基于物联网的智能家居控制系统研究

呼雪琦

【摘要】 基于物联网来设计智能家居控制系统，提高住宅环境的智能化控制，是提高家居舒适性、便捷性以及安全性的重要措施。本文结合以构建物联网智能家居控制系统为目的，对其相关技术进行了简要分析。

【关键词】 物联网 智能家居 操作系统

基于物联网技术设计智能家居控制系统，对提高生活质量具有重要意义，尤其是现在生活节奏不断加快，通过智能化控制，可以达到更有理想的生活状态。设计时需要结合物联网的特点，确定智能家居控制系统功能要点，对硬件与软甲系统进行分析设计，保证可以完全满足实际应用需求。

一、物联网特征与组成

1.1物联网特征

第一，感知性。其可以通过二维码、射频技术、传感器等，对物体信息进行有效感知、捕获后进行有效采集和获取。第二，可靠性。能够根据实际需求选择有线或无线方式，与互联网进行联接，确保物体相关信息可以及时传递出去。第三，智能性。通过物联网可以实现传感器与智能系统的结合，通过云计算、模式识别等智能计算技术，对大量数据进行分析、加工与处理，达到决策、控制智能化目的。第四，多元性。物联网内设置了大量的传感器，且每个传感器均可以作为一个信息源，并且对于不同类型的传感器所捕获、传递信息内容和格式间也存在较大的差异。

1.2物联网组成

物联网基本上包括RFID系统、中间件Savant系统与Internet系统三部分。其中，RFID包括RFID电子标签、阅读器、管理系统和数据交换软件。中间件系统分为对象名解析服务器、Savant服务器和实体标记语言服务器等组成；Internet系统则包括计算机系统和网络服务器[1]。基于其构建智能家居控制系统，即通过安装在居室内的智能控制终端，以无线连接方式对各家电进行联网，实现网络内信息的交换。

二、基于物联网智能家居控制系统设计

2.1智能家居系统架构

1、感知控制层。感知控制层位系统最底层，主要负责对物体信息的感知。利用传感器节点组成无线传感器网络作为感知层，物体上嵌入的传感器节点可以完成对信息的采集，通过射频传送到汇聚端。对于智能家居控制系统来说，在设计时可以将传感器节点嵌入到物体上，来获取相应信息，包括电器开关状态、信息参数等，并通过温湿度传感器来得到室内温湿度信息。对于采集到的数据，可以设定成定时上传，来对室内家居状态信息进行监测。

2、接入层。接入层可以将感知层采集到的物体数据进行汇总，并与互联网连接，继续上传到服务管理层。将智能网关作为接入层，集成多种协议，利用ZiBee协议采集传感器网络上传的数据，通过TCP/IP协议与互联网进行通讯。其中，智能网关也可以对传感器上传的近期数据进行存储，用户可以直接通过智能网关来对数据进行查询。

3、互联网层。互联网层主要负责物物间的连接，并将物体信息传输给外界。智能网关可以通过无线网接口与网线接口与互联网保持连接，并将数据传输给服务管理层。现在无线网技术已经成熟，且在实际应用中具有跟高的灵活性，一般可以选择用无线连接方式与互聯网保持有效通讯。

4、管理层。服务管理层主要负责海量数据的存储于处理，现在智能家居感知控制层实时采集具有大数据4V特点，已经超出了单台服务器存储能力。并且用户对历史数据进行查询时，传统服务器检索能力已经不能满足快速应用需求，因此在系统设计时，可以通过云计算技术来保证管理层具有大数据存储和处理功能。

5、应用层。智能家居系统目的即为用户提供一个舒适便捷的家居环境，通过服务管理层来获取感知控制层采集的各种实时信息，然后做出相应的控制指令。用户可以通过访问手机、平板以及计算机等，将做控制命令传输给服务管理层，服务管理层解析后便可以下达给各智能网关。各网关便可以通过ZigBee通讯协议向传感器节点下达命令，通过传感器节点控制家居设备。

二、系统软硬件设计

2.1硬件设计

可以应用ARM920T S3C2400位主控芯片，LCD接口选择为S3C2400内部集成LCD控制器，可以与大部分TFT液晶显示屏有效连接，并通过IIC接口利用IIC接线对液晶显示屏背光、对比度进行控制，建立合理的人机交互界面。同时，Flash存储芯片可以利用接口总线与S3C2400保持有效连接，用户可以在其内部存放系统启动代码、内核代码以及根文件，形成随机存储器，这样用户便可以在Flash上执行启动代码，通过SDRAM来完成主程序执行。

2.2软件设计

系统设计应用C语言编写，并通过与相关主要函数来完成各模块功能的设计，包括系统主程序初始化、系统设置等。其中，主程序包括多个子程序，如GPRS无线通信程序、ZigBee无线通信程序、各终端模块控制程序等。

三、结束语

基于物联网来构建智能家居控制系统，需要确定系统架构后对其软硬件系统进行设计，保证各模块功能可以顺利实现。

参 考 文 献

[1] 吴文锋.基于物联网技术的智能家居控制系统研究与设计[D].广东工业大学，2015.