對物聯(lián)網(wǎng)智能家居控制系統(tǒng)的幾點探討

摘 要：隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們在信息化社會大環(huán)境下，生活方式與工作習慣也在不斷發(fā)生改變。在家居環(huán)境方面，不僅滿足于住得舒適，對家居的智能控制成為時下人們對生活質(zhì)量提高的一種新的需求。人們對家居的關注更多的是一個安全、方便、舒適、可控制的智能居家環(huán)境。智能化住宅以其安全舒適、信息通暢、服務完善而深受住戶的喜愛，智能住宅成為現(xiàn)代化住宅的發(fā)展趨勢。智能家居已經(jīng)成為人們對美好生活的向往的表達方式。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能家居；控制系統(tǒng)

1 智能家居的概念

智能家居是指利用先進的計算機技術、網(wǎng)絡通信技術、綜合布線技術，將與家居生活有關的各種子系統(tǒng)有機地結(jié)合在一起，通過統(tǒng)籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、有效。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間；還由原來的被動靜止結(jié)構轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇又腔鄣墓ぞ?，提供全方位的信息交互功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時間，增強家居生活的安全性、舒適性，甚至合理控制各種能源的使用。

2 物聯(lián)網(wǎng)智能家居控制系統(tǒng)的工作原理

智能家居控制系統(tǒng)是以有線和無線的形式連接起來的信息傳輸網(wǎng)絡為硬件平臺，各種網(wǎng)絡技術為軟件支撐平臺，通過現(xiàn)場總線把家庭生活中使用的通信設備、家居設備、家庭安全防范設備連接成一個完整的、能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制的一個控制系統(tǒng)。通過這個控制系統(tǒng)將整個家庭中能夠連接到網(wǎng)絡是的所有電氣設備有機的整合到一起，并對這些設備進行有效的控制，形成功能完善的智能家居系統(tǒng)。智能家居在網(wǎng)絡的幫助下，形成與外界的溝通渠道，以實現(xiàn)與外界的智能家居電器的信息交互。從而滿足用戶對家居實行遠程監(jiān)控，對家用電器遠程控制和狀態(tài)查詢，滿足人們對安全，舒適，便利的生活需求。

3 物聯(lián)網(wǎng)智能家居控制系統(tǒng)采用的網(wǎng)絡技術

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)主要使用了三控制種網(wǎng)絡技術，包括RS-485總線技術，以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)技術和GSM遠程監(jiān)控報警網(wǎng)絡技術。

3.1 RS-485總線的家居設備物聯(lián)網(wǎng)絡技術

RS-485串行總線標準，可以使智能家居設備通信距離從十幾米延長為幾公里，這完全符合家居設備對互聯(lián)要求。有線的RS-485總線通信，結(jié)構相對簡單，價格比較便宜，數(shù)據(jù)傳輸速率和通信距離適當。但是，使用RS-485總線技術互聯(lián)的家居設備的前提，是要確定要互聯(lián)的設備是即插即用設備。在整個家居系統(tǒng)中，嵌入式系統(tǒng)作為中繼器，負責通過與RS-485總線互連的串行端口管理家用終端接入模塊的作用。該系統(tǒng)采用嵌入式ARM處理器為總線主控設備，RS-485網(wǎng)絡為基礎的網(wǎng)絡互聯(lián)主從網(wǎng)絡，通過輪詢的方式檢查各個接入設備的狀態(tài)信息，無論何時保證僅存在一對主機和從機之間的通信，即接收數(shù)據(jù)或發(fā)送數(shù)據(jù)。家用設備作為總線從機設備，包括單片機控制器，接入檢測電路和信號調(diào)節(jié)電路。接入檢測電路，是為了滿足智能家居終端對家居設備移除及新設備接入的檢測，實現(xiàn)家居設備的即插即用功能。

3.2 GPRS的遠程報警網(wǎng)絡技術

GPRS是通用分組無線服務技術的簡稱，俗稱“2.5G”，是位于第二代和第三代移動通訊技術之間的通信技術。是用戶可用一種GSM移動數(shù)據(jù)業(yè)務。與GSM的數(shù)據(jù)業(yè)務相比，有以下優(yōu)點：

（1）傳輸速率高，連接方便。GPRS通過使用GSM網(wǎng)絡中，沒有被使用的TDMA信道，傳輸速率得到保證，可連56至114Kbps。GSM網(wǎng)絡使用電路交換數(shù)據(jù)模式時，在通信兩端建立物理鏈路，并維持該鏈路到通信結(jié)束。GPRS在傳送數(shù)據(jù)過程中，是把數(shù)據(jù)包劃分成若干個分組之后，再進行傳送的。這樣容易獲得更高數(shù)據(jù)速率，并且投資較小。進一步說，無線通信裝置不必在它們之間附加中間設備，就可以方便地傳輸數(shù)據(jù)。

（2）資源利用率高。GPRS使用分組交換通信，通信過程中把數(shù)據(jù)分成具有一定長度的數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包頭部包含了地址信息表明該分組發(fā)往的目的地址。當數(shù)據(jù)包分組到達時，根據(jù)該地址信息，尋找臨時可用信道資源來傳輸數(shù)據(jù)，而無需預先分配信道。

4 控制系統(tǒng)設計研究

所謂智能家居的控制系統(tǒng)實際上充分應用了模塊化的設計原理，如此一來其層次相對較為清晰、容易調(diào)試、維護以及對其功能進行充分的擴展與程序的不斷移植，另外也能夠有效的提升處理器的對工作的執(zhí)行效率。當前控制系統(tǒng)主要以QT/Embedded作為其GUI的研發(fā)主要手段，能夠充分實現(xiàn)本地圖形的用戶界面，同時實現(xiàn)系統(tǒng)的控制和設置。在系統(tǒng)充分運行同時初始化順利完成之后，控制系統(tǒng)會對現(xiàn)階段的狀態(tài)實施分析研究，如果為正常運轉(zhuǎn)的狀態(tài)，那系統(tǒng)會自動運行對應的子程序段。反之則會使用GPRS模塊實施報警操作。在警報出現(xiàn)的情況下，其觸發(fā)的報警操作，此時系統(tǒng)打開全球定位系統(tǒng)設備同時實施初始化，另外依據(jù)用戶設置的有關信息實施短信報警或者電話報警。需要特別注意的是，為了能夠充分保證安全，一般情況下應該使用嵌入式WebServer來對其進行構建，同時可以適當加入密碼進行驗證。如此，用戶可以使用真正認證的密碼以及用戶名，利用CGI來充分實現(xiàn)建立在WEB遠程條件下的系統(tǒng)控制。

5 結(jié)束語

人類己進入21世紀，在高度物質(zhì)文明的今天，追求環(huán)境綠色化、生活信息化己開成時尚，安全、舒適、方便、現(xiàn)代成為21世紀居家生活的象征。日益更新的現(xiàn)代科技的力量，打破了傳統(tǒng)的時空界線，借助計算機網(wǎng)絡和層出不窮的信息技術，改變了人類的生產(chǎn)、生活方式，科技正以超乎想象的速度更深刻地影響到人類的思維模式和生存狀態(tài)。建設物聯(lián)網(wǎng)智能家居具有時代的前瞻性，順應了當今信息社會的潮流，對進一步提高居民水平和生活質(zhì)量具有非常重要的意義，智能家居具有非常廣闊的發(fā)展前景。

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作者簡介：高柱明，身份證號：442000198207286676。