導語：如何才能寫好一篇物聯(lián)網(wǎng)智能家居，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能家居

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）08-0228-01

如今隨著人們生活水平的提高和生活需求的擴大，越來越多的家電設備進入了人們的生活中，做飯用的電飯煲、微波爐、烤箱、電磁爐，飲水用的電熱水器，抽油煙機、自動抽濕機等清潔用具以及電視、空調(diào)、洗衣機等等。這些家電設備在一定程度上改善了人們的生活，給人們的生活帶來了便利。但是這些家電設備每個都獨立工作，人們可能會顧及不過來，給人們的生活也帶來了一些不必要的困擾。但是有了物聯(lián)網(wǎng)之后，人們可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)對家居的遠程控制，還可以讓所有的家具一起協(xié)同工作，提高他們的智能化水平，這樣在節(jié)約能源的同時還可以減少意外事故的發(fā)生。

1智能家居和物聯(lián)網(wǎng)的基本概念

如今，隨著社會的進步和人們生活條件的改善，人們對生活質(zhì)量有了更好的要求。人們在日常生活中用到的家用電器都逐步轉(zhuǎn)向智能化產(chǎn)品。智能家居指的是以用戶的住宅為使用平臺，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡與通信技術(shù)、智能家居綜合設計和安全防范技術(shù)、自動控制以及音l、視頻技術(shù)等等將與人們?nèi)粘Ｉ钣嘘P的家用設備集成，構(gòu)建高效的家庭日常事務處理的管理系統(tǒng)。智能家居不僅可以讓家居更加安全、舒適、方便地為人們使用，還可以使人們的居住環(huán)境更加的節(jié)能和環(huán)保。智能家居在當今的社會引起了人們的廣泛關注，它最重要的特點是智能化和遠程控制。

物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎上發(fā)展起來的網(wǎng)絡，它采用同樂無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，這個網(wǎng)絡不用人的操作，只是物品之間的自動識別和信息的共享，在物聯(lián)網(wǎng)的世界里，所有的物品都成為了人的同類，他們可以彼此交流信息。如今物聯(lián)網(wǎng)在我們的社會生活中已經(jīng)應用的很廣泛了，其中，最重要的應用就是智能家居的應用。在智能家居中，許多家庭用具和設備都可以不用人們專門操作管理，比如，窗簾可以通過自己對光的感知度而自動拉開和關閉；空調(diào)也可以通過自己對溫度的感知而調(diào)控到人們所需要的溫度；熱水器可以把水加熱后自己恢復到待機狀態(tài)；自動抽濕機也可以在家里沒人的時候自己滅掉。這些不僅可以實現(xiàn)節(jié)能的目的，還可以減少安全隱患。

2物聯(lián)網(wǎng)滿足了智能家居系統(tǒng)的技術(shù)需求

2.1傳感器技術(shù)

在智能家居的設計和使用過程中，一個很重要的設備就是傳感器，這些傳感器包括門磁傳感器、可燃氣體的探測器、水浸傳感器以及紅外線、壓力、光線等的傳感器。傳感器最重要的就是感知功能，比如，門磁傳感器主要是感知門窗的關閉情況，窗簾可以通過自己對光的感知度而自動拉開和關閉；空調(diào)通過自己對溫度的感知而調(diào)控到人們所需要的溫度；熱水器可以把水加熱后自己恢復到待機狀態(tài)；自動抽濕機也可以在家里沒人的時候自己滅掉。這些傳感器一般都是利用磁場的作用來決定按鈕的接通和關閉，他們主要通過自動識別的無線電波實現(xiàn)各種功能。

2.2網(wǎng)絡傳輸技術(shù)

智能家居覆蓋整個家庭，為人們提供全方位的智能服務。智能家居網(wǎng)絡系統(tǒng)需要輸各種網(wǎng)絡信息，傳輸方式可以是有線傳輸也可以是無線傳輸。其中有線傳輸?shù)墓β氏牡投以O計方便可靠，根據(jù)傳輸范圍的不同適用于不同的應用場合。無線傳輸在部署和控制方面比較容易，是最方便的也是最有效的。智能安防系統(tǒng)就用到了無線傳輸數(shù)據(jù)，智能安防系統(tǒng)包括門禁、報警和監(jiān)控。它主要通過傳輸數(shù)據(jù)和圖像，能及時地讓人們知道發(fā)生的一切事情，比傳統(tǒng)的安防系統(tǒng)省時省力還有效。

2.3信息處理技術(shù)

智能家居是一個非常人性化的設計。它的設計理念是以人為核心，給人以舒適的滿足感。智能家居系統(tǒng)的能力最通用的是人臉識別技術(shù)和指紋識別技術(shù)。人臉識別技術(shù)主要是圖像攝取、人臉定位以及圖像預處理和人臉設別。它輸入的信息是要識別的人臉圖像以及圖像庫中預存的已知身份的人臉的圖像和相應的編碼，輸出來的則是要識別的身份和已知身份二者信息的相似度。指紋識別技術(shù)是智能家居中最通用的信息處理技術(shù)，它的特征是手指按印的方向和著力點的位置不一樣，都會導致指紋圖案的模糊和變形從而導致無法識別的結(jié)果，因此指紋獲取方式一直在改進，從利用光學識別系統(tǒng)到利用電容傳感器再到利用生物射頻信號來獲取指紋信息，使得指紋識別技術(shù)的精確度越來越高。

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當今隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也在逐步興起，并且在全球已經(jīng)開始普遍使用了。本文主要針對物聯(lián)網(wǎng)在智能家居中的應用及其智能家居系統(tǒng)做了進一步的探討與研究，從而進一步推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的具體適應與需要。

關鍵詞：

互聯(lián)網(wǎng)；技術(shù)產(chǎn)物；快速發(fā)展

目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國從概念的被接受到現(xiàn)在，只有短暫的十多年時間，在這一時間內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，也改變了人類的生活方式。物聯(lián)網(wǎng)顧名思義，物與物之間鏈接起來的互聯(lián)網(wǎng)，它也是互聯(lián)網(wǎng)應用的一個技術(shù)產(chǎn)物，同時也是奠定在互聯(lián)網(wǎng)的基礎之上的，最終通過各種技術(shù)的鏈接以及管控，才得以實現(xiàn)的。目前，智能家居在全球都被認為相當重要。

一、目前智能家居不能普遍使用的原因

目前人類對生活品質(zhì)的要求越來越高，這也是智能家居系統(tǒng)快速發(fā)展的重大因素。它的出現(xiàn)可以讓人類享受更高品質(zhì)的生活，也可以找到做家務勞動的替代者，從而為人類提供方便舒服的生活環(huán)境。除此之外，為人類的住宅安全也提供了更大的保障。在我國從智能家居剛開始的引進到現(xiàn)在的穩(wěn)定發(fā)展，中間隨著智能家居行業(yè)內(nèi)部的逐漸探索與研究，現(xiàn)在距離快速發(fā)展階段已經(jīng)不遠了。受我國經(jīng)濟發(fā)展水平的原因，目前我國的智能家居發(fā)展的不是很普遍，因為它的系統(tǒng)相對于普通的家居價格來說比較高；然而另一個原因就是智能家居本身的問題。具體原因如下：

1、實際效果不佳

由于智能家居子系統(tǒng)之間的信息聯(lián)系與之間的操作性能比較差，所以當投入實際生活中運用的時候一般沒有設想的效果佳，所以目前眾多使用智能家居的家庭，只能使用其簡單的功能。

2、感應設備與技術(shù)不夠完善

由于目前智能家居的應用子系統(tǒng)眾多為執(zhí)行器，它的執(zhí)行完全依附于對家庭的全面感知，但是智能家居的全面感知設備與技術(shù)又不是很完善，這也是導致智能家居系統(tǒng)功能不能完全實現(xiàn)的原因。

3、在感知數(shù)據(jù)方面不夠完善

由于智能家居的感應設備與技術(shù)不夠完善，所以其自動執(zhí)行功能的感知動作就不是很理想，其次就是無法對感知的數(shù)據(jù)做出進一步的梳理，這也是導致智能家居不能普遍所有家庭的重大原因。

二、智能家居市場營銷中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所具備的功能

1、具備探測室內(nèi)、外溫度及濕度功能的無線溫濕度傳感器

無線溫濕度傳感器的主要功能是探測室內(nèi)、外的溫度以及濕度。目前空調(diào)在千家萬戶已經(jīng)很普遍，很多空調(diào)都帶有溫度探測功能，但是眾多的消費者都感覺探測的溫度不準確，這主要原因是空調(diào)的體積限制，所以溫度探測功能僅僅只能探測到出風口空調(diào)附近的溫度。但是無線溫濕度探測器呢，它就完全能夠確切地探測出室內(nèi)的準確溫濕度。它的重大作用主要表現(xiàn)在當室內(nèi)溫度過高或者過低時，可以提前啟動空調(diào)調(diào)節(jié)溫度。無線溫濕度傳感器的另一個重大作用就是，在墻壁外安裝的溫濕度傳感器可以準確地將戶外的實際溫度告訴給將要出門的人，然后根據(jù)溫度來安排自己今天的穿著或者活動。2、具備防止入侵功能的無線門磁、窗磁無線門磁、窗磁具備的功能主要是防止入侵。如今社會，保險柜在大多家庭已經(jīng)很普遍了，無線門磁、窗磁的傳感器所具備的功能就可以偵測出并詳細記錄下保險柜被打開、關閉的具體次數(shù)與詳細時間而且會第一時間通知授權(quán)手機。除此之外，無線門磁、窗磁還具備自動功能，比如當房主在家的時候它會自動處于撤防狀況，此時不會觸動引發(fā)出任何報警。但是當房主離家后，門、窗磁又會自動進入設防狀況，此時有人突然開門或者開窗，它就會立馬通知授權(quán)手機并且發(fā)出報警的信號。無線門磁、窗磁與傳統(tǒng)的門磁、窗磁最大的區(qū)別就在于，安裝方便，其安裝過程正常情況下在2分鐘內(nèi)，直接安裝電池就可以開始工作了。

3、具備防非法入侵功能的無線紅外防闖入探測器

無線紅外防闖入探測器，它所具備的主要功能就防非法入侵。譬如，晚上房主休息后，按下床頭的無線睡眠按鈕后，它不單單是將床頭的燈光給關閉了，與此同時它將無線紅外闖入探測器的自動設防也給開啟了，這個時候，如果有人突然入侵就會發(fā)出報警信號，同時房主可以按設定的自動開啟入侵區(qū)域的燈光將入侵者嚇走。無線紅外防闖入探測器還具備一個自動設防的功能，當房主不在家的時候，有人闖入家中，它就可以通過無線網(wǎng)關將這一消息自動提醒到房主的手機上并且還會根據(jù)房主手機發(fā)出的處理警情的命令進一步處理。

4、對大型房、別墅來說安全系數(shù)較高的無線門鈴

如今在我國，我們生活中出現(xiàn)的大型房子、別墅越來越多。很多房主在睡覺或外出的時候都會將房門緊閉，這個時候如果有人前來拜訪，按普通的門鈴，在房間內(nèi)或者在外，房主聽不到門鈴聲或不知道家里的情況。但是，如果安裝了這種無線門鈴，因為它具備的功能可以將按門鈴的信號傳遞到床頭開關，從而告知房主有人上門拜訪。當房主外出，家里沒有人的時候，有人按門鈴，也會將這個動作通過網(wǎng)關傳達到房主的手機上，從而達到隨時隨刻都能了解家中的詳細情況的效果。這中門鈴對大型房子和別墅具有較高的安全性系數(shù)。

總體來說，因為科技的飛速發(fā)展，由于物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，智能家居的生產(chǎn)，走進了各家各戶，為他們的生活帶來了希望。如今我國的部分小區(qū)內(nèi)已經(jīng)建立了“云社區(qū)”，居民們已經(jīng)開始對物聯(lián)網(wǎng)能否在智能家居中發(fā)揮重大作用做了最初的試行。這個開始階段的使用，給將來物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展道路奠定了基礎。因為物聯(lián)網(wǎng)具有比較強大的感知技能，能夠使智能家居變得更加“智能”，在某種程度上甚至能夠達到我們?nèi)祟愃季S功能，這些不僅能給人類的生活帶來實用性的，貼近人類生活的服務，為智能家居的未來發(fā)展也有很大的幫助。

作者：胡玉娟 單位：南陽理工學院師范學院

參考文獻

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關鍵詞：廣電物聯(lián)網(wǎng)；智能家居；結(jié)構(gòu)體系；數(shù)據(jù)業(yè)務

中圖分類號：TN943 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2012）11-0060-03

0 引 言

目前，隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是傳感網(wǎng)技術(shù)的迅速普及，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務在國內(nèi)外呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢?，F(xiàn)在，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為新一代信息技術(shù)的主要發(fā)展方向。在國外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)逐步進入了成熟發(fā)展期，而我國的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在中央一系列政策扶植下也迅速發(fā)展。其中，運營商由于掌握了大量的網(wǎng)絡和客戶資源，在物聯(lián)網(wǎng)這場新信息革命中處于領跑地位。作為廣電領域的運營商，廣播電視由于擁有大量的家庭用戶資源和成熟的傳輸網(wǎng)絡，在發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)智能家居業(yè)務時，具有得天獨厚的優(yōu)勢。而作為物聯(lián)網(wǎng)智能家居業(yè)務的基礎，物聯(lián)網(wǎng)智能家居體系的設計是業(yè)務成敗的關鍵。

1 目前物聯(lián)網(wǎng)智能家居平臺的存在問題

目前市場上已經(jīng)出現(xiàn)了一些智能家居的產(chǎn)品和服務平臺，但在實現(xiàn)各項業(yè)務的反饋時，所遇到的一個主要問題是在一個異構(gòu)環(huán)境下，如何用一種統(tǒng)一的方式組織和處理來自不同業(yè)務的數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)不同業(yè)務的精確反饋。具體來說，廣電物聯(lián)網(wǎng)智能家居體系架構(gòu)通常需要解決下面一些問題。

1.1 傳輸標準不統(tǒng)一

目前，市場上的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品通信標準繁雜，例如Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee以及各大廠家基于這些標準衍生出的私有標準，市面上的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品使用的通信技術(shù)竟有數(shù)十種之多。而國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)標準化組織山頭林立的特點，又加劇了傳輸標準統(tǒng)一的難度。僅智能家居方面就存在以信息產(chǎn)業(yè)部為首的“閃聯(lián)”和海爾牽頭的“E佳家”等數(shù)個標準化組織。物聯(lián)網(wǎng)傳輸標準在短時間無法統(tǒng)一是統(tǒng)一平臺面對的第一個難點。

1.2 單一平臺無法處理多業(yè)務

目前市場上的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和其后端業(yè)務支撐平臺大多采用的是單對單模式，即一個業(yè)務應用對應一個后端平臺，這大大地簡化了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的開發(fā)難度，但卻加劇了部署和整合的難度。當大規(guī)模部署物聯(lián)網(wǎng)智能家居業(yè)務的時候，分散的業(yè)務和平臺大大提高了系統(tǒng)的復雜性，也帶來了部署和維護方面的問題，同時也極大地影響了用戶的體驗。

1.3 數(shù)據(jù)庫環(huán)境不一致

數(shù)據(jù)庫環(huán)境不一致的主要原因是由于各項業(yè)務應用不同所造成的。每項物聯(lián)網(wǎng)智能家居業(yè)務都有其單獨的數(shù)據(jù)庫設計，除了數(shù)據(jù)庫設計的問題外，還包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設計各異、支持數(shù)據(jù)類型不同等問題，譬如每項業(yè)務應用單獨運行，都會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)無法有效地共享。所以就需要一種方法來解決這個問題。

1.4 業(yè)務與業(yè)務之間如何進行信息共享

作為智能家居的組成部分，業(yè)務之間的信息共享是急需解決的問題，這涉及到公有信息的共享和關聯(lián)業(yè)務的實現(xiàn)，同時又與信息安全息息相關。

1.5 平臺和業(yè)務無法有效維護

目前的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和后端平臺都普遍存在維護升級困難的問題。如果平臺需要增加或者刪除業(yè)務，就需要專業(yè)的平臺技術(shù)商提供專業(yè)的技術(shù)支持，這幾乎無法在普通平臺管理員的管理下完成；而對于終端節(jié)點的任何改動，例如軟件升級，節(jié)點的增加或者刪除，業(yè)務邏輯的改動，都需要專門的技術(shù)人員上門進行服務，既費時也費力，同時還對業(yè)務的長期開展和平臺的長期運行不利。

2 整體結(jié)構(gòu)設計

圖1所示是廣電物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的整體邏輯架構(gòu)。整個廣電物聯(lián)網(wǎng)智能家居體系可以分為兩部分，即以機頂盒為核心的底層部分和建筑在底層之上的以智能家居平臺為核心的后端服務結(jié)構(gòu)。這兩者的關系密不可分，底層設計對物聯(lián)網(wǎng)平臺的構(gòu)建具有重大影響，反之，上層的設計也在很大程度上對底層業(yè)務的開展產(chǎn)生著影響。

2.1 底層基礎設計

2.1.1 終端節(jié)點的設計

作為廣電運營商，終端節(jié)點不是主要的業(yè)務方向，因此終端節(jié)點以集成為主。目前市場上的智能家居終端產(chǎn)品種類繁多，標準不統(tǒng)一，因此，這是目前智能家居業(yè)務終端節(jié)點設計管理的主要障礙。標準化是廣電智能家居業(yè)務的長期目標之一，但在現(xiàn)階段，該目標存在一定難度，因此，設計時應暫時容忍終端節(jié)點產(chǎn)品的標準問題，而考慮用其他設計途徑回避該問題。

2.1.2 網(wǎng)關的設計

網(wǎng)關是智能家居產(chǎn)品的重要組成部分，目前的網(wǎng)關產(chǎn)品解決方案很多，各種通信標準的網(wǎng)關產(chǎn)品層出不窮。從系統(tǒng)集成化和廣電特色的角度出發(fā)，智能網(wǎng)關應與機頂盒結(jié)合，進行一體化設計，但這種設計存在的問題：一是目前市場上機頂盒與網(wǎng)關一體化設計的產(chǎn)品較少，市場對于這種設計支持力度還存在不足；二是目前終端廠商的解決方案中，大多包括有智能網(wǎng)關產(chǎn)品，若機頂盒與網(wǎng)關做強制捆綁，又會涉及到廠家利益分配問題；第三，如果采用一體化設計，大量舊型號的機頂盒將無法開展廣電智能家居業(yè)務；第四，目前許多物聯(lián)網(wǎng)智能家居終端產(chǎn)品采用了無線通訊技術(shù)，由于機頂盒位置的固定性，如果網(wǎng)關與機頂盒一體化設計，則可能會出現(xiàn)信號無法最優(yōu)化的情況。因此，在現(xiàn)階段，網(wǎng)關還是與機頂盒分離，一體化產(chǎn)品只能作為遠期目標。智能網(wǎng)關的具體功能：一是協(xié)議的轉(zhuǎn)換，即將不同傳輸標準的底層節(jié)點業(yè)務數(shù)據(jù)通過統(tǒng)一的方式轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的傳輸格式；二是業(yè)務的識別，由于業(yè)務將通過統(tǒng)一的通道進行上傳，多業(yè)務對單一平臺的模式就要求必須對業(yè)務加以區(qū)別，每個智能網(wǎng)關聯(lián)結(jié)單項業(yè)務的所有節(jié)點，然后通過軟件對業(yè)務數(shù)據(jù)加上業(yè)務識別碼幀頭后才能進行上傳。

2.1.3 機頂盒的設計與底層管理

機頂盒的具體功能如下：

（1） 數(shù)據(jù)的上下行通道中的所有節(jié)點的業(yè)務數(shù)據(jù)都通過機頂盒上傳，而反饋信號也通過機頂盒這個通道返回。

（2） 機頂盒是數(shù)據(jù)反饋結(jié)果的展現(xiàn)平臺。

（3） 機頂盒是底層管理的中心，負責對底層網(wǎng)關和節(jié)點的管理，包括節(jié)點、網(wǎng)關的添加與刪除，網(wǎng)關及機頂盒的軟件升級，以及對某些終端節(jié)點的操作等。

（4） 對于部分簡單應用的操作，機頂盒還應有一個小應用層，并有其對應的界面，能完成對一些簡單業(yè)務的操作。

2.2 上層結(jié)構(gòu)設計

2.2.1 支撐平臺的設計

支撐平臺是整體結(jié)構(gòu)的上層核心，所有通過網(wǎng)絡上傳的數(shù)據(jù)都需要通過平臺這個關鍵節(jié)點才能進行下一步處理，因此，它需要完成一系列復雜的功能。主要有：

（1） 用戶身份的識別。由于從機頂盒和智能終端上傳的數(shù)據(jù)帶有身份信息識別碼，所以，支撐平臺首先要對其發(fā)起數(shù)據(jù)請求，并對數(shù)據(jù)庫中存儲的用戶信息進行比對，符合要求才能進行下一步操作。

（2） 業(yè)務邏輯的分解。所有業(yè)務邏輯在平臺根據(jù)業(yè)務邏輯識別碼被分解為單一業(yè)務，然后經(jīng)過比對，再送入上層應用中進行進一步的處理。

（3） 平臺是上層結(jié)構(gòu)管理的核心，擁有獨立的管理界面，管理員可以通過平臺對上層應用進行改動維護，對數(shù)據(jù)進行刪除、添加、更新等一系列操作，同時管理員也可以通過平臺對機頂盒的管理模塊進行遠程支持（例如向機頂盒進行軟件更新支持等）。

（4） 平臺同樣是BOSS（服務支持）系統(tǒng)的門戶，用戶管理數(shù)據(jù)可通過平臺與BOSS系統(tǒng)進行通訊，負責業(yè)務的開啟、關閉和計費等。

2.2.2 應用結(jié)構(gòu)的設計

應用是廣電網(wǎng)智能家居業(yè)務的服務關鍵，負責對業(yè)務數(shù)據(jù)進行相應的處理，并對處理結(jié)果進行反饋。其主要的功能有：

（1） 業(yè)務數(shù)據(jù)經(jīng)過平臺的邏輯分解后，被送入相對應的應用進行處理。

（2） 處理結(jié)果生成歷史記錄后，被送入數(shù)據(jù)庫保存。

（3） 通過外聯(lián)方式對業(yè)務數(shù)據(jù)的處理結(jié)果進行反饋，如派專業(yè)人員上門服務等，同時通過自上而下的模式把反饋結(jié)果返回機頂盒和手機等設備進行呈現(xiàn)。涉及到對終端操作的，則通過機頂盒對終端發(fā)出控制指令，如觸發(fā)報警等。

（4） 關聯(lián)業(yè)務應用之間不進行通訊（如老人看護與健康醫(yī)療相關業(yè)務等），可共用部分數(shù)據(jù)，但不進行直接通訊，涉及到的共有數(shù)據(jù)都可通過接口與數(shù)據(jù)模塊通訊獲得，故可避免應用之間的影響，降低系統(tǒng)復雜性，提高體系的模塊化程度。

2.2.3 數(shù)據(jù)業(yè)務環(huán)境的搭建

數(shù)據(jù)業(yè)務環(huán)境是體系結(jié)構(gòu)搭建的難點之一，涉及到平臺之間的相互融合和數(shù)據(jù)安全等一系列問題，因此，它需要完成以下功能：一是數(shù)據(jù)的請求業(yè)務，即當平臺請求用戶身份識別或者應用請求數(shù)據(jù)時，向平臺或者應用發(fā)送數(shù)據(jù)；二是數(shù)據(jù)的維護、更新和操作。

2.2.4 BOSS系統(tǒng)的連接

平臺作為身份識別的門戶，還承擔著與BOSS系統(tǒng)連接的業(yè)務。當用戶通過平臺經(jīng)過身份驗證登陸后，BOSS系統(tǒng)便可進行管理數(shù)據(jù)的操作，這主要有用戶的計費和用戶業(yè)務的開通與關閉等。

3 業(yè)務流程

本系統(tǒng)的典型業(yè)務流程場景包括以機頂盒為核心的簡單流程、經(jīng)過遠程終端登陸平臺的業(yè)務流程和業(yè)務數(shù)據(jù)經(jīng)過平臺的復雜流程。其中，以機頂盒為核心的不經(jīng)過平臺的簡單業(yè)務流程圖如圖2所示。

在圖2中，當傳感器節(jié)點發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時，業(yè)務數(shù)據(jù)被上傳至網(wǎng)關，加上網(wǎng)關代碼（同時也是業(yè)務代碼），網(wǎng)關將業(yè)務數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至機頂盒應用層。機頂盒應用層對業(yè)務數(shù)據(jù)進行處理，并根據(jù)處理結(jié)果或者用戶判斷的方式?jīng)Q定是否進行操作。如果操作，即發(fā)送操作信號，將數(shù)據(jù)根據(jù)網(wǎng)關/業(yè)務代碼發(fā)送至相應網(wǎng)關，網(wǎng)關再通過操作信號中的設備碼將操作信號發(fā)送至終端節(jié)點。該業(yè)務流程適用于較為簡單的不需要平臺上傳處理的業(yè)務。

經(jīng)過遠程終端登陸平臺的業(yè)務流程圖如圖3所示。與以機頂盒為核心但不經(jīng)過平臺的簡單業(yè)務相比，圖3所示的經(jīng)過遠程終端登陸平臺的業(yè)務流程的主要區(qū)別是通過遠程終端對平臺進行身份驗證和登陸，然后以遠程方式訪問機頂盒，并對相應的業(yè)務數(shù)據(jù)進行處理，然后進行相應的操作。

圖4所示是業(yè)務數(shù)據(jù)經(jīng)過平臺的復雜流程圖。圖4中，業(yè)務數(shù)據(jù)上傳至相應業(yè)務網(wǎng)關，加上網(wǎng)關代碼以區(qū)別業(yè)務，再通過機頂盒這個上傳通道上傳至平臺；平臺經(jīng)過身份認證識別后，將業(yè)務數(shù)據(jù)根據(jù)業(yè)務號進行邏輯區(qū)分，并上傳至相應的應用進行處理，同時生成歷史記錄存儲。若需要對業(yè)務數(shù)據(jù)進行反饋，則通過自上而下的方式將帶有設備碼及網(wǎng)關業(yè)務碼的操作指令發(fā)至平臺；平臺根據(jù)機頂盒將操作碼發(fā)送至機頂盒，機頂盒再根據(jù)業(yè)務碼轉(zhuǎn)發(fā)至業(yè)務網(wǎng)關，業(yè)務網(wǎng)關再根據(jù)設備碼將操作數(shù)據(jù)發(fā)送至終端進行操作，同時，機頂盒顯示反饋操作結(jié)果。

4 結(jié) 語

作為一個蓬勃發(fā)展的朝陽行業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)受到了人們的廣泛關注，而其整體架構(gòu)的構(gòu)建一直是實際應用的最大障礙。作為廣電行業(yè)開始物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的關鍵，其整體體系架構(gòu)的構(gòu)建應從實際出發(fā)，采取循序漸進的方式逐步整合，在此基礎上求新求變，而不應一步登天。另外，用戶體驗是重中之重，體系的構(gòu)建應將用戶體驗作為基本的考慮視角；同時還應兼顧各分系統(tǒng)廠商的利益，以此帶動整個產(chǎn)業(yè)鏈的和諧發(fā)展。

參考文獻

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篇4

關鍵詞： 智能家居； 家庭物聯(lián)網(wǎng)； 智能插座； ZigBee

中圖分類號： TN302.1?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）10?0056?03

0 引 言

智能家居系統(tǒng)是一個開放的、使用了多項高新技術(shù)的智能化、人本化的集成型家居系統(tǒng)，它把寬帶互聯(lián)網(wǎng)、家電設備、家居自動化和家庭安全防護防盜有機地結(jié)合到一起。家庭智能控制器是家庭網(wǎng)絡的樞紐，通過家庭智能控制器可以對家庭網(wǎng)絡中的信息家電進行中央監(jiān)控和遠程控制。

現(xiàn)階段家庭系統(tǒng)接入互聯(lián)網(wǎng)的方式主要為有線接入，目前最流行的有線寬帶接入技術(shù)是ADSL（非對稱數(shù)字用戶線）和HFC（同軸光纖混合網(wǎng)）。然而，現(xiàn)有的無線通信網(wǎng)絡也具備了為數(shù)據(jù)通信業(yè)務提供一定傳輸速率的能力，如ZigBee網(wǎng)絡理論上能夠提供高達 250 Kb/s的傳輸速率，完全滿足信息家電控制信息傳輸?shù)囊?，所以說，家庭網(wǎng)絡無線通信方式具有廣闊的發(fā)展前景[1?2]。

智能家居系統(tǒng)由家庭物聯(lián)網(wǎng)、家庭無線局域網(wǎng)及外部網(wǎng)3個網(wǎng)絡組成。家庭物聯(lián)網(wǎng)通過可靠的全覆蓋的無線網(wǎng)絡（ZigBee、小無線、電力線載波等）組建的家庭物聯(lián)網(wǎng)；物聯(lián)網(wǎng)絡有網(wǎng)絡節(jié)點和管理中心組成。家庭無線局域網(wǎng)的通信模塊通過WiFi組建的家庭高速局域網(wǎng)，網(wǎng)絡采用TCP/IP標準協(xié)議。外部網(wǎng)可以是小區(qū)局域網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、電話網(wǎng)和Internet等，大多采用比較成熟的技術(shù)。

本文使用ZigBee 技術(shù)來設計家庭物聯(lián)網(wǎng)，通過智能插座控制各種家電設備及照明系統(tǒng)，將智能用電業(yè)務的網(wǎng)絡計量、有序用電管理與智能控制結(jié)合的新一代智能家居系統(tǒng)。

1 ZigBee技術(shù)特點

3 智能插座

4 數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議

4.1 數(shù)據(jù)鏈路層

本協(xié)議為主?從結(jié)構(gòu)的半雙工通信方式。手持單元或其他數(shù)據(jù)終端為主站，智能插座為從站。每個智能插座均有各自的地址編碼。

通信鏈路的建立與解除均由主站發(fā)出的信息幀來控制。

每幀由幀起始符、從站地址域、控制碼、數(shù)據(jù)域長度、數(shù)據(jù)域、幀信息縱向校驗碼及幀結(jié)束符7個域組成。每部分由若干字節(jié)組成。

4.2 字節(jié)格式

每字節(jié)含8位二進制碼，傳輸時加上一個起始位（0）、一個偶校驗位和一個停止位（1），共11位。其傳輸序列如圖3。D0 是字節(jié)的最低有效位，D7 是字節(jié)的最高有效位。先傳低位，后傳高位。

4.3 數(shù)據(jù)標識

4.3.1 數(shù)據(jù)標識結(jié)構(gòu)

4.3.2 幀格式

幀是傳送信息的基本單元。幀格式如圖4所示。

4.3.3 數(shù)據(jù)傳輸形式

5 結(jié) 語

本文在ZigBee技術(shù)的基礎上設計家庭物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設計了一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、性能高、功耗低的智能家居系統(tǒng)。該系統(tǒng)已經(jīng)應用在紹興電力局的智能小區(qū)試點項目上，所設計的智能家居系統(tǒng)具有電力特色，可以完成電力業(yè)務的網(wǎng)絡計量、家庭用能信息管理、模式控制達到節(jié)約能源，減少能源消耗的目的。另一方面，智能家居具有可視對講、家電本地和遠程控制、安防報警等家居智能化設計，使用戶享受家居智能化的舒適和方便的同時，也可以實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、降低家庭能源消耗，從而達到生活智能化的目標，為實現(xiàn)更好的智能家居系統(tǒng)提供了一個良好的解決方案。

參考文獻

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篇5

【關鍵詞】無線技術(shù)總線技術(shù)智能家居

一、引言

所謂智能家居，其核心當然是“家”，然后將建筑、自動化和智能化集于一體，以打造出舒適、安全和便利的家居環(huán)境。智能家居的技術(shù)起源于美國，最具代表性的便是X-10總線技術(shù)。

二、總線技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)智能家居中的應用

下文將對總線技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)智能家居中的應用現(xiàn)狀做出探討：

1.常用的幾種總線技術(shù)。（1）X-10技術(shù)。X-10技術(shù)使用的歷史最長，但是也是最簡潔的一種總線技術(shù)。它以50或60Hz的載波，120kHz的脈沖為調(diào)變波為主發(fā)展而來的數(shù)位控制技術(shù)，而市電的傳播則是利用市電電源的正弦信號的過零點來進行的。電力線是X-10控制總線系統(tǒng)的配線方式，它將住宅內(nèi)的電力線直接作為控制總線。（2）CEBus技術(shù)。消費電子總線（CEBus）技術(shù)的出現(xiàn)，一開始便是為了彌補x-10技術(shù)的不足之處，CEBus技術(shù)的系統(tǒng)是開放的，它要求所有媒體中的傳輸信號都要以相同的速度進行傳輸，從而有效避免了瓶頸問題。（3）LonWorks技術(shù)。LonWorks技術(shù)主要為設計、創(chuàng)建、安裝和維護設備網(wǎng)絡方面的許多新問題提供解決方案。LonTalk協(xié)議由各種答應網(wǎng)絡上不同設備彼此間智能通信的底層協(xié)議組成。LonTalk協(xié)議提供一整套通信服務，這使得設備中的應用程序能夠在網(wǎng)絡上同其他設備發(fā)送和接收報文而無需知道網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)或者網(wǎng)絡的名稱、地址，或其他設備的功能。

2、當前應用的總線技術(shù)優(yōu)缺點。綜上所述，可以看出，當前應用的各種總線技術(shù)都具有一系列優(yōu)點，首先X-10技術(shù)的安裝施工簡便，不必對墻體造成破壞，且具有系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，使用比較方便，系統(tǒng)擴展功能強。但是由于我國和國外的差別，這種總線技術(shù)的應用并不廣泛；而雖然CEBus技術(shù)具有一系列優(yōu)勢，但是其接口技術(shù)比較復雜，成本高，因此，當前應用CEBus技術(shù)的用戶還是較少，尤其在我國；當然LonWorks技術(shù)的價格太高，光電開關的體積太大，雖然Echelon公司開發(fā)了一個智能型收發(fā)器―――PL3120芯片組，其也只是逐漸在較多的高級建筑中被采用。

三、無線技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)智能家居中的應用

1.紅外技術(shù)。紅外技術(shù)也是家庭組網(wǎng)的一個選擇之一，其突出的優(yōu)點便是設備簡單、價格低廉。它采用紅外波段內(nèi)的近紅外線，波長在0.75um個25um之間，由于其波長較短，對障礙物的衍射能力不強。因此，控制器與接收器要在沒有障礙物的距離之內(nèi)，使得其紅外技術(shù)不適合于大范圍對家居進行組網(wǎng)。

2.藍牙技術(shù)。藍牙技術(shù)是一種突破紅外限制的較新型技術(shù)，當前也取得了很大的成果，尤其是在各種移動設備之間的資源共享中，更是較為方便。它的數(shù)據(jù)通信功能比較強大，由于其主要應用在數(shù)據(jù)交換和語音信號傳輸中，成本高，協(xié)議復雜，使得其在家居中的應用也受到較大限制。

3.ZigBee技術(shù)。而ZigBee技術(shù)卻是一種近距離、低功耗、低速率和低成本的無線通信技術(shù)，其完善和標準化的技術(shù)規(guī)范，使得其在自動控制和遠程控制領域中尤其適合應用。和當前熱門的近距離無線通信技術(shù)藍牙、紅外等技術(shù)相比，ZigBee技術(shù)在家居組網(wǎng)中具有明顯的可靠、成本、可擴展、安全性和信號覆蓋率等方面的優(yōu)勢。

ZigBee技術(shù)是基于IEEE802.15.4標準的，而IEEE802.15.4標準正是為了滿足無線網(wǎng)絡低成本和低功耗的要求，并可以在低成本之間實現(xiàn)低數(shù)據(jù)率的傳輸。在ZigBee技術(shù)中，各個簡化標準通常使用“層”這個概念來描述，每個層按照設計完成相應的功能，并且向上層提供特定的服務。其體系結(jié)構(gòu)通常用“層”來描述它的各個簡化標準，每一層負責完成特定的任務，并向上層提供服務。ZigBee技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)主要由物理層、媒體接入控制層、網(wǎng)絡/安全層以及應用框架層組成。各層之間的通過接口進行連接，連接服務需要通過定義的邏輯鏈路來提供。

四、結(jié)語

由于ZigBee技術(shù)所具有的一系列優(yōu)勢，筆者認為，未來可以將ZigBee技術(shù)同當前熱門的GPRS通信技術(shù)相結(jié)合的方式來搭建一個比較完善的智能家居控制系統(tǒng)，使其可以為未來我國物聯(lián)網(wǎng)智能家居水平做出貢獻。

參考文獻

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篇6

關鍵詞：ZigBee；嵌入式；物聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號：TN92-34

進入21世紀后，數(shù)字化技術(shù)發(fā)展迅猛并滲透到各個領域，將安防設備、家用電器與通訊設備等各自獨立的設備功能綜合為一體，而形成了住宅自動化概念簡稱智能家居。普通的家居系統(tǒng)由于當前技術(shù)的限制，管理缺乏智能化，家庭布線復雜，后期的改裝和安裝成本都偏高，系統(tǒng)的升級麻煩，系統(tǒng)的工作效率低下。而智能家居系統(tǒng)合理設計可以克服傳統(tǒng)的家居系統(tǒng)的系統(tǒng)缺陷。通過無線組網(wǎng)的方式，將家庭內(nèi)部設備與中央控制器智能結(jié)合，無須考慮繁瑣的布線約束，降低安裝成本的同時也提高了家庭內(nèi)部網(wǎng)絡的擴展性。

1 智能家居系統(tǒng)總體方案設計

1.1 智能家居的系統(tǒng)需求分析

目前我國的智能家居行業(yè)發(fā)展還處于興起階段，國內(nèi)還沒有統(tǒng)一的行業(yè)設計標準可以參照。智能家居的系統(tǒng)設計一般要依據(jù)用戶的需求和家居環(huán)境進行差別式設計，滿足不同用戶的需求。智能家居系統(tǒng)需要滿足以下基本要求：1、數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。無線數(shù)據(jù)的信息傳輸必須保證安全可靠，才能使中央控制中心對內(nèi)完成對其它家居模塊的信息處理，對外向用戶端傳輸數(shù)據(jù)或接受指令。2、無線的信息傳輸。智能家居系統(tǒng)的安裝，考慮到不影響整體家居的美觀，施工便捷，需采用無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。3、成本低廉。智能家居系統(tǒng)要推廣普及，就要考慮普通消費者的實際消費能力。所以系統(tǒng)選擇的技術(shù)和硬件選型，應在消費者的承受范圍之內(nèi)。4、整體功能系統(tǒng)集成。整體功能系統(tǒng)的集成，是將上述的功能都集中在系統(tǒng)的中央控制平臺上管理，包括家中狀態(tài)的查詢，設備的管理。通過中央控制平成對各個分散功能的集中管理。

1.2 智能家居功能結(jié)構(gòu)

在智能家居系統(tǒng)中，中央平臺控制器是整個系統(tǒng)的核心。智能家居系統(tǒng)可以理解為以家庭中央控制器為基礎，通過其對各種網(wǎng)絡數(shù)據(jù)進行分析、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)發(fā)和管理的過程，實現(xiàn)智能家居系統(tǒng)的人性化及智能化功能。智能家居系統(tǒng)的網(wǎng)絡組織結(jié)構(gòu)模型如圖1所示：

圖1 智能家居網(wǎng)絡組織結(jié)構(gòu)模型

在智能家居的網(wǎng)絡組織結(jié)構(gòu)中，中央控制器通過無線的ZigBee、WiFi網(wǎng)絡或者其它的通信方式，完成對燈光，安防和家居環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的交互信息連接。用戶可以通過中央控制器，完成對各個子系統(tǒng)的統(tǒng)一管理和數(shù)據(jù)采集?？刂浦行倪€需要有統(tǒng)一的家電聯(lián)網(wǎng)接口，完成家電設備的組網(wǎng)，這樣用戶可以通過智能手機、電腦，完成對家中電飯煲、空調(diào)、加濕器等電器的狀態(tài)查詢和控制。

2 智能家居系統(tǒng)子網(wǎng)設計

2.1 基于ZigBee技術(shù)的智能家居網(wǎng)絡組建

在ZigBee技術(shù)組建的網(wǎng)絡中，每個節(jié)點上的設備都有個64位的IEEE長地址和一個16位的網(wǎng)絡短地址。長地址是由設備生產(chǎn)廠商，在設備出廠前就設定好的，是其在全球設備識別的唯一地址。而在一般的個域網(wǎng)組建中，為了使用方便，是以短地址作為其網(wǎng)絡標識。ZigBee網(wǎng)絡建立過程如圖2所示。

2.2 ZigBee網(wǎng)絡組建

ZigBee網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器主要負責網(wǎng)絡的組建和維護，也對網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)接受和轉(zhuǎn)發(fā)。協(xié)調(diào)器上電工作后回自動掃描DEFAULT_CHANLIST指定的通道，在其上建立起網(wǎng)絡。若ZDAPP_CONFIG_PAN_ID被定義為0xFFFF，則協(xié)調(diào)器將會依據(jù)自身的IEEE地址建立一個隨機的PANID；否則協(xié)調(diào)器建立的網(wǎng)絡的PANID將由ZDAPP_CONFIG_PAN_ID來指定。網(wǎng)絡建立成功后，協(xié)調(diào)器查詢周圍是否有其他節(jié)點申請加入，若有其他節(jié)點加入網(wǎng)絡，則由協(xié)調(diào)器為該設備分配網(wǎng)絡地址等信息。當ZigBee網(wǎng)絡建立成功后，網(wǎng)絡中的各個設備之間就可以實時的進行數(shù)據(jù)的傳輸和信息的共享了。

3 智能家居系統(tǒng)部分模塊的設計與實現(xiàn)

3.1 中央控制器人機交互界面的實現(xiàn)

在ARM-Linux系統(tǒng)下，利用QT圖形用戶開發(fā)工具，實現(xiàn)對硬件模塊的控制和傳感器數(shù)據(jù)采集的人機交互界面程序設計。

（1）人機交互界面的軟件設計

通過測試，用戶可以通過觸摸屏控制各個傳感器的開關，并可以查看其狀態(tài)。

中央控制器主要可以實現(xiàn)以下功能：（1）在本設計系統(tǒng)中，中央控制器主要通過各個ZigBee模塊，實現(xiàn)對家居內(nèi)部網(wǎng)絡節(jié)點設備的控制和信息采集。（2）通過QT強大的跨平臺圖形界面開發(fā)框架，在中央控制器上實現(xiàn)圖形界面的觸摸操作，便于用戶體驗。

4 結(jié)論

篇7

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，其英文名稱是：“The Internet of things”。顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。本文從物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀開始分析，結(jié)合當前物聯(lián)網(wǎng)存在的技術(shù)以及實現(xiàn)其工作的原理和功能上，分析并設計出一套較為完善的智能家居系統(tǒng)，并通過分析系統(tǒng)之間的各個模塊，利用總控主機的管理和控制，實現(xiàn)整個家居智能系統(tǒng)的安防、家居監(jiān)控、家電智能等功能。

【關鍵詞】智能 物聯(lián)網(wǎng) 總控主機

隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，設備智能化已經(jīng)成為了一種新型的發(fā)展趨勢，對于家庭而言，采用新型的家居智能化成為了人們追求舒適成活、安全管理以及高品位的理想生活。物聯(lián)網(wǎng)的誕生正是由于人們對于理想生活的追求。本文將通過設計出一套通過互聯(lián)網(wǎng)、移動終端網(wǎng)絡、無線傳感網(wǎng)絡構(gòu)成的基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有通訊、安防、智能控制等功能，其主要通過總控主機對各個分界點進行管理控制，用戶可以通過在外部的電腦上網(wǎng)或者手機短信發(fā)送的方式，對家庭當中的空調(diào)、電冰箱、洗衣機等家用電器進行控制，并可以實現(xiàn)各個智能家居的遠程控制功能。

1 家居智能系統(tǒng)的工作原理

家居智能系統(tǒng)的總控主機是整個系統(tǒng)的核心器件，它能夠?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)部的各個功能模塊進行管理和控制，并通過各個子模塊反饋回來的信息進行整理和分析。如圖1所示，以太網(wǎng)通信模塊主要負責與外部互聯(lián)網(wǎng)進行連接，GPRS通信模塊與移動網(wǎng)連接。當用戶通過電腦網(wǎng)絡可以直接聯(lián)系到家庭所使用的中央控制器，并通過中央控制器的模塊管理直接指揮各個設備的運行。最終實現(xiàn)對設備的遠程控制。

各種無線傳感設備主要是通過傳感的方式獲得當前設備的運行狀態(tài)，通過無線發(fā)送的方式傳遞到中央控制器中，并由中央控制器進行分析，當前的狀態(tài)是否符合標準的要求。這使得整個設備可以出于無人控制下自動運行的狀態(tài)。例如：當我們遠程控制電飯鍋煮飯時，我們通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)出煮飯的指令，中央控制器對電飯鍋發(fā)出開始煮飯的開關，接著中央控制對無線傳感器發(fā)出指令，監(jiān)控電飯鍋的運行狀態(tài)。無線傳感器針對電飯鍋的運行進行實時監(jiān)測。當電飯鍋發(fā)出煮飯完成的反饋信息之后，無線傳感器迅速將指令傳遞到中央控制器，中央控制器將信息反饋到用戶上，整個操作方才完成。這樣的模式，不但可以實時獲得設備的信息，而且當設備出現(xiàn)故障時，中央控制器還會在第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并提出報警和解決方案，以便能夠及時的解決各種問題。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能設計

2.1 智能系統(tǒng)的總體框架設計

由于智能家居系統(tǒng)采用的是系統(tǒng)分層集成和系統(tǒng)各功能模塊集成的方案，因此在整個系統(tǒng)總體設計上，我們將互聯(lián)互通的通信協(xié)議和接口都采用符合通用網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳遞的標準。為了便于劃分，我們將系統(tǒng)劃分為硬件層、軟件控制層、信息交互層。硬件層主要是由各個子硬件組成，其包含了各種傳感器、控制器和設備。而軟件控制層主要是由各個硬件的控制軟件模塊的所組成，主要是控制模塊、開關模塊、信息處理模塊等組成，這些模塊主要的功能在于能夠按照中央控制器傳遞過來的信息執(zhí)行，并將執(zhí)行的結(jié)果實時的反饋，以便中央控制器獲得當前設備的運行情況。信息交互層，主要是通過中央控制器對所有子系統(tǒng)進行一體化的管理和控制。通過中央控制器的統(tǒng)一規(guī)劃執(zhí)行相應的方案。以上文的煮飯為例：用戶通過信息交互層對中央控制器發(fā)出煮飯的指令，而中央控制器通過軟件控制層對電飯鍋軟件模塊發(fā)出指令，并且對傳感器軟件模塊發(fā)出指令。電飯鍋軟件模塊和傳感器模塊對其管理的硬件發(fā)出煮飯的指令。這樣所有子系統(tǒng)按照各自分開的設備、功能及信息集成了一個大型的互聯(lián)互通、管理和控制統(tǒng)一、資源和信息共享的大系統(tǒng)。并在此系統(tǒng)之中實現(xiàn)對各個子系統(tǒng)的現(xiàn)場管理和控制。如圖2所示。

2.2 系統(tǒng)子模塊功能設計

2.2.1 可視對講模塊

主要是在家庭出入門口安裝監(jiān)控設備，監(jiān)控設備需要帶有攝像機、送話器、揚聲器等功能，讓來訪者來到門口，主人可以通過網(wǎng)絡獲知來訪的人員姓名和關系，通過揚聲器和網(wǎng)絡可以直接進行遠程或者本地對講的功能。

2.2.2 門禁模塊

防盜門控制裝置采用密碼鍵盤和非接觸可寫加密式讀卡器，實現(xiàn)對進出人員的合法身份驗證，只有擁有IC卡和密碼的主人才是合法人員；此外設有無線門磁、出口按鈕、報警傳感器及攝像頭等裝置，實現(xiàn)主人出門后的防止非法人員入侵的功能，并通過記錄/顯示裝置記錄報警信息和顯示圖像。

2.2.3 安防監(jiān)控及報警模塊

視頻監(jiān)控部分由嵌人式DVR和前端攝像機構(gòu)成。其中DVR具有記錄保存圖像，對數(shù)字視頻進行處理，并可通過網(wǎng)絡傳輸、錄像數(shù)據(jù)準確快速定位回放、可有報警輸出、聯(lián)動和控制等先進功能。前端攝像機選用隱蔽攝像機和無線網(wǎng)絡攝像機，隱蔽攝像機安裝在家門口的隱蔽位置，與可視對講模塊和門禁模塊共用。無線網(wǎng)絡攝像機安裝于客廳適當位置，采用嵌入式系統(tǒng)，無需計算機的協(xié)助便可獨立工作，支持TCP/IP等多種通信協(xié)議，用戶可通過手機或電腦上網(wǎng)方式根據(jù)IP地址對家中網(wǎng)絡攝像機進行訪問，實現(xiàn)隨時隨地對家中環(huán)境進行遠程視頻監(jiān)控功能。智能報警部分主要由報警主機、防區(qū)擴展模塊及IC卡布/撤防機等組成，報警主機采用無線報警方式。IC卡布/撤防機安在家居主門及門鎖上，用戶外出和進屋時可利用IC卡在相應傳感器上進行布防/撤防，內(nèi)門可設“輔助撤防” 按鈕進行撤防。防區(qū)擴展模塊設有門、窗無線被動紅外探測器，室內(nèi)設有主動紅外對射探測器，廚房設有溫感、燃氣、煙霧探測器及臥室緊急按鈕。所有探測器和緊急報警裝置與信息傳感模塊連接，報警主機通過無線發(fā)射接收模塊來處理探測器所探到的信息，實現(xiàn)無線通信和報警。此外還具有記錄/顯示報警信息，并將報警信息通過網(wǎng)絡傳送到安保中心等功能。

2.2.4 消防及聯(lián)動控制模塊

一旦發(fā)生火災等事故，火災探測器和警報器將會迅速的將信息反饋到火災報警器當中，火災報警器也及時的提供信息傳遞到中央控制器，中央控制器通過分析當前火情以及處理方式，及時將信息反饋到用戶上，并通過自動滅火裝置實時反饋當前火災情況，最終實現(xiàn)消防及報警的聯(lián)動控制功能。

2.2.5 三表自動抄送模塊

水、電、燃氣三表可利用電子或傳感器技術(shù)，改造成數(shù)字式儀表。采用現(xiàn)場總線將其連接，并由數(shù)據(jù)集中器進行數(shù)據(jù)采集。信息的傳輸采用基于移動數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)集中器與GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端連接，各表數(shù)據(jù)經(jīng)過協(xié)議封裝后發(fā)送到中國移動的GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，通過數(shù)據(jù)移動網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳送到相應職能部門，從而實現(xiàn)三表自動抄送功能。

2.2.6 家電智能控制模塊

新型智能家電系統(tǒng)是將普通家用電器設備，如電視機、電腦、音響、熱水器、空調(diào)機、冰箱、洗衣機、廚具等，利用射頻識別、無線傳感器及智能控制技術(shù)，對每種需要控制的家電進行編碼并分配一個相應訪問地址，實現(xiàn)家電設備與中央控制器和萬能遙控器無線通信。系統(tǒng)可通過萬能遙控器對家電進行本地監(jiān)控和調(diào)節(jié)；還可通過手機或電腦上網(wǎng)方式經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)與家電設備通信實現(xiàn)遠程監(jiān)控；此外，各種家電由中央控制器集中監(jiān)控和管理，并可通過中央控制器功能界面設置各種家電常用的工作指令，實現(xiàn)家電的自動化和智能化。例如，用戶在外通過手機方式控制熱水器的加熱，冰箱食物快用盡時以手機短信方式通知用戶需要購買；洗衣機可對機內(nèi)衣服進行清洗并根據(jù)衣服的數(shù)量和臟污程度，自動添加洗滌劑量與洗滌時間；空調(diào)機可根據(jù)用戶入睡時的生理機能自動調(diào)節(jié)出適合人體的室溫；智能沙發(fā)和智能床鋪能根據(jù)人體的疲勞程度進行舒適的按摩等等。

2.2.7系統(tǒng)組網(wǎng)通信模塊

系統(tǒng)組網(wǎng)通信采用有線與無線互為備份方式。為使系統(tǒng)能正常工作，有線與無線網(wǎng)絡要有互聯(lián)互通的通信協(xié)議且所有設備的接口都應符合通用的技術(shù)標準。有線組網(wǎng)部分的終端設備可采用現(xiàn)場控制總線連接，無線組網(wǎng)部分的終端設備利用射頻識別技術(shù)、無線傳感器技術(shù) 等構(gòu)建一個家庭通信網(wǎng)絡。把來自所有終端設備的信息通過智能家居綜合網(wǎng)關以TCP/IP協(xié)議在以太網(wǎng)上傳輸，實現(xiàn)與外部互聯(lián)網(wǎng)的通信。系統(tǒng)無線組網(wǎng)模塊采用的ZigBee技術(shù)是一種近距離、復雜度低、功耗低、成本低的雙向無線通信技術(shù)。它符合IEEE802.15.4協(xié)議，是專為家庭短距離通信制定的新標準 。由于其特點完全符合家庭網(wǎng)絡通信的需要。因此，家居內(nèi)部無線組網(wǎng)通信采用Zig―Bee技術(shù)是構(gòu)建智能家居無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的理想選擇。

3 小結(jié)

本文主要針對于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀，通過結(jié)合當前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，按照軟件開發(fā)的集成化、模塊化的設計方法，設計了一套符合現(xiàn)代家庭使用的家居智能化、安防及監(jiān)控操作智能家居系統(tǒng)。本系統(tǒng)對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進一步研究和發(fā)展有一定的參考和借鑒價值。

參考文獻

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篇8

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；yeelink；智能家居

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A

自物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用以來，智能家居行業(yè)正如火如荼地快速發(fā)展，智能家居是在物聯(lián)網(wǎng)的影響之下物聯(lián)化的體現(xiàn)，已經(jīng)從遙控掌握發(fā)展到手機遠程控制，網(wǎng)絡傳輸信號也從有線一躍而升為無線，既降低成本，低碳節(jié)能，還讓許多家庭享受到高科技帶來的便利、舒適生活。其中應用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心，以用戶體驗為核心的創(chuàng)新2.0是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂。物聯(lián)網(wǎng)云服務平臺正是物聯(lián)網(wǎng)應用創(chuàng)新的一個縮影，因在智能家居上的管理應用方便而大受歡迎。

1 物聯(lián)網(wǎng)云平臺的設計理念

物聯(lián)網(wǎng)云平臺主要提供傳感器數(shù)據(jù)的接入、存儲和展現(xiàn)，使得硬件和制造業(yè)者能夠在不關心服務器實現(xiàn)細節(jié)和運維的情況下，擁有交付物聯(lián)網(wǎng)化的電子產(chǎn)品的能力，側(cè)重于成為物聯(lián)網(wǎng)的middleware和Enabler。以國內(nèi)yeelink平臺為例其具有以下幾個特點：

（1）云平臺通過API接口，只需要簡單的幾步操作就能將傳感器接入平臺，實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的遠程監(jiān)控。

（2）云平臺設計的高并發(fā)接入服務器和云存儲方案，可同時完成海量的傳感器數(shù)據(jù)接入和存儲任務，確保數(shù)據(jù)能夠安全的保存在互聯(lián)網(wǎng)上。

（3）云平臺先進的鑒權(quán)系統(tǒng)和安全機制，能夠確保數(shù)據(jù)只在允許的范圍內(nèi)共享。當數(shù)據(jù)達到某個設定閾值的時候，云平臺會自動調(diào)用預先設定的規(guī)則，發(fā)送短信或者是郵件，還可以充分利用平臺的計算能力，定期的將統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)發(fā)送到郵箱內(nèi)。

（4）提供數(shù)據(jù)的上行功能，可實現(xiàn)對家庭電器的控制功能。存儲在云平臺里的數(shù)據(jù)，可以簡單的被API取回，放置到個人博客上，或者根據(jù)規(guī)則自動轉(zhuǎn)發(fā)到指定的微博上，將數(shù)據(jù)和人之間全面融合。

2 物聯(lián)網(wǎng)云平臺與智能家居的連接

Step1：注冊用戶。注冊賬號后，填寫電子郵件并激活。

Step2：打開首頁“登陸”按鈕，在“用戶中心”來管理和查看自己的物聯(lián)網(wǎng)設備。

Step3：點擊“用戶中心”，增加物聯(lián)網(wǎng)設備，填寫好以后保存。

Step4：添加傳感器（可同時添加多個傳感器）。

Step5：數(shù)據(jù)上傳。依據(jù)兩個ID和API KEY進行數(shù)據(jù)的有效性驗證。

3 監(jiān)控數(shù)據(jù)在物聯(lián)網(wǎng)云平臺上的顯示

本實驗以Arduino+Ethernet shield進行室內(nèi)光照強度數(shù)據(jù)上傳和觸發(fā)Email報警為例。傳感器插線接法：VCC-5V，GND-GND，SCL-SCL（analog pin 5），SDA-SDA（analog pin 4），ADD-NC。連接好線路以后，將Arduino連接到電腦上，將程序代碼上傳，按照以上五個步驟將程序數(shù)據(jù)上傳，在網(wǎng)頁和手機APP上可以繪制出相應曲線圖。

結(jié)語

未來物物相連將是輕量化的時代，更多的連接與操作是在云端，物聯(lián)網(wǎng)云平臺在打造智慧家庭云操作系統(tǒng)，不只是簡單的物與物相連、生態(tài)圈的打造，更多關注消費者怎么樣更好地使用智能家居平臺，怎樣更好地連接到我們的生活之中，使生活變得舒適。通過物聯(lián)網(wǎng)云平臺在智能家居上的應用，將使我們的生活更方便，快捷。同時物聯(lián)網(wǎng)云平臺在智能農(nóng)業(yè)領域的研究也有一定的借鑒意義。

參考文獻

篇9

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能家居；控制系統(tǒng)

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 10-0000-01

自從上個世紀的80年代，智能家居的控制系統(tǒng)開始興起于歐美和日本，在90年代開始進入中國。國內(nèi)外的智能家居控制大多都是采用有線的方式進行布局，這其中存在很大的麻煩，例如布線困難，無法進行有效的維護，以及如果發(fā)生停電事件，就會造成系統(tǒng)的整個癱瘓。根據(jù)出現(xiàn)的這一系列問題，本文提出基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)，作為最近全球廣為關注的熱點領域和話題，物聯(lián)網(wǎng)能夠通過全球定位系統(tǒng)等傳感設備的研究，根據(jù)協(xié)議將物品和互聯(lián)網(wǎng)進行鏈接溝通，從而實現(xiàn)整個網(wǎng)絡的信息交換和通信，最終達到智能化識別和管理的終極目標。

一、基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居簡介

（一）智能家居的內(nèi)涵

智能家居又叫Smart Home。是相對于普通家居而言的一大類產(chǎn)品的統(tǒng)稱。Smart Home一般以家庭住宅為平臺，利用各種現(xiàn)代化的傳感器技術(shù)、遠程控制技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)以及云端技術(shù)等手段，，將家中的各種設備（如音視頻設備、照明系統(tǒng)、窗簾、空調(diào)控制、安防系統(tǒng)甚至水電氣表）連接到一起，提供多樣化的家電控制、照明控制、窗簾控制、防盜報警、環(huán)境監(jiān)測等功能，從讓我們的生活變得更加方便、舒適[1]。

（二）物聯(lián)網(wǎng)的定義

最早在1999年提出物聯(lián)網(wǎng)的概念，它的英文名是Internet of Things（IOT），也有人將其翻譯為Web of Things。所謂物聯(lián)網(wǎng)，就是能夠通過各種傳感信息設備，將裝置和技術(shù)進行關聯(lián)，通過對光、聲、熱等基本信息的收集，能夠聯(lián)合實際物品形成一個巨大的網(wǎng)絡，從而完成物體與物體，物體與人之間的鏈接，從而更好地實現(xiàn)識別和管理、控制工作流。在智能家居領域還沒有一個聯(lián)盟組織能夠提出市場接受的一個完整的技術(shù)標準體系，還存在著多技術(shù)體系并存的狀況，這一方面當然是制約市場發(fā)展的一個因素，從另一個方面也充分說明智能家居還處于發(fā)展初期多技術(shù)競爭階段[2]。因此將智能化家居和物聯(lián)網(wǎng)進行結(jié)合，就是一個全新的發(fā)展課題，能夠?qū)ξ磥淼募揖咝袠I(yè)產(chǎn)生很大的影響。

二、基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居綜合控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居綜合控制系統(tǒng)就是要在居室內(nèi)進行智能終端控制，并通過家庭網(wǎng)關、ZigBee無線通信而進行組織，可以通過圖1所示的工作原理圖進行展現(xiàn)。將家庭的家居和互聯(lián)網(wǎng)通過電器組成一個網(wǎng)絡，并交換信息，從而達到一個門禁控制以及防盜報警的目標，保證家居的安全。在室內(nèi)會通過傳感器而安全ZigBee無線通信模塊，如果一旦居室內(nèi)發(fā)生異常，那么就會收到信號，讓 ZigBee無線通信技術(shù)對控制器進行控制，保證能夠?qū)π盘栕龀鱿鄳奶幚?。用戶能夠?qū)τ嬎銠C進行遠程操作，從而監(jiān)控室內(nèi)的基本狀態(tài)[3]。如果不方便使用計算機，那么就可以GPRS網(wǎng)絡，用手機進行遠程操控。控制系統(tǒng)能夠具有良好的人機界面反映，可以對系統(tǒng)的運行信息進行查詢，并展現(xiàn)在使用者面前。

通過模塊化的設計而實現(xiàn)智能化家居控制系統(tǒng)軟件，從而更加清晰還能夠調(diào)試系統(tǒng)的功能擴展區(qū)域，讓處理器的執(zhí)行效率更高。通過開發(fā)的工具，基本能夠?qū)崿F(xiàn)對用戶界面的維護，讓系統(tǒng)的設置和控制能夠保證基本的實時操作。系統(tǒng)完成初始化工作之后，就可以進行相對應的子程序，而用戶通過打開GPRS設備能夠進行設置，如果一些參數(shù)發(fā)生錯誤，那么就能夠通過短信報警。基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居綜合控制系統(tǒng)十分安全，能夠讓家用電器保持一個獨立的節(jié)點，并通過ZigBee協(xié)議進行無線通信的聯(lián)通，從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)的實時信息反饋。

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居綜合控制系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的基本需求而運用于不同的領域之中，此外，還能十分便捷地進行修改，減少成本的公式完善嵌入式系統(tǒng)。Linux社區(qū)中具有很多可以開發(fā)的項目，能夠借鑒優(yōu)點，而加入一些全新的溝通，讓用戶更加便捷地完成自己的智能家居開發(fā)。作為未來發(fā)展的主流，家居智能化需要有更加優(yōu)良的系統(tǒng)予以支持，不僅可以支持自己品牌的各種家電，甚至可以實現(xiàn)跨品牌的多產(chǎn)品品類互聯(lián)互通。這樣才能保證用戶所提出的基本訴求：安全、便捷、舒適，才能讓智能化家居的未來發(fā)展更好。

參考文獻：

篇10

【關鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) ZigBee CC2430 B/S架構(gòu)

【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】 A

【文章編號】0450-9889（2015）06C-0184-03

近年來，被看作信息領域一次重大的發(fā)展和變革機遇的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了快速的發(fā)展?！拔锫?lián)網(wǎng)”的概念由美國麻省理工學院自動識別中心（Auto-ID）提出，主要以無線傳感器網(wǎng)絡和射頻識別技術(shù)為支撐。物聯(lián)網(wǎng)被認為是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮，也被世界各國作為未來經(jīng)濟發(fā)展的主要增長點。

物聯(lián)網(wǎng)可應用于智能家居、智能農(nóng)業(yè)、智能交通、智能電網(wǎng)、智能安防、智能醫(yī)療等領域。隨著近十年世界范圍內(nèi)的IT產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，相應的傳感技術(shù)、通信技術(shù)和計算機技術(shù)也取得突飛猛進的發(fā)展。我們國家居民生活水平顯著提高，對與自己息息相關的家居環(huán)境也有了新的、更高的要求。設計一種新型的家居環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)模型，實現(xiàn)了對家庭溫度、濕度、亮度和煤氣濃度的動態(tài)監(jiān)控，用戶能夠設置家居內(nèi)相應時段不同的溫度、濕度、亮度，系統(tǒng)會依據(jù)用戶設置自動監(jiān)控家居狀態(tài)，滿足日常生活。該系統(tǒng)模型比傳統(tǒng)的使用本地智能網(wǎng)關控制或家居內(nèi)計算機控制的智能家居模型更加便捷、實用、高效，在系統(tǒng)日常維護、平臺移植與擴展、大數(shù)據(jù)管理等方面具有明顯優(yōu)勢。

一、系統(tǒng)總體方案設計

一般認為物聯(lián)網(wǎng)典型的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)分為感控層、網(wǎng)絡層、應用層三大層次，本文設計的家居環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)的整體設計方案如圖1所示，整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為三層，分別負責家居內(nèi)基礎信息的采集和外設控制、系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)信息的傳遞、系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的管理和系統(tǒng)功能應用等功能。圖2為該系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)示意圖，用戶家居處于感控層中，主要包括家居內(nèi)環(huán)境參數(shù)采集和控制的相關傳感器和設備，網(wǎng)絡層是一個智能網(wǎng)關，負責數(shù)據(jù)透傳，應用層是本系統(tǒng)服務器，負責接收和處理網(wǎng)絡層上傳的數(shù)據(jù)，向感控層發(fā)送數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)存儲與管理等。

二、感控層的設計與實現(xiàn)

家居環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)的感控層在功能上分為兩部分：一是數(shù)據(jù)采集與執(zhí)行。數(shù)據(jù)采集主要是運用傳感器對家庭內(nèi)的溫度、濕度、亮度、煤氣濃度狀態(tài)進行基礎信息采集。執(zhí)行主要是負責接收和解析系統(tǒng)服務器發(fā)送來的控制命令，讀取或改變相應外設（如燈具、空調(diào)等家電）的工作狀態(tài)。二是短距離無線通信。短距離無線通信主要用來完成像家居內(nèi)這種小范圍內(nèi)的多個物品的信息集中與傳遞。由于無線短距離通信技術(shù)具有靈活安裝、可移動性強等特點，使其越來越多地被應用于智能系統(tǒng)中。目前技術(shù)比較成熟和常用的無線短距離通信技術(shù)有：Bluetooth、ZigBee、Wi-Fi、超寬帶。本設計選用了ZigBee無線通信方式，它相比其他幾種通信方式具有低功耗、低成本、低速率、近距離、短時延、高容量等優(yōu)勢。

ZigBee協(xié)議的物理層和媒體訪問控制層遵循IEEE 802.15.4標準的規(guī)定，可工作在2.4GHz、868MHz和915 MHz共3個頻段上。ZigBee網(wǎng)絡中的設備可分為協(xié)調(diào)器（Coordinator）、匯聚節(jié)點（Router）、傳感器節(jié)點（EndDevice）三種負責不同功能的角色。無信息傳輸時，傳感器節(jié)點可處于休眠狀態(tài)，當有信息傳輸時可自動喚醒進行數(shù)據(jù)傳遞，多節(jié)點以接力的方式傳遞信息，通信效率非常高，但功耗很低。ZigBee網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)有星型、樹型和網(wǎng)狀三種。為滿足穩(wěn)定性要求，本設計選用了網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)。

根據(jù)家居環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)和ZigBee技術(shù)的特點，本設計中的ZigBee無線網(wǎng)絡主要由路由器節(jié)點和協(xié)調(diào)器節(jié)點兩種節(jié)點類型組成。其中路由器節(jié)點不僅負責家居環(huán)境內(nèi)相關數(shù)據(jù)（溫度值、濕度值、亮度值、煤氣濃度值、設備工作狀態(tài)值等）的采集，還負責網(wǎng)絡的管理與節(jié)點間的數(shù)據(jù)傳輸，控制外設的工作狀態(tài)；協(xié)調(diào)器節(jié)點主要負責網(wǎng)絡的建立、各路由節(jié)點的管理、數(shù)據(jù)的處理以及對外的接口。

本系統(tǒng)所采用的設備是搭載有TI/Chipcon公司生產(chǎn)的用于2.4GHz IEEE 802.15.4/ZigBee片上系統(tǒng)解決方案CC2430芯片的節(jié)點，負責家居內(nèi)所有信息的采集、傳遞和外設控制。

三、網(wǎng)絡層的設計與實現(xiàn)

網(wǎng)絡層負責數(shù)據(jù)在系統(tǒng)感控層和應用層之間快速、安全、可靠地傳送。網(wǎng)絡層的通信功能主要由智能網(wǎng)關負責，使用Socket通信方式。由于因特網(wǎng)的通信特點，該智能網(wǎng)關需要設置靜態(tài)IP，同時工作于服務端和客戶端兩種模態(tài)下。工作在服務端模態(tài)下時，主要是接收系統(tǒng)服務器發(fā)送的數(shù)據(jù)（網(wǎng)關自動判斷是否是本網(wǎng)關需要接收的數(shù)據(jù)，主要由通信協(xié)議中包含的IP地址決定），并將數(shù)據(jù)解析后發(fā)送至本網(wǎng)關連接的家居監(jiān)控網(wǎng)絡中。工作在客戶端模態(tài)下時，主要是接收到感控層上傳的信息后，主動連接系統(tǒng)服務器，將信息發(fā)送至系統(tǒng)服務器。

由于智能網(wǎng)關連接了互聯(lián)網(wǎng)和ZigBee網(wǎng)絡兩個網(wǎng)絡，因此為保證數(shù)據(jù)正常傳遞，智能網(wǎng)關必須能夠進行ZigBee協(xié)議和TCP/IP協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。本設計中采用協(xié)調(diào)器和網(wǎng)關通過串口直接連接，先由ZigBee硬件完成ZigBee協(xié)議與RS-232協(xié)議的轉(zhuǎn)換，再由網(wǎng)關實現(xiàn)RS-232協(xié)議與TCP/IP協(xié)議的轉(zhuǎn)換，最終實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議和ZigBee協(xié)議的高效轉(zhuǎn)換，智能網(wǎng)關工作流程如圖3所示。

四、應用層的設計與實現(xiàn)

系統(tǒng)應用層是整個系統(tǒng)的“大腦”，主要功能是完成網(wǎng)關上傳的數(shù)據(jù)的接收、匯總、互通、分析、決策，數(shù)據(jù)下發(fā)等功能，是整個系統(tǒng)的控制和決策中心。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)關于應用層的定義，本設計的應用層具體包括兩部分：一個是系統(tǒng)服務器；另一個是終端設備。系統(tǒng)服務器負責所有數(shù)據(jù)的接收、分析、存儲、修改，根據(jù)控制算法進行決策和控制命令發(fā)送等。終端設備是電腦、智能手機等智能終端，用戶可通過這些設備搭載的Web瀏覽器訪問系統(tǒng)服務器的網(wǎng)站站點，實現(xiàn)系統(tǒng)功能的使用，而不再是傳統(tǒng)的在終端上安裝相應的軟件，這就大大降低了對用戶的硬件要求，增強了系統(tǒng)的實用性。

系統(tǒng)服務器由Web站點服務器、業(yè)務處理服務器、數(shù)據(jù)庫服務器三部分組成，分別完成Web頁面、數(shù)據(jù)接收和控制決策、數(shù)據(jù)管理等功能，如圖4所示即為系統(tǒng)服務器的架構(gòu)圖，三個服務器是分別設計和獨立運行的，但又是相互關聯(lián)的，其中業(yè)務處理服務器與Web服務器通過數(shù)據(jù)庫服務器進行連接和數(shù)據(jù)交換。

（一）Web服務器

為減輕客戶端的負擔，增加系統(tǒng)實用性，Web服務器的設計采用了目前流行的瀏覽器/服務器（browser/server，B/S）結(jié)構(gòu)模型。B/S結(jié)構(gòu)下的應用程序、邏輯處理和數(shù)據(jù)全部集中安放在Web服務器上，而用戶只需要統(tǒng)一使用瀏覽器即可訪問Web服務器，通過用戶界面使用本系統(tǒng)功能。

系統(tǒng)采用的是Microsoft的Web服務器Internet Information Server（IIS），網(wǎng)站開發(fā)技術(shù)使用的是。技術(shù)具有很高的頁面處理速度和運行效率，節(jié)省系統(tǒng)資源，完全面向?qū)ο?，具有平臺無關性且安全可靠，特別適合應用于頁面和遠程系統(tǒng)服務器之間數(shù)據(jù)交互比較頻繁的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)訪問采用了與同一框架（.NET Framework ）下的技術(shù)，實現(xiàn)Web服務器與SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)交互。確保了Web服務器能夠根據(jù)用戶的需求快速、準確地訪問到數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、查詢、更新和刪除等操作。

（二）數(shù)據(jù)庫服務器

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務器采用Microsoft SQL Server 2008設計，主要負責存儲和管理系統(tǒng)內(nèi)的所有數(shù)據(jù)，具體操作由Web服務器和業(yè)務處理服務器調(diào)用。數(shù)據(jù)庫服務器共設置了用戶信息管理模塊、用戶設置管理模塊、室內(nèi)環(huán)境狀態(tài)管理模塊和設備狀態(tài)管理模塊四個模塊。數(shù)據(jù)庫服務器是一個“被動”服務器，只負責數(shù)據(jù)的存儲和管理，存儲的數(shù)據(jù)是由業(yè)務處理服務器或Web服務器寫入、刪除或修改。

（三）業(yè)務處理服務器

業(yè)務處理服務器工作于服務端模式，向智能網(wǎng)關開放服務器端的IP和端口，時刻偵聽智能網(wǎng)關是否有數(shù)據(jù)上傳。接收數(shù)據(jù)后，會進行數(shù)據(jù)包的解析、數(shù)據(jù)類型分析、數(shù)據(jù)提取、邏輯處理和控制決策。其中的業(yè)務處理功能可分為兩個部分：第一部分是將系統(tǒng)感控層上傳來的數(shù)據(jù)或處理結(jié)果準確存儲到數(shù)據(jù)庫中，保障業(yè)務處理服務器程序和Web服務器程序進行合法查詢；第二部分是系統(tǒng)輪詢服務，系統(tǒng)能夠?qū)崟r不斷地查詢所有用戶的設置信息，根據(jù)用戶設置和當前家居狀態(tài)進行控制決策，判斷當前系統(tǒng)時間是否到達用戶設置的某個子狀態(tài)的更改時刻，如果滿足條件，會根據(jù)用戶設置更改和控制家庭內(nèi)部的環(huán)境狀態(tài)。業(yè)務處理服務器運行界面如圖5所示。

在實驗室條件下，經(jīng)過實際測試，該系統(tǒng)能夠智能、穩(wěn)定地工作，達到預期目標，如圖6所示。采用三層架構(gòu)的系統(tǒng)模型的結(jié)構(gòu)十分清晰，既可節(jié)約投資成本，又方便維護、升級和改造。此外，可將系統(tǒng)服務器移植到云平臺（如微軟Azure云平臺、IBM云平臺、新浪云平臺等），借助云平臺強大的計算和存儲能力，能夠在處理和儲存能力、穩(wěn)定性、安全性和可移植性上獲得高幅提升，具有較好的應用前景。

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