喬云芬

（山西工程技術(shù)學(xué)院，山西 陽泉 045000）

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，使得智能家居被廣泛運(yùn)用，從實(shí)際情況來看，物聯(lián)網(wǎng)可以被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，其作用優(yōu)勢(shì)都是顯而易見的，基于物聯(lián)網(wǎng)的特性，使得智能家居最大程度上被廣泛應(yīng)用于人們的生活中。國內(nèi)不少一線城市已經(jīng)開始推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)工程建設(shè)，各個(gè)相關(guān)區(qū)域的運(yùn)營商也逐漸引入智能家居一系列的產(chǎn)品生產(chǎn)銷售，促使智能家居產(chǎn)業(yè)化的加快。

1 物聯(lián)網(wǎng)與智能家居概述

1．1 物聯(lián)網(wǎng)概述

從某種程度上來說，物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)定義就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，具有線上網(wǎng)絡(luò)通信功能的同時(shí)包含了現(xiàn)實(shí)中物體的連接性，它將虛擬化的功能與物理實(shí)體進(jìn)行了一個(gè)直觀有效的連接，使得用戶在網(wǎng)絡(luò)上就可以實(shí)現(xiàn)功能需求化，不受時(shí)間和空間的多重限制就可以對(duì)家里的物理實(shí)體進(jìn)行控制，最大程度上滿足人們的多樣化需求。物聯(lián)網(wǎng)可以綜合各類系統(tǒng)的功能，進(jìn)行一個(gè)全面化的應(yīng)用，比如激光掃描、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、射頻識(shí)別等，在運(yùn)用這些系統(tǒng)功能的時(shí)候，必須滿足協(xié)議要求，不能違規(guī)操作，合理運(yùn)用這些系統(tǒng)可以有效實(shí)現(xiàn)智能化管理、監(jiān)控、跟蹤、定位等功能。

1．2 智能家居概述

智能家居從宏觀角度來說，相當(dāng)于一個(gè)平臺(tái)，它服務(wù)的對(duì)象主要是個(gè)人住宅。利用現(xiàn)代化先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，構(gòu)建一套完善的智能家居系統(tǒng)，將住宅內(nèi)與生活相關(guān)聯(lián)系的各類用電設(shè)備進(jìn)行連接，形成智能化、環(huán)保化的管理體系，旨在給人們帶來給家高質(zhì)量的生活體驗(yàn)，給人們提供更加舒適的生活環(huán)境。智能家居控制圖如圖1所示。

2 物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

2．1 基于RS-485總線的家居設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

使用RS-485串行總線標(biāo)準(zhǔn)，可以使得智能家居設(shè)備的通信距離擴(kuò)大化，從幾十米擴(kuò)大到上千米，這就很好的貼合了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備要求，有線的RS-485總線，具有比較實(shí)用的優(yōu)勢(shì)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格實(shí)惠、數(shù)據(jù)的傳輸率較為理想。嵌入式的智能家居系統(tǒng)起著中繼器的作用，主要管理家庭終端接入模塊，RS-485總線通過串口與系統(tǒng)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居字體信息的接收與管理控制。

圖1 智能家居控制圖

2．2 基于以太網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

以太網(wǎng)本身就是一種局域網(wǎng)規(guī)范，它主要使用CSMA/CD技術(shù)，隨著時(shí)代的更迭變化和技術(shù)的發(fā)展，使得以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸率得到了提升，整體性能更加趨于穩(wěn)定化。在以太網(wǎng)中，家庭網(wǎng)關(guān)是核心部分，主要負(fù)責(zé)各種內(nèi)部協(xié)議之間的信息轉(zhuǎn)換和共享，利用家庭網(wǎng)關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生活電器的智能控制。

2．3 基于GPRS的遠(yuǎn)程報(bào)警網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

GRPS也被稱為分組無線服務(wù)技術(shù)，該技術(shù)位于第二代和第三代移動(dòng)通訊技術(shù)之間，與GSM的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相比，具有更加實(shí)用的優(yōu)勢(shì)。通信費(fèi)用更加低廉，基于GPRS的特性，信道傳輸?shù)姆绞睫D(zhuǎn)化為了包傳輸方式，在計(jì)算單位傳輸成本預(yù)算上，有了更多可調(diào)控的空間，它不針對(duì)整個(gè)信道，所以價(jià)格相對(duì)合理。GPRS傳輸速率更快，連接性更強(qiáng)，GPRS可以調(diào)控GSM網(wǎng)絡(luò)中沒有使用的TDMA信道，使得傳輸速率得到較大的提升，GSM網(wǎng)絡(luò)主要使用電路交換數(shù)據(jù)方式，構(gòu)建物理通路，維持到通信結(jié)束，而GPRS不需要構(gòu)建額外的中介設(shè)備，所需的投資不大，具有更快的傳輸速率。它對(duì)資源的利用率較高，該技術(shù)采用分組交換的通信方式，不用提前分配好信道，極大的節(jié)省了傳輸空間，數(shù)據(jù)發(fā)送與接收不占用信道空間，信道資源可以共享，使得資源的利用率得到了一個(gè)極大的提高。基于GPRS的功能優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用于智能家居系統(tǒng)中可以很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)電器的控制，且成本預(yù)算不高，具有良好的穩(wěn)定性。

3 物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的構(gòu)建

在智能家居系統(tǒng)中，對(duì)于嵌入式類型的家居系統(tǒng)需要綜合考慮各個(gè)方面的影響因素，需要通過家庭網(wǎng)關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)、存儲(chǔ)各種家庭設(shè)備信息，基于此特點(diǎn)，需要每個(gè)家庭都配置專門的功能型網(wǎng)關(guān)，但是在增設(shè)系統(tǒng)功能的時(shí)候就存在一定的局限性，因?yàn)樾枰y(tǒng)一更改家庭內(nèi)部配置，使得系統(tǒng)拓展得不到充分開發(fā)。在本文概述中，主要以嵌入式智能家居系統(tǒng)為主，結(jié)合相關(guān)技術(shù)進(jìn)行綜合概述，比如中間件技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線傳感網(wǎng)等，不同的技術(shù)具有的功能不同，它們之間的有效結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居系統(tǒng)的系統(tǒng)拓展、信息整合、控制優(yōu)化等，改變了傳統(tǒng)的智能單一化格局，給智能化發(fā)展提供了更多樣化的可能，進(jìn)一步推動(dòng)了智能小區(qū)的構(gòu)建。

系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備和傳感設(shè)備是第一層體系結(jié)構(gòu)，它主要包含了攝像頭、化學(xué)傳感器、聲音傳感器、光敏傳感器，根據(jù)這些設(shè)備功能優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)對(duì)外部環(huán)境的監(jiān)測(cè)，通過接受內(nèi)部指令向中心控制平臺(tái)傳遞信息，進(jìn)而控制和管理設(shè)備。

中心控制平臺(tái)是體系結(jié)構(gòu)中比較重要的一部分，它是整個(gè)體系結(jié)構(gòu)的控制中心，主要的功能作用是控制和管理設(shè)備，有一些組成部分還具有多重功能，其中就包括模擬啟動(dòng)器和中央控制器，在用戶控制平臺(tái)中，是具有專屬性的，也就是說不同用戶之間不具有連接性，不同系統(tǒng)構(gòu)件具有屏蔽性，方便用戶更加容易實(shí)現(xiàn)功能需求。中心控制平臺(tái)的運(yùn)行模式是具有系統(tǒng)性的，它從感知層接收信息，然后對(duì)信息進(jìn)行解析然后通過模擬啟動(dòng)器控制指令的執(zhí)行，中心控制平臺(tái)內(nèi)部還含有緊急報(bào)警裝置，當(dāng)出現(xiàn)意外情況，可以第一時(shí)間感知到，將風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)控制在一個(gè)可控的范圍。

在智能小區(qū)的構(gòu)建過程中，中間件層是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，它包含了各種重要的設(shè)備，比如大型數(shù)據(jù)庫和服務(wù)器，它具有獨(dú)立的分配功能，將存儲(chǔ)空間進(jìn)行分化處理，然后統(tǒng)一分配到每個(gè)小區(qū)家庭里，所有的家庭信息都由數(shù)據(jù)庫和服務(wù)器統(tǒng)一管理，在管理人員進(jìn)行控制的時(shí)候需要登錄系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)庫中記錄了每個(gè)家庭用戶的信息，并保存了相關(guān)瀏覽信息，用戶與用戶之間具有獨(dú)立性，用電設(shè)備不會(huì)相互干擾，通過內(nèi)部動(dòng)態(tài)指令的調(diào)控可以最大程度上滿足用戶的多樣化需求。

應(yīng)用層是針對(duì)于圖形用戶而設(shè)置的，它是一個(gè)界面接口，與用戶之間進(jìn)行直接式交互，用戶可以通過應(yīng)用層獲取更加個(gè)性化的服務(wù)，用戶可以登錄系統(tǒng)或者軟件，然后執(zhí)行個(gè)人權(quán)限，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的刪除、添加。在應(yīng)用程度的組成中，應(yīng)該包括自動(dòng)報(bào)警模塊、家居物品管理模塊、防盜安全管理模塊、自動(dòng)感應(yīng)模塊，這些模塊的設(shè)置可以最大程度上保證功能的實(shí)現(xiàn)，要定期更新模塊功能，與數(shù)據(jù)庫和服務(wù)器建立連接，通過數(shù)據(jù)庫和服務(wù)器的調(diào)控將空間分配給用戶，滿足用戶的多樣化需求。

4 結(jié)語

隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們的生活將會(huì)越來越智能化，在這個(gè)大的環(huán)境趨勢(shì)下，智能家居應(yīng)運(yùn)而生，它給人們的生活帶來了更多的可能性，不可否認(rèn)，智能家居的出現(xiàn)極大的方便了人們的生活，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在最近幾年的發(fā)展中都比較好，基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下結(jié)合智能家居系統(tǒng)將會(huì)給人們的生活帶來巨大的改變，受我國技術(shù)水平限制，智能家居系統(tǒng)還有著一定的局限性，在未來發(fā)展過程中，需要不斷完善優(yōu)化對(duì)技術(shù)的提升，為智能家居的發(fā)展提供保障。