基于物联网技术的智能居家系统探讨

赵晓明

（四川圣堂科技有限公司四川成都　610000）

基于物联网技术的智能居家系统探讨

赵晓明

（四川圣堂科技有限公司四川成都610000）

基于物联网下的智能居家是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络技术、无线技术、安全防范技术等将人们的生活带入了智能化、数字化、多元化的发展方向[1～2]。体现了科技改变生活，科技可以服务于生活。本文在介绍居家系统的基础上，进行了有关物联网技术的智能居家系统的探讨。

智能居家；信息生活；物联网应用

1　智能居家系统的介绍

1.1智能居家系统的组成

智能居家又名“数字家园”，以住宅为载体，利用计算机技术、自动化技术和通讯技术等，通过物联网技术将家庭中的各种设备连接在一起，统一协调管理，集合了各项功能为一体的系统智能居家系统[3～4]，是智能建筑在消费领域的延伸和发展。其最终为提供更为舒适、安全、便捷、环保的生活环境所服务。

智能居家系统可以实现全方位的信息采集，提供多元化的控制功能，如灯光、窗帘、空调、背景音乐、家庭影院、安防、监控的集中控制和管理等。

智能居家系统可以实现各种居家信息的互联、互通，进行逻辑判断，智能化协调处理各种居家设备。如智能安居环境的监控可有效的对室内空气质量因素：二氧化碳、含氧量、湿度等进行检测，其检测的数据被实时反馈给控制中心进行判断、处理，控制居家设备自动运行，进行诸如开窗，加湿等活动，实现空气质量的自动调节。

智能居家系统可以实现家庭安保等功能。系统通过各种检测、报警设备，实现各系统联动，如通过预设电话号码和110专线，在自动检测到不法分子非法闯入、煤气泄露、火灾等突发紧急状况时，可以联动相关设备，直接切断照明、关闭煤气阀门、拨打110接警平台或物管值班室电话、发信息给户主手机，启动声光报警装置，同时保存视频监控录像，以便进行事后查询等。

1.2关于智能居家框架介绍

智能居家整个系统架构主要包含应用层、核心层、传感及执行层（如图1）。

翻转课堂的教学设计与实施必须是一个完整的过程，彼此之间联系紧密，不能把各个教学过程割裂开来，因此FC的设计内容必须全面系统，FC的设计主要有以下环节。

系统通过传感层对居家环境进行检测、数据采集，并将其采集的数据通过有线、无线等方式经网关接口传递给核心层控制器，由应用层进行控制，最终通过执行层进行家居智能设备的控制。

图1　

传感器层：对居家环境的各种参数和安防数据进行采集，根据系统各种参数的要求对家电进行监测，根据相关的参数设置预警。

核心层：对传感器采集的所有数据进行收集、整理、存储和智能处理。

应用层：是最终用户的操控端，用户可通过互联网登录浏览、监控，并可远程控制各种居家设备。

执行器层：接受核心控制器的各种指令，并驱动如家电、音视频设备等，按应用层的需求进行动作。

2　物联网技术的介绍

物联网技术是现代信息技术的重要组成部分，是由20世纪90年代麻省理工学院提出的概念，指的是利用信息感应设备，将互联网与协议的商品联系起来，进行交换和信息互通。同时还能有效对产品进行跟踪和定位，所以需要有多种技术的结合才能达到这一目的。

2.1在物联网中M2M的使用

M2M是在智能化发展下所诞生的技术，是将数据的一端传向数据的另一端，利用多种技术手段建立人和机器人上的连接（M在这里可以值机器人），机器与机器直接的连接，增强机器设备的通讯和网络功能，是实现人、机器、系统之间建立连接的手段和技术。

2.2在物联网中传感器的使用

传感器可以对接受的信息进行监管和控制，将接收到的信息转化成其他需要的形式输出，将其传入到信息处理中心，根据这个信息就可以构建一个物联网，实现对嵌入对象的监控和管理。

2.3在物联网中射频识别技术的运用

射频识别技术由多读写器和射频识别标签构成，可对无线电讯号进行识别，并读写相关数据，免去识别系统与特定目标之间的机械或光学的接触。通过网络、数据库、这几样技术的辅助可以构建出一个物联网。

3　怎样在智能居家里利用好物联网技术

传统的居家智能系统都使用了有线连接，该方式不仅对上门维修人员的专业性要求较高，而且对有关部门后期的维护、护理、和施工的周期要求长，令开发维护成本增高，使用的灵活性也大大降低。而物联网的利用可以使这些缺陷得到很好的改善，令系统的安装、维修变得简便、快捷、令业主对系统的操作也变得简单。在智能居家系统中，物联网的利用主要分为三层：

3.1感知层

感知层的执行系统是传统居家智能的八大子系统之一。感知层指的是利用科技的手段如射频识别技术、全球定位系统等，对感知对象的信息进行采集，获取智能家居的感知对象及业主的居住环境，在使用过程中，运用了很多感知技术：空气湿度传感器、天然气泄露传感器，方便更好的感知到业主对居住环境的需求。

3.2网络层

互联网不是单独存在的，它与各种通讯网络相关联，当这些网络相互融合于物联网后，它们就被称为网络层。它的功能主要是对大量的信息进行编辑处理。具备两大能力，一个是网络运营力；一个是信息运营能力。这里包含了对数据库的大量应用，能很好的对智能居家的数据资料进行可靠的传输和智能的处理。

3.3应用层

应用层就是将传统家居生活和信息技术结合，做为居家服务商与业主之间的沟通媒介，为人们的生活提供了方便与舒适，比如利用智能电进行家庭医疗等。

4　基于物联网下智能家居的软件设计

该系统是由ATOS为开发平台，其操作系统为tinyos。里面包含了3个组件，分别为的抽象组件、合成硬件组件和高层软件组件。所以组件开发语言均以nesC语言开发完成，nesC有些类似C语言，但不能直接编辑成二进制文件。nesC是一种专门针对微型无线传感器芯片所设计的组件式编程语言，可以用编译器转化为C文件，再用交叉编译器再次编译，形成二进制文件。

5　系统硬件的设计

智能居家的硬件系统采用的是CC2430为模块，芯片内集中了高速的flash，8051微控制器和射手频发功能。本系统构成模块分为传感器和网关两类，网关板是用来采集居家平台中收录的各种数据，由8051芯片进行智能处理和转化，再由芯片将处理过的信息通过射频功能发生到网关。如空气加湿系统，处理模块负责感应和接收空气中的湿度指标，储存并处理。无线通讯模块负责传输并与其他的传感器进行交换，向业务发出提示。根据业主的要求，将信息反馈回系统，进行处理。通常无线的输出功率最高不超过250kb/s，最低不低于20kb/s。

6　结束语

综上所述，物联网是现代社会信息发展技术的大势所趋，通过各种现代数据，定位系统以互联网为媒介实现物物相连，到达居家生活安全、环保、节能管理控制的一体化。基于物联网的智能居家以人生活的住宅为载体，将物联网技术运用于居家生活设备，利用综合布线技术、网络技术对住宅生活的各项指标进行数据采集，智能处理、远程控制等，利用科技改变人的生活，优化了人民的居住生活品质。

[1]曾松伟，章云，邱伟强，等.基于物联网的智能家居控制系统设计[J].现代电子技术，2011，34（9）：168～171.

[2]包依勤.基于物联网技术的智能家居系统的研究与探讨[J].物联网技术，2013（7）：38～41.

[3]李宁宁.基于物联网的智能家居系统的研究[D].河南师范大学，2013：58.

[4]王小蕾.基于广电的物联网智能家居平台设计与应用[J].黑龙江科技信息，2014（26）：179.

[5]高芹.基于物联网的智能家居安防系统设计[J].电子制作，2014（3）：63.

TP273+.5

A

1673-0038（2015）03-0063-02

2015-1-5

赵晓明（1973-），男，助工，本科，从事建筑智能化工作。