基于物联网的智能家居设计与实现

张瑞英 荆学海

（1甘肃广播电视大学信息中心，甘肃 兰州 730030；2甘肃广播电视大学兰州分校，甘肃 兰州 730030）

基于物联网的智能家居设计与实现，有利于优化智能家居控制方式，完善其控制系统实践应用中的服务功能，促使智能家居控制效果逐渐增强，最大限度地满足用户的实际需求。因此，基于物联网技术的智能家居设计与实现的研究工作是当前的技术热点，并加强ZigBee、MQTT技术设计方法、丰富实践经验等要素的配合使用，进而得到可靠的设计方案，从而为物联网的智能家居控制系统构建及其控制水平提升提供必要的参考依据。

1 基于物联网智能家居设计目标

为了得到切实有效的基于物联网智能家居设计方案，实现智能家居的科学控制，需要了解其设计的价值所在。具体包括：1）在智能家居设计中引入物联网，能够传感器支持下的住宅内人员、设备等信息得到高效采集并加以利用。此时，技术人员结合智能家居的实际情况，将获取到的信息通过ZigBee网络送入预先设置好的物联网网关，且在服务器的支持下，能够方便用户实时了解家居设备的运行状况，也可对这些设备进行控制；2）与传统的以嵌入式网关为中心所构成的智能家居系统相比，物联网支持下的智能家居系统控制功能更加显著，且能够满足海量数据的处理要求，实现对服务器资源的高效利用；3）基于物联网的智能家居设计，由于其对ZigBee技术及网络进行了充分利用，使得智能家居控制中的布线方式得到了优化，并减少了相应的成本费用，且能给予用户在智能家居系统维护方面更多的便利。这些方面的不同内容，客观地说明了基于物联网智能家居设计的价值所在。

因此，需要在实践过程中不同的角度进行充分考虑，实现智能家居系统设计，构建出功能强大的智能家居系统，促使智能家居实践过程中的各种信息能够得到高效处理，满足用户的多样化需求。

2 基于物联网的智能家居设计关键技术要点

实践过程中落实基于物联网的智能家居设计工作时，应充分地考虑其系统架构组成，并从感知控制层、接入层等方面入手，实现智能家居设计，并发挥出物联网的优势，为智能家居系统的合理运用奠定基础。具体表现在以下方面。

2.1 设计中的感知控制层

结合物联网的功能特性及其各层次的实际情况，需要在基于物联网的智能家居设计中充分地考虑感知控制层的实际作用，并对其进行合理设置。具体表现为：1）为了实现对智能家居中家居电气设备运行参数的获取、运行状态的改变等，则需要充分地发挥出物联网中感知控制层的实际作用。在该层的支持下智能红外遥控器、智能电表、智能开关等家居设备运行参数得到有效“感知”，并对设备进行实时控制，确保其运行状况良好性；2）因感知控制层携带了包含通信接口的电器，则其作用下的智能家居系统运行中能够实现与家庭路由器通信，给予家居设备稳定运行科学保障。因此，基于物联网智能家居设计中应根据设计情况，设置好系统所需的感知控制层。

2.2 设计中的接入层与互联网层

在基于物联网的智能家居设计中，为了使感知控制层的多个终端能够与互联网相连接，则需要设计人员注重接入层的合理设置。在接入层的作用下，能够借助ZigBee的优势，实现与智能家居系统感知控制层的终端通信，并将得到的数据及时地送到服务器中，促使用户能够实现智能家居中各设备的远程控制。同时，由于接入层实践应用中具有类似于通信接口的功能，使得其能够与局域网进行连接，最终达到与远程服务器通信的目的，为用户提供更多的便利。因此，基于物联网智能家居设计中应设置好接入层，确保智能家居系统的服务功能良好性。

在进行物联网支持下的智能家居设计作业时，为了实现小区局域网与互联网的连接，并优化通用网络设备的使用功能，则需要加强互联网层使用。在具体的设计过程中，设计人员设置互联网层时，需要做到：1）结合小区局域网接入互联网的实际要求，合理设置网络层；2）根据小区内路由器、交换机等不同网络设备的功能特性，重视互联网层的合理设置，促使智能家居系统运行中的网络设备能够处于稳定的工作状态，并为众多局端设备的高效工作提供保障。因此，基于物联网智能家居设计中也需要重视互联网层设置，保持智能家居系统良好的功能特性。

2.3 设计中的服务管理层与应用层

在智能家居系统运行中，为了实现对应用、数据库等不同类型服务器的高效利用，则需要设计人员在物联网的作用下注重系统所需的服务管理层设置。具体表现为：1）充分考虑智能家居系统运行中服务器的功能特性，在物联网实践应用中设置服务管理层时，应结合感知控制层设备运行的实际概况，将其产生的数据及时地存储于数据库服务器中，进而在其它服务器的支持下，方便用户远程查看智能家居信息；2）为了实现用户对智能家居设备的实时控制，设计人员应在物联网相关的服务管理层作用下，将系统中的控制命令及时地下发给被控设备，确保智能家居设备控制有效性。同时，为了给用户提供所需的人机接口，则需要设计人员在物联网的支持下，结合与之相关的应用层功能特性，使得客户端软件能够对家居设备进行实时监控，并使用户能够与智能家居系统进行远程交互。

3 基于物联网的智能家居实现方案

为了实现对基于物联网的智能家居系统使用，扩大其实际应用范围，可从这些方面入手：1）合理设置物联网网关。在智能家居物联网运行的过程中，为了使终端设备与服务器、ZigBee接口等彼此间能够连接起来，应加强物联网网关使用。同时，在设计物联网网关的过程中，应采用模块化思想，且在以太网接口的作用下，确保物联网网关作用下的智能家居系统得以稳定运行；2）为了实现基于物联网的智能家居系统运行中用户与设备能够保持良好的互动效果，需要重视Web服务器使用，确保系统运行状况良好性。实践过程中若将物联网网关与Web服务器应用于智能家居设计中时，将会为智能家居系统构建提供必要的支持，并使智能家居设备运行中产生的信息能够得到充分利用。

4 结 语

综上所述，基于物联网的智能家居设计与实现，具有重要的现实意义：能够实现物联网支持下智能家居系统构建，促使家居、社区、互联网实践过程中能够实现信息资源共享，保持家居互联网良好的实践应用效果。因此，未来智能家居研究过程中，为了提升其控制系统的潜在应用价值，相关人员应充分地考虑物联网的优势，并注重信息技术与计算机网络的配合使用，增强智能家居系统适用性。在此基础上，应对该系统设计过程中的实践经验进行总结，并加强该系统实践应用效果评估，处理好其中的细节问题，满足智能家居控制需求。

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