發(fā)布時間：2022-06-14 03:55:45
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的物聯(lián)網(wǎng)與智能家居樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
【關(guān)鍵詞】智能家居；物聯(lián)網(wǎng)；GPRS；ARM；Zigbee
Abstract：This article use the ARM platform and GPRS technologies to achieve the remote monitoring and control household，use Zigbee wireless communication technology and the CC2430 chip to achieve the constitution of the family internal LAN，use AT89C51 single-chip microcomputer to control the node control chip and the control mode for the corresponding interrupt control.The central controller ARM，GPRS module，Zigbee module through serial communication between way realization，so that make the whole system combined into as a whole.Through the control system，users can control of household equipments and obtain various data of household using the Internet or mobile at any time.
Key Words：Smart Home；The Internet of Things；GPRS；ARM；Zigbee
1.引言
2009年1月，IBM公司提出了“智慧地球”的理念；2009年8月，總理在中科院無錫高新微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心考察時，提出了“感知中國”的目標[1]。物聯(lián)網(wǎng)是以感知為核心的物物互聯(lián)，從技術(shù)角度又稱為傳感網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)將成為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò)之后的信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮[2]。
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，世界迎來了信息化時代。現(xiàn)如今，可以把信息技術(shù)、自動控制技術(shù)和計算機技術(shù)結(jié)合起來應(yīng)用于建筑及住宅，于是出現(xiàn)了智能建筑及住宅。
2.智能家居的概述
智能家居概念的起源很早，但一直未有具體的建筑案例出現(xiàn)，直到1984年美國聯(lián)合科技公司（United Techno1ogies Building System）將建筑設(shè)備信息化、整合化概念應(yīng)用于美國康乃迪克州（Conneticut）哈特佛市（Hartford）的City Place Building時，才出現(xiàn)了首棟的“智能型建筑”，從此揭開了全世界爭相建造智能家居的序幕[3]。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，尤其是無線網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)和發(fā)展，智能家居逐步進入網(wǎng)絡(luò)化時代。它能提供照明控制、遠程家電控制、安防報警、室內(nèi)外遙控、自動窗簾、可編程定時控制等多種功能和手段，使人們的生活更加安全、舒適和便捷。
3.系統(tǒng)總體方案
3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及主要功能
系統(tǒng)主要由家庭智能控制模塊、圖像處理單元、ARM中央控制平臺、Zigbee無線傳輸模塊[4]、GPRS無線通信模塊和因特網(wǎng)通信等部分組成，其總體結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。
其中家庭智能控制模塊主要包括智能安防報警模塊、智能照明控制模塊及空調(diào)遠程控制模塊。各控制模塊通過Zigbee模塊與ARM中央控制平臺實現(xiàn)連接，組成一個星形家庭智能控制網(wǎng)絡(luò)。同時，ARM中央控制平臺可連接一個USB攝像頭，實現(xiàn)對家庭環(huán)境的實時監(jiān)控[5]。ARM中央控制平臺通過GPRS和因特網(wǎng)實現(xiàn)與外部的連接，用戶出門在外也可以隨時隨地的通過互聯(lián)網(wǎng)或者手機對智能家居進行控制。
3.2 系統(tǒng)硬件架構(gòu)
中央控制器采用了ARM920T S3C2400作為主控芯片，S3C2400內(nèi)部集成的TFT/STN LCD觸摸屏控制器主要用于傳輸顯示數(shù)據(jù)和產(chǎn)生控制信號，支持屏幕水平和垂直滾動顯示。該LCD接口利用S3C2440內(nèi)部集成的LCD控制器，可直接和大多數(shù)TFT液晶顯示屏直接相連，通過IIC接口利用IIC總線可以控制液晶顯示屏的背光、對比度等，從而實現(xiàn)了人機交換界面的建立[6]。
Flash存儲芯片可通過接口總線直接與S3C2400相連，用戶可以在其內(nèi)部存放系統(tǒng)啟動代碼、根文件系統(tǒng)及內(nèi)核代碼，從而形成隨機存儲器，用戶可在Flash上執(zhí)行啟動代碼，在SDRAM上執(zhí)行主程序。系統(tǒng)硬件電路框圖中與中央控制器相連的CC2430芯片為Zigbee無線傳輸芯片，負責傳感器節(jié)點、控制器終端節(jié)點以及中央控制器的各種數(shù)據(jù)信息的接收和傳輸。
3.3 系統(tǒng)軟件架構(gòu)
系統(tǒng)主程序主要運用C語言編寫，結(jié)合一些主要函數(shù)來實現(xiàn)各個模塊對應(yīng)的功能，如系統(tǒng)主程序的初始化、系統(tǒng)設(shè)置等。主程序主要由各子程序組成，包括Zigbee無線通信程序、GPRS無線通信程序、各終端模塊控制程序等[7]。系統(tǒng)主程序流程圖如圖3所示。
4.各部分功能及構(gòu)成
4.1 智能安防報警模塊
此模塊的作用是通過煙霧傳感器對室內(nèi)氣體進行實時監(jiān)測，若有異常則向中央控制器CC2430發(fā)送數(shù)據(jù)信息，以短信的形式向用戶手機發(fā)送警報，從而起到安防的作用[8]。
煙霧傳感器可以有效地檢測環(huán)境中可燃氣體或有毒氣體的濃度，對家居中的安全隱患進行檢測，從而防止火災(zāi)或事故的發(fā)生。針對家用可燃性氣體如液化氣或天然氣等氣體的檢測，選擇采用TGS813氣敏傳感器，TGS813傳感器外觀如圖4所示。
4.2 智能照明控制模塊
照明控制器采用AT89C51單片機做為控制芯片，與CC2430采用串口異步通信的方式進行信息的傳遞。模塊結(jié)構(gòu)框圖如圖5所示。
此部分主要由延時選擇電路、光照檢測電路、熱釋電傳感器及處理電路、單片機系統(tǒng)和輸出控制電路組成。工作時，光照檢測電路和熱釋電紅外線傳感器采集光照強弱、室內(nèi)是否有人等信息傳輸?shù)絾纹瑱C，單片機根據(jù)信息通過輸出控制電路對照明設(shè)備進行開關(guān)操作，從而實現(xiàn)智能照明控制，達到節(jié)能的目的。并且，和空調(diào)控制器類似，本模塊中Zigbee通信模塊CC2430收發(fā)模塊終端通過串口通信方式與照明系統(tǒng)控制器相連，從而用戶用手機即可控制照明控制系統(tǒng)實現(xiàn)各種控制命令[9]。
照明控制模塊選擇AT89C51單片機作為終端控制，其系統(tǒng)硬件電路如圖6所示。當外界環(huán)境光照強時，光敏電阻R13阻值較小則A點電平較低；當外界環(huán)境光照弱時，光敏電阻R13阻值較大，則A點電平較高，將此電平送到單片機，由程序控制是否實現(xiàn)照明。
4.3 空調(diào)遠程控制模塊
此模塊設(shè)計使用Zigbee通信模塊CC2430通過串口通信方式與空調(diào)控制器相連，從而用戶可以直接用手機即可控制空調(diào)主機實現(xiàn)各種控制。例如，在炎熱的夏季，在回家之前提前半小時用手機遙控開啟空調(diào)系統(tǒng)，使得到家后室溫涼爽。
在當今空調(diào)品牌中，大部分都采用的HBS總線，因為一般的智能家居控制系統(tǒng)和HBS總線不兼容，所以想把空調(diào)加入到智能家居控制系統(tǒng)中需要通過單片機和HBS通信模塊MM1192芯片連接從而實現(xiàn)智能家居對空調(diào)的控制[10]。
MM1192是由日本的MITSUMIG公司研發(fā)的專為HBS總線控制模塊設(shè)計的一種解碼譯碼芯片，其自身帶有編碼和解碼電路，可與單片機直接相連。在設(shè)計單片機I/O控制口時，令P1口作為各種控制按鍵的控制口，不同的按鍵對應(yīng)不同的控制功能，具體分為：開機、高溫、低溫、除濕、送風、制冷、加熱、關(guān)機?？刂茽顟B(tài)的顯示輸出可利用P2口進行連接，當前的命令也可通過八個不同的LED發(fā)光二級管顯示。
5.小結(jié)
使用ARM S3C2440和ARM-Linux系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)的中央控制平臺，實現(xiàn)對家居各種信息的檢測和控制；利用無線短距離Zigbee通信模塊建立家庭內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)中央控制平臺與各職能控制器終端的無線通信；利用GPRS模塊實現(xiàn)了對職能家居的遠程監(jiān)控，使用戶無論何時何地都能通過手機了解家中的情況，并且對家電設(shè)備進行控制。
參考文獻
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>> 基于物聯(lián)網(wǎng)ZigBee技術(shù)的智能家居監(jiān)控系統(tǒng) 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)設(shè)計 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居照明系統(tǒng) 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng) 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居遠程監(jiān)控子系統(tǒng)軟件設(shè)計分析 物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的設(shè)計 物聯(lián)網(wǎng)時代的智能家居系統(tǒng) 基于物聯(lián)網(wǎng)智能家居的初探 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居應(yīng)用 基于FPGA的物聯(lián)網(wǎng)智能家居控制設(shè)計 基于物聯(lián)網(wǎng)智能家居的設(shè)計與實現(xiàn) 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計研究 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)的研究與探討 基于ZIGBEE的物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)設(shè)計 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 基于物聯(lián)網(wǎng)的遠程智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)的構(gòu)建要點 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)管理 基于ZigBee/GPRS技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)設(shè)計 常見問題解答 當前所在位置：l用于驗證登陸者的信息，如果是合法的用戶則可進入本監(jiān)控系統(tǒng)；主界面home.html用于顯示本監(jiān)控系通的各個子系統(tǒng)，如：LED控制系統(tǒng)，溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)；LED控制系統(tǒng)頁面function1.html用于控制LED燈的亮滅和顯示當前LED燈的亮滅；溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)頁面function2.html用于實時顯示當前環(huán)境的溫度和濕度。
本系統(tǒng)中的嵌入式CGI（公共網(wǎng)關(guān)接口）程序是通過C語言來編寫的。CGI程序都是通過C語言來編寫的，分為：驗證登錄者的信息login.c；讀取LED狀態(tài)led.c；LED的初始化ledinit.c；獲取溫度get_temperature.c；獲取濕度get_humidity.c。
本系統(tǒng)中的視頻服務(wù)器是通過將開源項目MJPG-STREAMER適當修改并移植到開發(fā)板上來實現(xiàn)的。mjpg-streamer是一個很好的開源項目，用來做視頻服務(wù)器，使用的是v4l2的接口。在這里通過將其顯示頁面做適當?shù)男薷木湍茏兂勺约旱囊曨l服務(wù)器，然后通過交叉編譯arm-linux-gcc編譯后，再下載到S3C2440開發(fā)板上運行。
本系統(tǒng)中需要給LED燈、溫濕度傳感器和攝像頭安裝驅(qū)動程序。在LINUX操作系統(tǒng)中是以文件的形式來管理各個硬件設(shè)備的，可以用命令ls/dev/來查看這些硬件設(shè)備。在本設(shè)計中另外使用的硬件設(shè)備的有LED燈、溫濕度傳感器和攝像頭。因為有些硬件設(shè)備本身不自帶驅(qū)動程序就必須給這些硬件設(shè)備添加相應(yīng)的驅(qū)動程序才能系統(tǒng)識別這些硬件設(shè)備。在這里我們可以通過insmod命令來插入驅(qū)動程序，如插入LED燈的驅(qū)動insmod gpiodriver.ko，插入溫濕度傳感器的驅(qū)動insmod sht10.ko。
4 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果
（1）按圖3連接好硬件，如圖3所示。
（2）在客戶終端輸入登錄網(wǎng)址：
192.168.222.66/login.html，如圖4所示。
（3）輸入正確的用戶名和密碼后進入主界面，如圖5所示。
（4）點擊主界面上的LED控制系統(tǒng)，進入如圖6所示的界面。
（5）點擊主界面上的溫濕度控制系統(tǒng)，進入如圖7所示的界面。
（6）點擊主界面上的溫濕度控制系統(tǒng)，進入如圖8所示的界面。
5 結(jié)論
本設(shè)計闡述了智能家居的概念及應(yīng)用前景，對S3C2440開發(fā)板，以及Linux操作系統(tǒng)、Boa服務(wù)器和CGI的介紹。設(shè)計中充分利用了系統(tǒng)的硬件和軟件資源，實現(xiàn)了各個模塊的協(xié)調(diào)控制，提高了系統(tǒng)的可靠性和通用性。通過本設(shè)計實現(xiàn)了智能家居監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能，并可在此基礎(chǔ)上添加各種不同的模塊以相同的工作原理來擴展各種不同的功能。本系統(tǒng)具有投資少、成本低、可靠性高等特點，還具有良好可擴展性和實用價值，符合了未來家電的智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展方向。本系統(tǒng)還可以應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，實現(xiàn)對無人值守崗位的遠程控制和安全報警等。
參考文獻
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[3]百度百科.物聯(lián)網(wǎng)傳感器[EB/OL].
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能家居；控制系統(tǒng)
前言
智能家居是利用信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及布線技術(shù)將家居生活中瑣碎、繁雜的內(nèi)容有序的組織起來，應(yīng)用智能家居控制系統(tǒng)進行管理。在智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計當中，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠有效解決布線麻煩、安裝困難等問題，應(yīng)用Zigbee技術(shù)、GSM/GPRS 及太網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)無線通信，使智能家居控制系統(tǒng)更為完善，促進現(xiàn)代住宅建筑智能化的發(fā)展。
一、智能家居控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其特點
家居智能控制模塊、圖像處理單元、ARM中央控制平臺、Zigbee無線傳輸模塊及無線通信和互聯(lián)網(wǎng)通信等組成了智能家居控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。家居智能控制模塊主要具有安防報警、照明控制及空調(diào)遠程控制等功能，并與Zigbee模塊和ARM中央控制平接。在家庭智能控制網(wǎng)絡(luò)當中，利用USB攝像頭進行家庭環(huán)境的實時監(jiān)控。與此同時，利用GPRS技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將ARM中央控制平臺與外部終端設(shè)備相連，使居民出門在外能夠了解家居環(huán)境的情況，并進行有效的控制。
在智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計當中，需要應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，利用視頻處理技術(shù)和語音識別技術(shù)，提升了智能家居系統(tǒng)的人機交互能力，通過網(wǎng)路可以隨時進行訪問。智能感知傳感器可以對光照、溫度、濕度和室內(nèi)空氣進行檢測檢測，并得準確的數(shù)據(jù)，更加方便快捷的進行傳輸。智能控制空調(diào)、卷簾、電飯煲等電器，利用遠程人機交互對家居狀態(tài)予以反饋。與此同時，在智能家居控制系統(tǒng)中增加用戶登錄身份驗證，進行數(shù)據(jù)加密，以有效預(yù)防非法入侵，提升了智能家居控制系統(tǒng)的安全性[1]。
二、智能家居控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
（一）家居環(huán)境檢測
家居環(huán)境檢測主要利用光傳感器（ON9668）、溫度傳感器和濕度傳感器（SHT11），利用Zigbee采集子節(jié)點對家居環(huán)境當中的光照、溫度、濕度進行檢測，利用煙霧（MQ-6）和氣敏傳感器（TGS813）對家居環(huán)境內(nèi)的有害氣體進行檢測，并進行數(shù)據(jù)采集，經(jīng)由ZigBee無線通信模塊進行傳輸，經(jīng)由手機移動終端進行處理，最終傳輸至服務(wù)器。在家居室內(nèi)安裝紅外傳感器（LH-912E），能夠?qū)Ψ欠ㄈ肭值犬惓Ｇ闆r進行報警，在很大程度上保證了家居環(huán)境的安全[2]。
（二）智能控制
在家居環(huán)境當中存在著燈具、空調(diào)、冰箱及門窗等設(shè)備，用戶能夠通過智能家居控制系統(tǒng)進行智能化操作和控制。聯(lián)接智能家居控制系統(tǒng)和智能移動終端，用戶可以利用收集進行控制，更加方便快捷。將光敏電阻、熱釋電傳感器和繼電器驅(qū)動連接家用電器，與 AT89C52共同組成家居控制系統(tǒng)，有效采集家居電器的信息，利用ZigBee 無線收發(fā)模塊傳輸至手機，可以進行燈光、空調(diào)、門窗的控制。利用 HBS 總線通信模塊MM1192 ，實現(xiàn)遠程智能操控，即使出門在外，同樣能夠?qū)揖迎h(huán)境進行了解和控制，使用戶更加滿意和放心。
（三）無線通信和GSM/GPRS 通訊
ZigBee 組網(wǎng)通信實現(xiàn)了智能家居控制系統(tǒng)的無線信息傳輸，基于CC2530 無線微型控制器，利用ZigBee 技術(shù)，CC2530連接 STM32 處理器，高效進行信息傳輸，通信機制更加穩(wěn)定、快速，保證數(shù)據(jù)收發(fā)的穩(wěn)定，順利進行數(shù)據(jù)交互，提升通信信號強度。結(jié)合射頻技術(shù)、無線傳感組網(wǎng)技術(shù)和遠程通信技術(shù)，設(shè)計和研發(fā)Zigbee技術(shù)無線傳感網(wǎng)絡(luò)。 ZigBee 組網(wǎng)通信模塊具有網(wǎng)絡(luò)容量大的特點，組網(wǎng)靈活，5 通道 DMA使無線通信功能更加完善和強大，同時能夠降低能耗，操作控制簡單便捷，有效保證無線網(wǎng)絡(luò)信號穩(wěn)定傳輸[3]。
GSM/GPRS 雙頻模塊（MC35i，Siemens公司第一代產(chǎn)品）集成了基帶處理器和射頻電路，異步串行收發(fā)器與微處理器之間實現(xiàn)交互，連接外接天線并自帶 SIM 接口，與MC35i之間實現(xiàn)硬件連接。
三、智能家居控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計當中，除了硬件設(shè)計之外，軟件設(shè)計也是十分關(guān)鍵的內(nèi)容。智能家居控制系統(tǒng)軟件的編程設(shè)計主要包括主程序、 終端采集子程序、ZigBee 無線通信子程序以及RS232 通信子程序等內(nèi)容。分析當前狀態(tài)，判斷各部分子程序是否正常執(zhí)行。當智能家居控制系統(tǒng)發(fā)出警報，軟件系統(tǒng)自動打開 GSM/GPRS 通訊模塊，技術(shù)進行報警。模塊式智能家居控制系統(tǒng)軟件設(shè)計特點，這與ARM 嵌入式的開發(fā)平臺的結(jié)構(gòu)特點有關(guān)。利用Zigbee 協(xié)調(diào)器進行網(wǎng)絡(luò)啟動，根據(jù)實際情況選擇正確且合適的信息，組建智能家居控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。ARM中央控制器連接串口，采集和匯聚信息，并及時向下發(fā)放用戶命令，利用Zigbee 協(xié)調(diào)器進行調(diào)節(jié)。Zigbee協(xié)調(diào)器軟件流程包括Zigbee協(xié)議棧的初始化、網(wǎng)絡(luò)PAN ID的設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)PAN Co-ordinator短地址、選擇射頻頻率通道等一系列程序，并啟動網(wǎng)絡(luò)，加入其它設(shè)備，開始數(shù)據(jù)傳輸，充分發(fā)揮Zigbee 協(xié)調(diào)器的功能作用，進而完成智能家居控制系統(tǒng)軟件設(shè)計[4]。
結(jié)論
基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計，為智能家居控制提供了硬件和軟件基礎(chǔ)，用戶能夠?qū)崟r和控制家居環(huán)境，進行照明、溫度、濕度的控制，進而保證家居生活環(huán)境的舒適、便捷和安全，為人們提供了更加優(yōu)質(zhì)的居家服務(wù)。隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，智能化是未來家居生活的必然趨勢，隨著監(jiān)測效率高、覆蓋范圍大、實時性好的智能家居控制系統(tǒng)被設(shè)計和研發(fā)，對智能化家居的發(fā)展有著重要的現(xiàn)實意義。
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[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng) 智能系統(tǒng) 應(yīng)用
[中圖分類號]TP311.52
[文獻標識碼]A
[文章編號]1672-5158（2013）05-0100-01
物聯(lián)網(wǎng)其定義為把所有對象透過無線射頻識別（RFID）及感測網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將感測設(shè)備與網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)連接起來，以進一步實現(xiàn)智慧化的識別和管。
一、物聯(lián)網(wǎng)在智能家居中的應(yīng)用發(fā)展
物聯(lián)網(wǎng)是把所有對象透過無線射頻識別等訊息，將感測設(shè)備與網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)連接起來，實現(xiàn)智慧化的識別和管？的技術(shù)。在整個網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，用RFID自動識別和信息獲取、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，將架構(gòu)一個包含世界上所有事物的相連結(jié)。互聯(lián)網(wǎng)是對象間互相聯(lián)絡(luò)，溝通的形式將擴大從人際到人際，人類事物與事物，事物。這將改變?nèi)藗兊纳顜硪粋€新的無處在的計算和通信的時代。無線射頻率識別技術(shù)（Radio Frequency IDentification，RFID）及相關(guān)識別技術(shù)將成為物聯(lián)網(wǎng) （Internet of Things，IoT）的基礎(chǔ)。在整個網(wǎng)絡(luò)中，所有的對象能夠自動識別，互相進？信息交流。以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)運用在居家照護的電子網(wǎng)絡(luò)化，結(jié)合各類的醫(yī)療照護儀器，識別其中的信息，來達到和照護者的溝通，甚至透過網(wǎng)絡(luò)可與遠程的醫(yī)療機構(gòu)進？被照護者的實時信息交換。可充份的節(jié)時間，提高救護的效率，在互聯(lián)網(wǎng)的東西，異質(zhì)性的設(shè)備和技術(shù)，帶來一些挑戰(zhàn)，由于同的設(shè)備在管異構(gòu)數(shù)據(jù)具有同特點。在這種情況下，物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)進分析，數(shù)據(jù)管框架的物聯(lián)網(wǎng)也基于Web服務(wù)的設(shè)計。也有研究出以環(huán)境智能基礎(chǔ)為架構(gòu)的家庭護系統(tǒng)，來克服目前所需面對的居家護識別的困難。
二、基于物聯(lián)網(wǎng)的智能居家照護方法
居家照護架構(gòu)可分為四層，說明如下：
1.設(shè)備層：也就是指照護所使用到的設(shè)備，主要是辨識被照護者的標簽、血糖機及血壓計等設(shè)備，這些設(shè)備經(jīng)測后會將資傳至控制層。
2.控制層：這部份主要在接收設(shè)備層傳感器（sensor）傳出的資，有RFIDReader用來取tag的資辨別是否為被照護者本人，IEEE 1451 i’nterrace是用在接收各類的照護設(shè)備傳感器資。
3.傳輸層：是用接收傳送資至應(yīng)用層，大部份是使用Bluetooth，Wi Fi，Zigbee，COM等。
4.應(yīng)用層：包括ALE，EPCIS Capture Application，EPCIS Query Interface，還有Complex Event Process Engine針對所接收到的照護設(shè)備資的事件資過濾、篩選后透過EPCIS Repository進事件處理后產(chǎn)生相對應(yīng)的事件狀況。
依據(jù)相關(guān)居家照護醫(yī)療設(shè)備其傳輸界面為Bluetooth，RS 232，USB或紅外線，必須使用IEEE 1451.x的協(xié)議來當作接口進連結(jié)及資的傳輸接收，被照護者的RFID tag則需以ALE Middie進資辨識接收。再者將所接收到的資傳NEPCIS，觸發(fā)EPCIS～Object Event，這些事件將被儲存于EPCIS事件儲藏庫中（Event Repository），此為儲存EPc資的資庫，也存放EPCIS Object Event所定義的event type之資，或者是使用者自定義vocabulary之資，Object Event依EPCglobal標準所定義的格式。
PCIS僅僅是一個實體的資庫，重要的是還有各種的接口，以來連到各種同的資庫實體。
針對居家照護的醫(yī)療設(shè)備，如血糖機、血壓計可依被照護者的原本歷史檢驗檢查值定義出一個標準值，超過標準值，像血糖過高應(yīng)進么對應(yīng)的處理狀況，針對這些事件然后產(chǎn)生一個單一事件處理程序，進而心跳過低和血糖低于標準二種狀況發(fā)生需進么處理程序，定義出所謂的復(fù)合事件處理程序。
以目前的居家照護平臺所使用的方法大為較封閉式的架構(gòu)，被照護者的一些相關(guān)照護資沒有一個很明確的處理方式，也可能無法達到與其它的照護系統(tǒng)的交互作用連結(jié)處理。本研究提出的方法為一個較開放標準化的居家照護處理，而非一般封閉式之處理，資？接收后進人引擎中，可以針對如血糖、血壓等資進相對應(yīng)的單一事件處理或者血糖與心跳資二者的復(fù)合事件處理，這個引擎平臺是可方讓其它的居家護平臺將照護的資傳送進來加以分析產(chǎn)生對應(yīng)的處理事件，如此一來可達到一個照護標準化可達到一個開放式的處理引擎平臺。
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng) 智能床 健康參數(shù) 監(jiān)控
1 概述
《2010年第六次全國人口普查主要數(shù)據(jù)公報》顯示：
“2010年11月1日我國大陸31個省、自治區(qū)、直轄市和現(xiàn)役軍人的人口的總量為13.4億人，60歲及以上人口占 13.26%，比2000年人口普查上升2.93個百分點，其中65 歲及以上人口占8.87%，比2000年人口普查上升1.91個百分點”[1]。在現(xiàn)有的老年人口中，空巢家庭占老年家庭總數(shù)約為25.8%，在全國城市中老年空巢家庭的比例已達 49.7%[2]。
“基于物聯(lián)網(wǎng)的居家養(yǎng)老電動智能床及健康監(jiān)控系統(tǒng)的研制”旨在“讓老人在床上獲到合適的保健按摩，提高睡眠質(zhì)量；讓老人在床上得到實時動態(tài)的健康指標監(jiān)測，掌握健康狀況；讓老人在床上得到及時的醫(yī)療服務(wù)，免去繁瑣的傳統(tǒng)就診程序”。
2 居家養(yǎng)老電動智能床的研制
2.1 功能設(shè)計
2.1.1 按摩功能設(shè)計思路。在床的頭部和尾部設(shè)置按摩電機，實時控制電機轉(zhuǎn)速和振動頻率，按摩強度設(shè)置3個檔位，實現(xiàn)頭部和腳部按摩功能。
2.1.2 休閑功能設(shè)計思路。將床板設(shè)計成頭部和腳部高度隨意可調(diào)的結(jié)構(gòu)，并采用記憶海綿作為床墊，滿足用戶在床上得到最大休閑需求：①將頭部抬高到最高狀態(tài)，腳部適當抬高，使用戶在看電視和使用電腦時的身體受力最小。②將頭部、腳部適當抬高，頭部高度略高于腳部，使用戶在看書讀報時的身體受力最小。③將頭部適當抬高，腳部抬高到最高狀態(tài)，使用戶心臟供血負荷達到最佳，從而最大限度的得到休息解乏。
2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計 電動智能床包括前床板、中船板和后床板，其特征在于，前床板的后端與后床板的前端分別與中床板相互鉸接，前床板下部固定有若干用于支撐前床板的前床腳，后床板下部固定有若干用于支撐后床板的后床腳，前床板前端和后床板后端的下部處設(shè)有能帶動前床板沿著鉸接點來回擺動的擺動機構(gòu)實物如圖1和圖2。
前床板的后端與后床板的前端相互鉸接，使得前床板能夠相對后床板折疊，前床板的前端能夠向上抬起，使用者不需要施力即能夠坐靠在該電動床上，方便進餐、娛樂以及變換姿勢等；后床板能夠?qū)崿F(xiàn)不同角度的彎曲，使腳的高度自由變化，擺動機構(gòu)為折疊抬高以及放平提供動力，實現(xiàn)該電動床的自動化、智能化，使用更加方便。
2.2.1 電動推桿。設(shè)計了一種新型的電動執(zhí)行機構(gòu)――電動推桿，如圖3。主要由電機、推桿和控制裝置等機構(gòu)組成，可以實現(xiàn)遠距離控制、集中控制。電動推桿在一定范圍行程內(nèi)作往返運動，把電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線往復(fù)運動。推動一組連桿機構(gòu)來完成升降，往返，反轉(zhuǎn)等工作。采用開環(huán)控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)自動往復(fù)不停的推拉運動，且結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠。
電動推桿相對于液壓缸和氣缸有著獨到的優(yōu)點：電動推桿不需要復(fù)雜的成套系統(tǒng)支持（包括泵，管道，閥門，過濾器，很多接頭等）；可以節(jié)約很多的空間，而且在無維護的情況下，安全可靠的工作；沒有油污的污染，大幅度降低噪音，保持潔凈/安靜的工作環(huán)境；整體質(zhì)量輕，體積小，安裝運輸方便；運行精度高，而且可以實現(xiàn)遠距離控制、集中控制或程序自動控制。
2.2.2 自動升降機構(gòu)。自動升降式電動床，包括裝有床腳的床架，在床架上裝有一組升降床板裝置，該升降床板裝置包括：在橫梁上裝有一升降限位支架，其縱梁架間固定電機驅(qū)動軸，在電機驅(qū)動軸上焊有搖臂和活動連接塊，背板由固定軸與床架連接并能以固定軸為圓心做升降運動，背板上焊有槽形板，搖臂端頭上的滑輪置于背板的槽形板槽形軌道內(nèi)，電機安裝在床架的電機支架上，并通過絲杠螺母套筒與驅(qū)動軸上的活動連接塊相連。
2.3 控制系統(tǒng) 電動智能床的控制系統(tǒng)框圖如圖4所示，遙控器和控制器的指令傳給電機控制MCU，再由電機控制MCU通過脈寬調(diào)制PWM來控制電動機電樞電壓可以實現(xiàn)調(diào)速以及振動按摩的強度設(shè)置，從而實現(xiàn)有線控制和無線控制兼容的功能。
2.3.1 直流電機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)。直流電機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)采用基于PWM控制的H橋驅(qū)動電路。
脈寬調(diào)制（PWM）是利用數(shù)字輸出對模擬電路進行控制的一種有效技術(shù)，尤其是在對電機的轉(zhuǎn)速控制方面，可大大節(jié)省能量。H橋是直流電機驅(qū)動的典型電路，設(shè)計圖如圖5所示。
2.3.2 遙控器和控制器無線有線兼容通訊系統(tǒng)。選擇基于接收信號強度（RSSI）的帶信標定位技術(shù)。采用TI（原Chipon）推出的一款低功耗2.4GHz全球免許可費用頻段的射頻芯片CC2500。其特點是體積小，操作簡單，采用4線制SPI，與MCU通信，并能夠在每次接收到信號后自動產(chǎn)生RSSI，方便上層完成定位。CC2500 RF由發(fā)射模塊和市場上低功耗的單片機PIC系列組成；按鍵采用模擬金手指工藝實現(xiàn)按鍵遙控，CC2500是一種低成本單片的2.4GHz收發(fā)器，為低功耗無線應(yīng)用設(shè)計，電路采用2400-2483.5MHz的ISM（工業(yè)，科學(xué)和醫(yī)學(xué)）和SRD（短距離設(shè)備）頻率波段；并結(jié)合MicroChip單片機的優(yōu)點，運行速度快，低工作電壓，低功耗，較大的輸入輸出直接驅(qū)動能力，價格低，一次性編程，小體積；應(yīng)用于目前遙控設(shè)備，該系統(tǒng)可工作于1.8V-5.5V的電壓下使用，普通兩到三節(jié)干電池的供電系統(tǒng)下，待機僅僅為0.02UA，極低的待機功耗，有便于長時間的遙控器使用；有線部分采用MicroChip單片機自身IC的優(yōu)勢，使用UART通訊模式，與下位機通訊。
2.4 床墊 床墊采用高端的記憶海綿，由慢回彈的聚氨酯海綿組成，具有壓力感應(yīng)及溫度感應(yīng)記憶功能，能夠根據(jù)使用者的體形、體重和體溫做出反應(yīng)。減少人體頸部、脊部和臀部所承受的重力壓力的87%。由于能夠吸收壓力，記憶海綿可以明顯減少睡眠過程中80%的翻身次數(shù)，這將會很好的提高睡眠質(zhì)量。
3 基于物聯(lián)網(wǎng)的健康監(jiān)控系統(tǒng)的研制
3.1 功能設(shè)計思路 采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)自動采集、分析實時監(jiān)控監(jiān)護對象的心電、血壓、脈搏、體溫等健康參數(shù)，實現(xiàn)異常情況報警，并與親屬手機和120急救中心實現(xiàn)實時信息互通。用戶需要緊急救助時，可按下緊急呼救按鈕，該系統(tǒng)將通過電話撥號自動向120、社區(qū)監(jiān)護站、醫(yī)院等發(fā)送呼救信息。
3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計 基于物聯(lián)網(wǎng)的健康監(jiān)控系統(tǒng)由個人電腦、綜合網(wǎng)關(guān)和無線/有線人體健康參數(shù)傳感器節(jié)點構(gòu)成，系統(tǒng)功能框圖如圖6所示：
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圖6 基于物聯(lián)網(wǎng)的健康監(jiān)控系統(tǒng)
圖示說明：
■zigbee無線網(wǎng)絡(luò)傳輸路徑
■ 藍牙傳輸路徑
■GSM無線網(wǎng)絡(luò)傳輸路徑
■串口通信路徑
血壓傳感器節(jié)點、體溫傳感器節(jié)點、無線報警器節(jié)點通過Zigbee組網(wǎng)連接，自動發(fā)送血壓、體溫、報警信息到網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)再將傳感器信息通過串口發(fā)送到電腦上，并在上位機軟件上顯示。
心電圖通過藍牙將心電、脈搏信息發(fā)送到電腦上，并在上位機軟件上顯示。
GSM模塊實現(xiàn)當檢測到異常監(jiān)護信息時發(fā)送報警內(nèi)容到120或指定電話號碼。
4 結(jié)語
①電動智能床各項性能指標：保護等級Ⅱ級，防護等級IP54、主接線電源24VDC開關(guān)電源（100VAC-264VAC 47HZ-63Z）、最大輸出功率≤160W、待機消耗≤0.3W、效率≥88%、最大負載床頭100kg床尾100kg、行程：床頭330mm床尾81mm、床體內(nèi)裝熱隔斷保險絲防止過載、電動升降架能使人體的背部和腳部作上下60°的調(diào)節(jié)。
②電動智能床符合UL1310（美國國家安全標準）、FCC（美國電磁兼容標準）、CE（歐盟電磁兼容和低壓指令標準）、CEC（美國加州能耗標準）、65指令（加州環(huán)保標準）、PSE日本（菱形）標志。
③健康監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計參數(shù)的采集和傳輸，與醫(yī)療機構(gòu)的互聯(lián)互通限于部分城市的120報警還未開通短信報警，此項技術(shù)還有待于進一步交流溝通解決。
參考文獻：
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[3]齊偉，魯守銀，高煥兵.基于家庭主站的遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)[J].電子設(shè)計工程，2009，17（11）.
[4]韓迎輝.電動按摩床的單片機控制系統(tǒng)[J].河南科技，2010（8）.
基金項目：嘉興市科技局科技計劃項目：基于物聯(lián)網(wǎng)的居家養(yǎng)老電動智能床及健康監(jiān)控系統(tǒng)的研制（2012AY1035）。
智能家居未來不可逆轉(zhuǎn)
智能家居，具體來說，就是以住宅為平臺，利用智能手機、平板電腦、智能面板等終端，對音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、窗簾控制系統(tǒng)、空調(diào)控制系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)等進行聯(lián)網(wǎng)和集中智能控制，從而提升家居舒適度和安全度，并實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的智能化系統(tǒng)。
早在1994年，深圳就出現(xiàn)了第一家生產(chǎn)智能家居的公司，但由于當時的國人并不了解，市場一直冷淡。一直到2014年，國內(nèi)各大廠商意識到智能家居未來已不可逆轉(zhuǎn)，紛紛加大投入研發(fā)，智能家居正式進入爆發(fā)期。
寒冷的冬天，誰都希望家里暖烘烘的。安裝了智能家居系統(tǒng)之后，在回家路上，你就可以通過手機遠程遙控，打開家里的空調(diào)系統(tǒng)，一進家門，就能感受到溫暖的氛圍，完全不需要漫長的等待，甚至還可以提前設(shè)定好時間，定時打開燈和熱水，這樣，一回家就可以舒舒服服地泡澡。晚上睡覺前，你也無需特地跑出臥室去檢查哪盞燈還沒關(guān)，只要輕輕一按，家里所有的燈都會熄滅。這就是智能家居帶來的舒適生活。
國外普及速度較快
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，隨著整體智能家居產(chǎn)業(yè)的不斷成熟，市場也將不斷擴大。該預(yù)測指出，2017―2018年將是國內(nèi)智能家居行業(yè)高速發(fā)展期的開始，2017年中國智能家居行業(yè)的市場規(guī)模將達到80億元，但截至目前，安裝智能家居的家庭不足5%。
美國CNET（科技資訊網(wǎng)）與房地產(chǎn)公司曾對美國人智能家居體驗的聯(lián)合調(diào)查結(jié)果顯示，超過25%的美國人已經(jīng)擁有某種智能家居產(chǎn)品。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，91%擁有智能家居設(shè)備的人會向其他人推薦，81%的人更愿意購買安裝了智能設(shè)備的房子，而66%的人表示，如果留下智能家居產(chǎn)品會使房子賣得更快。
調(diào)查還顯示，目前美國年輕人（47%擁有智能家居產(chǎn)品）和孩子不到18歲的父母購買智能家居設(shè)備的比例遠高于普通美國人，這種人口分布說明，智能家居普及速度將會非常快。
行業(yè)核心競爭力
智能家居行業(yè)是屬于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域內(nèi)，以家庭為單位的重要組成部分。其模型架構(gòu)與物聯(lián)網(wǎng)基本類似，也是由入口端連接云端，再由云端連接到接口端，而在智能家居領(lǐng)域，入口端一般以智能手機或其他智能硬件為載體，云端一般為各個企業(yè)或者平臺搭建的云，而接口端一般為智能家電終端。
在智能家居發(fā)展的初期，云一般被無線所替代，但隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，云計算及大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的加強，云優(yōu)勢逐漸被人們開發(fā)出來，而此時，無線僅能提供一個局域網(wǎng)絡(luò)連接，就顯得太過單調(diào)了。
可以這么說，在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)內(nèi)，如果誰能完全把控云端，那么就能成為物聯(lián)網(wǎng)中的核心存在，但是目前很多的企業(yè)已經(jīng)搭建好了云平臺，但很多云平臺的功能太過接近，導(dǎo)致入口端設(shè)備廠商與接口端設(shè)備廠商在面臨云端選擇時感到很困惑，到底該如何進行抉擇，其實不管對于入口端還是接口端，從行業(yè)角度來分析，肯定是技術(shù)越好，越開放，另外一端的合作方越多，那么這個云端就越有優(yōu)勢。
產(chǎn)品需要具備的“能力”
通信設(shè)備
目前許多智能家居產(chǎn)品都不僅僅是一個孤立的產(chǎn)品，而是相互連通、相互依存的。而連接這些家居系統(tǒng)的方式，便是家庭物聯(lián)網(wǎng)。有線布置的智能家居由于具有布線過于繁瑣、成本過高等缺點，因此并不常用?，F(xiàn)在最為常用的智能家居物聯(lián)方式，均采用無線傳輸技術(shù)。同時，物聯(lián)網(wǎng)也是一切智能家居系統(tǒng)的基礎(chǔ)。當用戶需要操作智能家居產(chǎn)品時，通過手機便可以完成。例如用戶想要調(diào)節(jié)冰箱、空調(diào)參數(shù)時，便可以在手機中直接更改，省去了不少時間和精力。
照明系統(tǒng)控制
通過無線傳輸系統(tǒng)、計算芯片等多種技術(shù)，用戶可以通過無線遙控或是其他通訊設(shè)備對家中的照明設(shè)備進行調(diào)控。對燈光的控制不僅限于關(guān)停，還可以進行亮度的調(diào)整、照明設(shè)備的定時遙控、不同場景的設(shè)置等。
智能遙感設(shè)備
要說智能家居與我們普通家庭使用的傳統(tǒng)產(chǎn)品有何不同，其中一項重點便在于，智能家居更“懂你”。在許多智能家居產(chǎn)品中，都配備有相應(yīng)的傳感器，無論是亮度、濕度、溫度還是我們的語音、人體紅外等，都可作為信息傳遞給智能家居。也就是說，當你走進家中，室內(nèi)的空氣凈化器將根據(jù)空氣質(zhì)量決定風量大小并進行自動調(diào)節(jié)，窗簾在檢測到外界亮度后將會遮蓋住過亮的陽光。
智能家居管理中樞
在擁有了智能家居硬件產(chǎn)品后，如何將它們整合在一起，是智能家居的一大發(fā)展方向，也是許多廠商們的爭搶之地。在2014年，亞馬遜便推出了一款語音助理設(shè)備，而該產(chǎn)品的接任者Echo Dot于2016年9月中旬發(fā)售，可在家庭的任意環(huán)境中被喚醒，并完成語音的識別功能。2016年，谷歌也向外界展示了其在智能家居管理上的野心，一款名為Google Home的智能家居處理系統(tǒng)登場。它可以完成對電視、音響、插座、家電等設(shè)備的互聯(lián)。通過這些設(shè)備，可以做到對家庭內(nèi)眾多硬件的控制。例如可以通過聲音讓家電開關(guān)，或是可以進行遠程控制等。
安全防護監(jiān)控系統(tǒng)
雖然智能化讓家庭十分便利，但其實智能家居還可以應(yīng)用在家庭的安防系統(tǒng)上。通過連通攝像頭、智能門鎖等設(shè)備，用戶可以通過手機實時查看家中情況，讓家庭安全性能再次提升。
智能單品已成“標配”
據(jù)了解，目前智能家居市場產(chǎn)品主要分為兩大類：智能家居單品和全套智能家居系統(tǒng)。智能單品簡單來說就是一個電器，智能燈泡、智能插座、智能路由器、智能冰箱、智能掃地機等都屬于單品范疇。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，每戶家庭中，幾乎都能找到大小不一的幾件智能單品。由此看來，智能家居單品確實已經(jīng)走進千家萬戶，成為現(xiàn)代家居的標配。
全套智能家居系統(tǒng)包括全宅燈光、家電、門窗、凈水、新風系統(tǒng)等集成智能化控制的整體解決方案。相比智能單品，全套智能家居系統(tǒng)穩(wěn)定，對于各類電器的統(tǒng)一協(xié)調(diào)性能也更好，但不菲的價格也讓一些家庭望而卻步。智能單品更受時尚新潮的年輕人歡迎，而全套智能家居系統(tǒng)則更適合有改善性住房需求的中年人群，他們有消費能力，希望提升生活品質(zhì)，同時對系統(tǒng)穩(wěn)定性有一定要求。
走入家庭，娛樂性家電率先落地
目前，智能家居產(chǎn)品或許已經(jīng)不算新鮮，許多人也許還沒有意識到，但其仍會日常使用智能家居產(chǎn)品。而我們見到最多的智能家居產(chǎn)品，一定是平時使用最多的電視等娛樂電器了。電視身為客廳中不可或缺的一員，在互聯(lián)網(wǎng)+興起、智能化盛行的時代，也走在了最前端?，F(xiàn)在大部分電視廠商旗下都推出了智能電視產(chǎn)品，這些智能電視大都擁有全開放式的平臺，并搭載了操作系統(tǒng)。用戶在使用時不僅可以觀看到固定頻道，更可以看到電影、電視劇、綜藝等視頻資源。
與曾經(jīng)的傳統(tǒng)電視不同，智能電視有著其獨特的使用方式。它們往往具備語音識別功能，只需要說出想看的節(jié)目，便可以自動進行播放。這需要強大的語音識別功能，在收入使用者的聲音后，將它轉(zhuǎn)變?yōu)橛嵪?，通過這樣的技術(shù)，可以實現(xiàn)電視與人的交互。
在2016年，長虹推出了首款人工智能電視，讓電視智能化再次提升。人工智能電視與智能電視的區(qū)別就在于，智能電視僅僅縮短或是削減了操作過程，而人工智能電視則完全省去了操作步驟，僅需要通過語音進行識別。作為客廳最常見的大屏，電視的智能化也能讓整體智能家居在智能化道路上更進一步。
開放云端共享是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的趨勢
物聯(lián)網(wǎng)作為一個萬物互聯(lián)系統(tǒng)，構(gòu)建一個相對更開放的環(huán)境，才是未來的發(fā)展重心。智能家居行業(yè)也可以從相對狹隘的角度理解為，以家庭為單位構(gòu)建的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，因為這也是目前智能家居市場的主流狀態(tài)，但這其實對于整個物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展并不能起到有力的支持。
從目前來看，終端廠商顯然在云端及物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)上的成就，無法與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)或其他科技公司相媲美。所以從目前國內(nèi)市場的角度來分析，還是互聯(lián)網(wǎng)三大巨頭的云端相對具有優(yōu)勢，而且這三家已經(jīng)為很多企業(yè)提供了相應(yīng)的云服務(wù)，并且獲得了很多寶貴的經(jīng)驗，況且BAT（百度公司、阿里巴巴集團、騰訊公司三大巨頭首字母縮寫）在2016年也不斷提升自己的云端技術(shù)、完善自己的云端市場，逐漸形成了互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)云端的優(yōu)勢。
其實，并不是只有互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)才擁有云端技術(shù)，雖然目前終端廠商在云端的發(fā)展水平不能與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)相媲美，但是擁有一套自己的云端技術(shù)，也可為自己的產(chǎn)品做支撐。不過，這也顯示出一個弊端，自己的云端或者終端設(shè)備能不能達到真正的開放狀態(tài)，與其他廠商的設(shè)備相連，如果進行開放后，其云端技術(shù)能不能達到支撐相應(yīng)市場的規(guī)模，這就不得而知了。
當互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)逐漸將各終端廠商聚攏到自己的平臺后，相當于互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)就能控制這些終端設(shè)備，進而影響到市場發(fā)展。但是目前智能家居的合作大多圍繞在幾個核心企業(yè)與廠商之間。如果終端廠商調(diào)整自己的云端接入設(shè)置，那么云端市場就會變得更加有意思了。
人工智能是下一個演進方向
亞馬遜Echo（智能音箱）推出后一時間獨領(lǐng)，微軟、蘋果、谷歌的反應(yīng)是被捷足先登了，而廠商的感受則是原來智能家居還可以這么做。不論如何，人工智能作為下一個入口級平臺已成功登陸智能家居市場。隨后，蘋果的Siri植入HomeKit，谷歌的Google Home登臺亮相，微軟的Cortana進入海爾的優(yōu)家系統(tǒng)，AI（人工智能）成了智能家居下一條扎堆演進的必由之路。
AI在智能家居領(lǐng)域集成了中樞控制中心與人機接口的角色，其相當于用戶住宅里的私人語音助手，通過下達語音指令操控各類家居終端和接收推送反饋。在交互體驗上釋放了用戶雙手，適應(yīng)更多場景，與云、大數(shù)據(jù)結(jié)合則更具優(yōu)越性。
家庭互聯(lián)大了說是物聯(lián)網(wǎng)的一部分，小了說是是智能家居的一部分，智能家居是近幾年隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的升級而火的，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的突破性進展在于近年智能硬件的興起，智能硬件恰恰解決了硬件網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)及便捷性操作這個難題。
關(guān)于智能家居的發(fā)展情況，可以舉個例子，如大眾正在熱談的O2O模式，目前使用用微信等第三方移動端平臺的模式成為主流，當然也有打破平臺霸權(quán)自建APP的，本以為這么光鮮的話題只有具備互聯(lián)網(wǎng)思維的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)才能做到，孰不知排名十大智能家居的海爾UHOME及紫光物聯(lián)等牌坊企業(yè)早已經(jīng)在產(chǎn)品線及房產(chǎn)行業(yè)均有所涉及，且已經(jīng)可以為房產(chǎn)行業(yè)提供多種不同系列的整體智能家居方案。
既然智能家居已經(jīng)發(fā)展的這么好，為什么人們都看不到呢?這里面有行業(yè)發(fā)展、推廣及政策等多種原因，總結(jié)一句的話，這個行業(yè)需要被顛覆，才能更好的發(fā)展，這個顛覆者，會是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)嗎?
WIFI無法提供智能家居整體解決方案
這是業(yè)界正在熱議的問題，家庭互聯(lián)網(wǎng)概念火了以后，越來越多的商家做智能路由，智能盒子，智能電視，那么是否所有智能硬件都需要通過WIFI聯(lián)網(wǎng)呢?理論上沒有問題，不過當前WIFI能解決的主要是四屏這個區(qū)域，對白色家電及窗簾門禁等的控制能力是嬌弱無力的;另一方面，WIFI的不穩(wěn)定性也是當前家庭互聯(lián)不能大量普及的一個原因;當然，最重要的還在于家庭安全方面，如果黑客入侵到指定家庭互聯(lián)網(wǎng)，這個家庭對于他們將不會再有隱私。
事實上，很多家電是不需要WIFI聯(lián)網(wǎng)的，藍牙或者紅外線對他們更適用，而強電弱電的控制更有這個領(lǐng)域自身研發(fā)的智能開關(guān)控制系統(tǒng)，質(zhì)量和技術(shù)方面更具備優(yōu)勢。
智能配件是當前智能家居的主要解決手段
國內(nèi)推廣智能家居已經(jīng)有很長時間，每個時代的先進樓宇基本都能配備當時的先進智能家居環(huán)境，越是發(fā)達城市的家居智能化程度越高，二、三線城市及縣城鄉(xiāng)鎮(zhèn)的智能化程度越低，不過已經(jīng)基本實現(xiàn)了對智能對講、集成通訊等運用，這算是國家大力推廣家居智能化的結(jié)果。
當前，中國家庭已經(jīng)基本實現(xiàn)了90年代所喊的現(xiàn)代化，各種電器都在為廣大家庭所使用。這意味著如果想實現(xiàn)智能家居只能更換智能電器，這顯然不靠譜，智能家居無論是產(chǎn)量還是價格都不能適應(yīng)當前的需求，況且這也不是剛需，畢竟大部分人還沒體驗到智能家居的便捷性。
在這種狀態(tài)下，智能家居領(lǐng)域提出了智能配件方案，現(xiàn)有的家電只要搭載這些配件就能實現(xiàn)自動化，再搭配家庭局域網(wǎng)中帶有系統(tǒng)的智能硬件，就可以實現(xiàn)家具智能化。這里需要說明的一點是，大眾認識的智能家居是以家庭控制為核心的智能化，實際上，智能家居的最高級狀態(tài)，是借助大數(shù)據(jù)與云服務(wù)的遠程控制，因此，智能家居是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。
顛覆智能家居行業(yè)的會是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)嗎?
一個不可否認的事實，當前智能硬件的價格太高，大部分智能家居產(chǎn)品只能走進高檔寫字樓與居民區(qū)，大部分住宅樓是無法普及安裝智能家居設(shè)備的，動輒一個智能配件高達數(shù)萬，這不是普通家庭能承受的起的。
如小米、奇虎360等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)一直在做的都是顛覆式創(chuàng)新，不知其能否在智能家居領(lǐng)域取得突破性進展。當前的高價智能配件，即便利潤夢到5成以上，底價也萬元以上，能否推出性價比超高的產(chǎn)品是占有市場的關(guān)鍵，也是全民家居智能化的關(guān)鍵的一步。
WIFI聯(lián)網(wǎng)是家庭互聯(lián)網(wǎng)的一部分，也是智能家居的一部分，在今后，能否用WIFI安全的連接家庭是一個課題，如何用其他技術(shù)替代WIFI也是一個課題，新材料新技術(shù)降低智能配件成本是第三個課題。
關(guān)鍵詞：智能家居；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；應(yīng)用
中圖分類號：O434 文獻標識碼： A
一、智能家居的概述
美國是最早提出智能家居概念的國家，主要指的是建立在住宅平臺基礎(chǔ)上的一種現(xiàn)代化的居住環(huán)境，不僅實現(xiàn)了信息家電、網(wǎng)絡(luò)通信、建筑設(shè)備和信息設(shè)備的自動化，還擁有管理、服務(wù)、機構(gòu)和系統(tǒng)等多項功能，為居住者提供一個舒適、安全的環(huán)境，方便居住者的生活，減少環(huán)境污染。家居生活是一個相對復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及多個子系統(tǒng)，在綜合布線、音視頻、網(wǎng)絡(luò)通信、安全防范及計算機等多種先進的技術(shù)支持下，把多個子系統(tǒng)連接為一個統(tǒng)一的整體，從全局角度出發(fā)，全面管理居民的生活狀況，在提高居民居住安全性和居民時間利用效率、優(yōu)化生活方式的同時，還能達到減少資源消耗、降低費用的效果。
根據(jù)小區(qū)、用戶的不同需求，可以將智能家居劃分為兩大類，即要求在室內(nèi)進行聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)和要求將控制、連網(wǎng)進行集中統(tǒng)一連接的系統(tǒng)。其中前者包括一些具有私密性特點的家電控制、燈光控制、自來水控制等系統(tǒng)，該類系統(tǒng)具有單獨性，無法同公共管理部門進行數(shù)據(jù)交換，而后者則涵蓋抄表控制、對話等系統(tǒng)，這部分系統(tǒng)可以同外部單位相連接，能夠進行統(tǒng)一的控制。
二、物聯(lián)網(wǎng)概述
物聯(lián)網(wǎng)的英文描述為“TheInternetofthings”，即“物――物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)人與物互通的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)物與物互通，是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的應(yīng)用和業(yè)務(wù)層面的拓展。其主要特征是全面感知、可靠傳遞和智能處理。全面感知是指利用RFID、二維碼、傳感器等隨時隨地獲取和采集物體信息；可靠傳遞是指通過無線網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)的融合將物體信息準確傳遞；智能處理是指利用云計算、數(shù)據(jù)挖掘及智能識別等人工智能技術(shù)對海量數(shù)據(jù)信息進行分析處理，完成對物體的智能化控制。
物聯(lián)網(wǎng)是一種全新的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)，能夠隨時隨地實現(xiàn)人與人、人與物、物與物之間的交互。從系統(tǒng)角度上來看，物聯(lián)網(wǎng)可劃分為三層體
系，如下：感知層：從人類世界或者物理世界獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)，包括各類標識、音頻視頻和各種物理量。位于最底層，是發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ)，有全面感知的核心能。
網(wǎng)絡(luò)層：先將感知層感知到的數(shù)據(jù)匯聚到傳輸網(wǎng)絡(luò)中，在匯聚到應(yīng)用層，即傳遞感知層感知到的數(shù)據(jù)。
應(yīng)用層：把感知和傳遞的信息進行分析處理，做出正確控制和決策，實現(xiàn)智能化的管理、應(yīng)用和服務(wù)。為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供驅(qū)動力。
此外。基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家電必將為人們提供未來生活方式的全新解決方案。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到家用電器中，可以使家電具有智能感知及信息網(wǎng)絡(luò)功能，能使家庭中的家電設(shè)備之間信息交互、家電設(shè)備與產(chǎn)品和用戶之間也可以進行信息交互，方便人們的日常家居生活，使生活方式更加合理，生活模式更舒適、健康、環(huán)保。
三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要包含三個層面，即感知層面、網(wǎng)絡(luò)層面和應(yīng)用層面。物聯(lián)網(wǎng)常見的感知技術(shù)包括RFID技術(shù)、二維碼技術(shù)、傳感器技術(shù)、攝像頭、GPS等；進行網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)募夹g(shù)主要包括3G、Wi-Fi、藍牙、接入網(wǎng)等；計算技術(shù)主要是指進行海量數(shù)據(jù)處理的技術(shù)包括數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)推送。網(wǎng)絡(luò)層面包含電信運營（移動、有線、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)等）、物聯(lián)網(wǎng)運營（信息中心、管理中心等）、平臺、軟件、系統(tǒng)設(shè)備、系統(tǒng)集成及終端設(shè)備。應(yīng)用層面包含環(huán)境監(jiān)測、智能交通、智能建筑、智能家居、遠程醫(yī)療、城市管理、公共安全、工業(yè)監(jiān)控、綠色農(nóng)業(yè)、資源管理等。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居的應(yīng)用包含了家居環(huán)境控制、家庭安防、智能家電等多個領(lǐng)域，一個完全的智能家居系統(tǒng)按照前文所述包含了20個子系統(tǒng)。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐下，用戶可以將家用電器之間組成一個物物相連的網(wǎng)絡(luò)，然后在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，對家庭中的設(shè)備、產(chǎn)品進行監(jiān)控；在家電或者產(chǎn)品發(fā)生故障時能夠通過網(wǎng)絡(luò)自動進行短信、電話等智能報警；家用電器能夠智能地記錄用戶的生活習慣和生活方式，利用數(shù)據(jù)挖掘、情境感知等技術(shù)為用戶進行合理的信息推送，實現(xiàn)人與家電、環(huán)境、產(chǎn)品的自然交互。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)貫穿智能家居從終端設(shè)備的研發(fā)、系統(tǒng)集成及運行到用戶使用的全過程。從技術(shù)角度來看，物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術(shù)的核心技術(shù)是通訊或控制協(xié)議，涉及硬件接口和軟件協(xié)議兩部分，可以簡單的劃分為無線與有線技術(shù)。
有線技術(shù)包含了RS485、IEEE802.3（Ethernet）、EIB/KNX、LonWorks、X-10、PLC-BUS、CresNet，AXLink等。其中X-10，PLC-BUS是專門針對智能家居行業(yè)制定的通訊技術(shù)。X-10電力線載波技術(shù)在上世紀70年代產(chǎn)生，在我國2000年前后引入并開始推廣，該技術(shù)可以在電力線上通訊，免于智能家居系統(tǒng)部署的時候另外布線。該技術(shù)對電網(wǎng)運行環(huán)境依賴性較高，由于設(shè)備成本、技術(shù)穩(wěn)定性及信息
安全等問題市場局面一直難于打開。PLC-BUS提高了一定的通訊穩(wěn)定性，但是難以保證持續(xù)穩(wěn)定的質(zhì)量，對電網(wǎng)環(huán)境的依賴性仍舊很強，使用成本和信息安全的問題無法根本性解決。盡管電力線載波技術(shù)已經(jīng)有40多年的技術(shù)積淀，但是由于成本和技術(shù)瓶頸，智能家居產(chǎn)品在有線技術(shù)開發(fā)方面不斷地進行新的嘗試，各種技術(shù)的優(yōu)缺點暫時不能滿足客戶的需求，也許這也是今天多種有線技術(shù)并存的原因。
無線技術(shù)包含了RFID智能識別技術(shù)、藍牙（Bluetooth）、WiFi、Zigbee、Z-Wave、Enocean等。RFID是一種通過無線電波進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆墙佑|式的自動識別計技術(shù)，它通過無線電信號進行數(shù)據(jù)讀寫并識別特定目標，具有無接觸、識別速度快、自動化程度高、抗干擾、識別多個物體等優(yōu)點。RFID是20世紀90年代興起的，發(fā)展至今被認為是自動識別領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的、識別效果最好、最重要的一項技術(shù)。WiFi作為低成本、最易與互聯(lián)網(wǎng)連接的智能家居技術(shù)解決方案被廣為應(yīng)用。ZigBeeZigBee技術(shù)的特點包括：低功耗、成本低、低速率、時延短、高容量、工作可靠、高安全等。ZigBee的設(shè)計可用于支持特定應(yīng)用軟件的開發(fā)和部署。應(yīng)用規(guī)范和ZigBee的堆棧相連，讓制造商更快、更容易地推出特別針對某些應(yīng)用的無線產(chǎn)品?？捎玫膽?yīng)用規(guī)范包括家庭自動化、智能能源、通信、醫(yī)療、遠程控制（RF4CE，或稱消費電子射頻）、建筑自動化和零售服務(wù)。Z-Wave主要針對家庭和小型商用建筑的監(jiān)控和控制，廣泛適用于照明控制、安全和氣候控制。其它應(yīng)用包括煙霧探測器、門鎖、安全傳感器、家電和遠程控制。
物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)從技術(shù)和應(yīng)用的角度來說穩(wěn)定性、可拓展性（靈活性）、安全性及經(jīng)濟性都是重要衡量指標。目前為止，無論是有線技術(shù)還是無線技術(shù)都沒有一個得到廣泛認可的技術(shù)標準。有線技術(shù)基于專用通訊線纜，某種程度上來說其穩(wěn)定性較好，但是可拓展性較差（系統(tǒng)擴展、改良需要重新布線）、成本高也是其難以跨越的門檻。與之相比無線技術(shù)的高速發(fā)展在可拓展性（靈活性）及經(jīng)濟性方面都具有優(yōu)勢。穩(wěn)定性和安全性方面兩者各有千秋，都在不斷發(fā)展完善。
結(jié)束語：
綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，智能家居的概念開始走向大眾而物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)更好地將智能家居推到了一個新的高度。本文研究基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)，首先介紹智能家居和物聯(lián)網(wǎng)，然后介紹物聯(lián)網(wǎng)在智能家居中的應(yīng)用。本文設(shè)計的智能家居系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控、報警、控制等功能，體現(xiàn)出智能家居的方便性和實用性，以及廣泛的應(yīng)用前景。
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