现，智能家居的普及得到了极大的推进。

智能家居（Smart Home）在国外也称家居自动化，是“建筑自动化”在个人住宅领域的扩展。它是指家居、家务事或日常事务的自动化。智能家居利用计算机和信息技术来控制家用电器和特性（如窗口或照明）。系统可能包括从简单的远程控制照明到复杂的计算机、微控制器的基础网络，它们各自有着不同程度的智能和自动化。为老年人和残疾人设计的家居自动化将极大地提高他们的生活质量，从而减轻对保姆或社会护理机构的负担，为用户提供便利、舒服、节能和安全的生活环境。

智能家居系统将整个屋子里面的电子设备全部集成起来。应用于智能家居的技术包括那些用于建筑自动化的技术以及家庭活动控制的技术，例如家庭娱乐系统、室内植物及庭院浇水、宠物喂养、为不同的场合（如晚餐或集会）改变环境场景、家庭机器人。这些设备将通过计算机网络来连接，从而允许个人电脑对其进行操作，同时也允许来自因特网的远程控制。通过将家居环境的信息化集成，信息系统和设备将以集成的方式进行通信并为用户带来方便、节能和安全方面的好处。

智能家居的扩展是社区智能家居，它是基于社区的智能家居的解决方案，通过社区服务器和应用程序软件，结合许多家庭智能系统在社区一起专注于管理和资源共享，以利用先进的计算机技术、嵌入式系统技术、网络通信技术、家用电气技术、无线控制技术，将所有有关家庭生活的子系统结合在一起。通过计划管理，不仅实现了安全监视的社区，还将家庭智能控制、信息和消费服务等整合在一起，使生活更舒适、更安全、更有效，为业主提供一个“聪明的生活空间”。

为了实现家居的智能化应用，我们将物联网技术与智能家居结合起来，同时提出了多种解决方案，而应用层就是这些方案的集合。物联网应用层的使用使信息技术和传统家居有机结合。并体现在了智能电网、家庭医疗等的应用中。此外，应用层作为家庭服务商与用户的中介，可以为人们提供各种生活服务。

五、结语

综上所述，物联网与智能建筑进行有效的结合，是十分可行的，同时这两者之间也存在着诸多的联系。在以后的智能建筑的发展趋势过程中，将物联网与智能建筑进行融合成为关键，将两者融合之后将会极大地促进建筑的发展，并且提高建筑物的价值。

参考文献

[1]李伟 物联网技术在智能建筑系统中的应用 [J] 《石家庄铁路职业技术学院学报》 -2011年4期-

[2]何乾 物联网技术在智能建筑中的应用 [J] 《数字化用户》 -2013年5期-

物联网与智能家居篇7

关键词：智能家居；实训室建设；实训项目

中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）01-0130-03

Abstract： With the construction of related professional of Internet of things， training room of Internet of things application is constructed necessarily， which is closely related to personnel cultivating program. Through a study on the personnel cultivating program of Internet of things， the goal and scheme of construction are proposed in this paper. After the practice of teaching and learning，it has proved that the intelligent home training rooms can achieve well results.

Key words： Intelligent home； construction of training rooms； practical training

对物联网专业的建设和发展来说，物联网应用的实训场所建设是必不可少的，高校“物联网应用实训室”的建设是物联网应用相关专业建设发展的必然[1]。高校物联网应用实训室的建设应该与物联网应用相关专业的人才培养方案紧密关联、与本专业人才培养的定位直接相联。物联网应用实训室的建设前提是：分析科学、定位准确、适合校情的人才培养方案，且与物联网应用相关专业的人才培养方案需要有效互动[2]。

采用实训室教学是物联网专业教学中的重要环节[3]，实训室是提高科学素质、培养科学精神、激发创新思维的重要平台，也是学校科研水平的“风向标”。我校物联网应用型人才的定位是――物联网的安装、维护和调试，该人才定位的依据是物联网应用技术专业方向的人才培养方案，其核心职业岗位，如表1 所示。

1 智能家居实训室建设的目的

从人才需求及教育资本运行来看，物联网应用专业的传统教学模式已不能适应人才市场的需求所以必须进行教育改革[4]，智能家居实训室就是在这种需求下而建立的。

第一，目前大部分物联网专业核心课主要是以讲授为主，这种传统的教学模式下，学生缺乏实践动手经验，缺少团队开发的合作精神，对理论知识难易理解和融会贯通，更难以激发学生的积极创新精神，而物联网专业是一个应用性极强的综合学科，必须在实践中才有更多的收获。所以在高校建设实践教学环境是非常有必要的，可以提前让学生适应企业的工作环境。

第二，物联网应用技术是一门实践技术，需要通过大量的实践开发平台提高学生的动手操作能力，所以智能家居实训室以项目仿真应用环境为依托，构建团队开发环境，以培养学生的团队协作能力、项目架构能力高效完成各种课程设计及相关项目。

2 智能家居实训室的方案构建

智能家居[5]是利用综合布线技术、无线网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设备集成。智能家居实训平台可以包含以下子系统有：家居照明控制子系统、智能门禁控制子系统、家庭环境控制子系统、家庭安防子系统、家庭影视娱乐子系统。学生在项目式教学中，能较好掌握物联网的基本应用和基本开发方法。智能家居实训平台各控制系统介绍如下：

1）家居照明控制子系统

该子系统共有八盏灯，分为四组，其中一组是调光灯。三种方式控制灯的开关：单独控制等的开关；分组控制灯的开关；总开/关控制灯。调光灯可控制三种效果：柔和开灯、柔和关灯的效果。四组灯可以分别模拟为楼梯间、客厅、房间、卫生间，情景模式可以自行设置，若设置为多种模式控制，那么楼梯间、卫生间传感器感应到有人移动则开灯，没人关灯；定时开启家中的灯光，可模仿家中有人情景。调光灯可根据实际环境的亮度自行调节。

2）智能门禁控制子系统

该子系统以单片机作为门禁终端，并配合显示屏。进行密码输入与修改。如果密码错误，则会给主控模块发送消息，弹出对话框，同r给主人发送短信，提示家中有人来。共分为输密码模块和修改密码模块。输入密码流程：如果输入一次错误，黄灯会亮，提示还有两次输入机会，如果输入三次错误，则红灯亮。修改密码流程：首先输入旧密码，如果旧密码输入错误，可选择退出不修改，或者继续，如果旧密码错误，则输入新密码，输入后，则密码保存。

3）家庭环境控制子系统

该子系统包括三个控制模块：智能空调控制模块可以通过手机或固定电话将家中的空调开启或关闭；智能窗帘控制模块主要实现窗帘的打开与关闭动作，每个窗帘根据需要可以单独控制亦可集中控制。智能温湿度探测模块主要负责对家居环境中的温度和湿度的采集工作。智能光照度探测模块主要负责对家居环境中的光照度的采集工作。

4）家庭安防子系统

在门厅安装一台摄像头可以进行网络实时监控，也可进行设防和撤防控制，设防时，可监视和联动报警非法入侵之人。

5）家庭影视娱乐子系统

该子系统可以通过电话或触摸屏进行控制电视、音响和投影仪的开启和关闭。

3 智能家居实训室的实践教学

3.1 智能家居实训室的主要设备

根据智能家居实训室的构建方案，智能家居各个子控制系统需要的主要设备如下：IP路由器、调光（灯光、窗帘）驱动器、移动（光）感应器、触摸屏、电话网关、定时器、电源供应器、红外发射器、三联面板和五联面板等。

除了以上这些主要设备外，还有配备的诸如：电视机，音频播放器，窗帘，空调，电话机，安防报警器等。

3.2 智能家居实训室的系统教学

智能家居实训室中各个子系统的控制可以通过中控触摸屏和智能五联面板进行，通过各个子系统的设置，进行总控、某几个子系统控制以及单独子系统等不同情景模式运行。教师和学生通过IP路由器组成局域网，在教师和学生的机器上均可修改物理地址、控制模式以及子系统参数的设置等工作。根据学生的学习情况，对学生的实训项目可由简单逐渐到复杂的训练，综合提高学生对物联网应用技术掌握的能力。亦可通过互联网，让学生亲自控制智能家居实训室的各个子系统，切实深刻理解智能家居控制系统的原理和技术[6]。

3.3 智能家居系统的主要实训项目

根据学生人数将其分组进行授课，首先，讲解有关硬件电路、元器件、代码编写和调试步骤等基础知识[7]。

4 智能家居实训室建设的重要意义

对于新兴的物联网专业而言，高校实训室建设的质量高低直接会影响到学生物联网技能的高低，本文就智能家居实训室的建设方案和实践教学进行了探讨。智能家居实训室的建设的教学意义主要体现在四个方面：

第一，对物联网专业的学生来说，这种工程现场化、开放模式的实训室建设为学生提供了一个很好的理论与实践相结合的教学环境，可以让学生更深层次的接触智能家居系统，并学习其应用案例，为学生的实践创新能力的培养和发挥提供了必要平台，是学生进行理论学习和实践能力培养的重要桥梁。

第二，对物联网专业的教师来说，开放的智能家居实训室是教师进行科研的有力保障，从而可以大大提高物联网专业教师在专业技术上的优势，通过理论研究、实验解决一些工程难题，可以进一步培养教师的科研和教学水平。

第三，其他相关专业的学生或教师来说，如计算机软硬件、通信、自动化、物流管理等专业的学生或教师，可以通过物联网实验室进一步深入掌握物联网技术在本专业的应用，为将来就业和科研提供良好的实验平台。

5 结束语

2012年，我校物联网专业顺应社会人才需求的发展，建设了智能家居、智能交通等相关实训室，在物联网专业技术的实践授课中使用效果良好。智能家居实训室的建设，让学生深层次的接触物联网，学习物联网知识，研究物联网技术，通过理论教学与实验，方案设想与实际验证的结合、感知体验与动手开发的结合，让课堂教学的效果真正的落到实处，从而整体上提高教学质量水平。实践证明，智能家居实训室的建设方案是可行的，对物联网专业实践课程的教学起到了良好的教学效果，实训内容和开发项目设置合理，理论知识与实践性结合较强，智能家居实训室总体价格较低，但利用率较高，受到学生和教师的好评，取得良好的科研和教学显著效果。

参考文献：

[1] 夏长凤. 高职院校智能家居实训室建设的探讨与实践[J]. 电气自动化， 2014， 36（3）： 28-30.

[2] 江进， 王浩存. 物联网智能家居实训系统的设计与实现[J]. 电子技术与软件工程， 2014（10）： 38-39.

[3] 胡. 智能家居体验中心系统的硬件设计与实现[D]. 浙江： 浙江工业大学， 2014.

[4] 徐鲁宁， 郭晓功， 胡斌. 高职院校物联网专业实训平台建设探索[J]. 河南科技， 2014（10）： 258-259.

[5] 彭玲， 黄松发. 关于高校物联网实训室建设的研究[J]. 电脑知识与技术， 2014， 36（10）： 8848-8849.

物联网与智能家居篇8

关键词：物联网；智能家居；控制系统

前言

智能家居是利用信息技术、网络技术及布线技术将家居生活中琐碎、繁杂的内容有序的组织起来，应用智能家居控制系统进行管理。在智能家居控制系统设计当中，应用物联网技术，能够有效解决布线麻烦、安装困难等问题，应用Zigbee技术、GSM/GPRS 及太网技术，实现无线通信，使智能家居控制系统更为完善，促进现代住宅建筑智能化的发展。

一、智能家居控制系统结构及其特点

家居智能控制模块、图像处理单元、ARM中央控制平台、Zigbee无线传输模块及无线通信和互联网通信等组成了智能家居控制系统的基本结构。家居智能控制模块主要具有安防报警、照明控制及空调远程控制等功能，并与Zigbee模块和ARM中央控制平接。在家庭智能控制网络当中，利用USB摄像头进行家庭环境的实时监控。与此同时，利用GPRS技术和互联网技术将ARM中央控制平台与外部终端设备相连，使居民出门在外能够了解家居环境的情况，并进行有效的控制。

在智能家居控制系统的设计当中，需要应用到物联网技术，利用视频处理技术和语音识别技术，提升了智能家居系统的人机交互能力，通过网路可以随时进行访问。智能感知传感器可以对光照、温度、湿度和室内空气进行检测检测，并得准确的数据，更加方便快捷的进行传输。智能控制空调、卷帘、电饭煲等电器，利用远程人机交互对家居状态予以反馈。与此同时，在智能家居控制系统中增加用户登录身份验证，进行数据加密，以有效预防非法入侵，提升了智能家居控制系统的安全性[1]。

二、智能家居控制系统硬件设计

（一）家居环境检测

家居环境检测主要利用光传感器（ON9668）、温度传感器和湿度传感器（SHT11），利用Zigbee采集子节点对家居环境当中的光照、温度、湿度进行检测，利用烟雾（MQ-6）和气敏传感器（TGS813）对家居环境内的有害气体进行检测，并进行数据采集，经由ZigBee无线通信模块进行传输，经由手机移动终端进行处理，最终传输至服务器。在家居室内安装红外传感器（LH-912E），能够对非法入侵等异常情况进行报警，在很大程度上保证了家居环境的安全[2]。

（二）智能控制

在家居环境当中存在着灯具、空调、冰箱及门窗等设备，用户能够通过智能家居控制系统进行智能化操作和控制。联接智能家居控制系统和智能移动终端，用户可以利用收集进行控制，更加方便快捷。将光敏电阻、热释电传感器和继电器驱动连接家用电器，与 AT89C52共同组成家居控制系统，有效采集家居电器的信息，利用ZigBee 无线收发模块传输至手机，可以进行灯光、空调、门窗的控制。利用 HBS 总线通信模块MM1192 ，实现远程智能操控，即使出门在外，同样能够对家居环境进行了解和控制，使用户更加满意和放心。

（三）无线通信和GSM/GPRS 通讯

ZigBee 组网通信实现了智能家居控制系统的无线信息传输，基于CC2530 无线微型控制器，利用ZigBee 技术，CC2530连接 STM32 处理器，高效进行信息传输，通信机制更加稳定、快速，保证数据收发的稳定，顺利进行数据交互，提升通信信号强度。结合射频技术、无线传感组网技术和远程通信技术，设计和研发Zigbee技术无线传感网络。 ZigBee 组网通信模块具有网络容量大的特点，组网灵活，5 通道 DMA使无线通信功能更加完善和强大，同时能够降低能耗，操作控制简单便捷，有效保证无线网络信号稳定传输[3]。

GSM/GPRS 双频模块（MC35i，Siemens公司第一代产品）集成了基带处理器和射频电路，异步串行收发器与微处理器之间实现交互，连接外接天线并自带 SIM 接口，与MC35i之间实现硬件连接。

三、智能家居控制系统软件设计

基于物联网的智能家居控制系统设计当中，除了硬件设计之外，软件设计也是十分关键的内容。智能家居控制系统软件的编程设计主要包括主程序、 终端采集子程序、ZigBee 无线通信子程序以及RS232 通信子程序等内容。分析当前状态，判断各部分子程序是否正常执行。当智能家居控制系统发出警报，软件系统自动打开 GSM/GPRS 通讯模块，技术进行报警。模块式智能家居控制系统软件设计特点，这与ARM 嵌入式的开发平台的结构特点有关。利用Zigbee 协调器进行网络启动，根据实际情况选择正确且合适的信息，组建智能家居控制系统网络。ARM中央控制器连接串口，采集和汇聚信息，并及时向下发放用户命令，利用Zigbee 协调器进行调节。Zigbee协调器软件流程包括Zigbee协议栈的初始化、网络PAN ID的设置、网络PAN Co-ordinator短地址、选择射频频率通道等一系列程序，并启动网络，加入其它设备，开始数据传输，充分发挥Zigbee 协调器的功能作用，进而完成智能家居控制系统软件设计[4]。

结论

基于物联网的智能家居控制系统设计，为智能家居控制提供了硬件和软件基础，用户能够实时和控制家居环境，进行照明、温度、湿度的控制，进而保证家居生活环境的舒适、便捷和安全，为人们提供了更加优质的居家服务。随网络技术和信息技术的不断发展和进步，智能化是未来家居生活的必然趋势，随着监测效率高、覆盖范围大、实时性好的智能家居控制系统被设计和研发，对智能化家居的发展有着重要的现实意义。

参考文献：

[1] 邓昀 程小辉.面向物联网的智能家居系统设计[J].桂林理工大学学报，2012（02）：259-264.

[2] 杨堤.基于物联网的智能家居控制系统设计与实现[J].电子世界，2012（21）：16-17.

物联网与智能家居篇9

记者：物联网已经成为了炙手可热的概念，这两年不仅获得了国家的大量资金扶持，而且各地都在进行物联网的试点推广，建立各种物联网产业联盟。您是如何看待这种现象?对物联网产业化应用会产生哪些有实效性的影响?

柏斯维：继计算机、互联网以后，物联网成为了第三次的信息革命，物联网是技术驱动性所致。2010年算是中国物联网的元年，概念炒作还是比较多。2011年开始，物联网发展已经渐渐从概念的炒作进入了务实阶段，可以说是实质落地，很多应用项目推广的一个阶段。目前，全国各地都在进行物联网试点推广。面对物联网这个新兴战略产业，企业通过联盟的形式并肩合作，优势互补。从这点意义上说，建立各种物联网产业联盟算是一种创新。

记者：前段时间，关于物联网标准的出台有很多争议，在4月份有专家提出物联网标准复杂、短期内难以出台。而就在上个月工信部公布说将要组织3000项物联网标准的制定，关于标准的制定您是如何看待的?

柏斯维：标准的制定是很重要的问题，在行业内谁有了标准的话语权，谁就是最大的利益获得者。比如，早期国内的DVD在全国热销时，国际大公司在中国并不是主流产品，很多DVD都是国内公司研制生产，但是每台产品我们都要向国际标准支付专利费。有人曾讲：“一流的企业卖标准、二流的企业卖技术、三流的企业卖产品。”

确实是这样，在物联网热潮中标准的制定更显得重要。但是，标准很复杂，有产品标准、技术标准、行业标准、国家标准以及国际标准。要想梳理清楚也不是件容易的事。在过去我国也做了不少标准，很多标准是由专门的标准化所起草，在标准执行起来还是有难度的，其关键在于起草标准的人没有做过产品，做过产品的人没有起草标准的话语权。

我认为，物联网的标准有些应该是国家出面制定标准，有些则是由相关行业龙头企业集体制定标准，由国家有关方面协调各方利益，最终形成行业标；隹、国家标准。三网融合的标准对于我国物联网产业发展很关键，特别是对于智能家居产业的发展尤为重要。

记者：智能家居作为物联网发展的重要领域，您如何看待它的市场发展前景?

柏斯维：物联网进入百姓生活才是最佳选择，特别是最近几年，中央政府和国务院心系百姓，出台了很多利民惠民的政策。从另外一个意义上讲，科技进步就是为了造福人类，智能家居作为物联网产业发展的重要领域已经写入十二五规划，这是对智能家居的产业发展提供了政策上的强有力支持。这个市场的发展需要一个过程，这个过程是在悄然之间发生变化的。就像我在微博中所写的一样：豪宅不是每个人都能买的起。但是，随着技术的进步，豪宅的智能家居功能离您越来越近了，智能家居平民化是大势所趋。就像最早的大哥大一样，当手机成了每个人的通信工具时，大哥大的财富象征就成为了过去，同样的道理，智能家居所走也是这样的路线图。

记者：从目前来看，相对国外市场的发展，国内的智能家居市场还处于起步阶段，离真正的应用于民仍有任重道远的一个过程。您觉得制约市场发展的主要因素有哪些?

柏斯维：我认为主要有五方面因素制约市场的发展：一、缺少消费理念的推广。有些人讲，现在的智能家居是高端产品，只有豪宅才会考虑应用。我并不这么认为，中国是全球奢侈品消费大国，这点大家都有同感，从这点上来说，我们缺的不是钱，我们最缺的是消费理念的引导。

二、对于大众消费来说，成本低也是普及的一个优势，让成本可以掌控在装修费用的五分之一，大家比较好接受。同时要逐步培养中等收入居民群体对智能家居消费品质、消费习惯的认知度。

三、产品过于复杂，非专业人士不能安装也是其瓶颈之一。将来的智能家居产品应该是到了超市可以买到自己喜欢的产品，就像一般家用电器一样，回家自己组装就可以使用。

四、品牌上的推广也很重要，国内的智能家居企业规模偏小，规模大的智能家居品牌企业较少，打造智能家居规模化经营的旗舰企业显得十分重要。

五、标准的制定是扩大规模化的一个途径，标准的产品就可以大规模生产降低成本，就可以为大规模的普及应用奠定基础。

记者：和房地产合作一直以来被公认为智能家居走向规模化应用的重要渠道，但事实上市场反响并不强烈，对此您如何看待?

柏斯维：与房地产商的合作被认为是智能家居走向规模化应用的重要渠道，我认为这一观点犯了方向性错误，房地产商对此的反响很平淡应该是在情理之中的。如果要想调动房地产商的积极性那就是想办法让房屋滞销，购买房产不再是百姓的刚性需求时，房地产商才会采取各种办法促销。智能家居在那个时候才是房地产商积极推崇的理念之一。

记者：您认为目前消费者对于智能家居的认知度如何?对于不同的消费人群，你觉得应该从哪些方面提升消费者的认知度?

柏斯维：现在普通消费者对智能家居的认知度还很低，不知道智能家居到底有什么作用，对家庭的实际意义在哪里还不清楚。随着物联网的普及，以及科技的发展，引导百姓消费的时机已经成熟，这需要社会各界以及企业达成共识。积极宣传推广智能家居在节能减排、舒适享受、使用便捷以及提高人民生活水平和品质的作用，将会是智能家居带给人们的价值所在。

物联网与智能家居篇10

【关键词】 NB-IoT 物联网智慧小区

前言：

目前建设的大多数智慧小区，都是只完成了部分单独智能化的系统，如小区安防系统，小区门禁系统、物业管理系统、智能家居系统等，但是这些系统的智能化建设只是局部封闭的独立系统，众多系统各自为政，各厂家的产品缺乏统一规划，造成后期与其它系统的对接难度高，无法做到资源与业务全面整合。在此基础上建设的智慧小区系统扩展性差，系统之间无法实现交互，并不能算是真正意义上的智慧小区。本文探讨如何运用先进的NB-IoT物联网、云计算、大数据技术，建立起沟通小区内部居民与居民、居民与物业中心、居民与外部社会等多重综合信息交互平台，打造出安全、舒适、高效、节能的生活环境和具有可持续发展能力的现代智能化住宅小区。

一、NB-IoT技术概念及特点

基于蜂窝的窄带物联网（Narrow Band Internet of Things， NB-IoT）是一种物联网实现技术，同蓝牙、WIFI、ZigBee一样，属于物联网的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级[1]。

NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网（LPWA）[2]。NB-IoT具备四大特点：

一是海量连接，NB-IoT单扇区支持5万个连接，是传统接入数的50-100倍；

二是深度覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，覆盖面积扩大100倍，预期能覆盖到地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方；

三是低功耗，NB-IoT终端模块的电池待机时间可长达10年；

四是低成本，NB-IoT模块的成本低于2G模块的成本，大规模应用后预期可到10元以内。

二、NB-IoT应用背景

移动通信正在从人和人的连接，向人与物以及物与物的连接迈进，万物互联是必然趋势。然而当前的4G网络在物与物连接上能力不足。事实上，相比蓝牙、WIFI、ZigBee等短距离通信技术，移动蜂窝网络具备广覆盖、可移动以及大连接数等特性，能够带来更加丰富的应用场景，将成为物联网的主要连接技术。

2016年6月16号， NB-IoT（Narrow Band Internet of Things，窄带蜂窝物联网）作为3GPP R13一项重要课题，其对应的3GPP协议相关内容获得了RAN全会批准，正式宣告了这项受无线产业广泛支持的NB-IoT标准核心协议历经2年多的研究终于全部完成。

2016年7月15日，中国电信开始启动800M LTE 4G网络建设，这是国内第一张低频LTE网络，并且将在2017年上半年实现全网覆盖，为NB-IoT物联网技术的应用奠定了良好的网络基础。

因为NB-IoT自身具备的低功耗、广覆盖、低成本、大容量等优势，使其可以广泛应用于多种应用场景，如智慧城市、智慧交通、智慧物流、车联网、智慧医疗、智慧工业、智慧农业、智慧家庭、智慧教育、智慧小区等。

三、NB-IoT在智慧小区应用实现方法

3.1智慧小区应用场景设计

针对智慧小区应用，需要制定相关完整的场景体验和场景智能解决方案，给用户提供一整套智能组合产品解决方案而不仅仅是一个个单独的智能产品。目前在智慧小区里面的应用场景有：

公共安全防范：小区安防系统（视频监控、红外探测、电子巡更等）、出入口管理系统（人员出入管理、车辆出入管理及车位管理、可视对讲、电梯智能控制、智能信报箱等），居民报警系统（门窗入侵报警、紧急报警按钮、煤气泄露报警、烟感报警、漏电报警、漏水报警等），应用现代化综合安全防范技术，建立小区全面的安全防范体系。

物业管理系统（公共信息和互动系统、远程抄表、智能井盖、智能路灯、给排水监测、地库送排风监测、电梯监测等），通过嵌入各种信息化手段，提升了物业公司的管理水平，为物业工作人员和居民之间提供全方位的沟通手段，搭建即时、畅通的互动桥梁，达到了提高物业服务水准，降低物业管理成本的目的。

智能家居系统（电子门锁、灯控及调光、空调、窗帘、音响、智能净水、智能空净、灌溉、健康监控、智能网关等），使居民的家居生活智能化、人性化、安全、方便、快捷，享受高贵、舒适的环境。

目前已有一些厂家实现了在产品出厂时预置NB-IoT通讯模块（如三川智慧、宁波水表厂生产的物联网水表、百富科技生产的移动POS机等），这些已经预置NB-IoT通讯模块的产品可直接接入NB-IoT网络中，其它产品则需要进行NB-IoT通讯模块的升级改造，实现对以上场景中所需底层数据的深度覆盖和海量采集。

3.2智慧小区公众服务云平台设计

为实现智慧小区建设的终极目标，需要构建部署智慧小区公众服务云平台，它是为智慧小区其它系统相关应用的建设提供基础性的软硬件平台。使用云计算模式进行平台搭建并提供服务，采用标准开放的平台接口，完成小区内多个系统集中建设与维护，实现数据统一存储，节省用户软硬件平台投资。在智慧小区公众服务云平台上统一对各个系统的数据进行处理和交互，之后再利用大数据和人工智能的技术定制和优化用户体验。以大数据为核心，实现小区内各个系统信息分析和联动的需求，同时采用多级权限管理，为物业提供物业统一管理服务系统应用，为居民提供智慧小区APP应用。

智慧小区公众服务云平台是为广大小区居民提供全方位、立体式生活服务的平台。平台聚焦小区物业、小区商圈、居民互动、居家养老等服务，通过信息化技术手段整合社会力量，组织公共资源，提供小区公众服务，最终实现为居民提供更优质的信息化服务。

平台支持平滑扩展，可根据客户需求和资金投入预算，分阶段部署，平滑扩容升级。提供与城市其它公共信息平台对接的接口，实现对政府部门、相关系统、各类数据信息资源的横向互联与纵向互通，拓展数据交换共享服务，例如⑿∏的公共信息和互动系统与政府的政务服务系统对接、小区的电梯监测系统与安检部门系统对接、小区的安防系统与公安部门系统对接、小区的居民健康大数据与城市医疗系统对接等，全面提升政府管理水平、物业公司的服务质量和居民的生活质量。

3.3智慧小区公众服务云平台系统安全保障

NB-IoT使用专门的号码段以及专用的物联网专网，可得到电信级的QoS服务质量保证、网络安全、电信级计费、大数据服务保障。电信运营商提供感知层、网络层、应用层的全面安全防护，解决了物业公司系统运行维护的后顾之忧，物业公司可腾出精力更加专注于为居民服务，居民也可尽享全面安全无忧的智慧生活。

四、结束语

综上所述，使用NB-IoT物联网技术将建设安全、舒适的小区环境；建立高效、科学、便利的物业管理体系；提供方便、快捷、经济的信息通讯服务；打造温馨、舒适、便利、科学和数字化视听一体化的现代智能家居环境系统，避免了重复投资，满足了政府、物业公司、居民等多方的需求。

参 考 文 献