物联网技术在智能家居中的应用

物联网技术在智能家居中的应用

作者：廖承柱

来源：《装饰装修天地》2016年第12期

摘要：随着我国经济技术的不断进步与发展，人们对生活质量要求不断增高，传统的智能家居已无法满足人们日益增长的物质需要，这就对智能家居的整体质量与性能提出了更高的要求，所以智能家居向智能化、自动化、现代化、合理化方向发展势在必行。但是由于受一些外在因素影响，导致智能家居并未被广泛应用于消费者市场，针对此类问题，必须引起厂商的相关重视，要从根本上对智能家居的进行优化与创新，提高其性价比，只有这样，才能实现企业经济效益最大化，以及智能家居的全面普及。本文就物联网技术在智能家居中的应用进行详细的分析和探讨。

关键词：物联网技术；智能家居；应用 引 言

随着当前社会科学技术不断向前发展，广大群众的生活逐步的迈向现代化和居住环境的舒适化等方向之中，在实践当中，相关物联网技术的发展，也使得广大群众的生活质量水准进一步的提升。在工作的开展过程当中一方面应当明确物联网技术在智能家居中的应用的原则和核心的原理，另外也应当加强技术的创新与发展，逐步的对其中关键性的网络通讯技术、布线技术以及自动控制技术等进行研究，以更好的实现应用水准的增强，为广大群众提供更加舒适的环境和居住氛围。

一、物联网技术在智能家居中的应用的原理和概念分析

明确物联网技术的相关技术原则和技术的核心思想对于保证后期应用的效果和基本的质量有着关键性的意义，所以在实践当中还应当重点的加强对此方面内容的深入分析，以更好的实现相关技术的革新与向前发展。随着当前全球范围之内的科学技术水准不断提升，物联网技术的发展也在呈现出不断改进的趋势，进而出现了一些智能化的相关概念，当前智能化以及自动化技术的不断成熟发展，再加上智能家居建设水准不断增强。

从技术架构上来看，物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层由各种传感器以及传感器网关构成，其主要功能是识别物体，采集信息。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。在今后物联网技术在智能家居中的应用和相关的发展也相当关键，在实践当中不仅应当加强对物联网技术在智能家居中的应用价值进行系统性的分析，在工作的开展过程当中应当明确物联网技术在智能家居中的应用的原则和核心的原理，

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同时还应当加强对设计基本现状的研究，进而使得设计的水准可以得到稳步的增强，为广大群众提供更加舒适的环境和居住氛围。真正意义上实现相关科学技术的稳步向前发展。 二、物联网技术的体系架构

物联网由三个部分组成：感知部分，即以二维码、RFID、传感器为主，实现对“物”的识别；传输网络，即通过现有的互联网、广电网络、通信网络等实现数据的传输；智能处理，即利用云计算、数据挖掘、中间件等技术实现对物品的自动控制与智能管理等。 1.构建感知层

应用物联网技术构建感知层的目的是实现智能家居系统与居民形成感知，方便居民合理而有效的利用智能家居系统的各个功能。构建感知层主要利用的是物联网技术的射频识别、GPS、传感器等技术手段，促使智能家居系统能够感知到对象，捕获信息，下达指令。像人们在进入房间时，智能家居系统能够感知到住户要进入住宅的信息，促使住户在到达门口时门会自动开启。 2.构建网络层

保证智能家居系统能够有效的应用，网络是必不可少的条件。因此，运用物联网技术构建网络层是对智能家居系统所应用的网络进行优化和保护，促使智能家居系统能够运用到高质量的网络。应用物联网技术构建的网络层包括通信网络与互联网形成的融合网络、家居物联网中心、信息中心、云计算平台、专家系统等，促使网络层能够为居民提供良好的网络环境，同时能够进行智能化的信息处理，促使人们居家办公或居家休闲娱乐都能够顺畅的进行。 3.构建应用层

应用层是指将物联网技术和智能家居专业技术相结合，使智能家居应用性增强。构建应用层是将物联网技术应用到智能家居中的关键环节。两者能否有效的结合直接关乎物联网智能家居的应用性，对智能家居行业的发展有一定的影响。因此，在构建应用层时需要对智能家居进行详细的分析，确定其优点和不足，分析应用物联网技术能否有效的改善智能家居存在的不足，从而之制定最佳的实施方案，尽量做到物联网技术与智能家居的完美结合，从而创造安装简单、操作简单、维护简单的物联网智能家居系统。 三、我国智能家居的发展现状

近年来，随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高。虽然我国的智能家居一直都在不断的发展，但是由于受到各种条件的制约，至今仍难以普及。究其原因，一方面是由于智能家居的实现需要一定的经济条件。另一方面是目前智能家居所能够提供的服务，尚不是人民生

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活所必须的需求。因此，在很大程度上，难以引起普通群众的购买期望。此外，我国当前在技术方面也存在着一定程度的不足，这也是限制我国智能家居快速发展的重要因素之一。我国智能家居的发展现状主要体现在以下几个方面：（1）我国现阶段的智能家居中的各子系统从自动化的角度而言更多的只是执行器，即通过执行器执行智能化。这样的模式，须依托于对用户家庭的全面化感知。但是，由于缺乏感知设备，导致当前智能家居的智能化水平难以提高，使其不能为用户提供更全面的服务。（2）目前我国的智能家居系统，在进行自动执行时部分运用的都是一些比较简单的感知性动作，并未深入性的分析感知数据，同时，也没有有效的运用人工智能进行推理分析，严重的影响了智能家居系统的服务质量。（3）我国当前的智能家居各子系统间尚未实现互通、互联以及互操作。同时，虽然，该行业具有一定的执行标准，但是，由于现有的标准与用户的期望之间存在较大的偏差，最终导致行业存在很多不遵循网络相关的工作组标准的现象，智能家居系统各子系统间的信息阻隔导致很多家庭服务难以实现。 四、物联网在智能家居中的应用

智能家居除了为用户提供安全、舒适以及高品位的生活环境以外，还能够将用户传统的被动结构科学的转变为能动结构，进而为用户提供更为方便的服务。目前我国的大部分智能家居系统都还不满足实现采用物联网系统的条件，物联网技术在智能家居中的具体应用主要体现在以下几个方面： 1.智能灯光控制

我们可以将原来的灯光控制器换为自动化的开关，从而来满足对灯光的控制，同时还达到了设置多种情景范围以及灯光色彩的效果。无论是多媒体设备播放的灯光、夜晚家人一起欢乐的灯光、招待来宾正式的灯光还是孩子学习读书的灯光都可以体现。外出或加班，灯光会自动调整到相应的模式。根据全天外界的光线自动调整室内灯光，根据全天不同的时间段自动调整室内灯光。 2.智能家电控制

我们可以依靠智能遥控、手机平板、电脑远程、定时开关以及温度传感等多种方式进行控制，最终实现对热水器、饮水机、空调、电视以及冰箱等多种电器设备的智能操控。使用者可以随意的对节点进行控制，还可以通过合理的改善配置来满足自身的要求。该功能的实现不仅给用户带来了便利，也大大节约了能源。 3.智能安防

在整个智能家居系统运行的过程中，安全是一个客户首要评价的内容。我们如果想要完成系统的全面智能化，就一定要要对安全的相关因素进行考虑。我们可以通过检测器（比如温度感应器、烟量感应器、玻璃破碎感应器、电磁辐射感应器等）的安装来实现对安全的掌控，还

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可以通过设立视频对讲、门禁、监控录相等大型设备进行完善。其中可视对讲的作用就是让用户更加便捷的掌握拜访者的基本信息，通过对讲设备进行对话，最终遥控开门。报警系统可以在发生警情，会自动将报警信息发送给小区物业，同时智能家居电话或短信报警系统会将报警信息发送给业主。

4.家庭娱乐中心和控制中心

常用的家庭信息，如天气预报、咨询信息等可以通过连接入网的家庭终端设备及时了解到。娱乐的内容也是涵盖影视、音乐、游戏、通讯等众多应用，并且内容的来源需包含来自专业机构制作的、来自亲朋好友分享的、以及自己采集录制的三大部分，有的需付费，有的可分享，甚至还有的可以去收钱。通过物联网与外部的服务连接起来，才能真正实现服务与设备互动。总的来讲加强物联网技术的改革，意义重大。自从进入新时代之后我国飞物联网技术的发展进入到了一个崭新的阶段，并且很好的突破了技术发展过程之中存在的问题。但是需要注意的是，在今后还应当加强相关物联网技术中关键性技术的分析，同时对应用的具体层面和应用过程当中应当掌握的重难点等进行集中性的分析，以更好的促进相关事业迈向成熟的发展局面。

5.远程监控

在电信网络板块中的智能家居系统，可以依靠数据或者手机对家内设备的摄像头进行实时的了解和监控。当我们外出之后，可以随时的利用手机或者电脑查看自己家中的录像，了解家里目前的状况，有小孩子的家庭还可以及时的了解到留在家中小孩子的具体信息；如果小偷趁你外出之际在家中盗窃，那么系统中的智能报警信号就会迅速的连接你的手机，然后将现场的视频发送过来，而且还会自动的对视频进行保存、并且模仿人的声音进行喊话震慑；如果发生电器失火或者是燃气泄漏这些紧急情况，视频监控设备也会迅速做出反应，将信息发送至您的手机并自动拨通消防控制中心的电话进行报警。从最大限度上保证了您自身以及财产的安全。 五、远程智能家电控制系统模块的设计实现

系统设计实现主要包括：远程控制端、远程控制的网络编程实现、集中控制端的控制软件实现和家电控制端的控制电路实现。本文以家用电器常用的电饭煲为例，介绍系统的实现方法。用户的控制界面显示电饭煲相关控制信息，例如开机、关机、保温和调温等控制功能。首先，用户依据远程控制界查询到的电饭煲当前工作状态，例如关机，以确定所需要的操作，如开机。此时远程控制端的PC机通过互联网路由器发送电饭煲的开机指令，在集中控制端的控制软件监听到网络发来的开机指令，然后把指令发送到电饭煲的控制电路，最后由控制电路实现控制操作。同样，电饭煲的反馈温度等运行状态信息也可通过远程控制端实时查询。 1.家电控制电路的供电模块

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由于家用电源为220 V交流，系统供电模块要求把220 V家用交流电转换为5 V直流供电电源，本文采用AC—DC电源模块MXA（S）2.5S5N具有低输出噪声，165～265VAC宽输入电压范围，输入对输出电压隔离等特性，以上特性达到系统供电要求。 2.家电控制电路的控制模块

考虑到控制功能的实现和系统成本，采用At—megal6单片机作为控制微处理中心。Atmega接收到远程控制端的控制指令信息，通过其数字I/O口输出电平高低变化，控制开关电路的继电器的功能切换，实现远程开机、关机和调温等状态的切换控制。Atmegal6单片机亦能够实时地把电饭煲温度数据实时采集并判断电饭煲运行状态是否正常，若温度异常，向远程控制端发送报警信息，确保电饭煲能够平稳、安全地达到需要加热温度。 3.家电控制电路的通信模块

ZigBee模块具有低成本，低功耗特点。总线是一种有效的支持分布式控制的串行通信网络，它具有多主站依据优先权进行总线访问、无破坏性的基于优先权的仲裁和节点配置灵活的特点。 六、结语

截止到目前为止，智能家居中的物联网技术仍然没有得到全面的广泛应用，部分地区对其的应用也只是凤毛麟角，只应用了物联网的其中某项技术，大多数只处于感知层的应用方面，所以要想一个全方位的物联网智能家居在生活中得到广泛应用，必须要经过多方面的技术融合与多行业的深度合作，才能从真正意义上实现，与此同时，制约物联网智能家居发展最大的因素就是标准不统一，所以制度统一的规范标准势在必行。随着经济技术的不断进步，以后每一个家庭都是一个“云家”，不管你身处何方，都可以随时随刻了解到家里发生的任何情况，所以现在发展物联网智能家居的同时加强对云技术的研究和应用，同时还要制定统一规范标准，推动多行业的深度合作有着重要意义。 参考文献：

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