1、 物聯(lián)網(wǎng)技術導論論文 （2015 2016 第一學期） 論 文 題 目： 物聯(lián)網(wǎng)技術應用之智能家居 專 業(yè)（班 級）： 智 能 電 網(wǎng) 2 班 姓 名（學 號）： 朱軍 2013217060 物聯(lián)網(wǎng)技術應用之智能家居一、智能家居的內涵智能家居概念的起源很早：20世紀80年代初，隨著大量采用電子技術的家用電器面市，住宅電子化開始實現(xiàn)；80年代中期，將家用電器、通信設備與安全防范設備各自獨立的功能綜合為一體，又形成了住宅自動化概念；至80年代末，由于通信與信息技術的發(fā)展，出現(xiàn)了通過總線技術對住宅中各種通信、家電、安防設備進行監(jiān)控與管理的商用系統(tǒng)，這在美國被稱為Smart Home，也就是現(xiàn)在智能家

2、居的原型。智能家居在WiKi百科中定義如下：以住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ⒕W(wǎng)絡通信、信息家電、設備自動化，集系統(tǒng)、結構、服務、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。進入21世紀后，智能家居的發(fā)展更是多樣化，技術實現(xiàn)方式也更加豐富。總體而言，智能家居發(fā)展大致經(jīng)歷了4代。第一代主要是基于同軸線、兩芯線進行家庭組網(wǎng)，實現(xiàn)燈光、窗簾控制和少量安防等功能。第二代主要基于RS-485線、部分基于IP技術進行組網(wǎng)，實現(xiàn)可視對講、安防等功能。第三代實現(xiàn)了家庭智能控制的集中化，控制主機產(chǎn)生，業(yè)務包括安防、控制、計量等業(yè)務。第四代基于全IP技術，末端設備基于zigbee等技術，智能家居業(yè)務提供采用“云”技

3、術，并可根據(jù)用戶需求實現(xiàn)定制化、個性化。目前智能家居大多屬于第三代產(chǎn)品，而美國已經(jīng)對第四代智能家居進行了初步的探索，并已有相應產(chǎn)品。近年來，物聯(lián)網(wǎng)成為全球關注的熱點領域，被認為是繼互聯(lián)網(wǎng)之后最重大的科技創(chuàng)新。物聯(lián)網(wǎng)通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也為智能家居引入了新的概念及發(fā)展空間，智能家居可以被看作是物聯(lián)網(wǎng)的一種重要應用。基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居，表現(xiàn)為利用信息傳感設備（同居住環(huán)境中的各種物品松耦合或緊耦合）將家居生活有關的各種子系統(tǒng)有機地

4、結合在一起，并與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行監(jiān)控、管理信息交換和通訊，實現(xiàn)家居智能化。其包括：智能家居（中央）控制管理系統(tǒng)、終端（家居傳感器終端、控制器）、家庭網(wǎng)絡、外聯(lián)網(wǎng)絡、信息中心等。二、國內外研究現(xiàn)狀就當今智能家居市場而言，系統(tǒng)種類主要有基于樓宇對講系統(tǒng)技術的智能家居系統(tǒng)、基于現(xiàn)場總線技術的家庭自動化系統(tǒng)和基于智能手機的智能家居系統(tǒng)三大類。2.1 基于樓宇對講系統(tǒng)技術的智能家居系統(tǒng)由于樓宇保安對講系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化成熟，并使單純的樓宇對講系統(tǒng)向家庭自動化系統(tǒng)過渡，產(chǎn)品基于樓宇對講系統(tǒng)技術(系統(tǒng)結構和傳輸系統(tǒng))，在各戶室內分機增添功能終端設備(防盜、防火、照明、家用電器等)，通過與房地產(chǎn)企業(yè)之間的合作進行

5、銷售。國內有實力的對講廠家，都致力于智能家居系統(tǒng)應用及推廣，如：冠林推出的AH8000數(shù)字家居系統(tǒng)。AH8000系統(tǒng)室內終端是集成可視對講功能、安防功能、門禁功能、信息功能、多媒體功能、電器控制功能、IP電話功能為一體的網(wǎng)絡控制產(chǎn)品;采用最先進的數(shù)字通訊技術，對住宅內的照明，火災，安防，煤氣感應，遠程抄表，數(shù)碼家電等器具進行集中控制;同時可通過因特網(wǎng)用電腦，電話，手機對相關設備進行遠程控制。該產(chǎn)品已被列為國家康居示范工程選用產(chǎn)品。2.2 基于現(xiàn)場總線技術的家庭自動化系統(tǒng)基于現(xiàn)場總線技術的智能家居系統(tǒng)技術含量高、功能強，實施容易，多與工程配套，銷售多采用跟裝修公司和設計師合作的方式。智能燈光控制

6、系統(tǒng)大都采用總線技術，如ABB、奇勝、索博等。ABBpriOn系列房間控制解決方案是目前國內集成家用電器設備功能最多的房屋控制解決方案。它將采光、照明、采暖、溫度和家電等多種房間控制需求集成到一個控制面板上進行操作。控制面板采用3.5英寸彩色觸摸顯示屏，可以直觀顯示多種家用電氣設備的工作狀態(tài)。用戶只要在簡潔美觀的壁掛式面板上通過點擊按鈕就可以完成各項復雜操作;同時，用戶可以通過priOn系列對建筑物內的每一個房間的相關設備進行逐一設定與控制。該方案榮獲時尚家居“2010年度最時尚家居用品”大獎。2.3 基于智能手機的智能家居系統(tǒng)基于智能手機的智能家居系統(tǒng)屬新興產(chǎn)業(yè)技術，利用人們隨身攜帶的智能手

7、機與中央控制器進行會話，并在中央控制器的控制下，通過相應的硬件和執(zhí)行機構，實現(xiàn)對家電的遠程控制和家庭內部狀況的實時監(jiān)測。“AndroidHome”正是屬于此類產(chǎn)品。這類產(chǎn)品的銷售模式目前尚不明朗，筆者認為根據(jù)消費類電子產(chǎn)品的特點，銷售方式應該會以跟裝修公司和設計師合作為主。三、物聯(lián)網(wǎng)智能家居的應用方案作為一個標準的智能家居，需要覆蓋多方面的應用，但前提條件一定是任何一個普通消費者都能夠非常簡單快捷地自行安裝部署甚至擴展應用，而不需要專業(yè)的安裝人員上門安裝。一個典型的智能家居系統(tǒng)通常需要下列設備：1、無線網(wǎng)關2、無線智能調光開關3、無線溫濕度傳感器4、無線智能插座5、無線紅外轉發(fā)器6、無線紅外防

8、闖入探測器7、無線空氣質量傳感器8、無線門鈴9、無線門磁、窗磁10、太陽能無線智能閥門11、無線床頭睡眠按鈕12、無線燃氣泄漏傳感器 圖為簡單示意圖 圖為相關設備簡要說明無線網(wǎng)關：是所有無線傳感器和無線聯(lián)動設備的信息收集控制終端。所有傳感、探測器將收集到的信息通過無線網(wǎng)關傳到授權手機、平板電腦、電腦等管理設備，另外控制命令由管理設備通過無線網(wǎng)關發(fā)送給聯(lián)動設備。比如家中無人時門被打開，門磁偵測到有人闖入，則將闖入報警通過無線網(wǎng)關發(fā)送給主人手機，手機收到信息發(fā)出震動鈴聲提示，主人確認后發(fā)出控制指令，電磁門鎖自動落鎖并觸發(fā)無線聲光報警器發(fā)出報警。無線智能調光開關：該開光可直接取代

9、家中的墻壁開光面板，通過它不僅可以像正常開光一樣使用，更重要的是它已經(jīng)和家中的所有物聯(lián)網(wǎng)設備自動組成了一個無線傳感控制網(wǎng)絡，可以通過無線網(wǎng)關向其發(fā)出開關、調光等指令。其意義在于主人離家后無需擔心家中所有的電燈是否忘了關掉，只要主人離家，所有忘關的電燈會自動關閉。或者在你睡覺時你無需逐個房間去檢查燈是否開著，你需要做的只需按下裝在床頭的睡眠按鈕，所有燈光會自動關閉，同時你夜間起床時，燈光會自動調節(jié)至柔和，從而保證睡眠的質量。無線溫濕度傳感器：主要用于探測室內、室外溫濕度。雖然絕大多數(shù)空調都有溫度探測功能，但由于空調的體積限制，它只能探測到出風口空調附近的溫度，這也正是很多消費者感覺感覺其溫度不準

10、的重要原因。有了無線溫濕度探測器，你就可以確切地知道室內準確的溫濕度。其現(xiàn)實意義在于當室內溫度過高或過低時能夠提前啟動空調調節(jié)溫度。比如當你在回家的路上，家中的無線溫濕度傳感器探測出房間溫度過高則會啟動空調自動降溫，等你回家時，家中已經(jīng)是一個宜人的溫度了。另外無線溫濕度傳感器對于你早晨出門也有著特別意義，當你呆在空調房間時，你對戶外的溫度是沒有感覺的，這時候裝在墻壁外的溫濕度傳感器就可以發(fā)揮作用，它可以告訴你現(xiàn)在戶外的實時溫度，根據(jù)這個準確溫度你就可以決定自己的穿著了，而不會出現(xiàn)出門后才穿多或者穿少的尷尬了。無線智能插座：主要用于控制家電的開關，比如通過它可以自動啟動排氣扇排氣，這在炎熱的夏天

11、對于密閉的車庫是一個有趣的應用。當然它還可以控制任何你想控制的家電，只要將家電的插頭插上無線智能插座即可，比如飲水機、電熱水器等等。無線紅外轉發(fā)器：這個產(chǎn)品主要是用于家中可以被紅外遙控器控制的設備，比如空調、電動窗簾、電視等等。通過無線紅外轉發(fā)器，你可以遠程無線遙控空調，你也可以不用起床就關閉窗簾等。這是個很有意義的產(chǎn)品，它可以將傳統(tǒng)的家電立即轉換成智能家電。無線紅外防闖入探測器：這個產(chǎn)品主要用于防非法入侵，比如當你按下床頭的無線睡眠按鈕后，關閉的不僅是燈光，同時它也會啟動無線紅外防闖入探測器自動設防，此時一旦有人入侵就會發(fā)出報警信號并可按設定自動開啟入侵區(qū)域的燈光嚇退入侵者。或者當你離家后它

12、會自動設防，一旦有人闖入，會通過無線網(wǎng)關自動提醒你的手機并接受你手機發(fā)出的警情處理指令。無線空氣質量傳感器：該傳感器主要探測臥室內的空氣質量是否混濁，這對于要回家休息的你很有意義，特別是有嬰幼兒的家庭尤其重要。它通過探測空氣質量告訴你目前室內空氣是否影響健康，并可通過無線網(wǎng)關啟動相關設備優(yōu)化調節(jié)空氣質量。無線門鈴：這種門鈴對于大戶型或別墅很有價值。出于安全考慮，大多數(shù)人睡覺時會關閉房門，此時有人來訪按下門鈴，在房間內很難聽到鈴聲。這種無線門鈴能夠將按鈴信號傳遞給床頭開光提示你有人造訪。另外在家中無人時，按門鈴的動作會通過網(wǎng)關傳遞給你的手機，而這對你了解家庭的安全現(xiàn)狀和來訪信息非常重要。無線門磁

13、、窗磁：主要用于防入侵。當你在家時，門、窗磁會自動處于撤防狀態(tài)，不會觸發(fā)報警，當你離家后，門、窗磁會自動進入布防狀態(tài)，一旦有人開門或開窗就會通知你的手機并發(fā)出報警信息。與傳統(tǒng)的門窗磁相比，無線門窗磁無需布線，裝上電池即可工作，安裝非常方便，安裝過程一般不超過2分鐘。另外對于有保險柜的家庭來說，這種傳感器還能夠偵測并記錄下保險柜每次被打開或者關閉的時間并及時通知授權手機。太陽能無線智能閥門：這是通過太陽能供電的無線澆灌系統(tǒng)。一般工作流程是土壤濕度傳感器將土壤含水情況發(fā)送給無線網(wǎng)關，一旦土壤缺水，無線網(wǎng)關就會發(fā)出控制指令給無線智能閥門通知供水，同時將供水時間和供水量傳遞給網(wǎng)關，并通過網(wǎng)關保存在手機

14、或其它設備上。無線床頭睡眠按鈕：這是個可以固定或粘貼在床頭木板上的電池供電裝置，它的作用主要是幫助你在睡覺時關閉所有該關閉的電器同時啟動安全系統(tǒng)進入布防狀態(tài)。比如啟動無線紅外防闖入探測器、窗磁、門磁等進入預警布防狀態(tài)。另外它也能幫助你啟動夜間的照明模式，比如當你夜間起床時，打開的燈光就會很柔和，而不會像進餐時那么明亮，即使這是同一盞燈。無線燃氣泄漏傳感器：該傳感器主要是探測家中的燃氣泄漏情況，它無需布線，一旦有燃氣泄漏會通過網(wǎng)關發(fā)出報警并通知授權手機。無線輻射傳感器、無線空氣污染傳感器：對于一些對太陽輻射敏感的人來說，這種傳感器具有特別的意義，通過它你可以準確知道出門前是否需要采取防太陽輻射或

15、者防污染防塵措施，而你唯一要做的就是看一下手機屏幕，因為戶外的輻射、污染等情況已經(jīng)通過無線網(wǎng)關傳到了你手機上了四、對于利用物聯(lián)網(wǎng)的智能家居的發(fā)展前景展望在物聯(lián)網(wǎng)技術快速發(fā)展的今天， 相信物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術也可以得到較快發(fā)展。當科技應用于日常生活，改變人們的生活習慣的時候，相信又一次的技術革命也離我們不遠了。總的來說，我國物聯(lián)網(wǎng)智能家居產(chǎn)業(yè)有如下特點：（1）需求旺盛隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，物聯(lián)網(wǎng)智能家居的應用需求日益增強。雖說智能家居在國內已發(fā)展10年多，但仍然面臨著傳統(tǒng)解決方案性能單一、價格高、難以規(guī)模推廣的發(fā)展“瓶頸“。不過隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，智能家居行業(yè)將迎來新機遇。（2）產(chǎn)

16、業(yè)鏈長智能家居涉及土建裝修、通信網(wǎng)絡、信息系統(tǒng)集成、傳感器件、家電、醫(yī)療、自動控制等多個領域。（3）滲透性廣由于智能家居涉及的業(yè)務滲透到生活的方方面面，因此其產(chǎn)業(yè)鏈長，導致行業(yè)的滲透性強。（4）帶動性強能夠帶動建筑、制造業(yè)、信息技術的諸多領域發(fā)展。智能家居作為家庭信息化的實現(xiàn)方式，已成為社會信息化發(fā)展的重要組成部分。從個人、公共服務以及政府需求來看，凸顯出發(fā)展智能家居產(chǎn)業(yè)的迫切性。在國家大力推動工業(yè)化與信息化兩化融合的大背景下，物聯(lián)網(wǎng)將是智能家居產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中一個比較現(xiàn)實的突破口，對智能家居產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大意義。物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展與成熟，使得跨產(chǎn)業(yè)、跨領域技術和業(yè)務融合成為現(xiàn)實，并成為智能家居行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化加速器。在物聯(lián)網(wǎng)給智能家居產(chǎn)業(yè)帶來機遇的同時，物聯(lián)網(wǎng)和智能家居所面臨的問題同樣是不可忽視的，挑戰(zhàn)與機遇并存。五、結語  物聯(lián)網(wǎng)具有廣泛的應用需求和巨大產(chǎn)業(yè)發(fā)展的空間，世界主要發(fā)達國家都從國家戰(zhàn)略的高度來大力推動物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，我國政府也高度重視物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。我國“十二五”規(guī)劃中已明確將物聯(lián)網(wǎng)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)來培育發(fā)展，將建設物聯(lián)網(wǎng)應用示范工程列為戰(zhàn)略性的新興產(chǎn)業(yè)。&#