物联网与智能家居精选(九篇)

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第1篇：物联网与智能家居范文

关键词：智能家居；物联网；移动智能终端

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）07-0038-04

0 引 言

世界上最早的智能建筑是1984年在美国诞生的，这之后，加拿大、欧洲、澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家先后开始开发智能建筑和智能家居产品。智能家居在国外已发展了20多年，特别在一些发达国家，智能家居的普及率相当高，智能家居可以为人们提供一种高效、舒适、安全、便利、环保的家庭居住环境。在美国，盖茨的被称作“未来之屋”的豪宅堪称当今智能家居的经典之作，所有的照明、音乐、温度、湿度等，都可以根据客人的需要通过电脑任意调节；当你踏入一个房间，藏在壁纸后方的扬声器就会响起你喜爱的旋律，墙壁上则投射出你熟悉的画作；厕所里安装了一套检查身体的电脑系统，如果发现异常，电脑会立即发出警报；地板中的传感器在感应到有人到来时就自动打开照明系统，在客人离去的同时自动关闭。在国内，智能家居经历了10年的起步阶段，发展速度缓慢。这主要是因为开发技术短期内不成熟，没有形成完整的、全面的系统解决方案，主要集中在一些分散的智能家庭控制子系统的研究上，所以有必要对智能家居系统做研究和探讨。

1 智能家居的架构

智能家居作为物联网的一部分和人们的生活息息相关，是人们感受物联网最直接的方式。通过智能家居系统，人们将充分感受到物联网革命带给人们的方便、快捷与智能化。图1所示是智能家居系统的基本框架图。下面对具有集中式信息处理模块的智能家居系统作一简要介绍。

图1 智能家居系统框架

1.1 信息家电

信息家电应该是一种价格低廉、操作简便、实用性强、带有PC主要功能的家电产品。利用电脑、电信和电子技术与传统家电相结合的创新产品，是为数字化与网络技术更广泛地深入家庭生活而设计的新型家用电器。在目前的传统家电的基础上，将信息技术融入传统的家电当中，使其功能更加强大，使用更加简单、方便和实用，为家庭生活创造更高品质的生活环境，比如模拟电视发展成数字电视，电冰箱、洗衣机、微波炉等也将会变成数字化、网络化、智能化的信息家电。

1.2 信息处理模块

为了使相互独立的信息家电可以实现信息共享与协同工作，智能家居系统中必须具有专门的信息处理模块。它的功能主要是收集家庭中各个家电的工作状态和服务请求，对各种数据进行实时处理，并将结果送入功能驱动模块。随着家庭中信息家电的数量不断增加，采用分布式的控制方式将具有更高的灵活性，这是未来智能家居系统的发展趋势。

1.3 通信模块

如果说信息处理模块是智能家居系统的大脑，那么通信模块就是实现信息传导的神经。根据家庭组网的特点，通信模块常利用已有的布线（如电力载波），或者采用无线传输（如蓝牙、红外、Wi-Fi、ZigBee）等。出于不同的信息家电对传输的带宽要求不同，实际中的通信模块常采用多种方式混合组网。

1.4 功能驱动模块

功能驱动模块是信息流入、流出各个信息家电的接口。由于各个电器生产厂商的产品在功能和实现上都有很大的不同，所以必须通过功能驱动模块将信息处理模块的指令翻译成电器可以执行的电平信号，以及将电器的各种状态信息转换成信息处理模块可以理解的二进制信息。

1.5 外界信息接口模块

该模块可以看成是一个家庭通向外界（如Internet）的网关，它在家庭内部各种家电信息共享的基础上，进一步实现了基于Internet的资源共享，从而更进一步实现了共享的深度和广度，也将是未来智能家居系统发展的热点。

2 物联网技术

物联网被称为是继计算机和互联网信息产业后的第三次革命性创新[8]，物联网应用无处不在。物联网是让所有的物品都能够远程感知和控制，并与现有的网络连接在一起，形成一个更加智慧的生产生活体系。物联网技术层次由感知层、传输层和应用层组成[10]，图2所示是物联网技术的层次结构。

物联网以传感器等传感技术为基础，实现信息采集和“物”的识别，通过传输层实现数据的传输与计算，经过应用层，实现所感知信息的应用服务。

3 智能家居的主要技术

智能能家居系统应用的主要技术包括网络控制技术、通信技术和移动终端技术。

图2 物联网技术层次结构

3.1 网络控制技术

3.1.1 通过家庭网关的互联

家庭网关是智能家庭局域网的核心部分，主要完成家庭内部网络各种不同通信协议之间的转换和信息共享，以及同外部通信网络之间的数据交换功能。同时，网关一般还负责家庭智能设备的管理和控制。

3.1.2 通过外部扩展模块实现与家电的互联

为实现家用电器的集中控制和远程控制功能，家庭智能网关通过有线或无线的方式，按照特定的通信协议借助外部扩展模块控制家电或照明设备。

3.1.3 嵌入式系统的应用

以往的智能家居中，绝大多数是由单片机控制的。随着新功能的不断增加和性能的不断提升，将处理能力大大增强的具有网络功能的嵌入式操作系统和单片机的控制程序作相应的调整，使之有机地结合成为完整的嵌入式系统。

3.2 通信技术

通信技术分为有线通信和无线通信技术，大多已日臻成熟。基于ZigBee技术的智能家居无线网络系统，由于具有低成本、低功耗、较远的覆盖范围及通用性强的特点，将成为智能家居系统中的又一亮点，必将给现代智能家居系统带来一场新的变革。

3.3 移动终端技术

移动智能终端以智能手机为代表，另外还包含平板电脑、笔记本、智能电视等。移动智能终端内嵌嵌入式操作系统，目前被广泛推崇和得到迅速发展的是开放的、自由的Android系统[3]，主要应用在移动互联网方面。移动互联网是将移动通信和互联网二者结合起来的、融为一体的移动通信网络，在最近几年里，移动通信和互联网是当今世界发展最快、市场潜力最大、前景最诱人的两大业务，它们的增长速度是任何预测家未曾预料到的。

4 智能家居的主要研究内容

智能家居系统可满足个性化需求。可以按不同用户的需求，定制不同的方案。同时，也可模块化服务，以满足不同层次客户的需求。从客户需求上分析，智能家居系统的主要研究内容如下：

（1） 通过移动智能终端，如智能手机等，随时随地控制家中电器的开关和监测信息家电的工作状态。

（2） 以“情景模式”一键组合控制家电，实现场景设定。

（3） 支持上述功能的同时，同样可以使用家电原有的控制方式。

（4） 实时视频，让主人对家中的状况一目了然。

（5） 当家中发生警情时，可以自动打电话或发短信通知，并同时通知小区的物业，保安可第一时间到达现场。

（6） 网关服务器的密码以及网络控制页面的登录密码，可以随时更改，保证系统安全性。

5 智能家居通信方式比较

智能家居不同厂商产品的区别主要体现在通信组网方式上。市场上所有的产品无外乎有两种进行数据传输的方式，分别是有线方式和无线方式。

有线方式即总线控制方式，如EIB、C-Bus、H-Bus、LonWorks、SCS、RS-485等。有线方式因为需要进行布置复杂的线路，对原有建筑造成不同程度的破坏，而且维护、扩展也会带来很多局限性，所以，采用有线通信方式的智能家居产品正在逐渐被淘汰。

无线方式包括射频、载波、Wi-Fi、ZigBee、蓝牙等。本文的智能家居产品采用ZigBee组网方式，而目前国内仅有个别厂家采用ZigBee组网方式。表1所列是对各种无线组网方式的智能家居系统进行的比较。

在表1中，ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。相对于现有的各种无线通信技术，ZigBee技术是最低功耗和成本的技术，这些特点决定了在智能家居中采用ZigBee组网是非常合适的。

6 基于ZigBee和移动终端技术的智能家居系统

6.1 系统框图和主要实现原理

基于ZigBee的智能家居系统是未来智能家居系统的主流，该系统包含终端节点、路由器节点、传感器网络用户终端、远程监控终端（如手机移动终端）等。图3所示就是基于ZigBee和移动终端技术的智能家居系统图。

图3 基于ZigBee和移动终端技术的智能家居系统

在基于ZigBee和移动终端技术的智能家居系统中，终端节点是整个网络的关键，它的作用是开启并配置无线传感器网络。网络启动成功后，通过路由器节点、网络用户终端，无线传感器网络接收各节点的信息，并处理这些数据，将有用信息通过用户交互程序显示给用户，然后接收用户指令，再通过无线传感器网络将指令传递到相应的设备终端节点。如果要通过互联网远程控制，那么传感器网络用户终端还要连接到互联网，接收来自远程智能终端的指令，起到无线传感器网络与远程终端通信桥梁作用。

6.2 系统各部分的功能

6.2.1 终端节点

终端节点主要由传感单元、处理单元、无线通信单元和电源单元四个基本单元组成，其结构如图4所示。终端节点对于网络的建立和维护没有责任。其加入网络后主要任务有两个：一是通过传感单元中的传感器，采集物理信息并进行模拟量到数字量的转换，处理单元负责信息存储和处理，并送入无线通信单元，后者通过无线网络上传；二是接收用户终端的指令，控制设备作出相应的动作。

图4 终端节点结构图

6.2.2 路由器节点

路由器节点的主要功能有两个，一是为终端设备节点提供多跳路由，二是允许新启动的节点加入网络，其作用相当于互联网中的路由器。

6.2.3 协调器网关

协调器网关是家庭控制网络的主控设备，要求必须由至少一个ZigBee网络的FFD设备组成。一方面，它主导家庭内部网络建立的整个过程，主要包括系统初始化、网络的建立、地址的分配和成员的加入、节点设备数据的更新、数据转发表、设备关联表等几个方面；另一方面，作为家庭网关和设备节点之间的桥梁，完成家庭网关和家居设备节点的通信。家庭网关对外可以提供各种远程智能控制接口，操作者可以通过手机移动终端连接到Internet访问家庭网关的相关接口，对家中的家居设备节点进行数据访问或者控制。

6.2.4 移动智能终端

移动智能终端可以是任意一台接入互联网的计算机设备，这时传感器网络用户终端充当通信桥梁。远程控制终端通过身份认证后，就可以C/S模式或者B/S模式与传感器网络用户终端进行通信，远程控制智能家庭网络。比如，我们出差长时间不在家，可通过移动智能终端远程监控家中的环境，定时打开通风设备改善房间空气环境；或者我们下班前可通过移动智能终端远程控制空调或地暖设备工作，回到家就可以享受到我们想要的舒适环境。

6.3 系统采用ZigBee技术的主要特点

（1） 功耗低。具备多种休眠模式，在待机模式下，普通电池即可支持长达数月甚至一到两年的连续工作。

（2） 可靠性高。ZigBee采用CSMA-CA碰撞避免机制，避免了数据包发送时信道的竞争和冲突。其MAC层采用完全确认的数据传输机制，设备发送出去的每一个数据包，接收设备在接收之后都必须回传一个确认信息，发送方才能开始新的传输。

（3） 网络容量大。具有星型结构、树状结构、网状结构等拓扑，一个全功能设备可以管理254个节点设备，全功能设备之间还能组成覆盖范围更大的网络，网络的最大容量可达2542个节点。

（4） 成本低。ZigBee网络的重要特点就是数据传输速率低，通信协议简单，极大地降低了组网的成本。大范围组网时，每个节点的成本可以降到3美元以下。

（5） 数据安全。ZigBee提供了完整的安全机制，有效防止网络被篡改，防止信息的截获与窃听，并提供了多种加密方法保证数据传输的安全性。

（6） 通用性。由ZigBee技术联盟主导ZigBee标准的制定与修改，并保持了设备和协议通用性和完好的开放性。

6.4 系统采用移动终端技术的主要特点

移动终端应用移动互联网，而移动互联网是将移动通信和互联网二者结合起来的、融为一体的移动通信网络。在最近几年里，移动通信和互联网是当今世界发展最快、市场潜力最大、前景最诱人的两大业务，具有广阔的应用前景。

典型的移动终端平台是Android 平台。Android是Google公司针对智能终端开发的一个平台，基于linux内核，是开放、开源的系统，其大部分应用主要是用java开发，具有很好的跨平台性。实际上，移动终端就是一个可移动的计算机。

7 结 语

本文对基于物联网技术的智能家居系统进行了研究与探讨，分析了智能家居的架构和物联网技术层次，提出了一套基于ZigBee和移动终端技术的智能家居系统。该系统采用ZigBee技术和移动终端技术，具有诸多显著特点。本文通过对通信方式进行比较后，在家居系统中选择ZigBee通信技术，通过分析说明了ZigBee技术在楼宇自动化领域具有广阔的发展和应用前景。系统在应用中选择移动终端技术，移动终端技术具有基于移动互联网和可靠的嵌入式等特点，使智能家居控制系统具有智能化和可移动性。基于ZigBee和移动终端技术的智能家居系统能将家庭中的家居设备连接到网络中，使传统家居设备具有自动化、智能化等新特征，是未来智能家居的主流发展模式。

参 考 文 献

[1] The EPCglobal Network?. Overview of Design Benefits and Security [EB/OL].[2004-09-24]. http：///documents/TheEPCglobalNetworkfromepcglobalinc_001.pdf.

[2] RUIZ L B， NOGUEIRA J M， LOUREIRO A A F. A management architecture for wireless sensor networks[J]. IEEE Communication Magazine， 2003， 41（2）： 116-125.

[3] 田森，李大和.用Android开发手机应用[J].程序员，2008（1）：25-27.

[4] 原羿，苏鸿根.基于ZigBee技术的无线网络应用研究[J].计算机应用与软件，2004，21（6）：89-91.

[5] 金纯，罗祖秋，罗风，等.ZigBee技术基础及案例分析[M].北京：国防工业出版社，2008.

[6] 王权平，王莉.ZigBee技术及其应用[J].现代电信科技，2004（1）：33-37.

[7] 宋杰，党李成，郭振朝，等.Android OS手机平台的安全机制分析和应用研究[J].计算机技术与发展，2010（6）：152-155.

[8] 刘爱军.物联网技术现状及应用前景展望[J].物联网技术，2012，2（1）：69-73.

第2篇：物联网与智能家居范文

【关键词】物联网;智能家居;研究;实现

物联网作为一项新兴技术，它的发展和应用吸引了众多学者的注意。在物联网环境下人们的生活水平将得到大幅度提高，将物联网技术应用到智能家居环境中能使人们的生活更舒适、高效，基于物联网的智能家居研究具有重要意义。

一、物联网和智能家居的概念

1.物联网的概念

物联网源于研究人员在多领域的研究成果的集成，由Kevin Ashton在研究供应链管理时提出，研究人员对于普适计算的研究是物联网出现的重要原因。不同学者对物联网的定义各有不同，欧洲项目组将物联网定义为商业、信息交流的参与者，能推动社会发展，是一种能够互动，并相互间、与外部环境能产生交换得到的信息和数据，不经人为干预，便可以自发做出相应行为和提供服务，能够反映并影响真实生活的事件。而RFID项目组把物联网视为在标准通信协议的基础上，由拥有唯一地址的互联网物体所构成的网络。物联网可以分为位于最底层的感知层、网络层和应用层，物联网的核心技术包括射频识别技术、无线传感器网络技术、Internet技术、纳米技术和信息安全技术等。[1]

2.基于物联网的智能家居的概念

美国最早产生智能家居的概念，它是以住宅为基础，建筑设备自动化、网络通信、信息家电为具体表现，兼具系统性、结构性、服务功能和管理功能为一体的家居环境。智能家居可以通过计算机技术、网络通信技术和综合布线技术等将住宅环境中的各系统联系在一起，帮助人们更合理有效地安排时间，使生活更高效、井然有序，并提高住宅环境的安全性，还能实现节能减排的功能。

二、国内外的研究现状

美国的智能家居研究最为先进，已经出现了以ACHE系统为核心的智能房屋，通过神经网络原理来控制温度、照明等因素，并且不需要人为的事先编程。此系统可以通过连续监视环境，并记录居民对于灯光、温度等的使用情况，再对得出的数据进行汇总分析，从而推测居民的生活习惯，生成与居民行为习惯相对应的规划策略，为居民安排舒适的居住环境并预测未来的行为。

中国的智能家居发展较晚，海尔推出的U-home智能家居产品将电信网、广电网、电力网等通过有线和无线方式进行结合，实现消费者的居住环境如楼宇、室内、社区等的结合，使居住环境更加高效、舒适。

三、基于物联网的智能家居设计与实现

基于物联网的智能家居系统主要包括居住环境感知及互动、网络数据传输和应用服务层。居住环境感知及互动是指将各种配备无线或有线功能的传感器进行连接，使它们能够提供获取居住环境的物理信息、居民生活状态和访客信息的录入等服务。网络数据传输能够保证居住环境信息和居民信息的传输。应用服务层能根据收集的相关数据最终实现支配家居设备工作的目的。[2]

（一）基于物联网的智能家居总体设计与实现

1.家庭智能网关的设计

家庭智能网关是基于物联网的智能家居系统中最重要的中心设计，能够采集并汇总不同网段的信息数据。在内部的家居网络中，它与ZigBee协调器相连，是住宅信息的唯一出口，在外部网络中，家庭智能网关与Internet网连接，是远程操作指令接入家庭内部网的最后一道工序。由于内部和外部信息都经过家庭智能网关的传输，所以这样的总设计能保证智能家居的安全性。

2.感知层的设计与实现

由ZigBee节点组成的ZigBee网络位于感知层，各种传感器、音视频采集设备和安防门禁系统执行器也位于感知层上。感知层上的各种传感器能通过ZigBee节点将居住环境信息传输到家庭智能网关，并且应用层的指令信息也能通过ZigBee节点传输给执行设备以实现预定的用户操作。通过这一系列传输，实现底层ZigBee节点的互相连通问题。

3.网络层的设计

基于物联网的智能家居中的网络传输是用于管理各种住宅设备的网络信息传输，已提供住户远程控制的平台的系统。网络层的设计包括家庭智能网关、控制中心、住宅设备等内容，传输的信息以控制信息和数据信息为主。包括有线传输和无线传输两种形式。无线传输与有线传输相比更加便于管理和应用，所以在基于物联网的智能家居的未来设计中更加广泛。

4.应用层的设计

应用层的设计是基于物联网的智能家居设计中最重要的部分，目前的智能家居中，家居安防监控、家庭信息管理、家庭环境监测是应用层设计的主要方向。

（二）基于物联网的智能家居硬件设计方案与实现

如图1所示，基于物联网的智能家居硬件设计主要以节能为重点进行分析。局域网内部的微型处理元件与通信设备的选择对于整个智能家居系统的功耗和网络传输效率影响巨大，其中末端节点的稳定性和工作效率对于整个系统的可持续工作时间和稳定性起着重要作用。所以在基于物联网的智能家居硬件设计中应特别注意对微小处理元件和通信方式的节能设计。[3]

四、结束语

中国的智能家居发展较晚，但是由于人们生活水平提高，对家居环境的要求随之增加，在近几年国家政策的扶持下，智能家居的研究也如火如荼地展开。如海尔、长城等大企业纷纷推出了智能家居产品，国内的通信商也将物联网服务作为未来的发展方向之一，对于基于物联网的智能家居的研究和实现提供了良好契机。

参考文献

[1]叶兴贵，缪希仁.基于ZigBee的智能家居物联网系统[J].现代建筑电气，2010，12（09）：32-34.

第3篇：物联网与智能家居范文

关键词： 物联网； 射频识别； 智能家居； 安防

中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1006-8228（2012）04-04-02

Design of an intelligent home gateway based on net of things

Wuyimin, Qian weixing

（Department of Communication and Electron, Hangzhou Vocational & Technical College, Hangzhou, Zhejiang 310018， China）

Abstract： The Internet of things is a web ecosystem combined by things and internet through RFID, senor, wireless data communication devices. This article aimed at realizing a smart-digital-home gateway system which is based on the technology of Internet of things. It has characteristics such as low cost, mutual connection, multi-platform, self-organizing and scalability.

Key words： Internet of things； RFID； intelligent home； security

0 引言

二十世纪80年代开始，能够初步实现监管、控制功能的智能家居系统已经开始得到实际应用。目前，此项技术在韩国普及的程度排在全球前列，美国已经为智能家居系统制定了相应的技术标准，智能家居的基础产品已通过美国FCC或欧盟等行业组织机构的质量安全认证，全球家居智能技术的发展已进入白热化阶段。

基于物联网技术的社区数字智能网关系统，即基于小区的家庭智能家居解决方案，通过小区服务器和小区应用软件把小区内的多个家庭智能网关结合起来，进行集中管理和资源共享，利用先进的计算机技术、嵌入式系统技术、网络通讯技术、家电技术、无线控制技术[2]，将家居生活有关的子系统有机地结合，通过统筹管理，不仅可实现小区安防监控，更能将家庭智能控制、信息及消费服务等家居生活有效地结合在一起，让家居生活更加舒适、安全、有效。

1 智能家居数字网关的功能需求

⑴室内主机软件：实现可视门铃、记录查看、系统设置、呼叫管理中心机四个主功能的相关部分；能在小区内实现可视对讲、电话/短信报警；实现视频监控，并能将报警信息从小区的服务器上通过ECP以电话、短信、彩信的形式报警。

⑵单元门口机软件：无GUI，实现可视门铃、呼叫管理中心机、系统设置三个主要功能。

⑶小区管理中心机软件：实现与单元门口机的音频双向、视频单向对讲；实现与业主室内机的双向音频对讲；实现系统设置的相关功能；实现可视对讲、业主报警记录管理。

⑷小区服务器软件：搭建SIP服务器；小区服务器软件收到室内主机发过来的报警信息包后能通过串口电话拨号器/GPRS 模块拨打主人电话、发送短信的管理软件；采用ECP软件，以使小区服务器软件能够在收到室内主机发过来的报警消息包后，通过电信的ECP服务平台自动拨打主人电话，发送短信/彩信给主人手机。

2 智能家居数字网关设计

2.1 单元门口机设计

图1 单元门口机硬件需求示意图

单元门口机的硬件采用V512的主板，通过UART/SPI/IIC来连接RFID读卡器，通过MX27的12个GPIO或者IIC扩展的12个GPIO来连接按键。CMOS 摄像头要装有LED灯或红外灯，各单元楼安放以太网交换机，交换出口接入小区局域网，硬件设计框架如图1所示。

2.2 单元门口机软件系统设计

单元门口机的网络设置、密码更新、RFID[3]权限管理通过USB导入。单元门口机读到合法的RFID卡/IC卡的ID或/和密码后自动打开电动门（可用密码/RFID/密码+RFID）,响应“*”按键呼叫小区管理中心机；根据按键输入的物业编号（1803）呼叫业主；接收本单元内室内机或小区中心机呼叫并自动接通，并通过室内机查看状态。

2.3 室内主机/室内分机/管理中心机设计

室内主机硬件采用V509硬件和模具。通过室内主机可查看单元门口机；查看来访纪录，也可通过USB 接口导出。室内主机内置SD Socket和 CMOS Sensor，315/433M 内置无线模块可连接到业主家庭内的315/433M无线网络，实现室内主机与本小区业主的室内主机的可视对讲，报警。室内主机内置一个USB的WiFi模块，可加入家庭局域网，它能实现家庭局域网上的 IPCAM/室内分机和小区局域网相关设备之间的数据路由。硬件设计框架[4]如图2所示。

图2 室内主机/室内分机/管理中心机硬件设计框架

2.4 室内主机软件系统设计

室内主机主界面（GUI）采用Android 实现（如图3所示）。如果连续5分钟没有任何操作，系统会自动进入屏保模式。屏保模式下，触摸屏或者按键有任何操作，则室内主机返回主界面。在主菜单下点击呼叫按钮图标，系统进入呼叫小区管理中心机状态，用户可与小区管理中心机进行音频对讲或者可视对讲（如图4所示）。

图3 室内机主界面

图4 室内机呼叫界面

门铃在查看状态下，用户可以查看、监听单元门口机，但是单元门口机听不到室内主机的声音，直到按下室内主机对讲按钮，方可开始单向视频、双向音频的对讲；开门按钮，仅在室内主机处于门铃查看状态下或者对讲状态才能被有效操作（打开电控门）；室内主机返回键被按下即从门铃状态下返回，如果此时室内主机处于门铃查看、对讲状态，则自动挂断； 室内主机在门铃查看、对讲状态下，如果单元门口机对其他室内主机发起了新的呼叫请求，则单元门口机会自动挂断与原来室内主机的连接，室内主机则会自动返回主界面；此外，室内主机在门铃查看、对讲状态下，如果连续5分钟无任何触摸屏操作，则室内主机会先以OSD提示信息来告诉用户需要点击一个屏幕，如果用户在10秒内还是没有任何操作，室内主机即自动挂断，返回到主界面的屏保模式。

在主界面下点击室内主机记录查看图标，室内主机即进入记录查看状态。用户可以按照时间逆访纪录和安防报警记录（如图5所示）。

图5 视频查看界面

2.5 室内分机系统设计

图6 室内分机主界面

室内分机GUI的绝大部分和室内主机一样，只是需要设置室内主机在家庭局域网中的IP地址，这样，市内分机可以通过室内主机的路由功能来实现可视对讲/门禁管理/安防报警/视频监控的功能。室内分机在作为分机工作时，不需要在本机上安防报警的功能，视频监控功能也仅仅限于查看IPCAM的实时视频（如图6所示）。

3 结束语

物联网作为新一代信息技术的重要组成部分，具有广阔的发展前景。本文针对目前国内小区管理的实际情况，设计并实现了一种基于物联网技术的智能家居[5]数字网关系统，已在相关房地产和物业企业中推广试用，并获得了客户的肯定。物联网技术与实际生活相结合的产品具有强有力的生命力和市场发展潜力，将会有越来越多的小区在建设过程中采用智能家居系统，并实现整个小区的智能化。预计在未来几年，智能家居的应用将越来越广泛，并带动智能化装修、智能化小区服务、智能化家电等相关产业的发展。

参考文献：

[1] 乔彦友,李广文.基于GIS和物联网技术的基础设施管理信息系统[J].地理信息世界.2010.5:17

[2] 王永红,肖硕.高密度物联网标签防止冲突的研究[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2010.5:14

[3] 柳维长.RFID与物联网[J].信息电脑,2010.10:32

第4篇：物联网与智能家居范文

关键词 ZIGBEE；物联网；智能家居系统设计

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）17-0032-01

智能家居系统的发展和更新换代已经经历了四代的变革，智能家居系统也在实践中不断的完善和优化。当今，智能家居系统的发展趋势是朝着自动化、实时化、高效化、稳定化的方向逐步发展。基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统的建立正是对前几代智能家居系统的继承和发展，它也在不断的发现问题、解决问题，实现智能家居系统的更新换代升级。这么做就是为了更好地满足人们对智能家居系统的高品质、高品位的需求。用户通过对智能管理系统的充分利用，可以让家居生活变得更舒适、更安全、更有品位。

1 ZIGBEE技术的解析

ZIGBEE技术是一种新型的技术升级，它介于无线标记技术和蓝牙之间，主要用于近距离的无线连接，其目标是为了实现低能耗、低成本、近距离、高安全性的双向通信。它的标准是由IEEE802.15技术委员会制定的。它有三种可供使用的频段，分别针对的是美国、欧洲和其他地区。ZIGBEE技术作为一种新兴的技术，它具有以下技术特点。

1.1 是网络容量大

通过ZIGBEE技术建立起来的网络最多可以包含255个网络节点，如果再加上网络协调器，整个网络最多可以容纳6400个ZIGBEE网络节点。

1.2 强大的兼容性

使用ZIGBEE技术可以与现有的控制网络交互链接，无任何抵制。

1.3 数据传输可靠

ZIGBEE技术采用了碰撞避免机制来保障传输数据的可靠性，通过一定的技术支持，可以实现避免发送数据的竞争和冲突，同时每个发送的数据必须保证接收方接收信息并予以确认。

2 基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统的技术结构

以ARM微处理器为中心，建立家庭网关平台，对外通过互联网连入公共网络，对内通过ZIGBEE的物联网在家用电器和其他设施中通过局域网连接。

使用ARM微处理器芯片S3C2440作为智能家居系统的主要控制器，利用ZIGBEE芯片JN5121组成只能家居控制系统，将家庭中的其他控制器与ZIGBEE无线节点模块相结合，拓展出更多的功能模块。

在WEB服务器和通用网管程序的基础上实现家庭主控制器对家用电器与安全防卫的本地和远程监控，完善嵌入式家庭网关设计程序。

3 基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统

ZIGBEE技术应用在家居系统上，它的主体结构主要是由一个ZIGBEE协调器分节点和3个ZIGBEE终端器组成，3个ZIGBEE终端器节点分别连接门禁系统、电气系统和温湿度传感器，然后通过无线信号传输器把传感器数据传输给协调器节点，再由家居智能系统终端控制器和处理器作出处置。

在基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统中，ZIGBEE家庭无线网络是这个智能系统中最重要的部分，它的主要功能是对家庭中的各种信息进行监控，采集各种数据并收集各种有用信息，保存并传输给家庭网关中。家庭网关是家庭内部网与外部网进行信息交换的核心，它的主要功能就是保证通信协议的转换和信息的实时传递。用户可以通过互联网、移动通信网络与智能家居系统的互通，对家中的信息实行实时监控。

在一个ZIGBEE网络中，ZIGBEE的网络拓扑结构主要有星形网、网状网和混合型。基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统主要采用T1公司开发出的CC2430芯片来实现ZIGBEE网络通信。在这几种结构中，以网络网的功能最强大，它可以通过“多级跳”的方式来实现通信；星形网则具有简单、简洁和能耗低的优点，它的使用对象主要针对家庭的小规模应用，适合距离较近、复杂度较低的情况；而混合型的网络则介于两者之间。

通过利用T1公司的CC2430的ZIGBEE协议线，再通过设计出的各个节点的应用层软件，协调器节点上的系统进行初始化工作，等待家庭网关发送命令建立网络，ZIGBEE通信网网络建立后，等待终端的加入。在接收到家庭网关的命令后，在网络中发送监测的命令。这样形成循环模式，在收到终端的监测数据后再实时传送给家庭网关。

4 结束语

基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统的设计和更新顺应了智能家居系统的发展趋势，在不断的优化、更新中，不断满足人们对于智能家居系统的高品质、高品位的需求。虽然，从前来看，基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统仍旧存在这样和那样的问题，但从总体上看，基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统基本上满足了人们对于家居系统的特定需求。

基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统凭借着ZIGBEE技术的低能耗、低成本、近距离、高安全性的优点，对人们提高家居生活的品质和品位提供了一个很好的手段，它完全能够适应今后智能家居的发展需求。

参考文献

[1]周珊，蔡长青，舒英利.基于ZIGBEE的智能家居系统设计[J].科技论坛，2013（42）.

第5篇：物联网与智能家居范文

关键词：物联网；ZigBee；无线传感网络；智能家居

DOIDOI：10.11907/rjdk.161600

中图分类号：TP319

文献标识码：A文章编号文章编号：16727800（2016）009009702

作者简介作者简介：孙会民（1990-），女，山东菏泽人，山东科技大学信息科学与工程学院硕士研究生，研究方向为计算机软件理论。

0引言

智能家居利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术，融合个性需求，将与家居生活有关的各个子系统如安防、灯光控制、空调控制、窗帘控制、信息家电、场景联动、环境监测等有机地结合在一起，通过网络综合智能控制和管理，实现以人为本的全新家居生活体验。

本方案用电脑作为客户端，通过无线网络 （WiFi、GPRS） 对家居系统进行控制，做到方便、快捷、触手可及。

1智能家居监控系统

本系统以CC2530为控制核心，完成信息的采集与电器的控制等操作。终端节点把采集的数据通过无线数据传输方式发给协调器，协调器通过A8网关把打包好的数据发送给服务器供外部调用[13]。平台上配有液晶显示模块，人机交互界面能方便进行相关操作。

数据传输既可以通过Internet网络进行，也可以利用现有的无线通信网络，如WiFi网络[4]。在家庭内网中，只需与一个具有无线接口管理功能的ZigBee模块相连，通过人机交互界面，便可通过PC终端进行设备控制与状态查询。

系统通过上位机与A8网关配合，采集温湿度传感器、光照采集传感器、烟雾采集传感器、红外反射传感器的数据，实现对继电器的控制功能。智能家居监控系统流程如图1所示。

2系统总体设计

系统分为上位机软件控制和下位机ZigBee控制器两大部分。上位机通过人机交互界面发送控制信息并接收下位机ZigBee控制器发送的检测信号；下位机ZigBee控制器根据上位机软件给出的指令发出控制信号，控制相应的家居场设备，同时将检测到的信号发送到上位机图形界面上[5]。

软件部分主要是C#编写的图形界面进行人机交互。上位机通过人机交互界面，将控制信号通过网线或者WiFi把相应的命令或者信号传送到A8网关上，然后通过A8网关发送信息给协调器，协调器把命令传送到各个终端节点上，以此接收数据或者对中断节点进行控制[6]。

2.1系统设计思路及关键技术

智能家居系统上的软件包括PC软件和嵌入式软件。PC软件基于VS2010平台的C#语言编写。硬件程序在Windows下基于IAR集成开发环境的C语言编写[78]。

（1）PC应用软件（智能客户端）。PC机软件通过各个模式的设定实现相应功能。在PC端接受底层硬件传来的数据并显示[910]，同时把显示的数据进行适当处理，使其智能化。如当天气炎热达到预先设定的阈值时，空调会自动打开制冷降温；当处于离家模式时，家里的灯泡、风扇、空调等会自动关闭，以此通过客户端来实现智能化。

（2） 嵌入式应用软件。①Main：获取传感器的温湿度值、烟雾值，并作相应处理，同时还监听和处理PC软件发送的请求；②ZigBee：处理Main下的指令。

2.2软件子系统设计

2.2.1PC端软件功能设计

C#客户端通过调用各模块实现各种模式。在Client端有回家模式、离家模式、电视模式、工作模式、会话模式、电影模式、全开模式、省电模式、上网模式以及自定义模式等各种功能，见图2。

（1）登录模块。在登录模块中，需要通过验证用户名和密码才能登录。

（2）注册模块。需要输入用户名和两次密码输入完成注册。

（3）主模块。在主模块下定义了各种模式，以此实现智能化。

（4）回家模式。①回家时，门禁系统会打开，通过继电器开关打开大门；②进入大门时有温馨的智能提示，提示内容用语音播报，如“您有一个未接电话”等；③家里的电器会打开，如：空调、电灯、电视等。

（5）离家模式。①离家模式下，家里的电器会关闭。首先查看电器开关状态，比如灯泡处于打开状态，则通过继电器模拟关闭；②安防系统会打开，比如红外感应打开用来防范小偷、烟雾感应系统和温度感应系统打开以预防火灾；③有紧急情况时，安防系统会自动发送信息到手机，并根据紧急情况等级设定手机接收信息的铃声或响铃时间长短。

（6）电视模式。通过继电器开关电视。

（7）工作模式。在工作模式下，窗帘会关闭，所有背景音乐也会关闭，还会启动部分安防系统。比如有人来了会有提示，此功能通过继电器模拟实现。

（8）会客模式。①在会客模式下会响起背景音乐，调节气氛；②电话或短信会根据内容的紧急情况，以及相同联系人发送短信的数量来确定短信的重要程度，以此选择是否通知；③选择操作继电器模拟实现。

（9）电影模式。①在电影模式下，可以打开想看的电影，还可以选择重复播放，可从列表框中删除影片；②在此模式下通过继电器模拟实现灯泡的关闭，实现智能控制。

（10）全开模式。①在全开模式下，打开所有必要的电器和系统；②此处通过继电器来模拟实现。

（11）省电模式。①在省电模式下，关闭不必要的电器开关；②关闭背景音乐。

（12）上网模式。在上网模式下关闭不必要的流量。

（13）自定义模式1。①在此模式下可以查看用户设定城市3天的天气预报，还可以查询其它城市的天气；②通过天气的温度值给用户提供一些指导信息；③通过继电器的打开与关闭进行模拟。

（14）自定义模式2。此模块为视频监控模块，通过视频监控可以记录下一些视频，比如不在家时的访客，通过调用视频可以知道谁来过[11]。

2.2.2下位机软件功能设计

（1）任务与事件添加。在任务初始化函数中添加任务（OSAL_SampleApp.c中），方式如下：

void osalInitTasks（ void ）

{

……………

ZDApp_Init（ taskID++ ）；

SampleApp_Init（ taskID++ ）；

GenericApp_Init（ taskID++ ）；//添加任务初始化函数

}

任务的处理函数地址：

const pTaskEventHandlerFn tasksArr[] = {

……………..

ZDApp_event_loop，

SampleApp_ProcessEvent，

GenericApp_ProcessEvent //添加任务处理函数

}；

注：这两个函数的顺序是对应的，还要在SampleApp.c中定义这两个函数。

（2）ZigBee节点程序流程。协调器主要负责建立网络、维护网络。上电初始化完成后，协调器建立一个网络。一旦建立网络成功，协调器的网络地址、簇ID、网络编号以及传输通道等信息就确定了，这时它会进入空闲状态，等待其它节点加入。若接收到节点入网申请，则允许其加入网络并分配网络地址等信息。当加入网络成功后，终端节点将进入应用层处理函数[12]。

3结语

本文将无线传感器网络和嵌入式系统A8相结合，构成一个无线智能家居控制系统。对智能家居内部ZigBee网络、智能家居的上位机进行了分析研究。由于设备节点有限，只采集了温湿度、光照、烟雾等节点数据。

参考文献：

[1]孙正凤，井娥林，窦如凤.基于改进ZigBee路由算法的智能家居控制系统[J].电子器件，2016（1）：199204.

[2]林婷婷，陈华.基于Cubieboard和ZigBee的智能家居系统设计[J].计算机应用与软件，2016（2）：6972.

[3]陈玲君.基于物联网的远程控制智能家居系统设计与实现[J].山东农业大学学报：自然科学版，2016（1）：8891.

[4]乔季军，王德宇，李玉琳，等.融合ZigBee与WiFi无线技术智能家居系统的设计[J].自动化仪表，2015（12）：4855.

[5]刘洪栋，刘军发，陈援非.面向智能家居的个性化需求挖掘与应用[J].小型微型计算机系统，2015（12）：27942797.

[6]贾阳静，邹念育，雷冬鸣，等.基于Android和WIFI通信的智能家居系统设计[J].大连工业大学学报，2016（1）：6771.

[7]武一，张圣鹏，丁涵.基于Android和云平台的智能家居系统设计与实现[J].电视技术，2015（22）：2730.

[8]莫太平，胡俊波，赵佩斯.基于Android的智能家居系统的设计与实现[J].自动化与仪表，2015（1）：3336.

[9]王一棋，何丽莉，胡成全，等.基于ZigBee和Internet的无线智能家居网关系统[J].吉林大学学报：理学版，2015（2）：302306.

[10]黄菲，赵洋.基于智能移动终端的智能家居技术专利分析[J].电视技术，2014（21）：7072.

第6篇：物联网与智能家居范文

关键词：物联网 智能家居 信息技术

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）02-0029-03

随着我国经济水平不断的提高，科学技术的蓬勃发展，使智能家居行业有很大的进步和发展。但是，智能家居依旧处在不完善的阶段，它的很多功能无法有效的应用于居民的家中，我国广大人民群众对智能家居的认识比较浅显，以及智能家居受其他一些因素的影响，促使其直到今天也未在我国普及。本文笔者以智能家居为起点，对其进行详细介绍，进而详细分析智能家居未能在我国普及的原因，最终探讨如何优化和创新智能家居，使其逐渐落户于千万个家庭中。

1 智能家居

对智能家居的定义是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、智能家居系统设计方案、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构成高校的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，同时创造环保节能的居住环境。智能家居的理念是有效的将先进的科学技术、我国整体情况以及个人的需求结合在一起，充分发挥科学技术作用的同时改善我国自然环境，为人们提供安全、舒适、健康的生活环境。实现智能化、自动化、现代化、安全化的智能家居，主要是通过构建八个子系统而达到的，而这八个子系统为：家庭网络子系统、家庭能量管理子系统、背景音乐子系统、智能照明子系统、智能安防子系统、家庭娱乐子系统、家庭信息处理子系统、家庭环境子系统（如图1所示）。

（1）家庭网络子系统。家庭网络子系统的构建能够有效的优化和保护人们居住环境所应用的网络，促使与广域网连接的计算机、手机、网络电视等具有良好的应用性，避免断网、病毒入侵、黑客破坏等现象出现，使人们能够安全、高效的上网。

（2）家庭能量管理子系统。在人们的居住环境中属于能量的有电、水、天然气。家庭能量管理子系统能够对人们所消耗的电、水、天然气进行计算，确定用户需缴费用，并自动帮业主交费，真正意义上实现便民。

（3）背景音乐子系统。背景音乐子系统的构造是在住宅内部设置音乐线路，并有效的利用自动感应技术使背景音乐具有感应功能。人们居住在住宅中能够随时随地的开启音乐以选歌等，使人们沉浸在美妙的音乐中。

（4）智能照明子系统。智能照明子系统的应用不仅能够实现节约用电，还能够呵护人们的眼睛。因为智能照明子系统具有自动开关电灯的功能，在人们离开灯源一段时间后，照明系统将会自动关闭电灯；照明系统具有灯光调节功能，能够按照人们的需求调节灯光的亮度，保护人们的眼睛。

（5）智能安防子系统。智能安防子系统具有报警功能，并与公安系统联网，一旦人民住宅出现偷盗、煤气泄露、火灾等情况，将会自动发出报警响铃，并将报警信号传输到公安系统，在事故发生的第一时间进行报警。

（6）家庭娱乐子系统。家庭娱乐子系统的构建，能够使人们在足不出户的状态下就能够开展游戏、家庭影院、家庭KTV等娱乐活动。

（7）家庭信息处理子系统。由于人们生活不仅仅局限于住宅。在人们不再居住环境时家庭信息管理子系统就发挥作用，能够准确的接收与家庭相关的信息，如小区、物业等方面的的信息，将垃圾信息筛选出去，将重要的信息传送到用户的手机中，使人们能够实时掌握家中的一切动态。

（8）家庭环境子系统。家庭环境子系统能够根据每天的天气情况，自动的调节空气，采暖、湿度等方面，为人们营造良好的居住环境。

2 智能家居没有在我国普及的原因

智能家居是实现人们高品质生活的一种有效措施，其在为人们提供舒适、安全、健康的居住环境的同时还能够为人们创造更多的“方便”。但是，目前我国广大的人民群众并没有通过此种方式提高生活品质。究其原因主要表现在以下几方面。

（1）行业内厂商未达成一致的协议。智能家居系统的构成需要结合各种先进的科学技术才能够真正发挥其作用。因科学技术的应用是需要与掌握技术的厂商进行协调。在达成一致的情况下，厂商才会提高科学技术，应用于智能家居中。由于目前行业内并缺乏标准的智能家居系统技术支持协议，在与厂商协调过程中出现矛盾或意见不符，最终致使科学技术的支持为能能达成，相应的智能家居系统中的一些功能无法有效的在人们住宅中发挥作用。

（2）智能家居系统能够实施的功能少。截止到今天，智能家居产业已经发展了10多年。在这期间，智能家居系统功能主要以安全报警和智能控制这两方面。而信息处理、环境调节等功能还处在待发展阶段。而致使智能家居在科学技术蓬勃发展过程中止步不前的原因是智能家居系统功能的研发需要承担很大的风险，一旦研究失败将会损失大量资金。绝大多数的企业为了躲避风险，而采取保守的发展策略，对于智能家居新功能的开发采取不予尝试的策略。

（3）市场接受程度低。目前，绝大多数的国民对智能家居的认识较少，不了解智能家居系统作用，未曾感受到智能家居的便利，让广大人民群众在断时间接受智能家居难度较大。此种情况对智能家居市场的影响较大。

3 物联网技术

物联网技术是在1999年首次被提出来的，直到2005年才正式定的。所以，物联网技术是指通过射频识别、红外感应、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议将任何物品与互联网连接起来，进行信息交换、通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。在现代化的今天，合理而有效的应用物联网技术能够优化人们的生活，还能够促进各行各业的发展。因为物联网技术是结合多种先进技术而构成的，能够体现各种先进技术的优点，灵活的应用。而构成物联网主要的技术是RFID、传感器、M2M。这三种技术具有良好的应用性。具体表现为：

（1）RFID的应用。只要在对象上嵌入RFID智能标签。RFID技术将会借助网络技术，数据库技术、中间件技术构成一个具有读写功能和自动移动的电子标签物联网，通过此物联网能够帮助人们进行各种数据的读取和合理的应用。

（2）传感器的应用。在对象周围布置传感器节点，传感器将会通过传感器节点从对象上采集信息，并将信息传送到控制中心，为控制中心提供准确的、全面的信息

（3）M2M的应用。M2M是指人与机器之间建立连接的所有技术和手段。也就是将人们与所要监控的机器连接在一起，通过设备通信和网络技术，促使人们掌握机器的实时动态。

4 物联网技术的体系架构

物联网的价值在于让物体也拥有了“智慧”，从而实现人与物、物与物之间的沟通，物联网的特征在于感知、互联和智能的叠加。因此，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。具体应用如图2所示。

（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。

5 物联网技术在智能家居中的应用

采用物联网技术的智能家居系统可以通过以下几种方式实现对家居系统中的各种设备的控制：（图2）

（1）传统手动控制。保留智能住宅内所有灯及电器的原有手动开关、自带遥控等各种控制方式，对住宅内所有灯及电器，无需进行改造，保留原有的手动开关及自带遥控等各种控制方式，充分满足家庭内不同年龄、不同职业、不同习惯的家庭成员及访客的操作需求；不会因为局部智能设备的临时故障，导致不能实现控制的尴尬。

（2）智能无线遥控。一个遥控器，实现对所有灯光、电器及安防的各种智能遥控以及一键式场景控制，实现全宅灯光及电器的开关、临时定时等遥控，各种编址操作，一键式情景模式，配合数字网络转发器，实现本地及异地万能遥控。

（3）一键情景控制。一键实现各种情景灯光及电器组合效果，可以用遥控器、智能开关、电脑等实现“回/离家、会客、影院、就餐、起夜”等多种一键。

（4）IPAD管理。可以通过IPAD通过无线控制方式实现对全宅灯光、电器、安防等系统的各种智能控制与管理，通过功能最强大的电脑软件可以实现对整个数字住宅系统的本地及INTERNET远程配置、监控、操作和维护以及系统备份与系统还原；包括用对灯光系统，电器系统，安防系统，等各大系统的智能管理与监控。

（5）电话远程控制。可以实现用电话或手机远程控制整个智能住宅系统以及实现安防系统的自动电话报警功能，无论您在哪里，只要一个电话就可以随时实现对住宅内所有灯及各种电器的远程控制，离家时，忘记关灯或电器，打个电话就可实现全关，回家前，打个电话可以先把热水器启动，空调打开；若配置了安防系统，则当家里发生入室盗窃等各种险情，安防系统自动拨打预设的电话号码。

（6）INTERNET远程监控。通过互联网实现远程监控、操作、维护以及系统备份与系统还原，通过用户授权，可以实现远程售后服务。无论在世界各地，只要通过INTERNET网都可随时了解家里灯及电器的开关状态，包括远程控制，随时根据需求，更改系统配置、定时管理事件，还可随时修改报警电话号码；若授权工程师服务人员，可以让他们协助远程售后服务。

（7）事件定时管理。可以个性化定义各种灯及电器的定时开关事件，一个事件管理模块总共可以设置多个事件，完全可以将每天、每月、甚至一年的各种事件设置进去，充分满足用户的实际需求。可设置早上定时起床模式，晚上自动关窗帘模式，还有出差模式（摸拟有人在家以防小偷）等。

（8）设备联动控制。根据家庭里设置的各种传感器探测到的信息，按照事先设定的条件，联动相应的设备，以达到节能、环保、舒适、方便的功能。

6 结语

在智能家居中应用物联网技术构建感知层、网络层、应用层，形成物联网智能家居，将会实现智能家居安装简单、操作简单、维护简单、应用随意，更方便人们的生活，提高人们的生活品质。可以说，在物联网时代中合理而有效的应用物联网技术对智能家居进行优化和创新，促使其符合人们居家需求，有利于改善智能家居行业的现状。

参考文献

[1]田莉.物联网在智能家居领域应用展望[J].通信与信息技术，2011（2）：74-77.

第7篇：物联网与智能家居范文

【关键词】智能家居物联网家庭网关

近年来物联网的兴起与发展为智能家居引入了新的概念及发展空间，越来越多的消费者喜欢从物联网的角度对智能家居提出要求，希望智能家居是无线的、安全的、并且能够用手机感知、控制的。另外，基于Android操作系统日益流行，本文将其与智能家居联系起来，研究并实现了一种基于Android系统的智能家居系统。

一、物联网简介

物联网的英文名称为“The Internet of Things”，其较为普遍认同的定义是：物联网通过射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等各种传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网线连接，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。

二、智能家居系统的定义

智能家居系统是集远程控制，能耗管理，智能用电于一身的综合管理系统。基于物联网的智能家居，表现为利用信息传感设备将家居生活有关的各种子系统有机的结合在一起，并与互联网连接，进行监控、管理信息交换和通讯、实现家居智能化。

三、智能家庭网关系统的定义与功能需求

家庭智能网关是整个智能家庭网络的核心，通过家庭网关才能实现家庭内部多种智能设备之间的联网，以及从家庭内部到外部网络的互联，因此设计性价比高的家庭网关是实现智能家居系统的关键。

一个智能家庭网关可以看成是一个信息处理系统。其软件部分为家庭网关应用平台，辅助不具备信息化条件的设备实现信息化，即提供信息处理的能力；硬件部分即家庭网关，为与其相连的各家庭设备提供统一的信息交换接口及控制规则。总体而言，网关要起到三个功能：（1）Internet接入功能，包括路由、NAT（地址转换）等等；（2）家庭网络中各种不同通信协议之间的转换，以及家庭网络系统与TCP/IP协议之间的转换；（3）运行家电管理软件，将使用不同通信协议的家用电器接入到家庭网络中，并统一管理起来。

四、系统体系结构流程

整个智能家居系统需要解决的技术难题主要包括以下几个方面。（1）数据采集：需要有统一的数据采集方法。统一数据采集方法来有效管理和利用各家庭设备。（2）数据传送：形成有效的公共数据传送基础传输网络，让应用提供者以可控、安全、高效的方式获取数据并发送反馈。（3）应用扩展：需要有多个层面的应用提供与扩展能力，即随着家庭传感网络的扩展，实现在家庭内部、运营商公共服务和第三方等方面进行应用功能的有效、方便灵活、低成本的扩充。

因此，物联网智能家居系统可以由以下三个层次组成：（1）第一层是传感网络，包括智能家电、生活用品、家居设备、家用健康设备、RF读写器等，这些设备或带有RF读写器，或带有RFID、传感器，可实现对家庭用品、家居设备的状态监控以及家庭成员的健康数据采集等；（2）第二层是传输网络，由家庭网关的物联网传送功能、宽带网络和家庭网关应用平台的传送功能组成，实现数据的传输与计算；（3）第三层是应用网络，主要包括家庭网关的物联网应用功能、家庭网关应用平台的应用功能和由媒体内容提供商、应用提供商和用户终端组成的第三方应用功能。

系统工作流程：

用户在手机终端中输入控制命令，通过无线网络传输到应用平台系统。家庭网关应用平台的中央控制器接收到信息后，进行必要的处理和分析。而后通过家庭网关接口控制与其相连的相应家庭设备，从而达到对智能家居的控制与操作。完成相应操作后，设备返回一条完成指令，由中央控制器反馈给使用者。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，实时监控各类环境数据。一旦变化超出设定范围，自动产生指令，发送告警信息给终端用户，并调节相应的智能设备，从而营造安全舒适的家居条件。

五、结束语

物联网已经提升为国家发展战略的重要组成部分，进入家庭应用是其成熟与成功的标志。随着技术的成熟与规模应用，核心器件的成本会极大地下降，建立起物联网的智能家居系统将是物联网发展战略的一个重要组成部分。

参考文献

[1]王永初.最佳控制系统设计基础[M].北京：科学出版社，2000

[2]韩江洪，张建军.智能家居系统与技术[M].合肥：合肥工业大学出[1]版社，2005

第8篇：物联网与智能家居范文

在各类物联网行业中，很明显，智能家居产业是最贴近老百姓生活的，几乎涵盖了人们生活中包括衣食住行之内的方方面面，所具备的市场潜力明眼人都看得出来。因此，在各国都出台一系列刺激经济的政策并对物联网产业发展的扶持之后，即便是世界几大巨头也不甘寂寞，直接杀入了这个市场，原来还踌躇不定、处在观望中的一些企业和个人不再犹豫，都开始争相夺取智能家居市场这块甜美的大蛋糕。从各方面来看，智能家居的黄金时代已经拉开了序幕。

Zigbee联盟推动标准建立

很多人对智能家居市场不看好，无非是因为目前市场上各类产品良莠不齐，鱼龙混杂，标准不一。但是，如今这样的说法其实已经不成立了。经过了技术的进步，还有市场自发的淘汰，智能家居的技术道路选择其实没有了多大的余地。有线看似稳定可靠，但是，安装复杂，检测维修困难，后续使用也不方面，自然第一个就被踢出了局。各类无线技术虽说各自都推出了适合智能家居的标准，但是，一来拓扑结构上有限制，如蓝牙、315M/415M、WIFI等很容易出现一个环节出问题、整个系统都瘫痪的现象；二来通讯距离也是个问题，通讯距离太短，中间就需要更多的中继器，这样无疑增加了成本；第三还有了端口数目的限制，家居设备不比其他，光是开关插座就要以几十上百计，更不用说其他；另外还有其他方面的问题，如能耗、成本、组网能力等，如此一来，zigbee技术便脱颖而出。因此，如今市场上充斥着的智能家居产品多半是zigbee技术，也就理所当然了。 目前，zigbee联盟大中华区总部已经落户上海，与其高级会员物联传感比邻而居，而zigbee联盟一直以来都在与各国政府一起商议推动智能家居标准制订事宜，据传，智能家居标准将于近期建立，届时，将会推动智能家居行业进一步向良性健康方向发展。

智能家居行业发展利国利己

第9篇：物联网与智能家居范文

前景光明

业内人士普遍将2014年视为智能家居元年。在2014年间，基于现代信息技术的智能家居已经不再停留在以往的概念层面，而是已经慢慢步入消费级层面。在2015年国际消费电子展上，各大展商纷纷参展其智能家居产品正好印证了这一点。故而.2015年又被视作将是智能家居作为消费品在消费级市场爆发的一年。在今年瑞士达沃斯举办的世界经济论坛上.Google总裁Eric Schmidt在一次小组讨论中就大胆预言，物联网日后的发展壮大或将导致互联网的消失，取而代之的将是一个高度个性化、互动化的物联网世界、智能家居是现阶段互联网依托物联网融入消费者生活最为现实的成果体现。美国市场研究公司Gartner预测 到2020年，物联网将每年带来300亿美金的市场利润，更会有将近25亿个设备连接到物联网。作为物联网领域的排头兵，智能家居产业的未来看上去是一片光明。

信息技术推动智能家居发展

近些年来，智能家居设计理念随着信息技术水平的提高而发生着改变。随着物联网话题持续的升温与研究的不断深入，智能家居逐渐发展成为了物联网重要的一部分。在物联网概念提出以前，智能家居已经存在，现在可以称以前的智能家居为传统智能家居，或者是家庭自动化。在传统的智能家居阶段，各种家电之间不能建立必要的联系，可谓是各司其职。现阶段智能家居配合了物联网与云计算技术以后，家庭自动化显然已经不能满足人们对于智能的需要，现在用户需要的是拥有更多智慧的家居环境 现阶段，智能家居多被设计者赋予了主动学习的能力，以Nest恒温器为例，它可以通过记录用户室内温度数据，通过自我学习来识别用户的生活习惯当Nest恒温器连接到室内中央空调控制系统后，它可以根据室内温度、湿度、光线强度甚至是房间内用户移动情况来对室内中央空调进行自动调节，以满足用户对于舒适度的要求。除了主动学习能力以外，当代智能家居另一大特色便是利用物联网技术，实现用户与家电的远程控制和单品智能家电之间的信息交互。再拿Nest恒温器为例，当恒温器发现用户离开房间后.可以将此信息传输给已经与之联网的冰箱，这时冰箱就会采用最节能的功率运行。

平台之争

在强化了功能性的同时，减少用户的使用负担也是当今智能家居的发展方向。为了实现化繁为简，做到统一管理跨品类跨品牌间智能设备的使用，标准化的智能运行平台是必不可少的。平台之于智能家居，相当于手机操作系统之于智能手机。放眼当今智能手机市场，Android系统跟iOS系统几乎统治了整个智能手机市场。它们建立了两个生态标准，智能手机相当大比例的内容和服务都是粘附在这两个平台上。尤其以Android系统为甚，不同的产品在Android的帮助下实现了运行在同一个平台上，共享同一平台的资源。

与智能手机操作系统iOS与Android几乎一统天下的局面不同，智能家居的解决方案零碎分散，并没有统一的标准。不同厂家的产品或者是不同类别的智能家电无法通过中央控制系统进行统一的控制和管理。一旦有了较为统一的智能家居平台，很多创业型专攻智能硬件的小型厂商便可以专注于产品的研发，然后只要针对其应用的开放API输入相应的程序与数据便可以实现智能家电的联网与使用。通过2014年以及2015年的两届国际消费电子展，不难看出，打造智能家居平台已经成为了当下智能家居领导者的首要工作。目前国内外主要的参与者包括三星.Google，Apple.海尔、小米以及BAT三巨头等。

首先来看Google。在2014年的1月13日.Google宣布以32亿美元的价格收购了一家名为NestLabs的智能家居公司。此消息一出，立刻在智能家居领域激起千层浪，也让此前不温不火的智能家居再次成为热议话题。这次32亿美金的收购也成为Google历史上规模仅次于摩托罗拉收购案之后的第二大收购。Nest Labs公司成立于2011年，由"iPod”之父Tony Fadell创办。Nest Labs作为智能家居公司，其推出的第一款产品是Nest恒温器，它可以通过记录用户的室内温度数据.智能识别用户的生活习惯，并将室内环境保持在最舒适的状态。在Nest恒温器大获成功后，NestLabs又于201 3年末，推出了名为Protect的烟雾探测警报器。如果只以Nest Lab旗下的这两款产品而言，似乎32亿美元的收购价格确实让人难以理解，但是对于Google这样一家讲究开放生态模式的公司来讲.Nest Labs对于开放API接口以允许第三方公司访问其设备并与之可以进行通讯连接的做法似乎更是其看中的方向。Nest Labs开放其Nest API接口后，其他智能硬件的开发者可以创建软硬件服务与Nest温控器链接，以Nest温控器为智能家居的腔制中心来实现智能家居的全局腔制。正是因为Nest Labs这种开放精神，使Google对Nest Labs在智能家居领域日后的表现充满了期待。如今，Nest Labs的合怍伙伴已经包含了诸如LG、飞利，甫、Whirlpool、奔驰等来自多个领域的厂家。

看过Google和Nest Labs的合作，我们再来看看Apple在智能家居方面的表现。不同于Google阳三星近两年间在智能家居领或的高调亮相，Apple始终保持着低调的姿态。在Google收购Nest Labs之前，后者最大的收购绯闻对象便是Apple。但是随着Google 32亿美元的收购案尘埃落定.Apple在智能家居的布局也一直没有浮出水面。直到2014年的WWDC（苹果电脑全球研发者大会）上，Apple才首次对外公布了名为HomeKit的智能家居平台。HomeKit是Apple指定的智能家居硬件管理平台，可以让Apple设备与其他基于HomeKit硬件标准的智能家电进行连接。为了突出HomeKit在智能家居平台中的独特性，Apple公司还为其赋予了一项杀手锏级的功能――语音控制功能 众所周知.Apple已经在其现有的智能设备中安装了Siri语音系统 如今，Apple又会将Siri语音系统结合到HomeKit智能家居平台中使用。有了Siri的帮助，用户便可以通过语音的方式对家中的智能家居进行控制，避免了多余操作所带来的麻烦。但是，如果用户希望在离开家时依然可以通过Siri去遥控家中的HomeKit设备，那么就需要额外去购买一台Apple TV机顶盒作为类似Nest恒温器一样的智能家居控制中心。