基于物联网技术的智能家居系统研究

陈奕霖

（福建 福州 350004）

基于物联网技术的智能家居系统研究

陈奕霖

（福建 福州 350004）

本文研究开发一种智能家居系统，利用计算机技术、自动控制技术、物联网技术实现智能家居设备的统一管理和优化，充分利用成熟可靠的开源软件开发，实现家居设备智能监测和控制，带给广大人民更好的家居体验。

物联网；智能家居；多元控制；优化

引言

在互联网发展如此迅速的21世纪，基于云端大数据处理和智能化设备的普及，智能家居作为家庭信息化的实现方式，物联网与智能家居逐渐走入我们的生活视线中，在大城市每天快节奏的生活后，让电饭锅煮饭、热水器烧水、空调调至适宜温度；回家后，就能吹上凉爽的空调、洗上舒适的热水澡、享受便捷的家居环境。无论您身在何处，都能实时监控家庭动向、了解安全状况；动动手指，就能在手机等智能设备中看到家庭中的环境数据、电器状态以及视频图像。这就是基于物联网的智能家居，这并不是科幻小说中的画面，现在的智能化家居正一步步地走向你我的身边。

为了实现智能家居环境，达到节能降耗、提高智能化程度、减轻管理负担，本文试研究开发基于物联网技术的智能家居系统。针对市场上各种智能家居、智能电器等设备的上市，各厂家都各自研发了自己的软件系统，有很多的不人性化和集成度不高的特点，往往使得多个设备独立使用，集成性不高；本次研发的智能家居系统基于开源技术体系，利用通用的物联网技术标准，加上家居环境中要求的灵活布置要求，开发一种新型的开源易扩展的用于常用物联网技术的自动控制系统。开发的系统充分利用家居环境中的家庭计算机、智能网关等设施，开发对应智能家电（煮饭、洗衣、微波炉、电视、空调等）控制、智能灯光控制、电动窗帘控制等功能。利用物联网技术家居化使网络家电可以实现互联组成一个家庭内部网络，同时这个家庭网络又可以与外部互联网相连接。通过集中控制中心管理各智能家居设备，优化设计，采取自动、手动、批处理等相结合的方式实现对家居设备的智能控制。

1 整体设计方案

整个系统包含中心服务器、数字家居智能网关组成，并通过数字网关通过物联网技术与家庭中各种智能家居设备互联互动。中心服务器负责存储数据、提供查询接口，数字网关提供控制家居设备的接口，通过读取传感器数据、发送图像及开/关控制信号等。系统总体结构如图1所示。

图1

2 家庭云服务控制中心的实现

随着社会有进步以及互联网技术的普及，家庭云计算技术一定是未来的发展方向，开源技术的发展更是使云计算技术走入千家万户。服务器端可采用开源的Tomcat+MariaDB架构，使用目前流行的SSH（Sructs、Spring、Hiberate）框架搭建服务器端的软件。MariaDB负责存储整个家居系统产生的数据，包括温度、湿度等模拟量值和各种家居电器、门禁、窗帘等开/关状态等。SSH框架负责系统的逻辑处理并提供支持各种风格的接口供客户端调用。

通过智能网关或手机、iPad等安装客户端软件，使用服务器框架提供的响应机制编写操作指令操作控制数据库中对应的家居状态标识，服务端通过轮询机制监测家居设备状态的更改进而做出相应的动作。

图2

3 物联网技术应用

物联网技术的关键核心功能是传感器网络技术，各种家居智能设备具备物联技术后即是组成了了一个由大量传感器节点通过无线通信方式互联的自组织网络系统，能够实现图2所示的智能家居设备数据采集、操作融合和传输应用请求等功能，同时又利用无线通信将数据汇总传输给家居控制管理中心。

智能网关是本套系统的关键核心，主要由处理器、触摸显示屏、无线模块和数据临时存储SD卡等组成，可方便的将网关中各项传感器数据调用查看；智能网关具备数据分析接口，通过设置各种设备通信参数，通过写入函数传送到软件内的接收函数，解析处理数据；显示模块可显示传感器传来各项信息，了解家居中各种设备运行使用现状，对于异常的数据设置对应处理函数，通过发送相应的控制指令，进行各项控制调节。

针对现今物联网技术标准不统一问题，本文研究了一种将各种数据进行统一接入和数据访问接口的设计方案，以XML数据格式进行数据的交互，利用接口函数对数据质量问题进行处理，实现数据获取的效率，保障数据质量。通过设计统一数据接入和访问模型，建立家居智能设备信息库，为服务中心提供统一的功能使用支持。

4 智能家居的优化

在现时代社会中，各家电厂家已经开发了很多家电的自动化功能，这些功能可通过智能家居网关进行监测学习、统一管控，如实现：功能A-热水器-时间-开等。

在智能家居控制中心系统中可通过对各种功能的优化实现更智能化的家居体验，例如夏天可定制家中空调在下班前开启，等你到家时刚好温度降到凉爽程度等等。

5 结论

本文提出了一种基于家庭云计算平台和物联网技术的智能家居系统，利用云平台技术集中心管理和优化智能化家居使用体验，有效地实现了各种自动化家居的信息共享和智能应用，更好的服务人民生活水平的提高。

[1]瞿 中，等.计算机科学导论（第3版）[M].北京：清华大学出版社，2010.

[2]周 燕，等.教室灯光智能控制系统[J].西南科技大学学报，2005，20（1）：11～14.

TP273+.5

A

1004-7344（2016）32-0287-01

2016-11-2