基于物联网的智能家居系统探究

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　　0 引言
　　智能家居（Smart Home）又称为家居自动化，它是利用计算机和信息技术来控制家用电器，通过智能化的连接实现多层次的远程控制，实现家居、家务事或日常事务的自动化，为人们提供便利、舒服、节能和安全的生活环境。传统的智能家居系统中，基本都采用有线铺设的模式，而这种模式下的智能家居布线繁杂、工作量大、成本高、维护困难、不易组网，缺点非常突出。
　　这就导致智能家居自上世纪九十年代传入中国以来，并未得到市场认可，一直停留在概念和试点阶段。随着物联网技术的出现，智能家居的发展有了新的方向，使得智能家居离我们不再遥远。本文初步探讨了物联网技术在智能家居中的应用。
　　1 物联网简介
　　物联网是信息技术和网络技术发展的产物，它集成了传感器技术、网络通信技术、人工智能和自动化技术，被看作是信息产业的一次重大发展和变革机遇。它把传感器、传感器网络等相关感知技术，通过通信网、互联网等多种传输网络，使用计算机、智能处理和自动化控制技术，将人与物融为一体的智能网络。这就意味人与物以及物与物都可以通过网络进行信息交换和控制，这将极大地改变我们的生活和工作方式，被广泛的应用于智能家居、智能交通、智能电网、工业监测、公共安全、医疗卫生、环境保护等领域。
　　物联网的架构分为感知层、网络层和应用层。感知层用来识别和采集信息，主要由各种传感器及传感器网络构成；网络层用于接入和传输来自感知层的信息，可以由通信网或互联网、无线局域网、卫星网等基础网络设施和网络管理系统等组成；应用层根据用户需求构建实际应用的管理平台和运行平台，并根据各种应用目的来设计相关的服务，实现物联网的智能应用。
　　2 基于物联网智能家居系统
　　基于物联网的智能家居系统，不再是传统的各个功能系统独立的智能家居系统，它对家居中的各个模块进行整合，将家庭内的电子设备互联起来，使得房间变得“智能”。家庭用户可以通过Ipad，手机等移动终端、智能交互终端等方便的控制家居中的设备。图1 和图2 为智能家居系统的总体设计框图和物理结构图。

　　图1 智能家居系统的总体设计框图
　　智能家居系统的总体设计框图有家居环境信息检测模块、厨房信息检测模块、家用电器模块、安全防范模块、家庭内部总控制器、各类服务器和远程控制模块组成。(1) 家居环境信息检测模块，检测的环境信息量包含有光照强度、温度和湿度等。(2) 厨房信息检测模块，主要检测烟雾信息和可燃气体浓度等信息。(3) 家用电器模块，含有热水器、电动窗帘、电冰箱、空调、照明灯、智能电表、智能水表、电磁阀等模块。(4) 安全防范模块，主要有摄像机、门窗自动打开报警、红外报警等模块。
　　(5) 家庭内部总控制器。它是家居系统的上位机模块，接收每个ZigBee 无线网络终端节点检测的数据，并显示一些相关数据，同时能够控制各模块的工作。（6）各类服务器。根据需要建立各类服务器，便于实现海量数据的存储和便捷的操作。每个智能家居系统可以通过这些服务器方便地获取小区物业服务、市政服务、天气预报、交通状况、小区内车位状况等信息。（7）远程控制模块。通过物联网技术，将智能家居系统的各个模块进行智能的连接，用户通过各种智能终端设备远程的监控智能家居系统。
　　2.1 感知层
　　该层用于 “感知”环境参数和电气设备的工作参数，并根据需要改变电气设备的工作状态。包括环境感知器、智能开关、智能插座和智能红外遥控器，也包括智能水表、智能电表和智能热表，还包括煤气探测器、烟感探测器以及紧急报警按钮等安全报警装置。这些设备均通过Zigbee 无线网接入物联网，其中摄像机可以采用自身带有通信接口的网络摄像机，可以直接与互联网通信。
　　2.2 网络层
　　该层负责将感知层的众多终端接入互联网，并将各类网络互联互通，构建物联网。主要包括Zigbee 无线网、物联网网关、路由器或交换机、ADSL 调制解调器和Cable Modem 等设备，以及各类服务器。
　　2.3 应用层
　　该层为用户提供一个可以与系统进行交互的人机接口，通过各种智能终端，用户可以从各类服务器上获得各种数据，远程的监控智能家居系统，还可以获知小区的各类物业服务信息，例如用电用水量、用电决策服务，缴费信息提醒、小区智能停车场车位信息查询，实现友好开放，双向互动、智能化的物业管理模式。

　　图2，所示的智能家居系统，描绘的有视频监控、安全报警、照明控制、温度湿度控制等，实际应用中可以根据用户的需求增加或是减少部分装置。
　　3 小结
　　物联网技术通过传感器等感知技术，把设备和设施，通过通信网和互联网等多种传输网络进行互联互通，实现家居系统的实时数据采集、远程监控、安全防范、联动报警等管理和服务，为我们提供了合理、高效、舒适、温馨、便利、安全的生活环境，大大提升了人们的生活质量。目前，我国智能家居的应用尚处在起步阶段，随着物联网技术发展，智能家居系统必将迎来跨越式的发展。
　　
　　

李小路

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