基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用

田 智

（內(nèi)蒙古商貿(mào)職業(yè)學(xué)院信息技術(shù)系 內(nèi)蒙古 010070）

0 引言

隨著電氣技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的不斷推廣和應(yīng)用，人們將這些技術(shù)運(yùn)用到了家居環(huán)境當(dāng)中，使居住條件得到改善，這就意味著智能居家這一名詞的誕生。隨著世界上第一座智能家居建筑的建立，使全世界建立智能家居的序幕被揭開(kāi)。自此以后，計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)等高科技也被廣泛的運(yùn)用到了智能家居當(dāng)中，使其逐漸形成較為完整的體系，內(nèi)容也變的豐富起來(lái)。但是智能家居并沒(méi)有因此變得普及，其原因在于產(chǎn)品的價(jià)值相對(duì)較高，并且在人們生活中，其提供的服務(wù)可有可無(wú)，這就使人們的購(gòu)買欲望降低。從智能家居自身方面看，制約其發(fā)展的最大因素在于沒(méi)有完善的技術(shù)支撐，使其沒(méi)有辦法為人們提供較為全面的服務(wù)[1]。但是由于近年來(lái)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，使云計(jì)算機(jī)技術(shù)逐漸趨于成熟，這就為智能家居的發(fā)展提供了良好的技術(shù)條件。

1 智能家居系統(tǒng)

把住宅當(dāng)作平臺(tái)，將計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通訊、綜合布線等先進(jìn)的技術(shù)與家居生活有關(guān)的設(shè)備聯(lián)系在一起，綜合運(yùn)用，使人們的生活環(huán)境更加的舒適、安全和高效，這就是我們所說(shuō)的智能家居。它不僅可以為家庭提供舒適、安逸的環(huán)境，而且還可以使原先被動(dòng)靜止的家居生活結(jié)構(gòu)變的智能化，使信息達(dá)到全方位的交換和使用。也就是說(shuō)為了實(shí)現(xiàn)家居智能化，就離不開(kāi)智能家居系統(tǒng)的運(yùn)用。

智能家居系統(tǒng)包括智能照明控制在內(nèi)的八個(gè)子系統(tǒng)[2]，為了實(shí)現(xiàn)燈光照明的多樣、遠(yuǎn)程、聯(lián)動(dòng)這三種控制，需要使用智能照明控制系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)在于，①有利于節(jié)能減排；第②有利于延長(zhǎng)節(jié)能燈的使用期；③有利于生活環(huán)境的改善；④有利于多種照明效果的實(shí)現(xiàn)，使場(chǎng)景燈光得以控制。

智能安全系統(tǒng)的使用，可以防止非法入侵、火災(zāi)等意外事故的發(fā)生，其原因在于該系統(tǒng)可以預(yù)設(shè)電話號(hào)碼或110專線，當(dāng)發(fā)生警情時(shí)，可直接聯(lián)系到110并啟動(dòng)聲光報(bào)警，并將相關(guān)的電器聯(lián)系起來(lái)，進(jìn)入緊急狀態(tài)；當(dāng)發(fā)生非法入侵時(shí)，該系統(tǒng)可將入侵時(shí)的視頻保留起來(lái)，有利于在報(bào)警時(shí)提供有力的線索，在很大的程度上使用戶的生命財(cái)產(chǎn)安全受到保障。

家庭環(huán)境控制子系統(tǒng)的使用，不僅使家里的水、電、暖氣等得到了有效、集中的自動(dòng)控制，而且使住戶的生活環(huán)境變得更加的舒適。除此之外，背景音樂(lè)和家庭娛樂(lè)這兩種子系統(tǒng)的使用，不僅使用戶可以隨時(shí)隨地的在家中聽(tīng)到好聽(tīng)的背景音樂(lè)，而且使用戶足不出戶就可以享受到KTV、電影院所帶來(lái)的全方位的娛樂(lè)環(huán)境。

家庭能量管理子系統(tǒng)運(yùn)用，避免了工作人員不必要的麻煩，實(shí)現(xiàn)了三表的自動(dòng)抄送，這樣也可以使用戶對(duì)家里的水、電、煤的使用情況進(jìn)行詳細(xì)的了解。家庭信息處理系統(tǒng)的應(yīng)用，使用戶可以隨時(shí)隨地的接受到小區(qū)、物業(yè)等方面的信息，方便了用戶了解家庭的信息情況。

家庭網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的運(yùn)用，使廣域網(wǎng)與家電、三表、照明、計(jì)算機(jī)等設(shè)備相互連接在一起，同時(shí)使智能家居的遠(yuǎn)程控制得以實(shí)現(xiàn)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)智能家電控制，用戶可以在任何時(shí)間任何地點(diǎn)對(duì)家里的智能設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的概念是由二十世紀(jì)末美國(guó)麻省理工學(xué)院提出的，六年后，國(guó)際電信聯(lián)盟對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的概念進(jìn)行了擴(kuò)展，物聯(lián)網(wǎng)的概念由此而誕生。物聯(lián)網(wǎng)就是指通過(guò)電子信息感應(yīng)設(shè)備如紅外線、全球定位系統(tǒng)等，將任何物品按照協(xié)議與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，使其能夠完成交換和通信的功能，同時(shí)對(duì)物品進(jìn)行識(shí)別、跟蹤、定位等的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)需要很多相關(guān)技術(shù)的結(jié)合，用末端感知的核心技術(shù)的角度可以將該技術(shù)分為三類：

（1）射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)[3]在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。RFID技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)嵌入對(duì)象的監(jiān)控、管理，同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件這三種技術(shù)的輔助，可以構(gòu)建出一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)，由于它是由很多讀寫(xiě)器和RFID智能標(biāo)簽構(gòu)成，所以也被稱之為基于RFID 的物聯(lián)網(wǎng)。

（2）傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。傳感器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)嵌入對(duì)象傳感器節(jié)點(diǎn)的控制和管理，同時(shí)通過(guò)采集節(jié)點(diǎn)對(duì)象的信息，將其傳送到信息處理中心，這樣可以根據(jù)信息構(gòu)建一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)，使其實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)象的監(jiān)控和管理。

（3）M2M在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用[4]。其中M既指人也指機(jī)器，M2M為了促進(jìn)設(shè)備智能化而誕生的一種技術(shù)，它通過(guò)運(yùn)用多種手段和技術(shù)使人和機(jī)器之間建立連接，這樣可以使機(jī)器設(shè)備的通訊和網(wǎng)絡(luò)技能得以增強(qiáng)。運(yùn)用M2M技術(shù)可以建立人對(duì)機(jī)器的物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器對(duì)人的物聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)也能建立兩個(gè)機(jī)器之間的物聯(lián)網(wǎng)。

3 物聯(lián)網(wǎng)在智能居家系統(tǒng)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的智能家居為了組成智能家居系統(tǒng)，使用有線的方式連接，這種方式不僅需要專業(yè)人員的上門(mén)服務(wù)和專門(mén)的公司進(jìn)行及時(shí)的維修、護(hù)理，而且施工的周期比較長(zhǎng)，使系統(tǒng)的實(shí)用性及靈活性變差。而物聯(lián)網(wǎng)在智能家居系統(tǒng)中的使用，使這些缺點(diǎn)得以改善，同時(shí)，無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)與智能家居的結(jié)合，不僅使安裝、維修變得簡(jiǎn)單、容易，而且使智能家居的使用變得非常的方便，并且實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)隨地進(jìn)行擴(kuò)展。

在智能家居系統(tǒng)中，可以把物聯(lián)網(wǎng)分為三層，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。其中感知層是通過(guò)RFID、全球定位系統(tǒng)、攝像頭等設(shè)備的使用，采集和獲取感知對(duì)象的信息。感知對(duì)象在智能家居中包括人及其所生活的環(huán)境，感知層的執(zhí)行設(shè)備就是傳統(tǒng)智能家居中的八大子系統(tǒng)。此外，物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)在在使用過(guò)程中還用了很多先進(jìn)的感知技術(shù)，如：線溫濕度傳感器、無(wú)線燃?xì)庑孤﹤鞲衅鞯萚5]。

當(dāng)各種通訊網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合時(shí)，就會(huì)形成一個(gè)融合網(wǎng)絡(luò)，并且這一融合網(wǎng)絡(luò)處于物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層，它主要是對(duì)大量的信息進(jìn)行智能處理的過(guò)程。網(wǎng)絡(luò)層在智能家居中具有兩種能力，即網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)、信息運(yùn)營(yíng)能力，其中為了提高信息運(yùn)營(yíng)能力，需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行廣泛的使用。在網(wǎng)絡(luò)層中要把可靠傳送和智能處理這兩個(gè)問(wèn)題處理到位。

為了實(shí)現(xiàn)家居的智能化應(yīng)用，我們將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能家居結(jié)合起來(lái)，同時(shí)提出了多種解決方案，而應(yīng)用層就是這些方案的集合。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的使用使信息技術(shù)和傳統(tǒng)家居有機(jī)結(jié)合，并體現(xiàn)在了智能電網(wǎng)、家庭醫(yī)療等的應(yīng)用中。此外，應(yīng)用層作為家庭服務(wù)商與用戶的中介，可以為人們提供各種生活服務(wù)。

4 結(jié)語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)為智能家居的推廣提供了基礎(chǔ)，盡管它的使用仍然還停留在感知層方面，離物聯(lián)網(wǎng)智能家居的全面使用還有很長(zhǎng)一段距離。為了使應(yīng)用層得到廣泛的應(yīng)用，就要加強(qiáng)各個(gè)行業(yè)的合作，這樣智能家居才能得到全面的發(fā)展。目前，我們需要盡快建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)，在推動(dòng)跨行業(yè)深度合作的同時(shí)，將云計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到該系統(tǒng)當(dāng)中，這樣才能使物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)得以發(fā)展。

[1]吳巍，吳明光.國(guó)內(nèi)三種智能家居網(wǎng)絡(luò)協(xié)議綜述[J].低壓低電，2011（8）：24-27.

[2]徐卓農(nóng).智能家居系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展綜述[J].電氣自動(dòng)化，2012（4）：3-4.

[3]黃征宇.智能家居的新曙光[J].中國(guó)信息化，2012（5）：60-61.

[4]陸洋.智能家居中的業(yè)務(wù)及關(guān)鍵技術(shù)[J].電信技術(shù)，2010（5）：45-47.