基于物联网的智能家居设计与实现

刘英鑫 朱轩毅 魏于淼

摘要：

随着无线技术和智能技术水平的提高，基于物联网的智能家居设计已经取得了一定成效。借助于物联网，能够使智能家居设计中加入家居硬件、嵌入式网关和控制三大系统，远程的对于智能家居进行控制，提升其智能水平，为人们提供更加便利、舒适的生活条件。本篇文章对于物联网和智能家居概念进行了简要介绍，分析了基于物联网的智能家居设计目标，并探讨了智能家居设计与实现方案，希望能够为智能家居的进一步发展提供支持。

关键词：

物联网;智能家居;设计;实现

中图分类号：

TN929.5

文献标识码：

A

文章编号：

1672-9129（2020）15-0068-02

随着我国经济水平的提升，出现了较多新型技术，为物联网的进一步发展提供了有利条件。物联网的快速发展，智能家居已经逐渐成为了人们关注的重要内容，其能够为人们提供更多的便利，使生活更加舒适。目前，人们收入水平得到提升，对于生活品质有了更高的追求，智能家居的发展已经刻不容缓。为此，必须要基于物联网，充分利用物联网的优势，加大力度研究物联网智能家居，满足人们的需要。

1物联网和智能家居概念

1.1物联网。物联网，顾名思义，就是将多个物体借助于网络进行联系，其将信息化作为主要立足点，技术水平要高于互联网。可以理解为两种含义。第一，物联网仍然将互联网作为立足点，来进行后续的蔓延发展。第二，用户端能够对于任意的物品与物品之间的联系进行控制，交换其中的信息，也就是人们经常提到的物物相通。随着人工智能技术的进一步发展，物联网的智能化水平逐渐提高，能够为用户提供更高质量的服务。

1.2智能家居。智能家居是互联网发展的产物，其将家具建筑作为立足点，借助于网络将家电和家具进行联系，构建智能家居系统，为人们提供一个适宜便利安全性比较高的居住条件。随着无线网络技术以及智能技术水平的提升，智能家居能够进行远程操控，智能化水平也有所提升[1]。

2基于物联网的智能家居设计目标

为了获得行之有效的智能家居设计方案，科学合理的对于智能家居进行控制，使人们的居住更加安全、便利，必须要明确智能家居设计目标。第一，在智能家居设计的过程中运用物联网技术，能够应用传感器，在较短的时间内搜集更多的住宅成员信息，并对其进行处理，合理的应用。在这个过程中，技术工作人员应该考虑到智能家居的现实情况，并将搜集的信息借助于网络传输至物联网网关之中，并通过服务器，为用户提供智能家居设施设备的使用情况，确保用户能够对于智能家居设备进行操控[2]。第二，和原本的智能家居进行比较，基于物联网所创建的智能家居系统能够更加精准的进行控制，并能够在较短的时间内对于庞大的信息系統进行精确处理，提升服务器资源的应用效果。第三，基于物联网所进行的智能家居设计，高效的应用了ZigBee技术和互联网技术，对于智能家居中的布线方式进行重新规划，使其呈现出更优的效果，并降低了对于成本的消耗，能够帮助用户对于智能家居系统进行维修保护。这些方面，客观真实地展现出了基于物联网进行智能家居设计的用途。

为此，在进行智能家居设计的过程中，要从多个角度进行思考，提高智能家居系统设计水平，构建智能水平较高、性能较强的智能家居系统，迅速的对于各类信息进行处理，满足用户越发多元的要求[3]。

3智能家居设计和实现方案

3.1整体设计。物联网主要包括应用层、网络层、感知层三个层面，能够进行传输、处理和管理等工作。为此，在基于物联网对于智能家居进行设计时，要考虑三个方面的内容，将家居周围的环境监测当做对于智能家居传入手段，运用无线网、互联网来对于系统中的数据进行搜集、处理、传递，为用户提供终端，确保用户能够对于智能家居物品进行控制，构建智能家居输出模型。

3.2对于智能家居系统进行硬件设计。从智能家居系统的实际使用来进行分析，可以将硬件分为家居网关系统和家电现场控制系统两类。

第一，家居网关系统。其对于智能家居系统有着非常关键的作用，能够对于网络进行控制，及时的输送相关数据。借助于互联网和家居内网的关联，有效的连接多个节点，使智能家居的各项功能得到体现。目前，投入市场的智能家居网关系统有PC型、单片机型、嵌入式系统网关。因为目前单片机网关的处理能力比较弱，并且大部分编码已经不再适应于新型硬件的需要，应用比较少。而PC型网关只能在较短的时间内保持稳定状态，并且容易被外界所影响，为此，在网关系统中，应用最为普遍的是嵌入式系统网关。这一网关对于能源的利用率比较高，能够降低能源浪费，并且能够进行拓展，受到了人们的喜爱。

第二，家电现场控制系统。家电控制系统需要和不同类型的传感器进行联通，从而对于家具的使用状况进行控制，是物联网在智能家居系统中的主要应用。从当前的情况来进行分析，可以发现我国大部分家电使用的传感器是固定型号的，能够借助于某一芯片进行数据传输。在进行智能家居系统设计时，应该考虑到现场的信息情况，科学的应用传感器[4]。

3.3对于智能家居系统进行软件设计。第一，对于网关程序模块进行设计。目前，人们的生活水平得到提升，计算机技术被广泛应用到人们的生活之中，这为嵌入式Internet技术的产生和发展提供了充分的条件，并使其成为了目前应用最为广泛的技术之一。其立足于Internet技术，对其进行了扩展，但是却没有Internet原本的作用，可以运用电脑、手机等来进行操作。在这一背景下，能够将较为常用的设施设备嵌入到其中。这主要是因为，互联网已经成为了人们生活中必不可少的内容，网络的普及率非常高。所构建的智能家居系统不仅能够在智能家居网中工作，对于家居情况进行检测，还能够在远距离进行操控，使用户对于智能家居的管理更加方便快捷。

第二，设计节点监测和任务执行模块。在家居之中，对于不同类型的家居进行监控控制，需要运用节点来联系传感器，从而更加高效的搜集信息，并将所收录的信息传递至网关程序内，高效的处理相关资讯。为此，在进行智能家居系统设计时，应该将智能家居节点内的多个物品连接到家居网之中，并借助于无线网，构建节点监控系统。

第三，设计用户操作控制模块。用户操作控制模块能够充分的发挥网络的作用，为用户提供服务，展现出远距离操作的步骤，对于相关信息进行传递，使用户能够通过智能设备和家居网，了解到和物联网进行联通的多个智能家居的现实情况，并借助于外部网络来进行远距离的管理，通过嵌入式系统对于家居进行监管，及时的将信息进行反馈，帮助用户进行管理决策[5]。也就是说，用户可以根据自身的现实需要，在嵌入式系统中结合远程操控，达成对于物品进行控制这一目标，使自己的生活更加方便、舒适、安全，提高智能家居的智能化水平。

4总结

根据上文来进行分析，基于物联网的智能家居设计与实现对于社会的发展有着非常关键的作用，能够使人们在居住的过程中出现的信息和社会以及互联网进行联系，达成信息共享这一目标，使人们的生活更加舒适便捷。为此，在对于智能家居进行研究时，应该充分认识到物联网的优势，科学的对于相关技术进行使用，使智能家居系统更加符合广大群众的需要。在这个过程中，应该对于系统中出现的问题进行解决，使智能家居控制更加精准。

参考文献：

[1]孫文静，李伟华，温克欢，魏恩伟，周炎.基于自动识别技术的智能家居系统设计与实现[J].电视技术，2018，42（11）

[2]刘强，杨丽，卢秀丽，冯娟.物联网智能家居安全性设计现状及意义[J].电脑知识与技术，2018，14（33）

[3]杨阳.基于物联网的智能家居系统设计与实现[J].科技风，2019（18）

[4]孙晓叶，李攀，刘颖.基于物联网的智能家居控制系统设计与实现[J].电子技术与软件工程，2019（11）

[5]江进，王浩存.物联网智能家居实训系统的设计与实现[J].电子技术与软件工程，2014（20）

作者简介：刘英鑫（2000-），男，籍贯：山东省掖县，民族：汉族，学历：本科在读。