基于物联网技术的智能家居系统

基于物联网技术的智能家居系统

赵坚强

赵坚强

身份证号码：440681197703305930

摘要：科技的进步带动了人们的生活水平的提高。近年来，智能化的产品不断改变着人们的生活方式和生活品质。物联网技术作为一门新兴的技术学科，正被广泛在各行各业中。本文围绕基于物联网技术的智能家居系统进行探究，以供参考。

关键词：物联网技术；智能化；家居系统

前言

数字化技术现已渗透到各行各业中，智能家居是一咱住宅自动化概念，是把家用电器、安防设备与通讯设备设备功能综合地应用的技术。普通的家居系统成本较高、不利于控制。而智能家居系统可以使传统的家居系统的系统缺陷得到有效的克服。

1.智能家居架构

智能家居的基本架构主要包括5部分，分别是信息家电模块、功能驱动模块、信息处理模块、通信模块和外界信息接口模块。

1.1信息家电模块

信息家电模块是指带有PC主要功能的家电产品，其具有实用性强、操作简便和价格低廉的特点，是一种电脑技术、信息和电子技术与传统家电相结合的新兴产品。在目前传统家电的基础上，加入信息技术，使其更加智能，方便人们操作，也极大地改善了人们的家庭生活环境。

1.2信息处理模块

智能家居中信息处理模块的作用是将独立的信息家电连接起来，实现协同工作与信息共享。信息处理模块的主要功能是收集信息、处理数据和传递数据。收集的信息包括家电的工作状态和服务请求；处理数据是指将收集到的数据进行集中处理，了解工作状态，处理服务请求；传递数据主要是将数据处理的结果传递给功能驱动模块。

1.3通信模块

信息处理模块相当于人体的大脑，通信模块则相当于人类神经。通信模块一般利用家庭中已有的布线或无线传输，因为不同的家电其工作原理和工作方式不完全相同，通信要求也不同，因此通信模块中包含了很多种通信方式。

1.4功能驱动模块

功能驱动模块是信息家电与信息处理模块的连接口。功能驱动模块将信息家电的各种状态信息转换成二进制信息，方便信息处理模块的理解，然后将信息处理模块的指令翻译转换成电平信号来驱动信息家电。简言之，功能驱动模块负责将信息家电的信息传送至信息处理模块，又将信息处理模块的数据处理结果传送给信息家电。

1.5外界信息接口模块

外界信息接口模块的功能是家庭通往外界的网关，让家电信息能够与外部网络相连，从而在互联网上也可以了解家中的家电信息情况。

2.物联网技术

物联网（TheInternetofthings）是新一代信息技术的重要组成部分，是实现物物互连进行信息交换和通信的网络。物联网的概念最早于1999年由美国麻省理工学院的KevinAsh-ton教授提出，历经多年的发展和完善，形成了一套完整的技术体系。目前对于物联网的比较通用的定义是通过射频识别、智能传感、通信技术等手段，按照约定的协议，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、采集、定位、监测、控制和管理的网络系统。物联网从技术结构上可以分为三层，分别为感知层、网络层和应用层。

在物联网的技术体系中，感知层是物联网系统的触手，负责采集信息和控制设备；网络层是物联网系统的神经系统，连接各种传感器和用电设备，进行数据和控制命令的传输和交换；应用层是物联网系统的大脑，负责处理各种数据，响应需求及发布控制命令等。作为物联网神经系统的网络层使用各种通信技术连接设备和应用，是物联网系统的关键技术。

3.物联网的发展为智能家居发展带来的机遇

物联网在IBM提出智能地球后得到迅速发展。物联网的核心技术是通过传感器连接互联网实现网络对物体的感知和控制，实现物与物间的信息传递。ZigBee技术是目前物联网使用最为广泛的传感单元，其信息传递优势为低能耗和高效率，同时还具有较强的抗干扰能力，安装简便，易于维护。目前该技术适用于便携式电子设备的部署、交通管理智能化、环境监测及公共安防等。

在计算机和互联网之后，物联网已经成为信息产业发展的又一次浪潮，世界上许多发达国家都已经开始对物联网的研究。我国也在大力推展物联网技术的应用，在相关政策的支持下，物联网已经收到社会各界的关注，我国的物联网发展以三网融合和3G协同为主要措施，通过以上计划，智能家居结合物联网的发展将取得巨大的成果。

4.基于物联网的智能家居系统

4.1感知系统

感知系统是智能家居系统的终端设备，通过感知系统实时收集智能家居系统中各设备的信息，主要包括以下几个方面：

4.1.1警报系统

对于警报系统来说，感知终端又分为以下几个类别：

（1）感知终端可以通过人脸识别对人员的身份进行确定，从而判断是否发出警报，辅助传感器则需要选择红外传感器和压力传感器对未知人员的行为进行判断；

（2）感知终端需通过空气中煤气的浓度进行确定，以判断是否发出报警，辅助传感器的选择为CO传感器和O2传感器判断空气中的C0和O2浓度；

（3）通过测定空气中烟雾的浓度判断是否发出火警，辅助传感器选择为烟雾传感器对空气中的烟雾浓度进行判断。

4.1.2辅助服务系统

辅助服务系统主要以提高用户居住的舒适感为目标，通过光传感器对室内的灯光和窗帘进行控制，室外光强度较大时自动调节窗帘，到休息时间则通过计划任务关闭窗帘，起床后打开窗帘；通过感知室外的光强度，在确认室内有人时自动为其打开或关闭照明灯；通过湿度传感器确定室内湿度并进行调节，以温度传感器确认室内温度，并通过开关空调进行调整，提高用户的舒适感。

4.1.3声控系统

通过声纹采集系统采集用户声纹，并设置相应的声控命令，以实现部分或全部声音控制，方便用户使用。这部分的控制主要靠声音传感器完成。

4.2信息传输系统

信息传输系统包括有线传输和无线传输，有线传输可以通过室内布线对信息进行传输，即将各传感器通过双绞线与控制主机进行连接；无线传输则是通过3G或4G网络将控制主机发出的命令传递到远处的信息接收终端。如：用户在公司办公时，通过手机向智能家居系统发出命令，这一命令将通过无线通讯网络传递到控制主机，进而实现远程控制家电；同时家中发生的事情，在主机进行判断后能够通过无线网络将信息传输至用户手中的终端，使用户做出判断并进行处理。

4.2信息处理系统

智能家居的信息处理系统应选用数据处理能力较强且稳定、安全的系统，因为智能家居系统首先考虑的是用户的安全性，这对系统的稳定和安全要求较高，否则将极易被不法分子攻破，导致用户经济损失；另外需要大量的存储空间，以保证用户不在家时能够提供强大的数据记录功能，从而为用户提供信息支持。

5.总结语

物联网智能家居需要结合我国城市建设的实际智能家居综合组网的情况和家居信息服务的一些实际性需求来对网关设备和传感器的阶段进行建立，并面向家庭服务。它能够全面地感受家居中有关安全和节能等方面的信息，并将信息进行整合和处理，为家庭用户提供及时而全面的信息化服务。

参考文献：

[1]臧大进，刘增良，高干，等.基于物联网的智能家居系统设计与实现[J].襄樊学院学报，2010，30（11）：37-39.

[2]沈苏彬，范曲立，宗平，等.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报，2009，29（6）：1-11.