物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用研究7879_WPSOffice_Level1引言 426715_WPSOffice_Level1第一章相關(guān)概念及技術(shù)分析 411730_WPSOffice_Level21.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及智能家居的概念 418761_WPSOffice_Level21.2智能家居技術(shù)形態(tài)分析 531748_WPSOffice_Level21.3常用智能家居技術(shù) 614943_WPSOffice_Level31.3.1有線方式 62518_WPSOffice_Level31.3.2.無線方式 64428_WPSOffice_Level1第二章物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用 76407_WPSOffice_Level22.1在感知層面的應(yīng)用 726739_WPSOffice_Level22.2在網(wǎng)絡(luò)層面的應(yīng)用 717286_WPSOffice_Level22.3在系統(tǒng)應(yīng)用層面的應(yīng)用 87864_WPSOffice_Level1第三章物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能家居的功能 811922_WPSOffice_Level23.1智能照明控制 89887_WPSOffice_Level23.2智能家電 825565_WPSOffice_Level23.3智能安防 910085_WPSOffice_Level23.4健康檢測及環(huán)境檢測 926804_WPSOffice_Level1結(jié)束語 1018440_WPSOffice_Level1參考文獻 11引言智能家居概念的起源很早，但一直未有具體的建筑案例出現(xiàn)，直到1984年美國聯(lián)合科技公司(UnitedTechno1ogiesBuildingSystem)將建筑設(shè)備信息化、整合化概念應(yīng)用于美國康乃迪克州(Conneticut)哈特佛市(Hartford)的CityPlaceBuilding時，才出現(xiàn)了首棟的“智能型建筑”，從此也揭開了全世界爭相建造智能家居的序幕。經(jīng)過多年的需求累積，目前通常把智能家居定義為利用計算機、網(wǎng)絡(luò)和綜合布線技術(shù)，通過家庭信息管理平臺將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機地組合成一個系統(tǒng)。具體來說，就是首先在一個家居中建立一個通訊網(wǎng)絡(luò)，為家庭信息提供必要的通路，在家庭網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的控制下，通過相應(yīng)的硬件和執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)對所有家庭網(wǎng)絡(luò)上的家電和設(shè)備的控制和監(jiān)測。其次，它們都要通過一定的網(wǎng)絡(luò)平臺，構(gòu)成與外界的通訊通道，以實現(xiàn)與家庭以外的世界溝通信息，滿足遠(yuǎn)程控制、監(jiān)測和交換信息的需求。最終達(dá)到滿足人們對安全、舒適、方便和綠色環(huán)保的需求。隨著社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、家庭人口結(jié)構(gòu)以及信息技術(shù)的的發(fā)展變化以及人類對家居環(huán)境的安全性、舒適性、效率性要求的提高，造成家居智能化的需求大大增加，同時越來越多的家庭要求智能家居產(chǎn)品不僅要滿足一些基本的需求，更要求智能家居系統(tǒng)在功能擴展、外延甚至服務(wù)方面能夠做到簡單、方便、安全。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能家居的融合與發(fā)展屬于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重大突破，若可以將二者充分有效的融合，為現(xiàn)代人提供一個更加舒適安全的人居環(huán)境，也能夠?qū)ο嚓P(guān)技術(shù)開發(fā)者以及受益者帶來積極影響。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居可以為現(xiàn)代用戶打造出一個更為智能的生活環(huán)境，促進人們身心健康發(fā)展。第一章相關(guān)概念及技術(shù)分析1.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及智能家居的概念物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代智能家居中的普及應(yīng)用能夠推動各種智能家居產(chǎn)品在現(xiàn)實生活中的推廣普及，有利于促進我國智能家居行業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展，有效提升現(xiàn)代人的生活水平與質(zhì)量，為人們的工作、生活帶來更多的便利。本文所說的智能家居主要是針對以居住性住宅為對象，利用綜合布線技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、智能安全技術(shù)和控制技術(shù)，為用戶提供一個更加系統(tǒng)化和高科技的智能家居平臺，再借助于這一平臺來構(gòu)建智能家居控制相關(guān)的子系統(tǒng)，從而滿足用戶不同的使用需求，實現(xiàn)現(xiàn)代家居自動控制、智能化管理的目標(biāo)。智能家居在現(xiàn)代生活中的普及應(yīng)用，不但可以促進家居生活便捷性與舒適性的提升，同時還有助于更好的保障家居生活的安全性。從現(xiàn)階段國內(nèi)智能家居的實際發(fā)展情況而言，智能家居在現(xiàn)代生活中的普遍應(yīng)用，關(guān)鍵在于現(xiàn)代科技的合理應(yīng)用。但因為目前國內(nèi)智能家居所提供的功能較少，相關(guān)技術(shù)優(yōu)勢發(fā)揮不明顯，其普及率和實際效果還有待進一步的挖掘。因此積極引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在智能家居系統(tǒng)平臺的搭建過程中，依靠射頻識別、激光掃描、GPS定位、紅外感應(yīng)等技術(shù)設(shè)備，讓每一件智能家居設(shè)備都可以和互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)配對連接，能夠做到家居產(chǎn)品與互聯(lián)網(wǎng)的有效信息傳輸。最后，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及應(yīng)用還能夠確保智能家居實現(xiàn)以下五大功能：精準(zhǔn)化識別、精確定位、信息化管理、實時遠(yuǎn)程監(jiān)控以及及時跟蹤，為人們的工作與生活提供了很大的便利。1.2智能家居技術(shù)形態(tài)分析首先是獨立設(shè)備的形態(tài)。現(xiàn)階段大部分家庭所選擇的智能家居產(chǎn)品還沒有形成相對統(tǒng)一的整體，各個智能家居設(shè)備都屬于獨立的節(jié)點，很少可以做到相互之間的通信，這即是獨立形態(tài)的智能家居。大部分用戶選擇的智能家居產(chǎn)品自身能夠直接和用戶進行交互，設(shè)計了簡單的UI界面能夠進行單獨操作使用，但隨著不同類型產(chǎn)品數(shù)量的增多必然會為用戶的使用帶來一定的難度，因此應(yīng)當(dāng)加快推進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居行業(yè)的應(yīng)用及發(fā)展，盡快轉(zhuǎn)變這種獨立形態(tài)。其次是以應(yīng)用節(jié)點為中心的形態(tài)。部分智能家居產(chǎn)品設(shè)置了和其他設(shè)備互聯(lián)與通信的接口，例如說智能電視、路由器等通常設(shè)置了可供其他外圍設(shè)備接入的端口，借助于這一功能就能夠?qū)崿F(xiàn)在一臺設(shè)備中對多臺設(shè)備進行統(tǒng)一管理，有效的減少了用戶的使用成本，提供了更加便捷高效的體驗。但目前這類產(chǎn)品的端口一般無法通用，可支持的接入設(shè)備較少，和很多智能家居產(chǎn)品之間不能互通。最后是以專用節(jié)點為中心的形態(tài)?，F(xiàn)階段慢慢出現(xiàn)了專為智能家居產(chǎn)品進行統(tǒng)一管理的系統(tǒng)化設(shè)備，此設(shè)備能夠提供相對專業(yè)的管理，實現(xiàn)多種不同端口的接入，可連接很多不同的智能設(shè)備，用戶借助于這些專門的管理節(jié)點設(shè)備能夠?qū)ζ浣尤氲闹悄芗揖釉O(shè)備進行統(tǒng)一化管理，UI界面設(shè)計也較為簡潔明了。但而這種設(shè)備一般都要求用戶單獨購買且需要占用一定空間，從某種程度上來說增加了用戶的使用成本。1.3常用智能家居技術(shù)雖然智能家居的概念很早就出現(xiàn)，市場需求也一直存在，但長期以來智能家居的發(fā)展由于受制于相關(guān)技術(shù)的突破，一直沒有得到大規(guī)模的應(yīng)用普及。目前市場存在的智能家居技術(shù)介紹如下：1.3.1有線方式這種方式所有的控制信號必須通過有線方式連接，控制器端的信號線更是多得嚇人，一但遇到問題排查也相當(dāng)困難。有線方式缺點非常突出，布線繁雜、工作量大、成本高、維護困難、不易組網(wǎng)。這些缺點最終導(dǎo)致有線方式的智能家居只停留在概念和試點階段，無法大規(guī)模推廣。1.3.2.無線方式用于智能家居的無線系統(tǒng)需要滿足幾個特性：低功耗、穩(wěn)定、易于擴展并網(wǎng)；至于傳輸速度顯然不是此類應(yīng)用的重點。目前幾種可用于智能家居的無線方式:（1）藍(lán)牙是一種支持設(shè)備短距離通信(一般10m內(nèi))的無線電技術(shù)。能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進行無線信息交換。但這種技術(shù)通訊距離太短，同時屬于點對點通訊方式，對于智能家居的要求來說根本不適用。（2）WIFI其實就是IEEE802.11b的別稱，是由一個名為“無線以太網(wǎng)相容聯(lián)盟”(WirelessEthernetCompatibilityAlliance,WECA)的組織所發(fā)布的業(yè)界術(shù)語，中文譯為“無線相容認(rèn)證”。它是一種短程無線傳輸技術(shù)，能夠在數(shù)百米范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無線電信號。它的最大特點就是方便人們隨時隨地接入互聯(lián)網(wǎng)。但對于智能家居應(yīng)用來說缺點卻很明顯，功耗高、組網(wǎng)專業(yè)性強。高功耗對于隨時隨地部署低功耗傳感器是非常致命的缺陷，所以wifi雖然非常普及，但在智能家居的應(yīng)用中只是起到輔助補充的作用。（3）315M/433M/868M/915M這些無線射頻技術(shù)廣泛運用在車輛監(jiān)控、遙控、遙測、小型無線網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線標(biāo)簽、身份識別、非接觸RF等場所，也有廠商將其引入智能家居系統(tǒng)，但由于其抗干擾能力弱，組網(wǎng)不便，可靠性一般，在智能家居中的應(yīng)用效果差強人意，泛善可陳，最終被主流廠商拋棄。（4）ZigbeeZigbee的基礎(chǔ)是IEEE802.15。但IEEE僅處理低級MAC層和物理層協(xié)議，因此Zigbee聯(lián)盟擴展了IEEE，對其網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和API進行了標(biāo)準(zhǔn)化。Zigbee是一種新興的近程、低速率、低功耗的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要用于近距離無線連接。具有低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本、自組網(wǎng)、高可靠、超視距的特點。主要適合應(yīng)用于自動控制和遠(yuǎn)程控制等領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的、低功耗、自組網(wǎng)的近程無線通訊技術(shù)。第二章物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用2.1在感知層面的應(yīng)用對于智能家居感知層面來說，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用通常借助于RFID、傳感器等技術(shù)設(shè)備，在其作用下讓智能家居的系統(tǒng)設(shè)備可以成功獲得相關(guān)數(shù)據(jù)信息，依托于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具備的感知功能優(yōu)勢，能夠有效促進智能家居系統(tǒng)智能化水平的提升。我們知道，溫濕度傳感器目前來說已經(jīng)非常廣泛的應(yīng)用到智能家居中，例如說住宅中的空調(diào)就設(shè)置了溫濕度傳感器，其擁有較強的探測能力，然而傳統(tǒng)的溫濕度傳感器無法有效的對住宅中各個角度的溫濕度情況予以測量，基于此，依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就能夠明顯強化溫濕度傳感器的實際性能，讓溫濕度傳感器的功效得以有效提升，同時還能夠按照預(yù)期設(shè)定的溫濕度要求，通過M2M技術(shù)來對空調(diào)進行遙控。同時在無線溫濕度傳感器設(shè)備的應(yīng)用下還能夠?qū)崿F(xiàn)對室外溫濕度的測量，讓用戶足不出戶就能夠了解外界天氣情況。2.2在網(wǎng)絡(luò)層面的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居網(wǎng)絡(luò)層面的應(yīng)用，著重在于通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)的充分融合，對整個住宅智能家居系統(tǒng)來說，需要處理的數(shù)據(jù)信息十分龐大，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也能夠讓信息處理變得更為智能化。從智能家居的處理系統(tǒng)而言，通常涉及到云計算平臺、物聯(lián)網(wǎng)管理中心等，為確保智能家居網(wǎng)絡(luò)處理性能的提升，怎樣保證數(shù)據(jù)信息從傳輸時的準(zhǔn)確完整是非常關(guān)鍵的。從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實際應(yīng)用情況來說，用戶無需在家中就能夠利用遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)來對住宅內(nèi)的具體情況進行實時掌握，同時智能家電產(chǎn)品也能夠利用這一技術(shù)來滿足用戶的個性化需求，比如說用戶在下班回家之前就能夠遠(yuǎn)程控制熱水器開關(guān)，遠(yuǎn)程操作電飯煲進行遙控做飯，不在家時也可以掌握冰箱存儲情況等，這些都是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居網(wǎng)絡(luò)層面應(yīng)用所提供的功能。2.3在系統(tǒng)應(yīng)用層面的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的普及應(yīng)用，主要是為了提升用戶居住和使用的便利性，非常注重其實效性，所以物聯(lián)網(wǎng)在智能家居系統(tǒng)應(yīng)用層面所發(fā)揮的作用和功能就顯得更加重要。比如說物聯(lián)網(wǎng)能夠依靠應(yīng)用層來讓傳統(tǒng)家居融合信息技術(shù)，確保住宅安全，如紅外線智能安防系統(tǒng)較為普遍。該系統(tǒng)所提供的功能是預(yù)防住宅可能遭受的非法入侵，確保家庭成員的安全。安防系統(tǒng)能夠在住宅遭到外部侵害時第一時間發(fā)出警報，同時在用戶熟睡的情況下也能夠?qū)ψ≌瑑?nèi)外的環(huán)境實現(xiàn)自動偵測。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及應(yīng)用讓住宅安防系統(tǒng)能夠更加高效穩(wěn)定的運行，可以更加精準(zhǔn)有效的識別各種不良信號，同時還能夠發(fā)出主動的嚇退信號，更關(guān)鍵的在于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠讓住宅安全防護系統(tǒng)的安全性能進一步優(yōu)化，有效保障用戶的生命財產(chǎn)安全。與此同時，智能家居在與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)充分融合之后還可以實現(xiàn)家庭醫(yī)療應(yīng)用、家庭控制應(yīng)用以及智能電網(wǎng)應(yīng)用等。第三章物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能家居的功能3.1智能照明控制物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以將室內(nèi)的照明燈與使用者充分聯(lián)系起來，根據(jù)各個場景以及不同房間中光線的強弱來自動對燈光亮度實施控制，能夠根據(jù)使用者自身喜好對燈光色彩予以調(diào)節(jié)，還支持預(yù)設(shè)各種場景氛圍燈光。用戶能夠依靠移動終端來對房間內(nèi)的照明系統(tǒng)進行遠(yuǎn)程控制，從而為用戶帶來現(xiàn)代化的照明服務(wù)。3.2智能家電智能空調(diào)：把室內(nèi)的空調(diào)設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)相連接，用戶使用手機即可對房間內(nèi)的空調(diào)予以遠(yuǎn)程管控，還能夠?qū)Σ煌块g中使用者的生活習(xí)慣自動設(shè)置有針對性的運行模式，或依靠遠(yuǎn)程定位來實現(xiàn)恒溫管理。智能洗衣機：在獲得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，使用者可以對智能洗衣機實施遠(yuǎn)程管理，還能夠通過移動終端隨時掌握洗衣機的運行情況；同時配合對電網(wǎng)的監(jiān)控，使用者能夠?qū)﹄姍C的運行狀態(tài)予以智能調(diào)節(jié)，有效減少電力能源的消耗。智能冰箱：依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對冰箱實施智能化控制，確保冰箱中存儲的食物能夠在各個時間段保持最佳狀態(tài)，自動對冰箱運行模式進行切換。用戶能夠直接獲得手機短信提醒，及時掌握冰箱中各種食品的類型、數(shù)量等，避免浪費現(xiàn)象，還能夠定期提醒用戶對相關(guān)生活必需品進行補充，為用戶推送各種營養(yǎng)菜單或者食物科學(xué)搭配技巧。3.3智能安防對現(xiàn)代人而言，安全始終是一個家庭最重視的問題，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用能夠為用戶帶來一個更加安全的防盜系統(tǒng)，可以設(shè)置有針對性的安全模式，其具備更高的判斷能力，借助于人體紅外傳感器、門窗傳感器以及攝像頭的科學(xué)搭配，在避免誤報的基礎(chǔ)上還可以為家庭提供更好的保障。把上述設(shè)備都應(yīng)用到家庭安防系統(tǒng)中，用戶直接使用手機即可對室內(nèi)的具體情況予以監(jiān)控，還能夠?qū)崿F(xiàn)一鍵報警，為老人或兒童進行遠(yuǎn)程看護，如果發(fā)生意外事件也能夠第一時間采取處理措施。3.4健康檢測及環(huán)境檢測互聯(lián)網(wǎng)時代，身體健康監(jiān)測設(shè)備得到快速發(fā)展，目前市場上智能手環(huán)和智能手表等得到廣泛應(yīng)用，靈活借助現(xiàn)代傳感及時記錄使用者的運動數(shù)據(jù)，不同智能化程度的設(shè)備會自行結(jié)合設(shè)備構(gòu)成分析相關(guān)數(shù)據(jù)信息，從而對使用者的身體健康情況作出評估。同時目前在經(jīng)濟飛速發(fā)展過程中，環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，各種化學(xué)試劑、建筑材料等的使用，對身體健康造成一定威脅，尤其是空氣質(zhì)量問題，現(xiàn)階段霧霾和甲醛較為常見等，導(dǎo)致空氣質(zhì)量檢測器得到青睞，目前，市面上的空氣監(jiān)測器可以實現(xiàn)對室內(nèi)的PM2.5及是否出現(xiàn)煤氣泄漏等問題進行監(jiān)測，從而助力使用者及時了解并采取措施調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣質(zhì)量，為大眾身體健康提供保障。某品牌的空氣凈化盒子應(yīng)用范圍較廣，此設(shè)備具備智能調(diào)控功能，設(shè)置成智能模式后，便能自動對室內(nèi)空氣質(zhì)量進行調(diào)節(jié)，如果室內(nèi)的PM2.5數(shù)值超標(biāo)，該產(chǎn)品就會通過控制空氣凈化器工作，等到符合標(biāo)準(zhǔn)之后，產(chǎn)品會自動關(guān)閉調(diào)控系統(tǒng)，從而確保室內(nèi)空氣質(zhì)量維持穩(wěn)定。結(jié)束語物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)和飛快發(fā)展，人們對于它的需求也越來越廣。綜上所述，目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展和智能家居有緊密聯(lián)系，想要促進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)