物联网传感器技术在智能家居中的应用

摘 要：随着科学技术和信息技术的不断发展，物联网技术在人们的生产生活中的应用程度不断加深，应用范围更加广泛，给人们的生活提供了更大的便利。传感器技术与物联网技术等结合，能更好地实现对智能家居的监控，形成高效、舒适、环保的家居日常事务管理系统。文章主要就物联网传感技术在智能家居中的具体应用展开讨论。

关键词：物联网传感技术;智能家居;应用

0   引言

互联网的高速发展，带动了物联网技术的发展，互联网、通信网、传感器技术的融合发展，形成了可以将用户端扩展到物品之间，并实现彼此信息交换的新型网络技术。利用物联网技术、网络通信技术、音视频等技术，可以将家庭使用的电器设施集成于同一网络系统中，从而形成整体的管理系统，具有广阔的发展前景，因此需要加深对其研究。

1 智能家居和传感器作用概述

1.1  智能家居系统

信息技术的高速发展，在此基础上产生了智能家居系统，主要是借助物联网技术等，将其应用到日常生活中，加强计算机、网络通信等数字技术与家居设备的联系，联合使用多项新技术，为居住者创建更加舒适、便捷的居住环境[1]。智能家居系统是智能化生活的重要组成部分，系统可以借助互联网、移动终端设备等拓展原有的控制方式，通过虚拟网络实现安全防护和控制，从而形成一体化的智能系统。

1.2  传感器在物联网技术中的作用

传感器是一种感应装置，主要是通过物体检测过程中对外界环境变化产生感应，并借助数据传输信号，实现对物体的控制。传感器与物联网技术的结合，可以实现智能化和自动化，将传感器对外界变化反应的感知并获取的数据传递给物联网系统，确保数据信息更加准确。物联网主要是除了人与人之间信息传递之外的一种物体之间的连接方式，要推动物联网的深入发展，对传感器的依赖性较大，这主要是因为物体之间信息测量、分析控制都需要借助传感器才能实现[2]。物联网中感知层是最重要的部分，也是数据采集的基础所在，因此传感器是物联网发展的关键，自动化流程发展中，流程的控制、安全及管理等系统都会使用到传感器测量和分析。将传感技术与其他软件分析技术结合，能确保信息传播更加可靠和准确。通过传感器，物联网可获取环境动态变化信息，为应用系统提供实时数据。

2 物联网传感器技术发展趋势分析

2.1  微型化

时代不断发展，人们越来越追求物体的微型化，这也是时代发展的必然之路，如从开始的固定电话，到如今的智能手机，都是微型化方向转变发展的体现。微型传感器也逐渐进入人们的生活，当前很多微型设备都采用了硅构成，其重量相对较轻，且具有较强的耐腐蚀性，在节约资源的同时也大大降低了传感器的体积，微型传感器的应用范围逐渐广泛，改变了人们的生活方式，也促进了我国电子设备的自动化发展[3]。

2.2  智能化

物联网技术和传感器技术的融合发展，推动了传感器的智能化，能实现对电子设备更科学地控制，对电视、冰箱等家电进行智能化和感应操作，为人们的生活提供便捷。

2.3  多功能化

传感器技术能实现产业的多功能化，在工业发展、智能家居等方面发挥着重要作用。多功能传感器优点显著，灵活度较高，这比单个的传感系统更加准确，能实现传感器和物联网之间更好地连接，确保系统正常运行[4]。

2.4  无线网络化

物联网技术能将不同设备借助无线网络加以连接，从而更好地实现设备之间的交流，更符合传感器对外界环境的感应，实现电器的协作，从而带动智能家居的发展，也推动传感器技术和物联网技术的发展。

3 智能家居系统中物联网传感器技术应用的设计思路

3.1  总体设计

智能家居系统主要是家电之间的连接，确保家居整体统一，并由外部网络朝着智能家居实现网络传递，最终为外部网络提供信号。智能家居主要是对家电、灯光系统、防盗安全系统等加以控制。在系统总体设计的过程中，需要确保网络通畅，结合传感系统和物联网的发展应用，确保整个系统的完整性。

3.2  硬件设计

智能家居系统中的硬件设计多是借助电脑编辑芯片实现的，主要是确保智能家居系统的正常运行，还需要对电路图进行设计，实现不同电器设备的连接，确保硬件系统的完整性。

其一是湿度传感器。当前人们对室内空气湿度的要求较高，智能居家系统中，可以借助传感器系统实时感知和测量室内空气的湿度，并通过物联网将数据传送给监控系统，根据计算机命令，指挥加湿器对室内进行加湿处理，从而确保室内湿度正常，给人们创建舒适的室内居住环境[5]。

其二是火警监测。建筑的安全性对用户的安全性有重要的意义，火警监测是智能家居的重要部分，能借助热敏电阻，对室内温度进行监测，判断室内是否着火，这就需要传感器具有较强的灵敏度，一旦出现火情，必须第一时间通过物联网向火警报警，开窗通风，确保火警能第一时间抵达现场，降低损失，确保人们的生命财产安全。

其三是煤气检测。煤气安全事故比较常见，对人们的生命财产安全产生了很大威胁，要预防煤气泄漏，可以借助传感器技术进行检测。可在室内安装一氧化碳感应器，当煤气浓度过高时，传感器会将信号通过物联网传输给电脑系统，报警裝置发出警报，提醒用户及时处理，确保家庭安全，减少安全事故的发生[6]。

其四是末端控制节点设计。硬件结构中，末端控制节点的设计，主要是结合智能网管系统的指令要求，对智能家电的开关进行控制，并利用为控制单元，集中控制继电器控制智能家电。执行模块电路设计相对比较简单，可以直接使用核心芯片继承的MCU。

3.3  系统子模块的设计

一是，智能家居照明系统。智能家居照明系统的发展速度较快，对传统的照明方式进行不断优化，能实现对灯具多样化的控制，并根据室内光线变化和需要，调整灯光的强度，通过传感器的感应系统对房屋情况进行调整，在无人情况下能自动关灯，节约能源。当前，智能灯光系统与无线网络技术的结合，可以通过无线网络，实现对灯光的有效控制，确保屋内灯光系统的正常运行。

二是智能家居安防系统。家居安防系统在当前时代发展中逐渐兴起和发展，其主要是确保房屋居住者的安全，包括感应阶段和报警阶段，借助物联网感应技术，对房屋电器进行监控，并将监控信息转换成信号，通过无线网传输给电脑，人们可以通过电脑、移动终端设备等了解室内环境的实时变化情况。确保居家安全，也能减少意外事故的发生。

三是智能家居控制系统。通过物联网技术和传感器技术，对室内电器加以控制，只有建立完整、系统的智能家居网，才能实现对所有设备的科学化管理，并对室内环境进行实时监测，减少住户的担心，能通过手机等对室内电器设备进行控制操作，如预约加热水、温度调节等，都是智能家居控制系统的重要体现，在推动智能家居发展方面起到了积极作用。

4 传感器在智能家居中的具体应用

智能家居也叫智能住宅，是在居住环境中安装的智能家居系统。通过综合布线、网络通信、自动控制等，家居生活中的智能化设备可加以联系。智能家居具有小数据量传输、实时性信息较多、数据安全可靠性较强等特点，近年来，随着无线网络技术、ZigBee技术的发展，提升了家庭网络化和智能化发展水平。

ZigBee智能家居系统比较常见，其主要包括了协调器、控制器、传感器等节点，其核心板是ZLG致远电子结合多年的发展经验，了解市场发展和用户的实际需求，最终形成的一系列多个不同层次的处理器，同时结合稳定、可靠的ZigBee网络协议，能支持用户进行相关系列无线产品的二次开发[7]。这种产品的最大特点便是用户可以通过AMetal软件开发平台，将自身的创意和想法快速地转化为具体的产品，在很大程度上简化了无线产品的开发过程，确保产品快速投入市场，简化其开发过程，大大提升了产品的市场竞争力，在应用中能给人们提供智能化、舒适安全的家庭环境，也能实现远程信息监控。

ZigBee网络中，协调器、传感器及控制节点的核心部分是板射频电路，射频部分中的功能底板是双层板，为了节约成本可对其进行分离，将核心板通过双排插针的形式插入到功能底板中，而在其天线连接方式上，可以选择SMA天线，增强信号。ZigBee设备根据其功能可以分为3种，包括网络协调器、路由节点、终端节点。其中网络协调器和路由节点都是FFDA，能跟任何节点进行通信，而终端节点是RFD。

5 结语

随着社会经济的发展，人们对居住环境的质量要求越来越高，智能化家居系统的应用程度不断加深，融合物联网技术和传感器技术，能实现对家庭电器设备更好地控制，要重视对其应用的研究。

[参考文献]

[1]赵新岳.传感器加速物聯网技术在智能家居中的应用[J].信息与电脑（理论版），2020（22）：132-134.

[2]肖顺华.基于物联网的家居安防系统软件设计与实现[D].成都：电子科技大学，2020.

[3]陈伟雄.物联网技术下智能家居系统的思考[J].无线互联科技，2020（12）：27-28.

（编辑 何 琳）

Application of Internet of Things sensor technology in smart home

Zhang Taolin

（Yunnan Energy Vocational and Technical College， Qujing 655000， China）

Abstract：With the continuous development of science and technology and information technology， the application of Internet of Things technology in people’s production and life is deepening， and the application range is wider， which provides greater convenience for people’s life. The combination of sensor technology and Internet of Things technology can better realize the monitoring of smart home and form an efficient， comfortable and environment-friendly furniture daily affairs management system. This paper mainly discusses the specific application of Internet of Things sensing technology in smart home.

Key words：Internet of Things;sensing technology; smart home

作者简介：张桃林（1982— ），男，云南罗平人，讲师，本科;研究方向：计算机网络、物联网技术。