基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計與實現(xiàn)

劉英鑫 朱軒毅 魏于淼

摘要：

隨著無線技術(shù)和智能技術(shù)水平的提高，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計已經(jīng)取得了一定成效。借助于物聯(lián)網(wǎng)，能夠使智能家居設(shè)計中加入家居硬件、嵌入式網(wǎng)關(guān)和控制三大系統(tǒng)，遠程的對于智能家居進行控制，提升其智能水平，為人們提供更加便利、舒適的生活條件。本篇文章對于物聯(lián)網(wǎng)和智能家居概念進行了簡要介紹，分析了基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計目標，并探討了智能家居設(shè)計與實現(xiàn)方案，希望能夠為智能家居的進一步發(fā)展提供支持。

關(guān)鍵詞：

物聯(lián)網(wǎng);智能家居;設(shè)計;實現(xiàn)

中圖分類號：

TN929.5

文獻標識碼：

A

文章編號：

1672-9129（2020）15-0068-02

隨著我國經(jīng)濟水平的提升，出現(xiàn)了較多新型技術(shù)，為物聯(lián)網(wǎng)的進一步發(fā)展提供了有利條件。物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，智能家居已經(jīng)逐漸成為了人們關(guān)注的重要內(nèi)容，其能夠為人們提供更多的便利，使生活更加舒適。目前，人們收入水平得到提升，對于生活品質(zhì)有了更高的追求，智能家居的發(fā)展已經(jīng)刻不容緩。為此，必須要基于物聯(lián)網(wǎng)，充分利用物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，加大力度研究物聯(lián)網(wǎng)智能家居，滿足人們的需要。

1物聯(lián)網(wǎng)和智能家居概念

1.1物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)，顧名思義，就是將多個物體借助于網(wǎng)絡(luò)進行聯(lián)系，其將信息化作為主要立足點，技術(shù)水平要高于互聯(lián)網(wǎng)?？梢岳斫鉃閮煞N含義。第一，物聯(lián)網(wǎng)仍然將互聯(lián)網(wǎng)作為立足點，來進行后續(xù)的蔓延發(fā)展。第二，用戶端能夠?qū)τ谌我獾奈锲放c物品之間的聯(lián)系進行控制，交換其中的信息，也就是人們經(jīng)常提到的物物相通。隨著人工智能技術(shù)的進一步發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的智能化水平逐漸提高，能夠為用戶提供更高質(zhì)量的服務(wù)。

1.2智能家居。智能家居是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的產(chǎn)物，其將家具建筑作為立足點，借助于網(wǎng)絡(luò)將家電和家具進行聯(lián)系，構(gòu)建智能家居系統(tǒng)，為人們提供一個適宜便利安全性比較高的居住條件。隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及智能技術(shù)水平的提升，智能家居能夠進行遠程操控，智能化水平也有所提升[1]。

2基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計目標

為了獲得行之有效的智能家居設(shè)計方案，科學(xué)合理的對于智能家居進行控制，使人們的居住更加安全、便利，必須要明確智能家居設(shè)計目標。第一，在智能家居設(shè)計的過程中運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠應(yīng)用傳感器，在較短的時間內(nèi)搜集更多的住宅成員信息，并對其進行處理，合理的應(yīng)用。在這個過程中，技術(shù)工作人員應(yīng)該考慮到智能家居的現(xiàn)實情況，并將搜集的信息借助于網(wǎng)絡(luò)傳輸至物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)之中，并通過服務(wù)器，為用戶提供智能家居設(shè)施設(shè)備的使用情況，確保用戶能夠?qū)τ谥悄芗揖釉O(shè)備進行操控[2]。第二，和原本的智能家居進行比較，基于物聯(lián)網(wǎng)所創(chuàng)建的智能家居系統(tǒng)能夠更加精準的進行控制，并能夠在較短的時間內(nèi)對于龐大的信息系統(tǒng)進行精確處理，提升服務(wù)器資源的應(yīng)用效果。第三，基于物聯(lián)網(wǎng)所進行的智能家居設(shè)計，高效的應(yīng)用了ZigBee技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對于智能家居中的布線方式進行重新規(guī)劃，使其呈現(xiàn)出更優(yōu)的效果，并降低了對于成本的消耗，能夠幫助用戶對于智能家居系統(tǒng)進行維修保護。這些方面，客觀真實地展現(xiàn)出了基于物聯(lián)網(wǎng)進行智能家居設(shè)計的用途。

為此，在進行智能家居設(shè)計的過程中，要從多個角度進行思考，提高智能家居系統(tǒng)設(shè)計水平，構(gòu)建智能水平較高、性能較強的智能家居系統(tǒng)，迅速的對于各類信息進行處理，滿足用戶越發(fā)多元的要求[3]。

3智能家居設(shè)計和實現(xiàn)方案

3.1整體設(shè)計。物聯(lián)網(wǎng)主要包括應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、感知層三個層面，能夠進行傳輸、處理和管理等工作。為此，在基于物聯(lián)網(wǎng)對于智能家居進行設(shè)計時，要考慮三個方面的內(nèi)容，將家居周圍的環(huán)境監(jiān)測當(dāng)做對于智能家居傳入手段，運用無線網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)來對于系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進行搜集、處理、傳遞，為用戶提供終端，確保用戶能夠?qū)τ谥悄芗揖游锲愤M行控制，構(gòu)建智能家居輸出模型。

3.2對于智能家居系統(tǒng)進行硬件設(shè)計。從智能家居系統(tǒng)的實際使用來進行分析，可以將硬件分為家居網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)和家電現(xiàn)場控制系統(tǒng)兩類。

第一，家居網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)。其對于智能家居系統(tǒng)有著非常關(guān)鍵的作用，能夠?qū)τ诰W(wǎng)絡(luò)進行控制，及時的輸送相關(guān)數(shù)據(jù)。借助于互聯(lián)網(wǎng)和家居內(nèi)網(wǎng)的關(guān)聯(lián)，有效的連接多個節(jié)點，使智能家居的各項功能得到體現(xiàn)。目前，投入市場的智能家居網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)有PC型、單片機型、嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)。因為目前單片機網(wǎng)關(guān)的處理能力比較弱，并且大部分編碼已經(jīng)不再適應(yīng)于新型硬件的需要，應(yīng)用比較少。而PC型網(wǎng)關(guān)只能在較短的時間內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài)，并且容易被外界所影響，為此，在網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)中，應(yīng)用最為普遍的是嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)。這一網(wǎng)關(guān)對于能源的利用率比較高，能夠降低能源浪費，并且能夠進行拓展，受到了人們的喜愛。

第二，家電現(xiàn)場控制系統(tǒng)。家電控制系統(tǒng)需要和不同類型的傳感器進行聯(lián)通，從而對于家具的使用狀況進行控制，是物聯(lián)網(wǎng)在智能家居系統(tǒng)中的主要應(yīng)用。從當(dāng)前的情況來進行分析，可以發(fā)現(xiàn)我國大部分家電使用的傳感器是固定型號的，能夠借助于某一芯片進行數(shù)據(jù)傳輸。在進行智能家居系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)該考慮到現(xiàn)場的信息情況，科學(xué)的應(yīng)用傳感器[4]。

3.3對于智能家居系統(tǒng)進行軟件設(shè)計。第一，對于網(wǎng)關(guān)程序模塊進行設(shè)計。目前，人們的生活水平得到提升，計算機技術(shù)被廣泛應(yīng)用到人們的生活之中，這為嵌入式Internet技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展提供了充分的條件，并使其成為了目前應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一。其立足于Internet技術(shù)，對其進行了擴展，但是卻沒有Internet原本的作用，可以運用電腦、手機等來進行操作。在這一背景下，能夠?qū)⑤^為常用的設(shè)施設(shè)備嵌入到其中。這主要是因為，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為了人們生活中必不可少的內(nèi)容，網(wǎng)絡(luò)的普及率非常高。所構(gòu)建的智能家居系統(tǒng)不僅能夠在智能家居網(wǎng)中工作，對于家居情況進行檢測，還能夠在遠距離進行操控，使用戶對于智能家居的管理更加方便快捷。

第二，設(shè)計節(jié)點監(jiān)測和任務(wù)執(zhí)行模塊。在家居之中，對于不同類型的家居進行監(jiān)控控制，需要運用節(jié)點來聯(lián)系傳感器，從而更加高效的搜集信息，并將所收錄的信息傳遞至網(wǎng)關(guān)程序內(nèi)，高效的處理相關(guān)資訊。為此，在進行智能家居系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)該將智能家居節(jié)點內(nèi)的多個物品連接到家居網(wǎng)之中，并借助于無線網(wǎng)，構(gòu)建節(jié)點監(jiān)控系統(tǒng)。

第三，設(shè)計用戶操作控制模塊。用戶操作控制模塊能夠充分的發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的作用，為用戶提供服務(wù)，展現(xiàn)出遠距離操作的步驟，對于相關(guān)信息進行傳遞，使用戶能夠通過智能設(shè)備和家居網(wǎng)，了解到和物聯(lián)網(wǎng)進行聯(lián)通的多個智能家居的現(xiàn)實情況，并借助于外部網(wǎng)絡(luò)來進行遠距離的管理，通過嵌入式系統(tǒng)對于家居進行監(jiān)管，及時的將信息進行反饋，幫助用戶進行管理決策[5]。也就是說，用戶可以根據(jù)自身的現(xiàn)實需要，在嵌入式系統(tǒng)中結(jié)合遠程操控，達成對于物品進行控制這一目標，使自己的生活更加方便、舒適、安全，提高智能家居的智能化水平。

4總結(jié)

根據(jù)上文來進行分析，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計與實現(xiàn)對于社會的發(fā)展有著非常關(guān)鍵的作用，能夠使人們在居住的過程中出現(xiàn)的信息和社會以及互聯(lián)網(wǎng)進行聯(lián)系，達成信息共享這一目標，使人們的生活更加舒適便捷。為此，在對于智能家居進行研究時，應(yīng)該充分認識到物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，科學(xué)的對于相關(guān)技術(shù)進行使用，使智能家居系統(tǒng)更加符合廣大群眾的需要。在這個過程中，應(yīng)該對于系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題進行解決，使智能家居控制更加精準。

參考文獻：

[1]孫文靜，李偉華，溫克歡，魏恩偉，周炎.基于自動識別技術(shù)的智能家居系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].電視技術(shù)，2018，42（11）

[2]劉強，楊麗，盧秀麗，馮娟.物聯(lián)網(wǎng)智能家居安全性設(shè)計現(xiàn)狀及意義[J].電腦知識與技術(shù)，2018，14（33）

[3]楊陽.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].科技風(fēng)，2019（18）

[4]孫曉葉，李攀，劉穎.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（11）

[5]江進，王浩存.物聯(lián)網(wǎng)智能家居實訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014（20）

作者簡介：劉英鑫（2000-），男，籍貫：山東省掖縣，民族：漢族，學(xué)歷：本科在讀。