物联网智能家居十篇

物联网智能家居篇1

关键词：物联网；智能家居

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）08-0228-01

如今随着人们生活水平的提高和生活需求的扩大，越来越多的家电设备进入了人们的生活中，做饭用的电饭煲、微波炉、烤箱、电磁炉，饮水用的电热水器，抽油烟机、自动抽湿机等清洁用具以及电视、空调、洗衣机等等。这些家电设备在一定程度上改善了人们的生活，给人们的生活带来了便利。但是这些家电设备每个都独立工作，人们可能会顾及不过来，给人们的生活也带来了一些不必要的困扰。但是有了物联网之后，人们可以通过物联网技术可以实现对家居的远程控制，还可以让所有的家具一起协同工作，提高他们的智能化水平，这样在节约能源的同时还可以减少意外事故的发生。

1智能家居和物联网的基本概念

如今，随着社会的进步和人们生活条件的改善，人们对生活质量有了更好的要求。人们在日常生活中用到的家用电器都逐步转向智能化产品。智能家居指的是以用户的住宅为使用平台，利用综合布线技术、网络与通信技术、智能家居综合设计和安全防范技术、自动控制以及音l、视频技术等等将与人们日常生活有关的家用设备集成，构建高效的家庭日常事务处理的管理系统。智能家居不仅可以让家居更加安全、舒适、方便地为人们使用，还可以使人们的居住环境更加的节能和环保。智能家居在当今的社会引起了人们的广泛关注，它最重要的特点是智能化和远程控制。

物联网是在互联网的基础上发展起来的网络，它采用同乐无线数据通信等技术，这个网络不用人的操作，只是物品之间的自动识别和信息的共享，在物联网的世界里，所有的物品都成为了人的同类，他们可以彼此交流信息。如今物联网在我们的社会生活中已经应用的很广泛了，其中，最重要的应用就是智能家居的应用。在智能家居中，许多家庭用具和设备都可以不用人们专门操作管理，比如，窗帘可以通过自己对光的感知度而自动拉开和关闭；空调也可以通过自己对温度的感知而调控到人们所需要的温度；热水器可以把水加热后自己恢复到待机状态；自动抽湿机也可以在家里没人的时候自己灭掉。这些不仅可以实现节能的目的，还可以减少安全隐患。

2物联网满足了智能家居系统的技术需求

2.1传感器技术

在智能家居的设计和使用过程中，一个很重要的设备就是传感器，这些传感器包括门磁传感器、可燃气体的探测器、水浸传感器以及红外线、压力、光线等的传感器。传感器最重要的就是感知功能，比如，门磁传感器主要是感知门窗的关闭情况，窗帘可以通过自己对光的感知度而自动拉开和关闭；空调通过自己对温度的感知而调控到人们所需要的温度；热水器可以把水加热后自己恢复到待机状态；自动抽湿机也可以在家里没人的时候自己灭掉。这些传感器一般都是利用磁场的作用来决定按钮的接通和关闭，他们主要通过自动识别的无线电波实现各种功能。

2.2网络传输技术

智能家居覆盖整个家庭，为人们提供全方位的智能服务。智能家居网络系统需要输各种网络信息，传输方式可以是有线传输也可以是无线传输。其中有线传输的功率消耗低而且设计方便可靠，根据传输范围的不同适用于不同的应用场合。无线传输在部署和控制方面比较容易，是最方便的也是最有效的。智能安防系统就用到了无线传输数据，智能安防系统包括门禁、报警和监控。它主要通过传输数据和图像，能及时地让人们知道发生的一切事情，比传统的安防系统省时省力还有效。

2.3信息处理技术

智能家居是一个非常人性化的设计。它的设计理念是以人为核心，给人以舒适的满足感。智能家居系统的能力最通用的是人脸识别技术和指纹识别技术。人脸识别技术主要是图像摄取、人脸定位以及图像预处理和人脸设别。它输入的信息是要识别的人脸图像以及图像库中预存的已知身份的人脸的图像和相应的编码，输出来的则是要识别的身份和已知身份二者信息的相似度。指纹识别技术是智能家居中最通用的信息处理技术，它的特征是手指按印的方向和着力点的位置不一样，都会导致指纹图案的模糊和变形从而导致无法识别的结果，因此指纹获取方式一直在改进，从利用光学识别系统到利用电容传感器再到利用生物射频信号来获取指纹信息，使得指纹识别技术的精确度越来越高。

物联网智能家居篇2

关键词 物联网 智能家居 Arduino Yeelink

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A

0 引言

在互联网日趋成熟的信息化时代，人们对未来生活中，将各种产品设备融入网络，实现智能化的识别和管理的设想和憧憬已成为可能。而家居物联网因与人们生活密切相关、技术实现难度不大、需求量大、具有很广阔的市场和研究前景而倍受重视，是整个物联网的最小集成单位。

随着物联网概念的出现，将物联网技术运用到智能家居上成为热门话题。家居物联网的发展，将改变人们的生活，推动人们生活方式的变革。可以说智能家居的是以住宅为平台，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。

目前智能家居的技术在快速发展，但是还不是非常成熟，因此需要对智能家居进行深一层的研究，设计出符合目前家庭应用的模型。

1 智能家居物联网的概述

1.1 智能家居物联网的基本架构

通过物联网技术，智能家居可以将家中的各种设备连接到一起，提供对家庭电器的控制、电话远程的控制、安全防盗自动报警、以及可设定控制等多种功能和手段，为用户提供高品位、环境适宜、安全宜人的家庭生活空间。此外、还提供全方位的信息交互功能，与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。如图1所示：

在物联网的运用中，家居物联网系统是最小集成单位，同时也是实现统一融合的物联网网络的最小系统。物联网的技术架构分为感知层、网络层和应用层。而对应家居物联网的技术架构相似的可分为4层：（1）家居物联网的感知层：传感器、集成RFID识别等新型技术的物联家电终端、二维码标签以及通信模块等设备实现数据的采集以及信息的。（2）家居物联网的网络层：收集家居物联网的感知层上终端设备的数据并进行处理，使各个终端设备互联起来，同时实现对不同传输类型和协议兼容，是家居物联网的数据传输管道。（3）家居物联网的控制管理层：通过家居物联网的网络层来控制和管理家中的终端设备，可近似比喻为家居物联网系统中的客户端，实现人与家居物联网络各种终端的交互，实现互联世界对物理世界的操作，是整个家居物联网的核心部分。（4）家居物联网的用户层：是家居物联网的使用者，也是家居物联网服务的对象。

1.2 智能家居物联网的基本功能

典型的智能家居具有以下功能： 家居安全监控、家电控制、家居管理、 家庭教育和娱乐、家居商务和办公，如图2所示。

家居安全监控模块：主要是家庭安防监控系统，在传统的安防系统上与网络互连，达到用户可远程监控的功能。

家电控制模块：把家电产品的控制集成到PC电脑、智能手机等终端设备，实现随时网络控制家电的作用。

家居管理模块：对家庭的家居，通过连接设备，把传统的家居互连起来，达到随时可以网络控制家居的作用。

家庭教育和娱乐模块：与家庭影院、在线视频点播、电子游戏等功能集成，让家庭的教育和娱乐也是网络中进行。

家居商务和办公模块：可以在家庭办公，实现商务谈判，节省人们上下班时间，提供办事的效率。

2 智能家居物联网的简易模型设计

2.1 传统的智能家居物联网的不足

传统的智能家居系统，它的功能基本上可以满足用户的需求，但是对于硬件和软件的要求比较高，导致传统的家居物联网系统无法快速地普及的原因之一。

一套能够满足家庭应用的智能家居系统，一般都需要2万元以上的费用，而且外加设备的费用也不少，扩展性也不是很好，因此推广起来比较难。

2.2 Arduino环境和Yeelink平台的简介

（1）Arduino是一个开源的、拥有简单输入/输出的电路板，它沿用了Processing语言的开发环境且IDE（集成开发环境）完全免费开源。Arduino集成了许多单片机的底层代码，无需了解单片机的复杂底层代码，它只是通过简单而实用的函数就可以调用到各种功能，例如接受多种传感器传来的感知环境，通过控制马达、灯光和其它设备来达到用户的需求。这便为快速的实现简易的家居物联网提供条件。

（2）Yeelink是目前定位于做一个开放的通用物联网平台，它主要提供传感器数据的接入，存储和展现服务，能够为编程开发者、软硬件厂商提供一个开源的物联网平台，使得物联网开发者无需关心网络服务器实现网络互连的细节，就可以拥有驾驭物联网电子产品的基本能力，提高开发的效率和降低开发的难度。

2.3 基于Arduino环境和Yeelink平台的智能家居物联网模型的设计

2.3.1 硬件要求

（1）Arduino主板一个（Arduino UNO）；（2）与arduino兼容的以太网板一个（以arduino官方开发的W5100以太网板为例）；（3）若干传感器（以LED灯为例）；（4）若干连接电线。

2.3.2 设计原理

本实验以yeelink为平台，采用yeelink提供的网页接口实现通过互联网或移动互联网对终端的控制。

为了方便实验的进行和条件限制，本实验主要实现通过互联网或移动互联网来管理控制与arduino 开发板连接的LED灯，从而实现远程控制。编写代码烧录进Arduino开发板，设定Arduino固定每个周期向yeelink服务器发出获取命令来获得传感器的当前状态，若需要改变arduino上LED灯的状态，只需通过yeelink提供的网页控制界面改变当前传感器的状态，当arduino在下一个周期发出命令，获取当前传感器状态，通过判断传感器状态已变化，则Arduino亦相应的改变LED灯的状态，从而实现远程控制。

如本实验arduino以每3秒为一个周期向yeelink服务器发出HTTP的get命令来查询对应LED灯的状态，若想点亮LED，则用户通过yeelink的控制界面发送HTTP的post命令更新LED灯的状态为“开”，当arduino在下一个周期时查询发现LED状态从0变为1的时候，则arduino相应改变LED的状态，LED灯便点亮了。同理，若想熄灭LED，用户只需在yeelink控制界面更新LED灯的状态为“关”，约3秒后便能熄灭Arduino开发板上的LED灯，如图3所示。

3 总结

以物联网为主要技术手段的新一代智能家居是实现家庭信息化、数字化社区的主要方式，已成为社会信息化发展的一个重要组成部分。虽然目前智能家居在我国的发展还不是很普及，但是随着家居物联网技术的不断成熟和实施智能家居系统成本的不断下降，以及人们对智能家居概念越来越接受等大环境下，家居物联网在未来的发展中一定是一个非常有市场前景的行业。

参考文献

[1] 张福生.物联网：开启全新生活的智能时代.山西人民出版社，2010.

[2] 林檎.智能家居：未来世界的家.中国青年科技，2006（2）：48-51.

[3] 金海，刘文超，韩建亭.家庭物联网应用研究.电信科学，2010（26）：2.

物联网智能家居篇3

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.

物联网智能家居篇4

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。

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。

物联网智能家居篇5

关键词：物联网，智能家居，控制器，单片机

 

0.引言

物联网智能家居系统是通过互联网，构成集家庭通信、设备自动控制、安全防范等功能于一体的控制系统，即把家庭中各种家用电器、保安装置和计量设备连接到一起组成家庭内部网络，由家庭智能控制器（中央控制器）进行统一管理。使用该系统，用户可通过短信及互联网等方式实现家居智能无线监控。

1.物联网简介

物联网的英文名称为'TheInternet of Things” 。由该名称可见，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。论文参考网。因此，物联网的定义是通过射频识别(RFID)装置、红外感应器、 全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

这里的“物”要满足一定条件才能够被纳入“物联网”的范围：本方案可以满足物联网条件。1、有信号接收器，2、利用GSM无线通信技术。3、CPU自带存储功能。4、使用单片机与DSP芯片微控制器。5、操作系统界面是手机或者电脑。6、拥有专门的单片机和DSP应用程序。7、数据发送器是模拟启动器。8、遵守互联网协议。9、 唯一编码就是电子标签上唯一的代码，也可以是小型远程控制器的程序编码序列。

2.物联网智能家居系统的工作原理与功能

物联网智能家居系统有四部分组成，分别是信号接收器、中央控制单元、模拟启动器和远程遥控控制器四部分组成，下面分别介绍。

2.1 信号接收器

由单片机控制的软件程序的单元，用来接收主人发来的指令。

2.2 模拟启动器

指令的执行者，通过各种智能家居小型远程遥控器的接口和相关指令来控制各种智能家居的相应功能，类似于电脑中的主板，通过它与各种各样的智能家居相连。模拟启动器是执行单元，它需要按不同家电的要求，执行相应的功能。

2.3 小型远程遥控器

可嵌入手机中的信号收发芯片，通过它将主人的指令发送到信号接收器。

2.4 中央控制器

中央控制器是由单片机和DSP芯片以及其他相关器件组成的控制单元，它内部集成了四大系统：室内环境控制系统、安详生活系统、梦幻灯光系统和安全家居系统，所有对智能家居的操作指令都是由中央控制器发出的。论文参考网。

具体工作图原理为：

解释为：用户将要所达到的效果以文字的形式发送出去，信号接收器接收到信息后，转化为可识别的代码传送到中央控制器，中央控制器进行必要的处理和分析后，一面将指令传送到模拟启动器，一面将指令传递到实时显示模块进行显示，模拟启动器根据指令，分别启动相关的远程控制器，从而达到对相应智能家居的控制与操作。完成相应操作后，远程控制端口会返回一条完成指令，再由中央控制器通过信号接收器反馈给使用者，用户可根据反馈信息决定下一步操作。

用户不操作的情况下，中央控制器会自动接受、监控各类传感器，根据不同的设置要求，实时监控各类环境数据，一旦变化超出设定范围，中央控制器会自动产生指令，模拟启动器会控制相应的智能设备进行调节，从而营造安全舒适的家居条件。

3.具体应用

本系统采用的是GSM无线通信技术，将手机或者电脑信号转换为具体的发送指令，来远程控制室内的家居，中央控制器则要按照具体的指令来启动模拟启动器，让它在预定的步骤下，准确、及时地控制各种智能家居的工作。在本系统内部集成了四大系统：室内环境控制系统、安详生活系统、梦幻灯光系统和安全家居系统，以安全居家系统为例说明其应用。

安全家居系统组成：

功能特点：

将系统中的防盗装置装在门窗上，当盗贼靠近门窗时，传感器检测到人体信号,门窗(窗帘)控制器发出指令,门窗自动关闭，如果盗贼滞留不走或强行突入，智能主控器会发出报警声阻吓盗贼并自动循环拨打15组报警电话，通知您和小区报警中心有盗贼入侵，以便及时采取相应措施。

在门上安装报警器，当主人离家时，在遥控器上启动设防状态，如遇盗贼强行撬门，智能主控器便会发出报警声阻吓盗贼，同时还会自动循环拨打多组报警电话，通知保安人员或户主及时应对。

若遭遇坏人入室，可即时发送报警信号，方便求救,也可用于家中老人、小孩意外事故和急病呼救报警。论文参考网。

当遇到大风来临或雨雪将至，窗门还会自动关闭。窗户立即自行关闭，令您出门无忧无虑。

当燃气监测器检测到煤气、液化气.等有害气体，智能控制器自动发出相应的指令，将窗户、排气扇自动开启，同时发出警声并将警情传递给主人手机或者电脑和保卫处。

一旦有火灾发生，传感器会第一时间检测到烟雾信号，智能控制器发出指令 ，将门窗打开，同时发出警声并将警情传报警中心或给主人手机或者电脑上。

具体执行如下：

4.结束语

当今快速发展的时代，人们对生活快节奏的要求越来越迫切，对生活质量的要求日益提高，尤其在发展比较快的大都市里，人们对时间的利用也越来越合理，而科技在迅猛发展，手机和电脑的普及率又达到了前所未有的水平，这样就为物联网的兴起创造了先机。所以基于物联网的智能家居系统，必然会成为现代人生活中不可缺少的一部分。

参考文献

[1] 艾红．基于ARM 的嵌入式远程监控系统[J]．工业控制计算机,2008.2l

[2] 王永初著，最佳控制系统设计基础[M].科学出版社．2000

[3] 韩江洪．智能家居系统与技术[D].合肥工业大学出版社，2005．

[4] 赵继春．基于GPRS无线智能家居安防系统的研究与实现[D]．邯郸：河北工程大学，2007．

物联网智能家居篇6

[关键词]物联网 智能系统 应用

[中图分类号]TP311.52

[文献标识码]A

[文章编号]1672-5158（2013）05-0100-01

物联网其定义为把所有对象透过无线射频识别（RFID）及感测网络技术，将感测设备与网际网络连接起来，以进一步实现智慧化的识别和管。

一、物联网在智能家居中的应用发展

物联网是把所有对象透过无线射频识别等讯息，将感测设备与网际网络连接起来，实现智慧化的识别和管？的技术。在整个网际网络的基础上，用RFID自动识别和信息获取、无线数据通信等技术，将架构一个包含世界上所有事物的相连结。互联网是对象间互相联络，沟通的形式将扩大从人际到人际，人类事物与事物，事物。这将改变人们的生活带来一个新的无处在的计算和通信的时代。无线射频率识别技术（Radio Frequency IDentification，RFID）及相关识别技术将成为物联网 （Internet of Things，IoT）的基础。在整个网络中，所有的对象能够自动识别，互相进？信息交流。以物联网为基础运用在居家照护的电子网络化，结合各类的医疗照护仪器，识别其中的信息，来达到和照护者的沟通，甚至透过网络可与远程的医疗机构进？被照护者的实时信息交换。可充份的节时间，提高救护的效率，在互联网的东西，异质性的设备和技术，带来一些挑战，由于同的设备在管异构数据具有同特点。在这种情况下，物联网的结构进分析，数据管框架的物联网也基于Web服务的设计。也有研究出以环境智能基础为架构的家庭护系统，来克服目前所需面对的居家护识别的困难。

二、基于物联网的智能居家照护方法

居家照护架构可分为四层，说明如下：

1.设备层：也就是指照护所使用到的设备，主要是辨识被照护者的标签、血糖机及血压计等设备，这些设备经测后会将资传至控制层。

2.控制层：这部份主要在接收设备层传感器（sensor）传出的资，有RFIDReader用来取tag的资辨别是否为被照护者本人，IEEE 1451 i’nterrace是用在接收各类的照护设备传感器资。

3.传输层：是用接收传送资至应用层，大部份是使用Bluetooth，Wi Fi，Zigbee，COM等。

4.应用层：包括ALE，EPCIS Capture Application，EPCIS Query Interface，还有Complex Event Process Engine针对所接收到的照护设备资的事件资过滤、筛选后透过EPCIS Repository进事件处理后产生相对应的事件状况。

依据相关居家照护医疗设备其传输界面为Bluetooth，RS 232，USB或红外线，必须使用IEEE 1451.x的协议来当作接口进连结及资的传输接收，被照护者的RFID tag则需以ALE Middie进资辨识接收。再者将所接收到的资传NEPCIS，触发EPCIS～Object Event，这些事件将被储存于EPCIS事件储藏库中（Event Repository），此为储存EPc资的资库，也存放EPCIS Object Event所定义的event type之资，或者是使用者自定义vocabulary之资，Object Event依EPCglobal标准所定义的格式。

PCIS仅仅是一个实体的资库，重要的是还有各种的接口，以来连到各种同的资库实体。

针对居家照护的医疗设备，如血糖机、血压计可依被照护者的原本历史检验检查值定义出一个标准值，超过标准值，像血糖过高应进么对应的处理状况，针对这些事件然后产生一个单一事件处理程序，进而心跳过低和血糖低于标准二种状况发生需进么处理程序，定义出所谓的复合事件处理程序。

以目前的居家照护平台所使用的方法大为较封闭式的架构，被照护者的一些相关照护资没有一个很明确的处理方式，也可能无法达到与其它的照护系统的交互作用连结处理。本研究提出的方法为一个较开放标准化的居家照护处理，而非一般封闭式之处理，资？接收后进人引擎中，可以针对如血糖、血压等资进相对应的单一事件处理或者血糖与心跳资二者的复合事件处理，这个引擎平台是可方让其它的居家护平台将照护的资传送进来加以分析产生对应的处理事件，如此一来可达到一个照护标准化可达到一个开放式的处理引擎平台。

物联网智能家居篇7

【关键词】智能照明;无线控制;Zigbee

引言

传统的本地开关控制方式，制约了现代人快节奏的生活方式，同时也限制了智能控制方式在照明上的应用。随着科技的发展和人民生活水平的提高，人们对家庭的照明系统提出了新的要求，不仅要控制照明光源的发光时间、亮度，还要与其他家居智能系统配合，对于不同的应用场合能做出相应的灯光场景切换，同时还要考虑管理的智能

化和操作的简单化，有足够的灵活性来适应未来照明布局和控制方式变更等要求。一个优秀的智能照明系统可以提升环境的品质，确保人们生活的舒适和健康。以场景开关代替传统开关，以智能照明系统代替传统照明系统，是照明智能化过程中必然要走的一步。

1.传统开关的缺陷

1.1 不适合大空间的照明控制，空间越大就越不方便

无法以一种非常简便的方法实现全开全关操作，离开前还需要检查一遍所有的灯是否已关闭。没有场景操作，不能对成组的照明设备进行控制，显得空间内的光线比较单调，不能满足人们需要。至于双控开关布线复杂，不但成本大、安装时易出错，而且一旦出现故障，检修任务繁重。三控和多控则更为复杂，难以实现。改变一个开关的控制对象是一件非常复杂而高消耗的事，例如在已完成装修的房间内增加灯或开关，就会破坏原装修。

1.2 不合乎节能原则

因关灯不便，而造成不及时关灯，浪费电能;不具有调光功能，有时灯光太亮无法调暗，不但刺激眼睛，而且费电，只有更换不同功率的电灯才能解决问题;开关灯时，灯光亮度突然变化，一方面对人眼刺激很大，另一方面灯丝温度骤冷骤热，减短灯泡使用寿命;采用宾馆床头总控制盒的概念，不但连线复杂，而且只能在某一个地点控制，不适合用于大空间、大房子。

1.3 功能不能满足人们的要求

不能随时随地控制照明，不能对光源进行多种个性化调节。单一的遥控器不能实现照明的网络化控制，不能只用一个遥控器控制所有的灯;单一的延时开关只是延时，不能调光或进行其他高级操作;单一的调光开关只是调光，没有记忆功能，也不能自动延时或进行其他高级操作。

2.采用智能照明系统的优势

2.1 多点操作和集中控制功能：

在不同地点的场景控制面板上可以控制同一盏灯;同样在任何一个地点的场景控制面板也均可控制系统内不同地点的灯。

2.2 软启功能：

开灯时，灯光由黑暗渐变至明亮;关灯时，灯光由明亮渐变至黑暗，避免亮度的骤然变化刺激人眼，保护眼睛。而且可以避免瞬间大电流的突变对灯丝冲击，保护灯内部器件，延长使用寿命。

2.3 灯光明暗调节功能：

无论是在会客、讨论问题、独自思考、听音乐、或看电视时，调节不同灯光的亮度，更能创造舒适、和谐、宁静、温馨的气氛。而这些照明调节操作是非常方便的，可以用集中控制器或者是遥控器，也可以利用便捷美观的的人机界面。只需轻轻一点，就能调节灯光明暗。

2.4 全开全关和记忆功能：

照明系统的全部灯光可以实现一键全开和一键全关功能。在离家或者是入睡之前，按一下全关按钮，便可实现照明设备全部关闭，免除了人们跑遍全部房间的烦恼。

2.5 定时控制功能：

比如说每天早上六点半，床边台灯会自动亮起，晚上十二点，家里的灯会自动熄灭。

2.6 场景设置：

对于固定模式的场景、无需每次逐一开关灯和调光，只需一次编程，就可以通过按一个键控制一组灯。当人们在书房读书感觉累了，想要小憩一会，只需按一个键，便可转入书房休息模式，灯光也将由明亮渐变至昏暗。智能照明系统的灯光设计还可以与其他智能系统连动，将更加人性的功能展现在用户的面前。当家里有舞会的时候，只需调至舞会模式，音响就会启动，播放用户最常播放或设定的曲目，灯光自动变暗或闪烁，空调也自动设定为一种比较合适的温度，来营造一种热烈、奔放的娱乐环境;看电视时，客厅中的灯光会变昏暗，而其他房间的灯将全部关闭。场景模式是可以随意设定的，可以发挥人们的丰富想象力，来营造一种梦幻的环境，来人们带来更多的乐趣和舒适。

3.智能照明系统的控制方式

3.1 有线方式

这种方式所有的控制信号必须通过有线方式连接，控制器端的信号线繁多，一但遇到问题排查相当困难。有线方式缺点非常突出，布线繁杂、工作量大、成本高、维护困难、不易组网。这些缺点最终导致有线方式的智能家居只停留在概念和试点阶段，无法大规模推广。

3.2 无线方式

用于智能照明的无线系统需要满足几个特性：稳定、低功耗、易于扩展并网;至于传输速度则不是此类应用的重点。目前几种可用于智能家居的无线方式。

蓝牙：是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在包括笔记本电脑、移动电话、无线耳机、PDA、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。但这种技术通讯距离太短，同时属于点对点通讯方式，根本无法满足能家居的要求。

WIFI：是 IEEE 802.11b 的别称，它是由“无线以太网相容联盟”（Wireless EthernetCompatibility Alliance， WECA）所的业界术语，中文译为“无线相容认证”。它是一种短程的无线传输技术，可以在数百米范围内支持接入互联网的无线电信号。其最大特点是支持人们随时随地连入互联网。然而对于智能家居照明方面的应用，其缺点却十分明显――功耗高、组网专业性强。高功耗对随时随地部署低功耗传感器来说，是非常致命的缺陷，因此wifi虽然非常普及，但在智能家居的应用中只能起到补充辅助作用。

物联网智能家居篇8

关键词：物联网；智能家居；控制系统

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 10-0000-01

自从上个世纪的80年代，智能家居的控制系统开始兴起于欧美和日本，在90年代开始进入中国。国内外的智能家居控制大多都是采用有线的方式进行布局，这其中存在很大的麻烦，例如布线困难，无法进行有效的维护，以及如果发生停电事件，就会造成系统的整个瘫痪。根据出现的这一系列问题，本文提出基于物联网的智能家居控制系统，作为最近全球广为关注的热点领域和话题，物联网能够通过全球定位系统等传感设备的研究，根据协议将物品和互联网进行链接沟通，从而实现整个网络的信息交换和通信，最终达到智能化识别和管理的终极目标。

一、基于物联网的智能家居简介

（一）智能家居的内涵

智能家居又叫Smart Home。是相对于普通家居而言的一大类产品的统称。Smart Home一般以家庭住宅为平台，利用各种现代化的传感器技术、远程控制技术、物联网技术、人工智能技术以及云端技术等手段，，将家中的各种设备（如音视频设备、照明系统、窗帘、空调控制、安防系统甚至水电气表）连接到一起，提供多样化的家电控制、照明控制、窗帘控制、防盗报警、环境监测等功能，从让我们的生活变得更加方便、舒适[1]。

（二）物联网的定义

最早在1999年提出物联网的概念，它的英文名是Internet of Things（IOT），也有人将其翻译为Web of Things。所谓物联网，就是能够通过各种传感信息设备，将装置和技术进行关联，通过对光、声、热等基本信息的收集，能够联合实际物品形成一个巨大的网络，从而完成物体与物体，物体与人之间的链接，从而更好地实现识别和管理、控制工作流。在智能家居领域还没有一个联盟组织能够提出市场接受的一个完整的技术标准体系，还存在着多技术体系并存的状况，这一方面当然是制约市场发展的一个因素，从另一个方面也充分说明智能家居还处于发展初期多技术竞争阶段[2]。因此将智能化家居和物联网进行结合，就是一个全新的发展课题，能够对未来的家具行业产生很大的影响。

二、基于物联网的智能家居综合控制系统结构及工作原理

基于物联网的智能家居综合控制系统就是要在居室内进行智能终端控制，并通过家庭网关、ZigBee无线通信而进行组织，可以通过图1所示的工作原理图进行展现。将家庭的家居和互联网通过电器组成一个网络，并交换信息，从而达到一个门禁控制以及防盗报警的目标，保证家居的安全。在室内会通过传感器而安全ZigBee无线通信模块，如果一旦居室内发生异常，那么就会收到信号，让 ZigBee无线通信技术对控制器进行控制，保证能够对信号做出相应的处理。用户能够对计算机进行远程操作，从而监控室内的基本状态[3]。如果不方便使用计算机，那么就可以GPRS网络，用手机进行远程操控。控制系统能够具有良好的人机界面反映，可以对系统的运行信息进行查询，并展现在使用者面前。

通过模块化的设计而实现智能化家居控制系统软件，从而更加清晰还能够调试系统的功能扩展区域，让处理器的执行效率更高。通过开发的工具，基本能够实现对用户界面的维护，让系统的设置和控制能够保证基本的实时操作。系统完成初始化工作之后，就可以进行相对应的子程序，而用户通过打开GPRS设备能够进行设置，如果一些参数发生错误，那么就能够通过短信报警。基于物联网的智能家居综合控制系统十分安全，能够让家用电器保持一个独立的节点，并通过ZigBee协议进行无线通信的联通，从而实现整个系统的实时信息反馈。

基于物联网的智能家居综合控制系统可以根据用户的基本需求而运用于不同的领域之中，此外，还能十分便捷地进行修改，减少成本的公式完善嵌入式系统。Linux社区中具有很多可以开发的项目，能够借鉴优点，而加入一些全新的沟通，让用户更加便捷地完成自己的智能家居开发。作为未来发展的主流，家居智能化需要有更加优良的系统予以支持，不仅可以支持自己品牌的各种家电，甚至可以实现跨品牌的多产品品类互联互通。这样才能保证用户所提出的基本诉求：安全、便捷、舒适，才能让智能化家居的未来发展更好。

参考文献：

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1、实时性

物联网应用场景中其前段感知设备获取的信息一般均为实时产生的信息，而这些信息即时通过网络层传输至用户控制终端，从而完成相应的实时监测及反馈控制操作。而传统的IT应用往往是获取结果信息，只能做到事后处理，无法实施控制，改变结果。这也体现了物联网应用于需求实时监测及反馈控制的场景的明显优势。

2、精细化

物联网应用更注重产生结果的过程信息，这些过程信息既包括了类似温度、湿度等慢量变化，也包括了结构应力等可能发生突变的物理量等，因此其更可以确保信息的准确性，除此之外，这些信息也可以为进一步进行精细的数据分析处理提供良好的基础，有助于进行相应有效的改善。

3、智能化

物联网应用往往可实现自动采集、处理信息、自动控制的功能。某些构架可通过将原有在终端中的信息处理功能的一部分移交到收集前段感知设备信息的汇聚节点中，从而分担少部分的信息处理工作，除此之外，通过对收集信息的存储及长期积累，可分析得出适应特定场景下规则的专家系统，从而可以实现信息处理规则适应业务的不断变化。

4、多样化

一方面，物联网的应用涉及无线传感网、通信、网络等多种技术领域，因此其可提供的相应产品及服务形态也可以实现多种组合的可能。例如，物联网的应用架构中前段感知既可采用无线传感网实现，亦可通过RFID等多种手段实现，因此其所能够提供的前端感知的信息亦为多种多样的。这也决定了物联网可应用到的领域亦具有多样化的特点。

另一方面，物联网涉及的各个技术领域产品形态及技术手段，因此其可提供的物联网应用构架亦有多种可能。随着现代通信网络的不断普及，特别是移动通信的网络的普及和广域覆盖为物联网应用提供可网络支撑基础，到了3G时代，多业务、大容量的移动通信网络又为物联网的业务实现基础，而作为物联网信息网络连接载体也可以是多样的。

5、包容性

物联网的应用有可能需要通过多个基础网络连接，这些基础有可能是有线、无线、移动或是转网，物联网的业务应用网络就是在这些网络组建成新的网络组合，多个网络、终端、传感器组成了业务应用。

物联网应用可将众多行业及领域整合在一起，形成具有强大功能的技术架构，因此，物联网也为众多行业及企业提供了巨大的市场和无限机会。

6、创新性

物联网点给我们的是一次颠覆性、创新性的信息技术革命。它将人类数字化管理的范围从虚拟信息世界延伸至实物世界，强化了实时处理和远程控制能力，极大的扩展和丰富了现有的信息系统。

同时物联网将原有一个个独立的实物管理自动化系统，延伸至远程控制终端，借助现有的无线传感、互联网等众多IT技术，革命性地提升了自动化管理的处理性能和智能水平。

物联传感无线家居智能家居的优势

1、维护简单

由于没有复杂的布线，使智能家居的系统维护变得非常简单，无需破坏墙面等设施就可以轻松进行维护。

2、无线自动组网

它能实现无线短距离通信传输，感知信息通过自组织联网实现信息传输。自动组网、自主修复的能力。和上一代采用315M射频技术的智能家居系统相比，Zigbee可以实现自动组网，免去主控机和设备之间的手动对码的麻烦，大大简化了智能家居系统的调试，是智能家居系统真正实现智能化。

3、实现双向通讯功能

物联网网络具有双向通讯的功能，使安防报警等需要方向通讯的模块可以通过无线接入到智能家居系统，彻底摆脱布线的烦恼。

4、性价比高

无线家居移动灵活、扩张性强，还具有低成本，低功耗的特点，符合“低碳生活”的绿色家居概念。

5、安装简易

无需复杂的布线，用一种简易的方式实现家庭设备联网，实现“物与物”、“人与物”之间的信息交互，进而轻松实现家庭设备控制智能化。

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物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其英文名称是：“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。本文从物联网的现状开始分析，结合当前物联网存在的技术以及实现其工作的原理和功能上，分析并设计出一套较为完善的智能家居系统，并通过分析系统之间的各个模块，利用总控主机的管理和控制，实现整个家居智能系统的安防、家居监控、家电智能等功能。

【关键词】智能 物联网 总控主机

随着计算机技术的不断发展，设备智能化已经成为了一种新型的发展趋势，对于家庭而言，采用新型的家居智能化成为了人们追求舒适成活、安全管理以及高品位的理想生活。物联网的诞生正是由于人们对于理想生活的追求。本文将通过设计出一套通过互联网、移动终端网络、无线传感网络构成的基于物联网的智能家居系统。本系统具有通讯、安防、智能控制等功能，其主要通过总控主机对各个分界点进行管理控制，用户可以通过在外部的电脑上网或者手机短信发送的方式，对家庭当中的空调、电冰箱、洗衣机等家用电器进行控制，并可以实现各个智能家居的远程控制功能。

1 家居智能系统的工作原理

家居智能系统的总控主机是整个系统的核心器件，它能够对系统内部的各个功能模块进行管理和控制，并通过各个子模块反馈回来的信息进行整理和分析。如图1所示，以太网通信模块主要负责与外部互联网进行连接，GPRS通信模块与移动网连接。当用户通过电脑网络可以直接联系到家庭所使用的中央控制器，并通过中央控制器的模块管理直接指挥各个设备的运行。最终实现对设备的远程控制。

各种无线传感设备主要是通过传感的方式获得当前设备的运行状态，通过无线发送的方式传递到中央控制器中，并由中央控制器进行分析，当前的状态是否符合标准的要求。这使得整个设备可以出于无人控制下自动运行的状态。例如：当我们远程控制电饭锅煮饭时，我们通过互联网发出煮饭的指令，中央控制器对电饭锅发出开始煮饭的开关，接着中央控制对无线传感器发出指令，监控电饭锅的运行状态。无线传感器针对电饭锅的运行进行实时监测。当电饭锅发出煮饭完成的反馈信息之后，无线传感器迅速将指令传递到中央控制器，中央控制器将信息反馈到用户上，整个操作方才完成。这样的模式，不但可以实时获得设备的信息，而且当设备出现故障时，中央控制器还会在第一时间内发现并提出报警和解决方案，以便能够及时的解决各种问题。

2 基于物联网的智能家居系统的结构与功能设计

2.1 智能系统的总体框架设计

由于智能家居系统采用的是系统分层集成和系统各功能模块集成的方案，因此在整个系统总体设计上，我们将互联互通的通信协议和接口都采用符合通用网络数据传递的标准。为了便于划分，我们将系统划分为硬件层、软件控制层、信息交互层。硬件层主要是由各个子硬件组成，其包含了各种传感器、控制器和设备。而软件控制层主要是由各个硬件的控制软件模块的所组成，主要是控制模块、开关模块、信息处理模块等组成，这些模块主要的功能在于能够按照中央控制器传递过来的信息执行，并将执行的结果实时的反馈，以便中央控制器获得当前设备的运行情况。信息交互层，主要是通过中央控制器对所有子系统进行一体化的管理和控制。通过中央控制器的统一规划执行相应的方案。以上文的煮饭为例：用户通过信息交互层对中央控制器发出煮饭的指令，而中央控制器通过软件控制层对电饭锅软件模块发出指令，并且对传感器软件模块发出指令。电饭锅软件模块和传感器模块对其管理的硬件发出煮饭的指令。这样所有子系统按照各自分开的设备、功能及信息集成了一个大型的互联互通、管理和控制统一、资源和信息共享的大系统。并在此系统之中实现对各个子系统的现场管理和控制。如图2所示。

2.2 系统子模块功能设计

2.2.1 可视对讲模块

主要是在家庭出入门口安装监控设备，监控设备需要带有摄像机、送话器、扬声器等功能，让来访者来到门口，主人可以通过网络获知来访的人员姓名和关系，通过扬声器和网络可以直接进行远程或者本地对讲的功能。

2.2.2 门禁模块

防盗门控制装置采用密码键盘和非接触可写加密式读卡器，实现对进出人员的合法身份验证，只有拥有IC卡和密码的主人才是合法人员；此外设有无线门磁、出口按钮、报警传感器及摄像头等装置，实现主人出门后的防止非法人员入侵的功能，并通过记录/显示装置记录报警信息和显示图像。

2.2.3 安防监控及报警模块

视频监控部分由嵌人式DVR和前端摄像机构成。其中DVR具有记录保存图像，对数字视频进行处理，并可通过网络传输、录像数据准确快速定位回放、可有报警输出、联动和控制等先进功能。前端摄像机选用隐蔽摄像机和无线网络摄像机，隐蔽摄像机安装在家门口的隐蔽位置，与可视对讲模块和门禁模块共用。无线网络摄像机安装于客厅适当位置，采用嵌入式系统，无需计算机的协助便可独立工作，支持TCP/IP等多种通信协议，用户可通过手机或电脑上网方式根据IP地址对家中网络摄像机进行访问，实现随时随地对家中环境进行远程视频监控功能。智能报警部分主要由报警主机、防区扩展模块及IC卡布/撤防机等组成，报警主机采用无线报警方式。IC卡布/撤防机安在家居主门及门锁上，用户外出和进屋时可利用IC卡在相应传感器上进行布防/撤防，内门可设“辅助撤防” 按钮进行撤防。防区扩展模块设有门、窗无线被动红外探测器，室内设有主动红外对射探测器，厨房设有温感、燃气、烟雾探测器及卧室紧急按钮。所有探测器和紧急报警装置与信息传感模块连接，报警主机通过无线发射接收模块来处理探测器所探到的信息，实现无线通信和报警。此外还具有记录/显示报警信息，并将报警信息通过网络传送到安保中心等功能。

2.2.4 消防及联动控制模块

一旦发生火灾等事故，火灾探测器和警报器将会迅速的将信息反馈到火灾报警器当中，火灾报警器也及时的提供信息传递到中央控制器，中央控制器通过分析当前火情以及处理方式，及时将信息反馈到用户上，并通过自动灭火装置实时反馈当前火灾情况，最终实现消防及报警的联动控制功能。

2.2.5 三表自动抄送模块

水、电、燃气三表可利用电子或传感器技术，改造成数字式仪表。采用现场总线将其连接，并由数据集中器进行数据采集。信息的传输采用基于移动数据传输的网络系统，将数据集中器与GPRS数据传输终端连接，各表数据经过协议封装后发送到中国移动的GPRS数据网络，通过数据移动网络将数据传送到相应职能部门，从而实现三表自动抄送功能。

2.2.6 家电智能控制模块

新型智能家电系统是将普通家用电器设备，如电视机、电脑、音响、热水器、空调机、冰箱、洗衣机、厨具等，利用射频识别、无线传感器及智能控制技术，对每种需要控制的家电进行编码并分配一个相应访问地址，实现家电设备与中央控制器和万能遥控器无线通信。系统可通过万能遥控器对家电进行本地监控和调节；还可通过手机或电脑上网方式经过互联网与家电设备通信实现远程监控；此外，各种家电由中央控制器集中监控和管理，并可通过中央控制器功能界面设置各种家电常用的工作指令，实现家电的自动化和智能化。例如，用户在外通过手机方式控制热水器的加热，冰箱食物快用尽时以手机短信方式通知用户需要购买；洗衣机可对机内衣服进行清洗并根据衣服的数量和脏污程度，自动添加洗涤剂量与洗涤时间；空调机可根据用户入睡时的生理机能自动调节出适合人体的室温；智能沙发和智能床铺能根据人体的疲劳程度进行舒适的按摩等等。

2.2.7系统组网通信模块

系统组网通信采用有线与无线互为备份方式。为使系统能正常工作，有线与无线网络要有互联互通的通信协议且所有设备的接口都应符合通用的技术标准。有线组网部分的终端设备可采用现场控制总线连接，无线组网部分的终端设备利用射频识别技术、无线传感器技术 等构建一个家庭通信网络。把来自所有终端设备的信息通过智能家居综合网关以TCP/IP协议在以太网上传输，实现与外部互联网的通信。系统无线组网模块采用的ZigBee技术是一种近距离、复杂度低、功耗低、成本低的双向无线通信技术。它符合IEEE802.15.4协议，是专为家庭短距离通信制定的新标准 。由于其特点完全符合家庭网络通信的需要。因此，家居内部无线组网通信采用Zig―Bee技术是构建智能家居无线网络系统的理想选择。

3 小结

本文主要针对于物联网的发展现状，通过结合当前物联网技术，按照软件开发的集成化、模块化的设计方法，设计了一套符合现代家庭使用的家居智能化、安防及监控操作智能家居系统。本系统对于物联网技术的进一步研究和发展有一定的参考和借鉴价值。

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