基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)的構(gòu)建要點(diǎn)

王慶媛

摘 要：智能家居是現(xiàn)代科技融入人們生活并為人們生活帶來(lái)便利的一種重要的科技應(yīng)用。隨著科技的發(fā)展與應(yīng)用，智能家居技術(shù)逐漸地進(jìn)入并改善著人們傳統(tǒng)的生活方式，為人們的生活帶來(lái)了極大的便利和安全保障。在我國(guó)智能家居還屬于一個(gè)新興的概念，不同于國(guó)外已經(jīng)將智能家居技術(shù)應(yīng)用于人們的日常生活中，我國(guó)對(duì)于智能家居這一新概念技術(shù)仍處于發(fā)展起步階段，加之智能家居技術(shù)在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)上仍存在著一些技術(shù)問(wèn)題，從而使得智能家居技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展和應(yīng)用較為緩慢。為做好智能家居的發(fā)展和應(yīng)用，可以將智能家居技術(shù)與現(xiàn)今熱門(mén)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合。本文在分析智能家居技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)如何做好基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行分析介紹。

關(guān)鍵詞：智能家居；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

在智能家居的發(fā)展應(yīng)用中，將智能家居與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合是智能家居發(fā)展應(yīng)用的一個(gè)重要的發(fā)展方向。本文將對(duì)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析介紹，通過(guò)充分利用WIFI和4G技術(shù)將智能家居系統(tǒng)各層之間有機(jī)的聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)智能家居系統(tǒng)各系統(tǒng)層之間的信息交互，從而實(shí)現(xiàn)智能家居系統(tǒng)中人與物、物與物的交互性控制。

1.智能家居系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)分析

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一種應(yīng)用于物與物之間相互連接通信的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以將虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和物理實(shí)體網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效的連接，從而使得用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)于家中智能設(shè)備的控制。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中其有著廣闊的發(fā)展前景。而智能家居系統(tǒng)則是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)于家居設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)控制。物聯(lián)網(wǎng)和智能家居系統(tǒng)之間有著極強(qiáng)的互補(bǔ)性，兩者之間的結(jié)合將會(huì)迸發(fā)出“1+1>2”的效果。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居控制系統(tǒng)將利用分布于被控設(shè)備上的各種信息傳感器來(lái)對(duì)各種信息進(jìn)行收集、判斷、傳遞的基礎(chǔ)上構(gòu)建起連接家中所有家具設(shè)備（諸如家居安全控制系統(tǒng)、家用電器）的控制網(wǎng)絡(luò)，從而形成一整套的安全與家具設(shè)備控制系統(tǒng)?；谖锫?lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)具有如下的特點(diǎn)：

（1）極強(qiáng)的實(shí)施聯(lián)網(wǎng)性，通過(guò)這一系統(tǒng)能夠有效地將家中的各種設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)通信。

（2）及時(shí)性，業(yè)主可以隨時(shí)隨地的通過(guò)移動(dòng)終端來(lái)對(duì)家居進(jìn)行監(jiān)控并對(duì)一些突發(fā)事件進(jìn)行遠(yuǎn)程操控處理，通過(guò)這一方式能夠?qū)⒏鞣N損失的影響降至最低。

（3）極強(qiáng)的靈敏性?；谖锫?lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)依靠多種傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)于周邊環(huán)境的實(shí)時(shí)信息監(jiān)控，傳感器通過(guò)將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理以便根據(jù)設(shè)定完成相關(guān)的控制功能。

2.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建

在嵌入式智能家居系統(tǒng)的構(gòu)建上需要通過(guò)家庭網(wǎng)關(guān)完成智能家居系統(tǒng)所連接的各設(shè)備的信息交互。因此在基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)的構(gòu)建中需要在每個(gè)家庭中設(shè)置一個(gè)集中式的家庭網(wǎng)關(guān)，而在拓展基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)的系統(tǒng)功能時(shí)則需要對(duì)家庭設(shè)置進(jìn)行更改，從而使得智能家居系統(tǒng)的拓展難度大為增加。本系統(tǒng)將嵌入式智能家居系統(tǒng)作為構(gòu)建的基礎(chǔ)，并輔助以中間件技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、WIFI技術(shù)等，從而使得基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)在信息處理、整合等方面的能力大為提高，相較于傳統(tǒng)智能系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)所存在的信息孤島問(wèn)題，新的基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)在智能信息構(gòu)建中發(fā)揮著極為重要的作用。在基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)的構(gòu)建中主要分為以下主要的體系結(jié)構(gòu)：

（1）組成系統(tǒng)的各級(jí)傳感設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備。在基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)的構(gòu)建中需要使用各種傳感設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備用以實(shí)現(xiàn)對(duì)于信息的采集，這些傳感器包含聲、光、化學(xué)等類(lèi)型的傳感器，通過(guò)這些傳感器所采集到的信號(hào)整個(gè)智能家居系統(tǒng)能夠?qū)ν饨缧畔⒂兄浞值恼J(rèn)識(shí)。

（2）基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)中各基礎(chǔ)類(lèi)型的傳感器將采集到的信息發(fā)送至中央控制系統(tǒng)，通過(guò)中央控制系統(tǒng)來(lái)對(duì)智能家居系統(tǒng)中的各種設(shè)備進(jìn)行管理和控制。在基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)工作時(shí)，首先，中央控制系統(tǒng)接收到各傳感器所采集到的各種外界數(shù)據(jù)，將各類(lèi)數(shù)據(jù)與智能家居系統(tǒng)中所存儲(chǔ)的相關(guān)設(shè)定進(jìn)行比對(duì)，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)中的各類(lèi)設(shè)備進(jìn)行控制。此外，該控制系統(tǒng)能夠在系統(tǒng)遭遇緊急情況時(shí)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，并在自動(dòng)報(bào)警時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。同時(shí)基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)在工作時(shí)的各種傳輸信息將會(huì)被記錄在用戶數(shù)據(jù)庫(kù)中，以備后續(xù)查看。

（3）應(yīng)用層。應(yīng)用層是用戶圖形界面的接口，也是用戶與基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)進(jìn)行直接交互的窗口。在基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中，用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)APP等完成對(duì)于基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)的登錄，并在完成系統(tǒng)登錄后對(duì)組成基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)中的各家居設(shè)備進(jìn)行管理操作，通過(guò)對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行刪除、添加等操作用以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。

此外，在構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)的過(guò)程中還可以使用Android平臺(tái)來(lái)完成對(duì)于智能家居系統(tǒng)的構(gòu)建。通過(guò)這一構(gòu)建方式將能夠使得基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)得到極大的擴(kuò)展。利用Android平臺(tái)與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的方式使得控制系統(tǒng)能夠依靠無(wú)線的方式來(lái)對(duì)組成智能家居的各設(shè)備進(jìn)行控制。因此，可以構(gòu)建起以物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)為核心并輔助以基于Android平臺(tái)的手機(jī)控制終端的模式來(lái)完成整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)的構(gòu)建。在構(gòu)建Android客戶端的過(guò)程中，Android客戶端的控制系統(tǒng)包括有用戶界面UI、Socket通信、SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)等的組成部分。此外，基于Android平臺(tái)所開(kāi)發(fā)的手機(jī)、平板等移動(dòng)終端所開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序包含一部分的組件并可以根據(jù)需要予以激活。在網(wǎng)絡(luò)編程上，Android的通信模式十分友好，通過(guò)結(jié)合TCP的傳輸通信方式以及UDP的傳輸，Android平臺(tái)中可以通過(guò)采用其中所帶有的Dategram Socket或是Dategram Package類(lèi)的組件用以實(shí)現(xiàn)Android控制系統(tǒng)的編制。Socket的編程方式是一種底層結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行Android平臺(tái)通信模塊的組建時(shí)可以將其作為整個(gè)Android控制系統(tǒng)中應(yīng)用協(xié)議的基礎(chǔ)。憑借Socket對(duì)象的創(chuàng)建就能夠?qū)崿F(xiàn)以打開(kāi)輸入輸出流的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)與用戶、智能家居設(shè)備之間的信息交互。整個(gè)控制系統(tǒng)中客戶端與服務(wù)器之間主要是按照以下的模式進(jìn)行工作的。首先，用戶服務(wù)器通過(guò)以Serversocket為對(duì)象實(shí)現(xiàn)對(duì)于服務(wù)器的初始化，而后等待客戶端的接入鏈接。此后，構(gòu)建Socket對(duì)象完成對(duì)于客戶端的初始化操作。服務(wù)器在接收到客戶端所發(fā)出的控制請(qǐng)求后做出反應(yīng)并使得兩者之間進(jìn)行相互的鏈接。待到鏈接完成后，通過(guò)客戶端即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制操作。而后服務(wù)器將會(huì)對(duì)客戶的操作做出相應(yīng)的回應(yīng)。這一過(guò)程直至客戶端中止操作為止。在完成對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建中，由于智能家居所需處理的信息量較少且相應(yīng)的時(shí)間也較短，因此無(wú)需高要求的數(shù)據(jù)庫(kù)。在構(gòu)建智能家居系統(tǒng)時(shí)可以使用Android平臺(tái)中所內(nèi)置的SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)完成數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建。SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)能夠?qū)ULL、INTEGER等類(lèi)型的數(shù)據(jù)進(jìn)行良好的管理。

結(jié)語(yǔ)

在通信技術(shù)不斷發(fā)展的今天，基于物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建起智能家居系統(tǒng)并通過(guò)采用手機(jī)APP作為智能家居系統(tǒng)的控制終端將極大地拓展智能家居系統(tǒng)的應(yīng)用范圍和使用的交互性。本文在分析智能家居系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)如何做好基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)的構(gòu)建進(jìn)行了分析介紹。

參考文獻(xiàn)

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