基于云服務的智能家居系統(tǒng)的研究

【摘要】 隨著智能家居技術的不斷發(fā)展以及相關產品的普及，人們對智能家居的要求也越來越高，而云計算的的低成本、多服務性優(yōu)勢正好能解決當前智能家居發(fā)展面臨的瓶頸問題，基于云服務的智能家居系統(tǒng)備受關注。本文主要對基于云服務的智能家居系統(tǒng)的設計進行了介紹，對面向智能家居的云服務系統(tǒng)的實現(xiàn)過程進行了分析，以期為相關研究提供一定的參考。

【關鍵詞】 云計算 云服務 智能家居

近年來，智能家居系統(tǒng)發(fā)展較快，智能家居管理正在成為下一波寬帶應用的核心，智能家居的研究方向也開始從基于控制發(fā)展為基于網(wǎng)絡，從集中控制各種家庭設備發(fā)展為將家居系統(tǒng)融入到更大的物聯(lián)網(wǎng)中。在此基礎上，基于云服務的智能家居系統(tǒng)應運而生，在該系統(tǒng)中，用戶能夠體驗到智能醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)控等一系列信息服務，其發(fā)展前景十分廣闊。

一、基于云服務的智能家居系統(tǒng)的設計

1.1智能家居系統(tǒng)云計算的引入

智能家居系統(tǒng)中的各種轉換工作都要由家庭主控制器來完成，這就要求家庭主控制器必須要具備強大的存儲能力和運算能力，但是這又是家庭主控制器所無法實現(xiàn)的，由此可見，智能家居系統(tǒng)存在著很多無法回避的問題，而云計算的引入完全可以解決智能家居在發(fā)展過程中所遇到的瓶頸。基于云服務的智能家居系統(tǒng)實際上就是以云計算為核心的家居系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅為物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)提供了一個非常廣闊的平臺，還因其具備了高可用性、高可靠性等一系列優(yōu)勢，使把“家”握在手中的愿望變成了現(xiàn)實[1]。

1.2智能家居云服務系統(tǒng)的總體構架

基于云服務的智能家居系統(tǒng)主要由云平臺、家庭網(wǎng)管和移動終端應用系統(tǒng)三部分構成。智能家居云服務系統(tǒng)的總體構架采用的是IaaS和PaaS整合方式來構建應用平臺，其中，IaaS為上層平臺提供存儲、處理、網(wǎng)絡、操作系統(tǒng)以及其他必要的應用程序，而PaaS則是在IaaS提供的虛擬機群的基礎上為用戶提供開發(fā)語言工具Web服務器和數(shù)據(jù)庫等應用。用戶通過家庭網(wǎng)關WebOS向云端Home App注冊帳號密碼，并自主選擇所需控制的家電應用，與此同時，云端通過實時更新用戶的家庭網(wǎng)關WebOS來執(zhí)行列表，并且對家電信息進行實時采集[2]。

二、智能家居云服務系統(tǒng)實現(xiàn)過程

2.1面向智能家居的云服務系統(tǒng)的實現(xiàn)過程

本設計系統(tǒng)主要包括三個角色：Eucalyptus云上的虛擬機（客戶端）以及Hapdoop上的管理節(jié)點和子節(jié)點，其中，客戶端通過調用API實現(xiàn)對云計算系統(tǒng)的訪問，并在此基礎上整合為各種不同的應用程序，其形成的結構主要以客戶端為中心，系統(tǒng)發(fā)出的操作指令都是通過客戶端發(fā)出，Hapdoop上的管理節(jié)點和子節(jié)點一同構成了云服務器端，管理節(jié)點并不與子節(jié)點進行數(shù)據(jù)或指令上的通信，管理節(jié)點主要起到的是維護Node.dat和Root.dat兩個系統(tǒng)文件的作用。系統(tǒng)對文件進行存儲時，首先要通過客戶端接入管理節(jié)點，從中讀取Root.dat系統(tǒng)文件數(shù)據(jù)，并檢驗該用戶是否存在，若存在，則可以獲取用戶數(shù)據(jù)文件所在節(jié)點的IP地址，最后更新Username表以備訪問，由于用戶名在系統(tǒng)中的唯一的，每個用戶的Username表也是唯一的，分布式存儲并不會造成文件的混亂。在智能家居云服務系統(tǒng)中，通過獲得的用戶名、文件名、Username表以及文件分塊信息文件的IP地址，能夠準確的確定數(shù)據(jù)塊所在的文件名及其位置，當客戶端向子節(jié)點發(fā)送啟動命令時，各子節(jié)點就會讀取本地文件的數(shù)據(jù)塊并對其進行計算，計算完成后，系統(tǒng)會將匯總的最后結果再發(fā)送到客戶端，因存儲數(shù)據(jù)塊的節(jié)點具備自動處理功能，在此過程中，無需移動任何數(shù)據(jù)，省略了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中傳輸?shù)沫h(huán)節(jié)，大大提高了數(shù)據(jù)處理的效率，尤其是對智能家居比較大的數(shù)據(jù)而言，其優(yōu)勢更為明顯[3]。

2.2智能家居云服務系統(tǒng)的部署及訪問

智能家居系統(tǒng)部署到云服務系統(tǒng)中，智能家居系統(tǒng)的開發(fā)人員登錄到云服務系統(tǒng)提供的開發(fā)云應用的服務平臺，然后再登錄虛擬機，再將家庭設備注冊到虛擬機上，最后調用虛擬機上客戶端提供的各種API接口，將家居信息分布式存儲到云服務系統(tǒng)中。完成這一部署，就實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享。基于云服務的智能家居系統(tǒng)實現(xiàn)了無終端限制，即無論是在計算機，還是在手機等移動終端上都能夠操作，用戶通過點擊界面上的智能家居圖標，就能夠打開智能家居系統(tǒng)的應用程序，待輸入正確的用戶名和登錄密碼后，就可以實現(xiàn)對智能家居云服務系統(tǒng)的訪問[4]。

三、結論

綜上所述，基于云服務的智能家居系統(tǒng)越來越顯現(xiàn)出其強大的優(yōu)勢，在云平臺上開發(fā)家庭娛樂、公共信息服務等應用，能夠為用戶提供更為廣闊的服務體驗，從智能家居的云服務系統(tǒng)的實現(xiàn)過程中我們發(fā)現(xiàn)，云服務和智能家居系統(tǒng)的對接，能夠成功地解決智能家居遠程控制所要的的實時性和準確性等問題，這將是下一個IT技術浪潮。參 考 文 獻：

[1]岳敬華.基于云服務的智能家居系統(tǒng)的研究與設計[D].杭州電子科技大學，2014.

[2]吳佳興，李愛國.基于云計算的智能家居系統(tǒng)[J].計算機應用與軟件，2013，13（7）：240-241.

[3]王朝華，陳德艷，黃國宏，等.基于Android的智能家居系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].計算機技術與發(fā)展，2012，15（6）：225-228.

[4]裴超.基于云計算的智能家居系統(tǒng)架構研究[J].軟件導刊，2014，10（3）：80-82.