時間：2022-02-11 23:02:08
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇物聯網智能家居，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
智能家居?陳嘉煒?北京
著名智能家居企業南鵬科技總經理，資深智能家居專家，CEDIA中國區執委。
一般而言，有足夠多的需要控制的產品和設備，才需要智能家居。因此，在豪宅，在影音室，才會用到智能家居。但在物聯網的概念下，智能電飯煲、洗衣機、電視機等生活必需品的智能化出爐，也許會讓智能家居變得更大眾化、更普及？那要看待物聯網和智能家居的關系？
目前在豪宅的環境中，由于子系統較多，而各個子系統本身需使用不同的控制手段及界面去進行控制，對用戶的操作來說增加了不少難度，智能家居系統的整體應用正好為豪宅這種典型環境解決了操作的困難，讓用戶可以輕松的體驗科技為生活帶來的便利及舒適。
但在目前市場上，一套設計周全、功能完善的智能家居系統造價較高，因此令智能家居的應用主要局限在豪宅的市場。
在物聯網的概念下，家里的所有電子及電器產品都會具有互聯互通的功能，能通信的設備多了，自然需要有適當的手段去對這些互聯的設備作統一管理，協調工作。我相信當物聯網的應用逐漸普及后，將進一步帶動智能家居的市場，最終目的是將智能家居的概念從豪宅應用的奢侈品轉換為每個人生活中不可或缺的必需品，智能家居的造價及系統也會有更多選擇，越來越多的便攜終端如手機及平板電腦等都會加入智能家居的功能，讓智能變得無處不在。
當前智能家居有很多不同的實現方式，不同的方式又各自更適合不同的應用環境，但大家當前最關心的是最適合中產普及的又是哪一種？
智能家居中有非常多的子系統，包括環境控制 (如燈光場景、暖通空調、地熱、新風、熱水、按摩浴缸)，電子娛樂媒體的分配及控制 (背景音樂、家庭影院、全宅音視頻共享)、安防監控、門禁、網絡、電話等非常多的子系統，消費者應該在所能負擔的預算內，盡量滿足自身對以上各子系統的需求及優先順序，搭配出一套令家庭成員最滿意的產品組合，其中需顧及產品功能及造價之間的平衡。由于每個用戶的喜好及生活方式都不一樣，我們很難定義最適合中產普及的是哪一種，簡單來說能帶給家人生活便利、愉快、提升生活素質，同時滿足用戶的預算就是最適合的系統。
眾所周知，智能家居系統不是一次性的投入，后續的維護顯得很必要、很重要。但當下智能小區里物業維修裝備和維修資源無法匹配的問題依然困擾著很多智能家居用戶，成為智能家居普及的絆腳石。這塊我們需要做長遠的考量，未雨綢繆。
一套比較貼合用戶使用的智能家居系統，往往都加入較多的個性化設計，這些系統功能的設計、安裝及維護是很難通過普通小區的物業部門來實施的。目前國內及國外的眾多廠家以及行業協會 (如美國 CEDIA 協會) 等都在為中國的定制化安裝市場做出大量的技術培訓工作，旨在提高整個行業技術人員的設計、施工、調試、改造及維護等技術的水平，當整體行業的從業人員技術被提升后，才能保障客戶的服務水平，也只有滿意的客戶，才能促進行業的持續發展。DHC
摘要：物聯網技術是智能家居的核心技術支撐，智能家居是物聯網技術在智能家庭中的應用體現。當前網絡和智能技術高速發展融合的背景下，智能家居作為具有巨大市場潛力的新興產業，無論是IT終端制造廠商、互聯網運營商、服務商和傳統家電制造商均把它視為新的增長爆發點。本文通過對物聯網技術在智能家居領域的應用來說明物聯網的運用對智能家居系統技術進步、功能擴展、服務、達到滿足人們對安全、舒適、方便和綠色環保的需求的作用。
關鍵詞 ：物聯網技術；智能家居；應用
一、物聯網概述
物聯網的英文描述為“The Internet ofthings”，即“物——物相連的互聯網”[1][2]。物聯網的基礎核心仍舊是互聯網，它在傳統互聯網人與物互通的基礎上，實現物與物互通，是互聯網發展的應用和業務層面的拓展。其主要特征是全面感知、可靠傳遞和智能處理。全面感知是指利用RFID、二維碼、傳感器等隨時隨地獲取和采集物體信息；可靠傳遞是指通過無線網絡和互聯網的融合將物體信息準確傳遞；智能處理是指利用云計算、數據挖掘及智能識別等人工智能技術對海量數據信息進行分析處理，完成對物體的智能化控制。
物聯網的概念在1999 年被提出，是在互聯網的基礎上，利用射頻識別技術、無線數據通信技術等構造出的一個實現全球物品信息實時共享的實物互聯網。2005 年11 月17 日國際電信聯盟《ITU 互聯網報告2005：物聯網》，重新提出了物聯網的概念[3]，并對其進行了擴展，不僅局限于RFID技術。2009年1月28日，IBM 首次提出“智慧地球”的概念。隨后，美國將物聯網列為振興經濟的一個重點。此外，歐洲、韓國、日本等國家也把物聯網產業作為振興國家經濟的一個核心產業[4]。2009年8月，溫總理提出了“感知中國”的概念，自此物聯網被列為國家五大新興戰略性產業之一，在中國受到了極大的關注[5]。
物聯網是在網絡技術、傳感技術及通信技術日趨成熟的條件下出現的，它是一種體現物與物之間新型關系，將所有物品通過射頻識別、二維碼、無線數據通信等智能感知技術與互聯網連接起來，的具有智能化識別、控制與管理功能的網絡系統，其中可能涉及多種信息傳感設備，比如射頻識別裝置、二維碼掃描裝置、紅外感應裝置、各種傳感器等。
物聯網從產生之初到現在，已經被應用到眾多領域，如智能交通、智能消防、工業檢測、老人護理、食品溯源和情報搜集等。毫無疑問，物聯網也將對智能家居領域產生深遠影響?；谖锫摼W的智能家電必將為人們提供未來生活方式的全新解決方案。將物聯網技術應用到家用電器中，可以使家電具有智能感知及信息網絡功能，能使家庭中的家電設備之間信息交互、家電設備與產品和用戶之間也可以進行信息交互，方便人們的日常家居生活，使生活方式更加合理，生活模式更舒適、健康、環保。
關于物聯網的概念，目前沒有統一的標準。但是綜合來看，物聯網是一種實現物-物相連的智能網絡，它主要依賴于智能感知技術、無線通信技術、遙感技術、智能數據處理技術[5]等，是在互聯網的基礎上發展起來的。物聯網從產生之初到現在已經被應用在越來越多的領域，如物流、交通、產品安全監測、路燈管理、智能電力[6]、醫療[7]等。智能家電與智能家庭的發展，用戶新增的需求，使廣大廠商和研究人員發現，智能家居也是物聯網發展的一個重要領域。[8]IT終端制造廠商、互聯網運營商、服務商和傳統家電制造商正在進行此方面的研究，也逐漸推出基于物聯網技術的產品。物聯網技術使得家電在智能化控制的基礎上，實現了商品與設備的關聯及設備之間的關聯，展現出了一種更加智能化的便捷、健康、環保的家居場景。
二、智能家居系統概述
目前，智能家居系統沒有一個統一的定義或者概念，百度百科的解釋是：“智能家居（英文：smart home, home automation）是以住宅為平臺，利用綜合布線技術、網絡通信技術、安全防范技術、自動控制技術、音視頻技術將與家居生活有關的設施集成，構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統。能提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術性，并實現環保節能的居住環境。”
2012年4月5日中國室內裝飾協會智能化委員會《智能家居系統產品分類指導手冊》把智能家居系統產品共分為二十個分類包含了：控制主機（集中控制器）、智能照明系統、電器控制系統、家庭背景音樂、家庭影院系統、對講系統、視頻監控、防盜報警、電鎖門禁、智能遮陽（電動窗簾）、暖通空調系統、太陽能與節能設備、自動抄表、智能家居軟件、家居布線系統、家庭網絡、廚衛電視系統、運動與健康監測、花草自動澆灌、寵物照看與動物管制。
由此可知，智能家居是一個系統的概念，融合了網絡信息技術（有線、無線）、智能家電技術、自動控制技術等技術，將家庭平臺上與信息相關的信息設備、智能家電和家庭安保裝置，通過綜合布線技術連接到一個家庭智能化系統上進行集中的或異地的監視、控制和家庭事務性管理，并保持這些家庭設施與住宅環境的和諧與協調。這些功能都是通過智能家居系統中的家庭網絡控制來實現的，通過家庭總線系統提供各種服務功能、并和住宅以外的外部世界相通連。智能家居系統通過網絡化的綜合管理家中設備，來創造一個優質、高效、舒適、安全、便利、節能、健康、環保的居住生活環境空間。[9]
筆者認為智能家居強調的是整體的環境，包括健康環境、人機互動的環境、安全的環境、經濟的環境，以用戶體驗為核心的整體環境的創造。
健康的環境包含舒適的溫度、優質的空氣、適宜的水溫等；人機互動的環境主要指智能化的體驗、便捷的人機互動的界面和高集成度的人工智能應用；安全的環境包括家庭安防監控和網絡環境自身的安全；經濟的環境主要體現在系統本身的經濟合理（如系統價格）及家庭應用的經濟合理（如節水、節電、擴展方便）。
三、物聯網技術在智能家居領域的應用
物聯網技術主要包含三個層面，即感知層面、網絡層面和應用層面。物聯網常見的感知技術包括RFID 技術、二維碼技術、傳感器技術、攝像頭、gps 等；進行網絡傳輸的技術主要包括3G、Wi-Fi、藍牙、接入網等；計算技術主要是指進行海量數據處理的技術包括數據挖掘和數據推送。網絡層面包含電信運營（移動、有線、衛星通信網絡等）、物聯網運營（信息中心、管理中心等）、平臺、軟件、系統設備、系統集成及終端設備。應用層面包含環境監測、智能交通、智能建筑、智能家居、遠程醫療、城市管理、公共安全、工業監控、綠色農業、資源管理等。
物聯網技術在智能家居的應用包含了家居環境控制、家庭安防、智能家電等多個領域，一個完全的智能家居系統按照前文所述包含了20個子系統。在物聯網技術支撐下，用戶可以將家用電器之間組成一個物物相連的網絡，然后在互聯網的基礎上，對家庭中的設備、產品進行監控；在家電或者產品發生故障時能夠通過網絡自動進行短信、電話等智能報警；家用電器能夠智能地記錄用戶的生活習慣和生活方式，利用數據挖掘、情境感知等技術為用戶進行合理的信息推送，實現人與家電、環境、產品的自然交互。
物聯網技術貫穿智能家居從終端設備的研發、系統集成及運行到用戶使用的全過程。從技術角度來看，物聯網智能家居技術的核心技術是通訊或控制協議，涉及硬件接口和軟件協議兩部分，可以簡單的劃分為無線與有線技術。
有線技術包含了RS485、IEEE802.3(Ethernet)、EIB/KNX、LonWorks、X- 10、PLC-BUS、CresNet，AXLink 等。其中X-10，PLC-BUS 是專門針對智能家居行業制定的通訊技術。X-10電力線載波技術在上世紀70年代產生，在我國2000年前后引入并開始推廣，該技術可以在電力線上通訊，免于智能家居系統部署的時候另外布線。該技術對電網運行環境依賴性較高，由于設備成本、技術穩定性及信息安全等問題市場局面一直難于打開。PLC-BUS 提高了一定的通訊穩定性，但是難以保證持續穩定的質量，對電網環境的依賴性仍舊很強，使用成本和信息安全的問題無法根本性解決。盡管電力線載波技術已經有40多年的技術積淀，但是由于成本和技術瓶頸，智能家居產品在有線技術開發方面不斷地進行新的嘗試，各種技術的優缺點暫時不能滿足客戶的需求，也許這也是今天多種有線技術并存的原因。
無線技術包含了RFID 智能識別技術、藍牙(Bluetooth)、WiFi、Zigbee、ZWave、Enocean等。RFID是一種通過無線電波進行數據傳輸的非接觸式的自動識別計技術，它通過無線電信號進行數據讀寫并識別特定目標，具有無接觸、識別速度快、自動化程度高、抗干擾、識別多個物體等優點。RFID 是20 世紀90 年代興起的，發展至今被認為是自動識別領域中應用最廣泛的、識別效果最好、最重要的一項技術。[8] WiFi作為低成本、最易與互聯網連接的智能家居技術解決方案被廣為應用。ZigBee ZigBee 技術的特點包括：低功耗、成本低、低速率、時延短、高容量、工作可靠、高安全等。ZigBee的設計可用于支持特定應用軟件的開發和部署。應用規范和ZigBee 的堆棧相連，讓制造商更快、更容易地推出特別針對某些應用的無線產品?？捎玫膽靡幏栋彝プ詣踊?、智能能源、通信、醫療、遠程控制（RF4CE,或稱消費電子射頻）、建筑自動化和零售服務。Z-Wave主要針對家庭和小型商用建筑的監控和控制，廣泛適用于照明控制、安全和氣候控制。其它應用包括煙霧探測器、門鎖、安全傳感器、家電和遠程控制。[10]
物聯網智能家居系統從技術和應用的角度來說穩定性、可拓展性（靈活性）、安全性及經濟性都是重要衡量指標。目前為止，無論是有線技術還是無線技術都沒有一個得到廣泛認可的技術標準。有線技術基于專用通訊線纜，某種程度上來說其穩定性較好，但是可拓展性較差（系統擴展、改良需要重新布線）、成本高也是其難以跨越的門檻。與之相比無線技術的高速發展在可拓展性（靈活性）及經濟性方面都具有優勢。穩定性和安全性方面兩者各有千秋，都在不斷發展完善。
四、國內智能家居的現狀和問題
智能家居在中國經歷了近6 年的起步階段，發展速度緩慢，主要是因為沒有投入大量的資金，開發技術短期內也不成熟。[9]目前整個智能家居行業發展主要的成果還是反映在智能化的攝像頭、電視、電冰箱、傳感器、手機、空調、醫療設備、穿戴設備等一系列終端產品，及一些分散的智能家庭控制子系統的研究上，比如，三表抄送系統、門禁系統、可視對講系統、燈光控制系統、窗簾控制系統等。以“智能家居”系統作為產品目前仍沒有在市場上大規模出現，基本停留在概念階段。
隨著物聯網技術的日趨成熟，不斷融入智能家居，其內容發展越來越豐富，想象空間越來越大。但由于早期開發技術的不成熟，智能家居發展至今仍沒有普及，在技術、需求、經濟適用性等方面仍有諸多的問題有待解決。
1．技術層面
如上文所述，由于穩定性、經濟性、安全性、可拓展性等原因，當前無論有線技術還是無線技術都沒有一個得到廣泛認可的技術標準，處于百家爭鳴的階段。由于沒有開放的協議、統一的接口和數據庫，使得技術協調和系統整合比較困難。各設備之間、子系統之間難以實現互聯、互通和互操作，使得各個子系統之間形成“信息孤島”，且兼容性和可拓展性較差，難以實現真正智能化，也給系統集成商、服務運營商和客戶使用帶來困擾。
筆者認為，當前網絡和智能技術高速發展融合背景下，智能家居作為具有巨大市場潛力的新興產業，互聯網相關企業無論IT終端制造廠商、互聯網運營商，還是服務商和傳統家電制造商均把它視為新的增長爆發點。在巨大的市場利益驅動下，各種技術創新、改良都向著好的方向發展。但相關標準的建立、接口的統一，需要一個適應淘汰的過程。它無法由哪個組織或部門單獨完成，需要在市場競合過程中由相關企業、科研院所、相關協會等組織在用戶的認可下共同努力實現。
2．需求和經濟適用層面
目前，智能家居產品在滿足用戶需求和經濟適用方面存在的主要問題是，產品較為單一（受技術等原因限制）且價格高昂。筆者認為任何產品成功最核心的原因，是建立在滿足客戶需求的基礎之上。對于智能家居而言，客戶的需求具有多樣性、時效性、經濟合理性等特點。如前文所述，智能家居強調的是整體的環境，包括健康環境、人機互動的環境、安全的環境、經濟的環境，以用戶體驗為核心的整體環境的創造。要滿足上述需求，智能家居產品在技術滿足的前提下，要能夠做到解決方案多樣化、系統擴展便利化、用戶體驗簡單化、產品成本最低化。解決方案多樣化與系統擴展便利化是指，系統方案靈活多樣，既可以提供整體解決方案，也可以分部、分步提供。從客戶角度來說，最好能夠與不同品牌的系統解決方案兼容。客戶經過初步體驗后能有更大的選擇空間，同時在增加新系統或改良現有系統時不會給客戶造成過多不便。用戶體驗簡單化是指產品的控制界面或人機交互界面應想用戶所想，盡可能的“傻瓜”與智能，盡最大可能的從用戶角度出發。產品成本最低化是指在保證質量和功能完整性的前提下，盡可能降低生產、開發成本，在合理的利潤空間下投放市場。否則完美但溢價過高的產品是很難得到用戶認同的。
五、結論
本文通過對物聯網技術在智能家居領域應用的簡要分析認為，智能家居強調的是整體的環境，包括健康環境、人機互動的環境、安全的環境、經濟的環境，以用戶體驗為核心的整體環境的創造。基于物聯網技術的智能家居需要從技術層面、滿足用戶需求和經濟適用改善提高著手。技術層面的提高目前主要需要完成標準的建立和接口的統一，在市場競合的過程中由相關企業、科研院所、相關協會等組織在用戶的認可下共同努力實現。需求和經濟適用層面，需要企業在以用戶體驗為核心的基礎上不斷努力提高。使物聯網的運用在智能家居系統技術進步、功能擴展、服務方面，最終達到滿足人們對安全、舒適、方便和綠色環保的需求。
參考文獻
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關鍵詞：ZigBee；S3C2410；GPRS；物聯網；智能家居
中圖分類號：TP273.5；TP872 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2013）07-0062-03
0 引 言
智能家居是物聯網技術的第三大應用領域。物聯網大潮下的智能家居行業在中國乃至全世界都有廣闊的前景，是一個朝陽行業，蘊含著巨大的市場潛力[1]。本系統利用物聯網的傳感、互聯、智能控制等技術特點構建新型智能家居系統[2]，將GPRS移動通信技術、嵌入式Internet技術與新一代無線網絡通信技術ZigBee相結合，克服了有線布線的弊端，配置靈活、實時性好，勢必是未來智能家居系統的發展趨勢。
1 系統的結構特點
基于物聯網的智能家居系統的結構如圖1所示，本系統按照物聯網的三層架構設計。其中，傳感層包括搭載了ZigBee無線通信模塊的各種傳感器和家用電器，可與ARM9智能家居監控儀交互數據及命令，實現對家居環境的全面感知；互聯層中，ARM9智能家居監控儀作為嵌入式網關和網絡服務器[3]，用于連接傳感層和監控層； 監控層包括遠程電腦、小區監控中心和用戶手機，可通過Internet登錄監控儀IP訪問監控網頁，實時監測家居環境，控制家電的開啟和關閉，真正實現智能控制。若出現異常，則執行預定的控制動作，例如啟動蜂鳴器響鈴、啟動排風扇排風等，同時通過小區網絡向小區監控中心報警，并通過GPRS自動給主人手機發報警短信，實現聯合安防。
2 系統硬件設計
本系統采用的是Samsung 公司的基于ARM920T內核的處理器S3C2410，它不僅具有獨立的16 KB指令和16 KB數據cache、全功能的MMU虛擬內存管理單元，還集成了大量的功能接口[4]，本系統對相應接口進行了配置和擴展。
圖1 基于物聯網的智能家居系統結構
ZigBee無線通信網絡的組建依靠ZigBee模塊芯片CC2430，每個傳感器及家用電器均配置一個CC2430芯片構成通信節點[5]。S3C2410通過SPI總線與CC2430進行通信，接收傳感器采集的信號及控制家用電器繼電器的閉合和斷開；利用DM9000芯片把網口外擴為以太網接口RJ45，與以太網連接，提供遠程網絡服務；通過串口連接GPRS模塊提供GPRS移動通信功能；LCD控制器外掛LCD觸摸屏；I2S總線控制器外擴蜂鳴器提供音頻報警；通過USB HOST控制器外擴USB接口連接攝像頭。系統硬件架構如圖2所示。
圖2 系統硬件架構圖
3 系統軟件架構
本系統的軟件架構有三個層次：驅動層、系統層和應用層。在驅動層，移植I2S驅動、USB攝像頭驅動、LCD驅動和以太網驅動，并編寫ADC驅動，用以保證各個硬件模塊能正常工作。在系統層，移植Linux操作系統、QT觸摸屏界面開發環境及BOA嵌入式網絡服務器。在應用層，采用多線程編程方法實現各個功能模塊，并通過編寫CGI程序和遠程監控網頁交互數據[6]。系統軟件架構如圖3所示。
圖3 系統軟件架構圖
3.1 嵌入式Web服務器遠程監控設計
要實現遠程訪問服務，必須先構建嵌入式Web服務器。本系統移植了BOA Web服務器，再通過CGI建立Web瀏覽器與Web服務器之間的交互。CGI程序能夠嵌入HTML腳本，用C語言編寫，使用ARM-GCC編譯，采用GET、POST或直接的URL參數傳遞方法與遠程客戶端進行通信，實現動態監控[7]。首先，瀏覽器將遠程客戶端發送的請求送到Web服務器，Web服務器將數據使用STDIN送給CGI程序，執行CGI程序后獲得緩沖區中的設備信息，最后，使用STDOUT輸出包含家居環境信息的HTML形式的結構文件，經Web服務器送回瀏覽器，顯示給遠程客戶端。CGI工作流程如圖4所示。
圖4 CGI工作流程圖
3.2 ZigBee無線通信設計
ZigBee無線通信網絡由若干個通信節點組成[8]，通信節點由傳感器或家用電器配置一個ZigBee無線模塊芯片CC2430芯片構成。其中，每個傳感器通信節點的無線通信流程是：CC2430芯片完成硬件初始化以后，向監控儀發出入網申請，成為通信節點；為實現系統的低耗能性，在通信節點成功接入網絡后立即轉入低耗能等待模式，盡可能減少能量消耗；系統隨時檢測傳感器信號狀態，一旦接收到異常的中斷請求即進入全功能狀態，否則繼續等待；處于全功能狀態的通信節點接收傳感器傳遞過來的信號，如果是模擬信號，需先進行A/D轉換，再將數據通過ZigBee網絡傳輸到監控儀；傳輸完畢后，返回低能耗等待模式。其通信流程如圖5所示。
3.3 GPRS短信報警設計
本系統有現場聲光報警和短信報警兩種報警方式，當系統監測到有火災或者有門禁入侵時，就會觸發報警系統。其中，短信報警通過GPRS模塊實現。GPRS模塊通過串口與S3C2410連接，它具有一套標準的AT命令集，包括呼叫控制命令、網絡服務相關命令、電話本命令、短信息命令等[9]。本系統通過對串口編程，給GPRS模塊發送包含AT短信息命令的字符串[10]，從而實現發送固定內容的短信。GPRS短信報警流程如圖6所示。
圖5 ZigBee無線通信流程圖
圖6 GPRS短信報警流程圖
4 系統測試結果
啟動系統后，智能家居監控儀的觸摸屏上可顯示實時的監控界面，包括火警、煙霧、紅外門禁入侵等報警狀態及熱水器等家用電器的開啟或關閉狀態，并可通過觸摸屏上的按鍵對系統、家電等進行控制，觸摸屏監控界面如圖7所示。通過任一遠程電腦的瀏覽器登錄系統IP，可訪問系統的遠程監控頁面，在線查看家居環境、控制家電、實時拍照及錄像等，遠程圖像監控頁面如圖8所示。
圖7 觸摸屏監控界面
圖8 遠程圖像監控頁面
5 結 語
本系統基于物聯網的全面感知、互聯傳輸及智能控制三層架構設計，并使用ZigBee無線通信技術克服了有線布線的弊端，使得監控點配置靈活。GPRS移動通信技術、嵌入式Internet技術的綜合應用，則實現了小區乃至更大區域的聯合和實時安防，實現了多平臺、多網絡的無縫連接。
參 考 文 獻
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關鍵詞：物聯網；智能家居；無線網絡；ZigBee；WiFi；藍牙；6LoWPAN
中圖分類號：TB
文獻標識碼：A
doi：10.19311/ki.16723198.2017.01.085
1物聯網
“物聯網”的概念來自美國麻省理工學院的師生們開發出的RFID技術（網絡無線射頻識別系統）。這種技術的產生，使得日常的物品進入互聯網成為了可能。最常見的一些RFID應用，如居民二代身份證、公交卡、門禁卡等等，這些卡內設有RFID芯片，通過刷卡完成信息識別和交互。通過各種信息傳感設備、裝置和技術，采集聲、光、電、熱、力、生化、位置等各種人們所需的信息，結合互聯網形成一個個網絡，最終實現物體與物體、物體與人之間的連接互通（Internet Of Things）。
當前，物聯網的組成被主要被分成五個層次：感知層、接入層、互聯網層、服務管理層和應用層。感知層，通過RFID、各種傳感器、紅外二維碼技術完成信息收集；接入層，通過Wi-Fi、ZigBee、藍牙等無線網絡協議完成信息傳輸；應用層和服務管理層，通過網絡管理、云計算、應用集成等等設計的信息處理系統，分別完成在不同場景下的應用。
2智能家居
智能家居就是將原本“靜止”且需要人用物理按鈕來操控的普通家居通過內部嵌入射頻識別芯片（RFID）、全球定位系統（GPS）、紅外線感應器、氣體感應器、激光掃描器等傳感設備，并且通過與之對應的協議連接至互聯網，變成能“主動”且可遠程按計劃操控的智能家居。隨著近年來信息化的高速發展、通信的自由化、業務量的高速增長以及人們對工作、生活環境的安全性、舒適性以及高效性要求的提高，社會對智能家居的需求大大增加。
現代智能家居系統一般可以分為內網、外網和網關三個部分。其中內網是負責連接各種家電和其他設備的局域網；外網一般是小區局域網、Internet等；而網關的作用是連接內網和外網，實現外網對內網的監測和控制。
一個基于物聯網的智能家居系統，首先要選擇合適的無線接入網絡，智能家居系統對無線網絡的主要要求是低功耗、使用壽命長、數據傳輸可靠等要求。目前常見的無線網絡有ZigBee、WiFi、藍牙、6LoWPAN等。
3現階段主要無線技術的應用
3.1ZigBee
ZigBee是一個基于IEEE802.15.4的通信協議，IEEE802.15.4本身是用于處理物理層和底層MAC層的協議。IEEE802.15.4工作組正式成立于2000年12月，致力于一種提供便攜、移動或固定設備使用的低成本、低復雜度、低速率、低功耗的無線連接技術。
IEEE802.15.4定義了兩個物理層標準，分別是24GHz物理層和868/915MHz物理層，二者都是用相同的物理層數據包格式，區別在于工作頻率、擴頻碼長、調制技術和傳輸速率。2.4GHz頻段是全球統一的自由ISM頻段，這有助于ZigBee設備的推廣和使用；868MHz和915MHz分別是美國和歐洲的ISM頻段，這兩個頻段的引入避免了2.4GHz附近各種無線通信設備的相互干擾。
Zigbee收發模塊使用了2.4GHz的直序擴頻技術，和一般的頻移鍵控，幅移鍵控和跳頻數傳電臺相比，具有更強的抗干擾能力；ZigBee協議對網絡層和對應的API接口做了標準化的定義；ZigBee可以對數據是否完進行檢查，并且擁有鑒別用戶身份的功能，采用通用的AES-128加密算法，算法中長達128位的密碼保障了通過ZigBee傳輸的信號的機密性；通過ZigBee傳輸的數據大多采用短幀的傳送方式，實時性很強，傳輸速度也非常快；ZigBee組網容易，自恢復能力強，再加上低成本和小型設備對無線網絡的帶寬要求不是很高，因此，ZigBee對智能家居中的擴展，增加新設備非常的友好。
在擁有上述優點同時，ZigBee技術也存在一些問題?，F階段，國內應用的ZigBee技術主要還是在24GHz ISM頻段的范圍內，這個頻段的信號衍射能力弱，穿δ芰θ酢T詡揖擁幕肪忱錚即使是一扇窗，一扇門或者是一堵墻都能讓信號的強度衰減很多。雖然我們能夠通過射頻功放的方式，對2.4GHz頻段的信號進行放大處理，但這樣又造成了大量且不必要的輻射污染，這種方式和ZigBee本身節能、低功耗的初衷相悖。
Z-wave同樣也是一種短距離無線傳輸的技術，它和ZigBee一樣源自無線射頻，都屬于硬件協議和架構上的技術。Z-Wave是由一家名為Zensys的丹麥公司主導的一種無線組網規則。Z-wave Alliance（Z-wave聯盟）雖然看起來不如ZigBee聯盟規模大，但是其中的成員（廠商）都已經在智能家居的領域擁有成熟的產品，Z-Wave聯盟已經獲得來自全球各個國家和地區的160多家國際知名公司的支持。在美國，Z-Wave可以使用的頻段是915MHz；而在歐洲，可以使用的頻段是868.42MHz；915MHz和868.42MHz屬于國際無線規則中的一區和二區的ISM頻段，而在我國這兩個頻段都非民用，因此很可能在中國禁止使用。
3.2藍牙
藍牙（Bluetooth）技術始于愛立信公司的1994方案，它開始是研究在移動電話和其它配件間進行低功耗、低成本無線通信連接的方法。發明者希望為設備間的通訊建立一套統一規則，以解決用戶間移動電子設備互不兼容的問題。每個藍牙設備可同時維護8個鏈接，可以將每個設備配置為不斷向附近的設備發送其存在的通知，以便創建連接。另外，可以對兩個設備之間的連接設置密碼保護，防止被其它設備接收。
藍牙的標準是IEEE802.15.1，也工作在無需許可的ISM2.4GHz頻段，最高速度可達723.1kb/s。為了避免干擾可能使用2.4GHz的其他協議，藍牙協議將該頻段劃分成79個頻道（帶寬為1MHz），當檢測到與其它信號沖突時自動跳轉到其他頻道，每秒的頻道轉換次數可達1600次。
近年來藍牙的發展也比較迅猛，2015年年初的藍牙4.2，在數據傳輸速率和傳輸距離的提高與錯誤率的降低上有了很大進步。而藍牙技術聯盟于2016年6月提出第五代藍牙技術標準，藍牙5的理論接收距離最遠可達300米，在實際使用中的收發距離也可以達到120米，四倍于藍牙4.2技術。
3.3WiFi
WiFi（Wireless Fidelity，無線保真），從1997年無線局域網標準802.11以來，在眾多業界領先公司組成的WiFi聯盟的大力推動下，發展迅猛。目前WiFi的使用范圍非常廣泛，基于WiFi技術的智能家居產品也最為常見，其優勢在于傳輸速率快，且產品成本低。對于用戶來說，基于WiFi的智能家居組合最為便捷，購買設備后可以自己進行組網。
在智能家居中使用WiFi也有一些顯著的缺點。首先，安全性非常低是WiFi為最嚴重的問題，無線信號也不是很穩定；其次，WiFi的功耗還是很高的，這也限制了它在智能家居領域的應用；再次，WiFi組網能力低，擴展空間受限制。
3.46LoWPAN
6LoWPan是基于IPV6的低速無線個域網標準，即IPV6 over IEEE 802.15.4，于2004年提出。與ZigBee相比，都是基于IEEE 802.15.4 標準，都具有低功耗，低復雜度度，安全性強（都采用AES128加密標準）等優點。
提起物聯網我們可能很容易聯想到IPV6，IPV6是現行版本IP協議（IPV4）的下一代協議。由于網絡地址資源有限成為了IPV4所面臨的非常嚴峻的問題，這在很大程度上限制了互聯網的發展和應用。IPV6有128位地址，IPV6的使用，不僅能解決網絡地址資源數量的問題，而且也解決了多種設備連入互聯網的障礙。IPV6也一直被認為是在物聯網應用中最為理想的技術手段。由于IPV6龐大的協議棧和大量的數據分發包，無線傳感網下的節點設備無法直接移植IPV6。6LoWPAN的誕生，就是發明了一種將IP報頭壓縮到只傳送必要內容的小數據包的方法。
一直以來，大家普遍認為將IP協議引入無線通信網絡是很不現實的。所以，到目前為止，前面提到的一些專用協議一直為無線網絡采用。IP協議對帶寬和內存都有著比較高的要求，為了適應微控制器及低功率無線連接而降低它的運行環境也是一件相當困難的事情。
IETF 6LoWPAN草案標準，基于IEEE 802.15.4實現了通過IPV6的通信，它的有望改變前面的困境。低功率運行的6LoWPAN，讓它非常適合應用在手持機和各種儀器中，再加上它內置支持AES-128加密的方式，為強健的安全性和鑒權打下了堅實的基礎。6LoWPAN所取得的突破是得到一N非常高效、緊湊的IP實現，消除了以前形成各種專有協議和專門協議的因素。其龐大的地址空間是最大的亮點，基本可以不考慮接入設備的上限。而另外一個亮點，就是當IPV6中的節點設備啟動時，可以通過自動讀取設備的MAC地址根據相關規則配置好設備的IPV6地址（從效果上類似局域網中的DHCP協議）。
4結語
我們國家一直很重視物聯網技術的發展，但較之西方發達國家，我們的物聯網技術還是有長的路要走的。
各國廠商為了在物聯網市場上搶占更多的先機，紛紛推出自己研發和采納的無線網絡標準，ZigBee、Z-wave、WiFi、藍牙等，它們有各自的優點，同時也有各自的不足。而從IPV6演化而來的6LoWPAN的橫空出世，開源的理念和與下一代IP協議的對接，使標準的統一成為了可能，也讓滯后發展的我們看到了希望。
每種技術都有它的優勢，ZigBee的低功耗與安全、WiFi的便捷開發、藍牙的高速傳遞速率、6LoWPAN的良好發展趨勢。所以從長遠的角度考慮，各種不同的技術在競爭中尋求合作，而非互設競爭壁壘，才是物聯網的未來方式，才會帶來物聯網世界真正的繁榮。
參考文獻
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關鍵詞：物聯網 智能家居 安全性
概 述
近幾年，物聯網被認為是繼計算機、互聯網之后，世界信息產業的第三次浪潮。圍繞物聯網的話題也是層出不窮。顧名思義，物聯網就是“物物相連的網絡”，即通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物體與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。[1]它比現行的互聯網更為龐大，其應用覆蓋電網、醫療、交通、RFID等多個領域。
智能家居行業是一種新興行業，也是高新技術產業。它是以住宅為平臺，利用綜合布線技術、網絡通信技術、安全防范技術、自動控制技術、音視頻技術將家居生活有關的設施集成，構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統，旨在實現人與人、人與家中物品、家中物品與物品間的智能關聯。這一特點與物聯網的特質不謀而合，并且3G技術的推廣、普及和三網融合的試點運行都為智能家居的發展奠定了良好的基礎，使得智能家居成為物聯網廣泛應用的突破口。
1、基于物聯網技術的智能家居發展現狀
智能家居的發展大致經歷了以下三個階段：電子化、自動化和網絡化。[2]自世界上第一幢智能建筑1984年在美國出現后，美國、加拿大、澳大利亞和東南亞等經濟比較發達的國家先后提出了各種智能家居的方案。在我國，自2000年提出智能家居的概念后，經過近15年的發展，我國智能化住宅的建筑面積目前已達到400億平方米，預計到2020年還將新增300億平方米。全國智能化住宅小區的建設數量，未來十年將達到上萬個。而且，智能化家居的概念也不僅僅局限于家電設備聯網、具備安防措施等初級智能化，隨著3G技術的推廣、和三網融合的試點運行，國內電信三大巨頭，國家電網和地方有線公司紛紛推出自己的基于物聯網技術的智能家居方案。如：國家電網公司在北京城區部分范圍內推出電力“智能家庭計劃”的試點。國家電網公司通過在電纜上鋪設信息傳送的光纜，再在試點家庭安裝一個可雙向互動的終端機，即可讓這些家庭達到節電，最終節省電費支出的目的；[3]中國移動的“宜居通”此前已經在重慶和廣東部分城市進行了試點，近期試點范圍將擴大到北京市朝陽區；中國電信的“5A數字家庭”在廣東東莞、江蘇等地規模試點之后，即將在北京開始試點；中國聯通的智能家居方案進入了江蘇南京、無錫等地的部分中高檔樓盤，并且得到了當地建設部門的支持；江蘇有線也和當地部分樓盤開發商達成了合作協議，將方案推廣到了部分小區；國家電網目前也在北京的蓮香園和廣華軒兩個小區進行了試點。
與物聯網智能家居相關的家電產品發展也較為迅猛。2010年1月，海爾了世界上首臺“物聯網冰箱”，讓消費者親眼感受到了物聯網技術在家電領域的應用；短短3個月后，海爾又研制出全球首臺無氟變頻物聯網空調，并通過報紙、雜志、電視、網絡等各種傳播渠道不斷強化海爾在家電物聯網領域的“橋頭堡”地位。而美的旗下品牌小天鵝生產的首臺物聯網洗衣機也于去年在美國上市。
2、物聯網技術在智能家居中的應用
以物聯網技術為核心的智能家居是利用網絡通訊、計算機、家電控制、綜合布線等技術將家電智能控制、信息交流、消費服務、小區安防等家居生活有效地結合起來。物聯網智能家居系統拓撲圖如圖1所示。
圖1.物聯網智能家居系統拓撲圖
在物聯網智能家居環境中，不論你是否在家都能夠通過遠程設備對家中的電器、燈光、以及門、窗進行控制。如果是出門在外，能夠通過電話、手機或者互聯網連線家中的智能終端，了解家中家電的使用情況，并隨時監控家中狀況。家中的電器可以識別電壓的波峰和波谷，自動避開用電高峰。各電器間也可以實現按預定模式協作運行。如果家中來了訪客，則可以通過可視對講系統留言留影，也可以通過遠程控制門打開。如果家中出現煤氣泄漏或者小偷潛入，安防設備會自動報警和抓拍小偷圖像信息，同時通知你和小區物業保安。當你在回家的途中，也可以通過手機提前開啟家中的空調和熱水系統，讓你一到家就能享受愜意、舒適的智能化生活。[4]
總之，智能家居是一個多功能、綜合性的系統，起支撐作用的物聯網技術包括：傳感器技術、RFID射頻技術、多維碼設別技術、GPS技術，互聯和組網技術、以及與之相適應的各種應用開發技術等。
2. 基于物聯網技術的智能家居發展所面臨的問題
作為物聯網重要的應用，智能家居涉及電子、計算機、通信、自動控制、建筑裝飾等多個領域，相對于其它的物聯網應用來說，擁有更廣大的用戶群和更大的市場空間。通過十幾年的探索和發展，智能家居在中國的應用雖然取得了一定的進展，但是離大規模普及還有一大段距離。從當前的情況和市場反應來看，智能家居在我國現階段的發展遇到了三大問題：系統復雜、價格昂貴、實用性差。[3]對于這三個問題，我們從技術和商業運作兩個方面加以分析。
從技術方面來講，首先，智能家居行業內缺乏統一的相關標準。目前有不少企業加入物聯網研究的陣營中，造成物聯網的相關產品較多，甚至是魚目混雜。然而，由于沒有統一的行業標準，大量的產品間互不兼容，這直接影響到產品間的相互識別和感應，給消費者造成較差的使用體驗。同時也給一些廠商在生產、推銷自己的產品時帶來了很大的障礙。
其次，智能家居技術中的信息安全技術還有待提高。目前，物聯網中非常重要的技術——RFID，其對數據保護能力比較脆弱。[4]如果攻擊者截獲標簽信息并且對信息進行破解，就可以通過偽造等方式對RFID 系統進行非授權使用，從而給使用者帶來安全威脅。
再者，智能家居產品雖然技術先進，但操作復雜，完全不像宣傳時所說的那樣“一鍵控制”，不符合廣大普通消費者的使用習慣，
從商業運作方面來講，由于智能家居的試點多是在經濟較為發達的地區、城區或較為高檔的小區，對廣大普通消費者而言成本昂貴，令人望而卻步。其次，智能化家居在中國現階段的人民生活中還屬于附加消費，如果產品價格、集成價格難以降低的話，規?；€需要時間。
3、物聯網智能家居發展建議
基于以上的分析，可見我國智能家居乃至物聯網要想實現規?；a業化，還有很長的路要走。
首先，迫在眉睫的是解決技術問題。由政府牽頭，抓緊制定行業統一標準，加強不同產品間的互聯互通。尤其是要加快關鍵標準的制定、實施和應用。同時也積極參與國際標準制定，整合國內研究力量形成合力，推動國內自主創新研究成果走向國際市場，為大規模普及應用掃清障礙。另外，要加緊研究以物聯網信息安全為主的相關技術，以技術為消費者筑起安全屏障，確保消費者的使用安全。
其次，從商業角度考慮，參與物聯網、智能家居產品研發的各企業應積極尋找新的應用模式，改變單一的推廣模式。政府可以參與推廣物聯網應用試點，大力發展公共物聯網應用，為智能家居及物聯網的發展提供有力保障。各企業則應該以開放的姿態積極尋求合作，提高產品集成度、降低產品價格，真正實現物聯網的集成化、規?；?、智能化和平民化。
4、結束語
科學技術的發展和生活水平的提升，使的越來越多的人堅定不移地追求更高品質的生活，智能家居作為高品質、信息化生活的代表得到越來越多的矚目。從2000年首屆峰會上提出智能家居的概念，到2011年第十二屆中國國際建筑智能化峰會上提出發展實用型的智能化建筑，雖然中國房產智能化道路幾經周折，但是建筑、家居智能化這一進程卻不可阻擋地前進著。目前，雖然在利用物聯網技術推進家居智能化的過程中面臨許多問題，要在設備兼容性以及降低成本和設備安全性等方面做很多工作。[5]但是物聯網技術的先天優勢還是很有利的，與以往的智能家居標準相比，具有無需布線、網絡容量大、能耗低等優點使得物聯網智能家居技術擁有光明的應用前景。■
參考文獻
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[3] 2011.8 中國智能家居網
[關鍵詞]嵌入式操作系統；物聯網；智能家居
[中圖分類號]TP
[文獻標識碼]A
[文章編號]1671-5918（2015）13-0098-02
隨著人計算機網絡技術及通信技術的快速發展，人們對工作、生活的品質要求愈來愈高，其中對家居的智能控制成為人們的必然需求。智能家居系統的控制，就是按照我們的實際生活要求，結合個性化服務，通過無線網絡及傳感技術應用到與智能家居系統中，如安全防盜、音響控制、煤氣水電控制、空調控制等，通過物聯網技術進行管理，從而實現智能化的家居生活環境。
一、物聯網家居概念
物聯網家居又稱物聯網智能家居、智能家居物聯網，是一個居住環境，是以住宅為平臺安裝有智能家居系統的居住環境，實施智能家居系統的過程就稱為物聯網智能家居集成。
物聯網家居集成是利用綜合布線技術、網絡通信技術、安全防范技術、自動控制技術、音視頻技術將家居生活有關的設備集成。由于物聯網智能家居采用的技術標準與協議的不同，大多數物聯網智能家居系統都采用綜合布線方式，但少數系統可能并不采用綜合布線技術，如電力載波，不論哪一種情況，都一定有對應的網絡通信技術來完成所需的信號傳輸任務，因此網絡通信技術是物聯網家居集成中關鍵的技術之一。
安全防范技術是物聯網家居系統中必不可少的技術，在小區及戶內可視對講、家庭監控、家庭防盜報警、與家庭有關的小區一卡通等領域都有廣泛應用。自動控制技術是物聯網家居系統中必不可少的技術，廣泛應用在物聯網家居控制中心、物聯網家居設備自動控制模塊中，對于家庭能源的科學管理、家庭設備的日程管理都有十分重要的作用。音視頻技術是實現家庭環境舒適性、藝術性的重要技術，體現在音視頻集中分配、背景音樂、家庭影院等方面。
又稱智能住宅。通俗地說，它是融合了自動化控制系統、計算機網絡系統和網絡通訊技術于一體的網絡化智能化的家居控制系統。物聯網智能家居將讓用戶有更方便的手段來管理家庭設備，比如，通過家觸摸屏、無線遙控器、電話、互聯網或者語音識別控制家用設備，更可以執行場景操作，使多個設備形成聯動；另一方面，物聯網智能家居內的各種設備相互間可以通訊，不需要用戶指揮也能根據不同的狀態互動運行，從而給用戶帶來最大程度的高效、便利、舒適與安全。
二、物聯網家居與傳統智能家居的區別
提到傳統智能家居與物聯網家居的對比，大家第一個想到的便是是否采用了布線技術。當前，是否采用綜合布線已經成為區別物聯網智能家居與傳統智能家居的一個重要標準。
傳統的智能家居均采用有線的方式，不僅需要專業人員來施工、維護，而且施工周期長，費用也比較高，系統靈活性差、維護維修難、擴展能力低，很多項目建成后用戶根本無法更新升級，讓消費者苦不堪言，整個有線智能家居發展史甚至成了爛尾現象延續史。
而物聯網時代下的智能家居，則擺脫了這些束縛。物聯網的一個基本特征就是無處不在、無所不知。目標是發展綠色全無線技術，包括感知、通訊等等不僅要求極低功耗，而且要求全無線覆蓋、高可靠連接、強安全通訊、大組網規模、能自我修復。具體到家庭應用就是要求安裝非常簡單，使用非常方便，維護不用操心，擴展隨心所欲。簡單地說，就是一個普通消費者看著簡單的說明書就能夠自己迅速組裝完成整套智能家居系統，而且不需要專業人員的參與，這是物聯網型智能家居產品的一個重要特點。
三、家居控制系統的設計
由于技術及成本等條件限制，我國目前大多數生活小區中的安全監控、小區管理等系統大多是獨立的管理模式。這種環境下，會造成人員和設備的浪費，增加了維護、維修的成本。所以，本系統在設計中著重注意了以下四個原則。
第一，設計要考慮到兼容性及殘存性。即盡量利用現有的軟硬件資源，盡量少增加軟硬件設備投資。
第二，設計要考慮到可擴展性。這就是說要采用成熟的技術，防止重復建設，少走彎路。
第三，設計要充分考慮安全性。以便有效地監控人們生活安全，如住戶的水電氣及其它家用設施的安全，
（一）系統的整體設計
系統主要由三層網絡構成，在底層設計使用CAN現場總線，將電器設備連接到節點上；各節點通過以太網模塊或GPRS模塊連接到物聯網或移動網上。這樣就可以通過利用現有的電腦或手機控制的住戶的家電設備，如，空調開關及溫度的調節，調閱水電氣表的讀數等。
（二）各子系統設計
1.多媒體系統
考慮到用戶對多媒體的享受需求，我們可以對用戶配置一個多媒體接線箱，用于電話、有線電視及控制信息等信息插座鏈接。數量可以根據用戶個性化進行設計。
2.可視對講子系統設計
在每幢樓宇單元入口處門禁上設置編碼式的可視對講機系統，物業管理中心配置對講管理主機。系統具有感應卡開起電控鎖功能。
3.安全監控子系統
在生活住戶內安裝天然氣泄露、火災、非法入侵等報警功能設備。比如：可在廚房安裝天然氣報警裝置，在客廳安裝煙霧探測器及紅外探測器，窗戶及陽臺加裝紅外柵欄。監控系統可以通過多種方式報警。如，電話語音報警或向小區管理中心報警等
4.控制子系統設計
家電智能控制系統提供兩種控制方式：1）本地控制。通過智能鍵盤電話設備，對被控家電進行操作。2）電話控制。實現通過電話或手機撥打家里電話，控制系統能自動接聽或并通過語音提示用戶完成相關操作。
5.信息處理子系統的設計
此子系統可以將小區管理中心與用戶的信息進行互聯，系統可以向每個家庭的信息，如停水電通知等。住戶也可以向管理中心主機發送相關求助信息，如服務請求等。
6.表具數據抄送功能
本子系統設計實現將住戶的水、電、氣等表具數據抄送至管理中心，當然用戶可以隨時查看相關表具數據，及時了解相關設備息的使用狀況等。
四、系統實現方法
（一）硬件部分設計
主處理器采用ARM13，網絡科利用家里現有的WiFI設備。GRPS模塊采用SiRFStar ⅢGSC3F/LP.7979，捕獲時為144dBm.I/fVGA接口：集成256M內存，采用液晶顯示器，可播放高清視頻。4個USB接口，能夠實現平臺擴展的功能；支持全速12Mbps）傳輸。使用10/100M以太網網絡接口，底板上安裝500萬像素攝像機，CAN總線一個，支持CAN2.0A或CAN2.0B協議。
（二）軟件部分設計
操作系統可采用Windows CE版；考慮到使用成本，網口驅動為10M/100M自適應模式；Wi-FI設備驅動采用支持802.11b/g；GPS驅動支持全球定位；視頻驅動為支持JPEG CODEC等標準；TvOUT驅動為NTSC制式，3D驅動為Graphics；智能鍵盤驅動設計等，網絡協議設計支持多種應用，如HTTP等。
（三）系統流程設計
系統流程設計主程序是系統的主要控制部分，由自檢復位、采集數據、更新及數據處理等部分構成。數據采集部分的作用是及時收集監測點的信息；在系統中可以進行相關參數設置，比如數據采集時間間隔，以便有效地防止個別監測點出現故障時，使系統的功能失效，以便保證系統的工作正常。
關鍵詞：物聯網；智能家居；控制系統設計
中圖分類號： S611 文獻標識碼： A
引言
隨著現代化科學技術的快速發展，通信技術、自動控制和計算機技術被廣泛的應用在各個領域，不僅明顯地提高了企業的運營效率，而且在很大程度上改變了人們的生活方式。如今的人們更加注重家居環境的舒適、便捷、健康和安全，嵌入式智能家居可控制系統使傳統家居發展為數字化、智能化和網絡化的新型家居。本文分析了基于物聯網智能家居控制系統的設計問題。
一、物聯網與智能家居
1、物聯網的內涵
物聯網是在互聯網的基礎上，通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等數據通信為一式，按約定的協議，將萬物互聯或連接在一起進行信息和通信交換的一種網絡概念。物聯網將人與人、人與機、機與物、物與物相互連接，把感應器嵌人到一切日常牛活的物品中，使這此物品可識別。物體之間的互聯不再單純依靠互聯網，而是強調將互聯網、無線傳感網和移動通信網等網絡融為一體。通過這此物體網絡連接組成物聯網，以此為一便人類的工作和?；?，形成一個高度智能化的網絡、
2、智能家居的定義
智能家居是指將家庭中各種與信息有關的通信設備、家用電器和安防設備通過HBS（Home Bus system，家庭總線技術）連接到家庭智能系統上進行集中監視、控制和管理，以建立舒適、安全與和諧的住宅環境、隨著國民經濟和科技的快速發展，僅僅舒適安全的普通家居已經不能滿足人們的期望，人們渴望的是一個其有智慧的家庭環境，于是，智能家居應運而牛、比爾?蓋茨在《未來之路》中提到，在不遠的未來，沒有智能家居系統的住宅會像今天不能上網的住宅一樣不符合潮流。現階段，物聯網技術已成為智能家居重要的核心技術支撐，而智能家居則是物聯網技術在家庭中的最好體現為方式。面向物聯網的智能家居應用，是兩者功能特點與技術優勢的有機結合。
二、系統的方案設計
本文主要從系統的低耗性、經濟性、簡單性、適用性和易維護性等出發，結合現有物聯網核心技術，提出該基于物聯網的智能家居遠程控制系統設計與實現方案。本智能家居系統由ARM模塊，ZigBee模塊，以太網模塊，GSM模塊組成，其中ARM模塊為中心控制單元，通過各個傳感器采集室內各信息，將數據通過互聯網實時反饋到客戶終端及手機終端。同時，用戶可經過客戶終端及手機終端遠程操作家居，可達到實時監控與操作的目的。系統總體設計圖如圖1所示。
本系統主要實現功能：
（1）遠程警報
當家庭突發火災或是煤氣泄漏時，相應傳感器將檢測到情況，立刻通過室內的ZigBee無線網絡，將采集到的信號發送到ARM主控制器，再經過控制器處理，最后將警報信息通過GSM模塊以短消息的方式發送到主人的手機上，從而實現了家庭的遠程警報功能。
（2）遠程控制
當我們需要遠程控制家用電器的開關時，只要用手機發送指定命令的短信息，通過GPRS模塊的接收，井將短信息翻譯成為可以識別的命令傳輸給ARM控制器，控制器經過處理，通過ZigBee模塊的無線傳輸將命令發送到與家電相連接的ZigBee智能開關上，以實現了對家電的控制。
（3）遠程監控
當朋友或是陌生人來訪時，門禁系統開始工作，攝像頭采集來訪者的頭像信息，并傳至ARM控制器，經過控制器處理，通過以太網模塊傳至云端，主人可以訪問因特網查看來訪者的信息；同時房子內部也可以安裝攝像頭，主人在外出時，通過電腦或是手機可以實時查看房間的情況，從而實現物聯網的遠程監控。
三、系統硬件總體設計
本文采用S3C2440微處理器芯片作為家庭網關AMR模塊的控制器，其主要特點是低價格、低功耗、高性能，提供大量的寄存器，指令執行速度更快。在穩定性、通用性、完備性、可擴展能力等特點方面具有一定的優勢。家庭網關模塊是整個物聯網智能家居系統的核心部分，它是家庭外部通訊網絡（Internet、GSM）和家庭內部控制網絡（ZigBee）之間一個橋梁。因此，家庭網關必須滿足以下兩方面的要求：第一，要實現Internet遠程訪問，家庭網關必須支持TCP/IP協議并且能夠提供Web服務。第二，要實現內部控制網絡對物聯網智能家居中的智能終端設備進行監控和管理，家庭網關必須支持內部控制網絡和家庭外部通訊網絡之間的協議和信息等轉換功能。家庭內部控制網絡模塊使用的是ZigBee作為其通信模塊。ZigBee模塊采用CC2430，其優點是低成本、靈敏度高、抗干擾能力強、功耗低；在ZigBee網絡中存在三種邏輯設備類型：Coordinator（協調器），Router（路由器）和End-Device（終端設備）。以太網是物聯網智能家居系統中一個很重要的功能模塊，可以實現系統的遠程登錄，系統的資源分享和管理，以及完成系統的更新下載等功能。本系統以太網模塊采用DM9000芯片完成網絡接口的功能，其優點是DM9000是一款完全集成的和符合成本效益的專用的以太網MAC控制器，它支持8位、16位、32位的接口來訪問內部存儲器，以滿足不同處理器的需求。DM9000物理協議層接口完全符合IEEE802.3u規格，并且還支持IEEE802.3x全雙工流量控制，GSM模塊采用高性能TC35芯片，模塊符合GSM0705和GSM0707標準，能夠通過AT指令來進行控制，提供標準的RS232接口，提供安全穩定的雙頻（GSM900/GSM1800）短消息數據通信，TC53芯片主要由GSM基帶處理器、GSM射頻部分、電源電路和FLASH存儲部分組成。系統硬件結構圖如圖2所示。
四、系統軟件設計
系統具體工作流程為，首先系統各模塊初始化，傳感器對各種參數進行采樣。通過數模轉換將其送入數據處理模塊進行判斷。若超出標準范圍，判斷故障類型，則由ARM控制中心控制蜂鳴器進行報警并發送警報短信。當戶主接到發出的報警短信后，可以通過手機發送控制短信到GSM模塊，ARM控制中心發送讀取短信的AT指令到GSM模塊讀取收到的短信，并判斷短信的指令是否符合標準。若不符合標準，則提醒用戶重新發送，若指令正確，根據短信內容向ZigBee協調器發出相應的控制信息。協調器接收到信息后，將其傳送到指定的ZigBee節點，節點根據信息的指示做出控制或者獲取傳感器信息，并將控制結果或傳感器信息發送到協調器，協調器將其傳給ARM控制中心。ARM控制中心根據收到結果信息后，發送AT指令控制GSM模塊回復短信到用戶，對用戶的控制結果進行回復。ZigBee節點控制的煤氣和人體感應傳感器如果檢測到煤氣或有人入侵，會直接發送報警信息到協調器，協調器將報警信息傳送至服務器，服務器控制GSM模塊將報警信息發送到控制者的手機上。系統工作流程圖如圖3所示。
結束語
本文提出了智能家居系統的整體結構，討論了智能家居系統的設計與實現，采用ZigBee組網、GSM無線通信技術及嵌入式的網關服務器，實現了家居安防和家居遠程控制。通過本系統能夠隨時隨地控制家電開關、對火災和外人入侵進行報警，讓家居更安全方便。并具有實現簡單、性能穩定、成本低、適用范圍廣、安全可靠等優點，可以廣泛應用于家庭住宅中，具有廣泛的應用前景。隨著現代化科學技術的快速發展，通信技術、自動控制和計算機技術被廣泛的應用在各個領域，不僅明顯地提高了企業的運營效率，而且在很大程度上改變了人們的生活方式。如今的人們更加注重家居環境的舒適、便捷、健康和安全，嵌入式智能家居可控制系統使傳統家居發展為數字化、智能化和網絡化的新型家居。
參考文獻
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【關鍵詞】物聯網 智能家居 控制 單片機
何為智能家居？顧名思義就是以家為平臺，將家庭建筑變得智能化、自動化于一體，塑造便捷、舒適、安全、高效的家庭環境。物聯網技術的出現，為智能家居的發展提供了新的突破口，物聯網就是在計算機技術的基礎上，通過物品之間的射頻自動識別技術進行“對話”，從而實現物品之間自動識別信息和共享的功能。
智能家居需要控制系統支持，其系統的主要框架包括以下幾部分，家庭設備的自動控制、家庭安全防范，其中自動控制又包括了控制和數據采集模塊，本文所講的溫濕度控制系統主要是對空調機、加濕器等進行監控，通過單片機，對其進行預先的設計，根據對家庭中空氣溫度和濕度等參數進行檢測而自動通過空調機進行調節和控制。
系統設計原理方框圖如圖1所示。
1 溫濕度控制系統單元簡介
本文設計以單片機作為控制核心，溫度和濕度傳感器作為環境信息的采集源，以計算機網絡作為控制源，通過無線遙控和計算機界面進行控制，對空調機組進行有效的控制。
其中溫度控制通過溫度傳感器作為信息采集源，采集當前家庭中的溫度，將采集到的溫度信息轉送到特定的軟件中，通過與預設值進行對比，決定冷熱水機水閥是否開啟。濕度控制由濕度傳感器采集當前家庭中的濕度信息，將采集到的信息送入軟件中進行比對，并與預設值進行比對，從而決定了空氣加濕器是否開啟。為了方便控制，我們可以添加led顯示屏，將溫度和濕度的信息顯示出來。
最后是模式控制。例如溫度控制單元中，我們涉及到了空調的冷熱控制，一般來講，在夏季我們會用到空調制冷，冬天則會用到空調制熱，我們不妨將空調制冷和夏天合并為一種模式，將空調制熱和冬天變為另一種模式，此外還可以設置一種自由模式，可以任意的開關冷熱水閥，這樣在智能控制時就會變得更加簡便。
2 溫濕度控制系統的硬件設計
2.1 系統模塊
單片機系統模塊。我們以98C52單片機芯片為例，98C52共有40個引腳，包括了I/O接口、復位鍵接口、串行口接口、中斷接口、地址總線接口、計數器和定時器接口以及電源和地線的接口等，以52單片機作為基本的控制器模塊。其中串口模塊我們選擇了MAX232芯片，這種芯片具有以下特點：第一是符合該設計的技術標準。第二是其對供電電源的要求比較低，只需要+5V電源供電，并且其功耗較低。第三是片內的電荷泵有電壓極性的反轉能力。第四是內部的驅動器和集成器較為完善。
2.2 溫度傳感器的模塊設計
溫度傳感器的選擇較為廣泛，本文采用了ds18b20型號的溫度傳感器。該型號的溫度傳感器具有以下特點：首先是在連接上，該溫度傳感器在于處理器相連接時僅需要一個口線就可以實現雙向通訊，而一個處理器可以同時并聯8個溫度傳感器，能夠很好地實現多點測量。其次是溫度測量上，在使用上則不需要附加的軟件。其次是該傳感器的溫度檢測范圍可達零下55度到零上125度，完全適合所有的家庭，溫度測量的分辨率只有0.5度，具有更好的溫度檢測正確度。最后一點是其工作電壓較小，只需要3到5V的直流電源即可，其測量結構可以通過數字量的方式進行串行傳送。
2.3 濕度傳感器的模塊設計
濕度傳感器我們選擇了th100hum型號的濕度傳感器，其特點為：第一是該型號的濕度傳感器只需要一條口線與處理器相連便可以實現雙向通信，一個處理器上最多可以并聯8個濕度傳感器，組成多點組網功能，實現了多點測量，提高了檢測效率。第二是濕度測量上，該型號的濕度傳感器測量范圍在百分之0到百分之百，濕度分辨率只有百分之0.5，可以很好地測量家庭的濕度情況，實現準確調控。第三是其工作的電源只要求3到5V的直流電源，其測量的結果可以通過數字量的方式進行串行傳送。
2.4 led顯示模塊的設計
為了實現更準確的測量，我們選擇構建了led顯示模塊，本文采用了型號為1602的led顯示屏，它可以顯示32個字符節，其接線方式可以依照說明書。其中VSS為電源地端，VDD為電源接線位置，電源選擇為5V，接線位于電源的陽極。
2.5 繼電器模塊設計
繼電器模塊的作用是在電路中進行自動調節，保證電路安全、正常的運行，此外還起到了轉換電路的作用。繼電器本身是一種電子電力器件，擁有者控制系統和被控制系統，再電路的自動控制中，它可以以較小的電流來控制電流較大的電路，從而實現其功能。
隨著電子技術的不斷發展，智能家居的發展越來越迅速，在未來的研究中，將會有更多新型的設計問世，也會有更多的設計思想萌發。最終而言，智能家居是未來保證家庭生活環境的主要方向，我們需要不斷的對其進行研究和創新，正確讓智能家居更加便捷，讓人們的生活質量越來越高。
參考文獻
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[2]姜超.基于物聯網的智能家居系統的設計與實現[D].吉林大學，2014.
[3]王文川.基于ARM的嵌入式智能家居系統的研究[D].合肥工業大學，2013.
【關鍵詞】 Android平臺 傳感器 物聯網 智能家居
前言：隨著人們生活質量的不斷提升，其對居住環境提出了更高的需求，不僅僅局限于對綠化及地理位置的考慮，同時更加傾向于對智能家居的應用。智能家居是以家庭為單位，采用綜合網絡技術、自動控制技術以及安全技術來有機的集成相關設備，使其可以完成日常管理，提升居住的安全性和便利性。在智能家居技術的運用中，物聯網技術以及Android平臺的傳感器技術是技術的核心內容，人們加強對關鍵技術的認知，可以更好的提升智能家居技術的運用水平。
一、傳感器、Android及物聯網概述
傳感器屬于硬件檢測裝置，其硬件抽象層是通過C語言的編制來實現，通過特定的C語言，可以描述被測物體的具體信息，并且將信息數據轉換成為電信號，最終實現數據的輸出，在Android平臺的運用中，C語言是主要的編程數據，而傳感器則是重要的載體[1]。Android平臺屬于移動操作系統，主要運用在移動設備中，其由操作、中間件、用戶界面及程序組成。在運用的過程中Linus提供操作內核，中間層包括函數數據庫，上層是由公司根據實用需求進行設計，包括通話或者短信等。物聯網是給予互聯網的信息承載體系，可以實現網絡的連接，可以分為感知層、網絡層和應用層。感知層通過傳感器進行數據收集；網絡層主要用以數據的傳輸和連接；應用層則是物聯網與用戶之間的接口。
二、智能家居網絡設計
在智能家居的網絡設計過程中，本文主要是通過Android平臺傳感器的應用進行設計研究，智能家居網絡在設計中，主要包括控制樞紐以及無線路由器網絡兩個重要的組成部分，在居家環境中，可以實現對環境的監控和應用控制。在家庭環境系統的設計中，其主要采用ZigBee協調器組成的無限傳感器網絡、家庭智能網絡以及移動網絡[2]。在運用的過程中，由Android平臺的程序組成，可以對設備的數據進行全面的收集，繼而將數據傳輸到服務器中，在系統運行時，中ZigBee中斷接受數據信息，則可以發送相關的指令，傳感器接受指令后，可以執行相關命令，從而達到智能控制的目的。在數據信息的傳輸中，需要通過網絡進行數據的傳輸，因而物聯網同樣是重要的核心組成。
在智能家居網絡設計中，網絡信息的交互是系統的重要工作渠道，智能家居網絡具有本地工作和遠程工作兩種形式，通過數據的采集和傳輸，可以提供遠側很難過查詢及控制功能，通過移動網絡及傳感器的監測功能，在室內出現溫度、濕度以及紅外燈變化時，系統會迅速做出相應的反應，激發信息，通過短信或者微信的方式通知管理者，管理者通過Android平臺，可以實現對網絡的控制，最終實現對智能家居的控制。其設計圖如圖1所示。
三、基于Android平臺的JNI設計與實現
JNI（Java Native Interface）是JAVA本地調用，在Android平臺的運用中，其可以JAVA虛擬機中運行Java代碼，通過C語言編程，可以實現應用程序和數據庫的交互操作[3]。在傳感器的驅動運用過程中，傳感器會獲取不同的信息，通知Java發生相應的變化，在此情況下，會出現重新獲取的指令，Java服務線程會通過協調器發送指令，服務器進行接收，最終實現對家居智能系統的控制。其實現路徑如圖2所示。
從圖中可以看出，在JNI實現的過程中，Android平臺、JAVA服務以及硬件抽象層均服務于本地服務，最終目的是實現對智能家居系統的控制，通過編程手段以及硬件措施，可以較好的完成系統指令，最終為人們的家居生活帶來便利。結語：隨著科技的不斷發展，智能家居必然會逐漸興起，因而加強對基于Android平臺傳感器在物聯網智能家居中的應用研究具有重要的意義。本文主要探究智能家居系統的組成、網絡的設計以及JNI的實現。用戶通過該系統，可以實現對家居設備的全面控制，提升家居生活的便利性和安全性。
參 考 文 獻
[1]邵星，王翠香.基于安卓的智能家居移動終端設計[J].軟件導刊，2015，12：72-74.
關鍵詞關鍵詞：物聯網；智能家居；ZigBee技術
DOIDOI：10.11907/rjdk.162351
中圖分類號：TP301文獻標識碼：A文章編號文章編號：16727800（2017）001018002
引言
隨著國家經濟發展，人民生活水平日益提高，生活智能化、個性化、便捷化越來越受關注，智能城市、智能交通、智能社區逐漸走入人們生活，智能家居嶄露頭角。智能家居擁有智能、便捷、個性、安全等優勢，從時間、空間等方面提高人類生活質量，具有廣闊的市場前景。1智能家居
智能家居（Smart Home）是利用綜合布線技術、網絡通信技術、自動控制技術等，將家居設備相關信息集成于一個以住宅為基礎的平臺，構建高效的住宅設施與家庭日常事務的管理系統。實現家居設備之間相互共享和交換，提升了家居的安全性、便利性、舒適性、藝術性，以及環保節能的居住h境[13]。2智能家居發展
物聯網作為互聯網的延伸融入人們生活，極大改變了人們的生活方式和理念。計算機技術、網絡技術和控制技術逐漸向傳統家居滲透，物聯網冰箱、洗衣機、電視等智能家居出現在人們生活中，未來生活的智能化不再是遙不可及的夢想。2.1國外智能家居發展情況
智能家居技術是物聯網發展的實踐，最初起源于物聯網技術迅速發展的美國，發達國家緊隨其后并提出符合本國國情的相關智能家居建設方案。在國外，智能家居技術起步早、技術成熟，智能家居系統人機交互性以及UI設計可操作性良好。
1984年，美國誕生了世界上第一幢智能建筑――都市辦公大樓 （City Place Building）。此樓最初并非“智能”，原因是聯合技術建筑系統公司（United Technologies Building System Co， UTBS）參與此建筑的裝修，獲得該大樓的空調、電梯及防災設備等建設工程。UTBS公司作為這幢大廈的住戶，不僅將空調系統、電梯以及防火防災等各子系統計算機相連，而且利用嵌入式通信技術連接計算機與用戶通信終端，為大廈其他住戶提供相關的計算機服務和通信服務。都市辦公智能大廈在經濟相對發達的國家引起強烈反響，各國先后提出本國的智能方案。
1997年，比爾?蓋茨的智能化豪宅完工，首次引入智能化設備和系統，其中包括智能照明設備和智能溫控系統。用戶可根據需求通過智能設備設置相關參數，從而使生活環境達到最優。智能化設備和系統從此走進人們家中。
1998年，新加坡舉辦的電子消費品國際展覽會上推出了家庭智能系統，是“未來之家”的縮略模式[4]。該系統包含三表抄送、安防報警、家電控制等功能。
據2000年不完全統計，新加坡約有5 000個家庭采用家庭智能化系統，美國有超過400萬個家庭使用該系統。
國外智能家居發展至今，研究水平隨著人們日益增長的物質文化需求而提高，智能家居系統普及成必然趨勢。
2.2國內智能家居發展情況
中科院最早啟動物聯網研究和開發。雖然起步較晚，但我國的技術水平處于世界前列，具有研發優勢和重大影響力[5]。
1999年，中國科學院研制出45Mbps的電力線高速通信產品，并運用于沈陽一個擁有200戶規模的小區，極大方便了人們日常生活，這是中國最早將智能技術應用于國民生活的實例。
2014年，美的與小米達成戰略合作協議，除資本層面外，小米與美的將在智能家居及生態鏈、移動互聯網進行多種模式的戰略合作，包括雙方在智能家居、電商、物流和戰略投資等領域的對接。
2015年初，海爾與魅族的跨界合作終于落地。魅族入駐海爾U智能家居平臺，海爾將向魅族開放其U平臺SDK，使魅族手機可控制所有海爾智能家居產品，同時魅族也將向海爾開放Apps系統級別權限。
智能家居發展迅速，但是各個廠家參照的標準不統一，產品兼容性差，導致智能化系統成本增加，影響消費。2005年，信息產業部正式家庭網絡推薦標準，鼓勵各大廠家對家庭網絡進行全面綜合研究，實現國家未來智能家居的發展規劃。 3智能家居技術
智能家居技術從本質上而言是對網絡技術、物聯網技術和自動化控制技術的綜合運用[6]。3.1網絡技術
國務院于2010年公布了第一批“三網融合”試點城市，標志著三網融合拉開序幕。三網融合并不僅僅是傳統的電信網、計算機網和有線電視網三大網絡的物理結合，更是其通信業務的融合。它要求以光纖到戶/光纖到小區（FTTH/FTTZ）為主要接入方式。光纖信息傳輸速度快，深入千家萬戶，運行成本低。三網融合使智能家居擁有更便利的傳輸方式、更高效的傳輸速率、更安全的傳輸環境，從實質上促進了智能家居產業的升級。
智能終端和無線網絡的發展也推動了智能家居的發展[7]。智能終端擁有良好的人機操作界面，使用戶達到更好的智能家居操作體驗，完美地詮釋“科技以人為本”的追求，成為最佳的人機交互窗口。以WiFi為主的無線網絡技術的普及，不僅實現了移動網絡的分流，而且承擔移動網絡的壓力，成為有線網絡的有益補充。這種技術支持在數百英尺范圍接入互聯網的無線電信號，減少布線麻煩，實現對家電的智能控制，具有良好的擴展性和移動性，讓智能家居控制變得便捷、人性化。
3.2物聯網技術
物聯網起源于1990年，最早實踐于施樂公司的網絡可樂販售機。2010年，國家發展與改革委員會、工信部等部委發文，推動新一代信息技術物聯網的研究。
物聯網（The Internet of Things），字面含義為物物相連的互聯網，是互聯網的拓展和延伸。由此可知，物聯網的客戶端不再僅限于傳統終端，而是將其拓展和延伸到任何物體與物體之間，在物體與物體之間實現信息交換和共享。
物聯網是指通過各種信息傳感設備，實時采集任何需要監控、連接、互動的物體或過程等信息，實現物與物、物與人，所有物品與網絡的連接，方便識別、管理和控制，并與互聯網結合形成一個巨大網絡，是新一代信息技術的集成。
在物聯網還沒有提出來時，智能家居處于數字化時代，單純被動地接收數據。而物聯網的興起，給智能家居帶來了第二次生命，重新定義了智能家居概念，主動控制和交互，使智能家居變“數字”為“智慧”。
在智能家居系統中，物聯網將所有家電設備連接到一個網絡，讓設備狀態、設備參數等信息共享和交換[8]。
物網技術架構大致分為3層，從下至上分別是感知層、網絡層、應用層。下層為上層提供數據，上層為下層提供數據處理等服務，各層相互獨立卻又相互聯系。
感知層運用各種傳感器、傳感網感知并收集外界信息。ZigBee智能家居系統要求用戶只需將普通開關、插座更換為ZigBee智能開關、智能插座，然后安裝ZigBee無線接收器等智能設備即可實現家居智能化控制。
網絡層能高效無障礙地將感知信息傳輸給應用層。
應用層處理和管理數據，并將處理后的數據進行應用。智能家居系統應用層監控和管理家電設備工作情況，云計算可以跨網絡平臺工作，這就使得通過智能終端可以隨時隨地監控家居設備系統。
3.3自動化控制技術
自動化控制技術以控制理論為基礎，通過具有一定控制功能的系統完成對所有設備的控制任務，保證家電設備運行過程按照預想進行，實現自動控制目標。在日常生活中，自動洗衣機是最早進入家庭的自動化設備。
在智能家居系統中，智能家居由6個子智能系統組成：①智能燈光控制系統（光暗傳感器，通過進入房間光線強弱可判斷每個房間明暗程度，通過無線設備將獲得的參數傳輸到設備控制器，自動調節燈光）；②智能安防控制系統（光電傳感器、煙霧傳感器、燃氣體探測器）；③智能背景音樂控制系統；④智能煤水電控制系統；⑤智能家電控制系統；⑥智能車庫控制系統（車庫擁有獨立的溫度濕度傳感器與調節裝置，功能是調節車庫溫度、濕度，但燈光仍由燈光控制系統獨立控制），這6部分相互獨立又相互聯系。當用戶發送請求時，子系統可以自動接收請求并作出相應處理，給予相應操作，從而調節用戶家居環境，使之成為最適合用戶居住或處于用戶最為滿意的工作狀態。智能系統運用ZigBee技術連接定位，當用戶進入某一房間，首先定位位置，然后使用手機或其它電子設備通過有線網絡、無線WIFI或者移動網絡獲取房間定位，打開燈光或者調節燈光等；智能家電溫控系統獲取室內溫度，通過溫度傳感器判斷調控溫度。同時，智能背景音樂系統根據用戶喜好播放音樂。自動化控制技術讓智能家居成為人們生活中減輕負擔的自動化管理者，提高了人們物質、文化生活水平。
4結語
關鍵詞：智能家居 嵌入式技術 物聯網 Zigbee
中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（c）-0214-02
智能家居的概念形成甚早，而世界上首個成形的智能建筑案例要追溯到1984年由美國聯合科技公司應用于美國康乃迪克州哈特佛市的CityPlaceBuilding。我國的智能家居業起步較晚，但近年到來發展勢頭迅猛。隨著國家物聯網十二五規劃的出臺，智能家居被明確作為幾大重點示范應用之一。在信息化社會里，人們的生活方式與工作習慣有了很大的變化，使得家居系統的智能化成為一種消費需求。因此在未來幾年內，智能家居業將會有非常廣闊的市場發展前景，成為中國最具發展潛力的行業之一。而智能家居的發展又得益于嵌入式技術、物聯網技術、Zigbee無線通訊技術等的日益成熟。
1 嵌入式技術的應用
國內普遍接受的嵌入式系統的定義為：嵌入式系統是以應用為中心，以計算機技術為基礎，并且軟硬件可裁剪，適用于應用系統，對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。因此，嵌入式系統技術是綜合了計算機軟硬件、傳感器技術、集成電路技術、電子應用技術為一體的復雜技術。
嵌入式微處理器對實時多任務具有有很強的支持能力，因此，對于穩定性要求甚高的智能家居系統，嵌入式技術便成了不二的選擇。通過嵌入式微處理器即可完成智能家居系統中的大部分功能，如可視對講、安防主機、信息處理終端、信息家電控制器、自動抄表、遠程監控等。這些功能實現的背后，處處都離不開嵌入式技術的身影。
2 物聯網技術的應用
根據國際電信聯盟（ITU）在2005年的年度報告，物聯網被定義為通過射頻識別（RFID）、紅外感應、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按照約定的協議把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通信，以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網擁有三大核心技術，分別是基于RFID的應用、基于傳感器的應用、基于M2M的應用。嵌入式技術可實現智能家居中的單個功能，而要把每項功能結合到一起組成一個智能系統，將家庭中的所有物品納入至一個龐大的智能網絡中，這就需要物聯網技術的支持。
物聯網智能家居采用的是無線物聯網技術，從而避免了傳統有線方式需要專業人員的參與、專門公司維護，而且施工周期長，系統靈活性差的缺點。智能家居物聯網可以分為感知層、網絡層和應用層。而目前的物聯網在智能家居中的應用還主要集中在感知層的應用方面，比如無線溫濕度傳感器，無線門磁、窗磁，無線燃氣泄漏傳感器。
3 ZigBee無線技術的應用
物聯網的目的是要將各種信息傳感傳動單元與互聯網結合起來從而形成一個巨大的網絡，而這需要有傳輸技術的支持。近年來，紅外、藍牙、ZigBee、WiFi等一系列無線網絡技術的發展大大促進家居設備無線化、智能化的進程。而在這當中使用最多的，最為人們所看好的即為ZigBee無線通訊技術。Zigbee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗個域網協議。根據這個協議規定的技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。
在無線通訊領域，ZigBee有其得天獨厚的技術優勢，包括了省電、可靠、成本低、時延短、節點通信設置易于配置、網絡容量大、安全、全球通用性和完好的開放性。得助于物聯網的興起， ZigBee被廣泛地應用于了智能家居中。因此，可認為Zigbee無線技術是物聯網時代最尖端、目前綜合性能最佳的智能家居無線聯網技術。
4 智能家居發展趨勢
智能家居作為與大眾生活息息相關的智能應用，在未來必然有廣闊的發展空間。智慧城市運營商貝爾信指出，在未來，智能家居將會更加簡單實用，更加人性化操作，而不是單單追求技術的先進。智能家居的實用性將不斷增加，其中將包括定時控制、遠程控制、安防報警、智能模式、情景模式等人性化的功能。
據專業人士預測，在不久的將來，云計算將在智能家居中得到廣泛的應用。云計算是基于互聯網的相關服務的增加、使用和交付模式。云計算擁有高速的計算分析功能和較大的存儲空間，將云計算作為巨量的信息處理平臺，使智能家居的智能功能明顯增多，設備響應速度快捷， 這是傳統智能家居難以比擬的。而且很多智能家居系統本身沒有數據處理能力，但擁有了云端以后，用戶即可利用云端將信息存儲起來，通過連接到云端的手機或者嵌在墻上的終端，可以非常有效安全快捷地掌控家居的風吹草動。
同時，全方位的人性化也是未來智能家居發展的目標之一。而這一點可依靠智能家居軟件實現，一鍵式控制，簡單易懂。智能家居軟件場景控制中還設有聯動、定時、自動等功能，而這無疑會大大提升用戶的體驗感。
5 智能家居的存在意義
隨著消費水平的提高，人們不僅僅滿足于擁有一所房子， 而更致力于自身居住環境的改善及生活的享受。而智能家居的出現和發展，恰恰滿足了人們在這一方面的需求。智能家居能夠幫助人們解決許多問題，給生活帶來很大的便利，其中包括了安全保護、環境調節、照明管理、健康監測、家電控制、應急服務等。例如在安全保護方面，當智能家居系統中的無線紅外探測器檢測到有人非法闖入時，連接至網絡中的報警器就會及時把信息發送至主人的智能手機端，令主人及時了解情況，采取措施，保證財產不受損失。而智能家居能實現的功能遠不至此，由此可以預見其未來的市場前景將十分廣闊。
6 結語
從以上的分析可以看出，各種新技術的飛速發展不斷地加快了智能家居的進程。然而在智能家居系統的發展過程中，同樣存在了以下幾方面的問題。
（1）目前各類智能家居產品在造價方面往往價格不菲，這對于智能家居能否最終在普通老百姓家庭中得到普及十分關鍵。因此，對廠商而言，進一步降低產品的成本是關鍵所在。
（2）就現階段而言，智能家居系統還存在著操作復雜操作，缺乏人性化，產品穩定性低等問題，這需要廠商加大研發力度，提高產品技術水平，用可靠的產品贏得市場。
（3）在標準協議方面，各廠商和系統之間還沒有一個標準的、統一的通訊協議，這給不同廠商產品之間的互聯互通帶來了很大障礙。今年《家用及建筑物用電子系統通用技術要求》的頒布，將有希望推動整個智能家居行業朝著標準化、規范化的方向發展。
（4）作為一項出門產品來說，售后服務是影響消費需求的重要因素。受限于規模，目前智能家居系統的維護體系尚未形成。這制約了智能家居市場的發展。
但作為國內的一項新興產業，我們有理由相信，隨著技術的進步和行業內各大廠商的溝通協作，智能家居在未來將擁有非常廣闊的市場前景。
參考文獻
[1] 向忠宏.智能家居[M].北京：人民郵電出版社，2002.
近年來物聯網飛快發展，在各個國家都得到了高度的重視。而隨著物聯網的發展，物聯網技術被應用于各個領域，與民生最為密切的應當屬智能家居系統。智能家居系統就是通過互聯網和物聯網使家庭實現智能化、自動化。給用戶帶來輕松、愉悅、便捷的生活環境。隨著物聯網技術的革新和發展，成本逐漸降低，智能家居系統將得到更多用戶的支持使用，智能家居將有更加廣泛的商業市場。
所謂智能家居，顧名思義就是家庭實現智能化、自動化?！爸悄芗揖印笔且约彝プ≌瑸閱挝?，利用先進的互聯網絡、電氣自動化技術、RFID、ZIGBEE、無線電技術，將家庭設備有機的結合在一起，通過網絡來管理家中設備和實時監控家中情況的系統，“智能家居”集系統服務和控制管理于一體，以此來為人們提供優質舒適、高效節能、健康環保居住環境，讓人們更好的享受生活。
智能家居系統一般由以下幾個部分組成：1.智能燈光控制系統;2.智能家電控制系統;3.智能監控系統;4.智能安全報警系統;5.訪問控制系統;6智能家居網關子系統。
1 智能家居系統總體功能
1)安防監控：包括各種報警探測器的訊息采集，開關門報警等如無線門磁、無線緊急按鈕、無線紅外動作探測器、無線煤氣探測、無線火警探測等，并完成與住宅小區物業管理和110報警的聯網。
2)家電控制：利用計算機、移動電話、PDA通過高速寬帶接入Internet，并對燈具、窗簾、空調、冰箱、電視、洗衣機等家用電器進行遠程控制、定時控制。
3)家居商務和辦公：實現網上購物、網上商務聯系、視頻會議。
基于Internet的電子商務使每天的工作事務變得更加容易和簡單。網上娛樂同樣簡單方便。如家庭影院、無線視頻傳輸系統、在線視頻點播、交互式電子游戲等，在智能家居中，你可以和家庭成員或其它游戲愛好者一起通過計算機、電視、甚至可以用PDA在線玩各種網絡游戲。
4)背景音樂：在居室的任何一間房里，包括廚房、衛生間和陽臺，均安裝背景音樂線，通過多個音源，可以讓每個房間都聽到美妙的背景音樂。
5)家庭醫療保健和監護：利用Internet，實現家庭的遠程醫療和監護。Internet在智能家居醫療保健中的作用有很大的潛力，不僅助您身心更加健康，而且會降低醫療保健成本。每天，你都可以在家中將測量的血壓、體溫、脈搏、葡萄糖含量等參數傳遞給醫療保健專家，并和醫療保健專家在線咨詢和討論，省去了許多在醫院排隊等候的麻煩。而對于家有老人和孩子的家庭，配備求助系統(按鍵)，保障家人的健康和安全。
6)智能抄表：具有功能完善的三表(水、電、煤氣)遠程傳送收費系統。
7)訊息服務：通過Internet可在任何時間任何地點獲得和交換訊息，訊息傳輸可以以多種形式，從靜態文本、圖形到動態的音頻、視頻訊息。同時，Internet改變了人們的通訊交流方式，使人們能通過文本、圖形、多媒體迅速地溝通訊息。E-mail、短訊息、聊天室等通訊方式對生活產生了很大影響;在旅行中父母可使用聊天工具和視頻會議工具保持和孩子聯系。在智能家居中，您還可以用手提電話或PDA通過無線網絡收發E-mail，接受最新的股市行情。
8)網絡教育。網絡教學將課堂帶進了家庭，可幫助老師鞏固課程，激發孩子們的好奇心?，F在學校和家長通過家居中的基于Internet的教育工具可以合作得更加緊密，并在家庭和課堂之間建立了橋梁。
2 智能家居給生活帶來了很多便利
1)省費用：不需要時，家中能源消耗設備可以自動關閉，這樣可以降低您的生活費用。
2)用方便：智能化系統提供遠程遙控接口，在您外出時，還可以通過電話或上網來調整和控制家電設備。
3)全性高：套家庭智能化系統在緊急情況時可以防御壞人侵入并及時報警，有效保證您的家居安全。
4)變生活方式：你可以在家辦公，在家炒股、炒匯、做期貨以及進行遠程會議、在家購物、在家培訓等。
智能家居最基本的目標，也是唯一的目的就是為人們提供一個舒適安全、高效便捷的生活環境。對智能家居產品來說，其核心是以實用為主，去掉那些華而不實，只能作為擺設的功能，產品必須以實用性、易用性和人性化為主。
應根據用戶對智能家居功能的需求來設計智能家居系統，整合以下幾個最實用的家居控制功能：包括電動窗簾控制、防盜報警、門禁對講、煤氣泄露警報、智能家電控制、智能燈光控制等，同時還可以拓展諸如三表抄送、視頻點播、點歌祝福等服務增值功能。
對很多個性化智能家居的控制方式很豐富多樣，比如：本地控制、遙控控制、集中控制、手機遠程控制、感應控制、網絡控制、定時控制等等，其本意是讓人們擺脫繁瑣的事務，提高效率，如果操作過程和程序設置過于繁瑣，就很容易讓用戶產生排斥心理。所以在對智能家居的設計時一定要充分考慮到用戶體驗，注重操作的便利化和直觀性，最好能采用圖形圖像化的控制界面，讓操作所見即所得。
整個家居的各個智能化子系統應能24小時運轉，所以系統的安全性、可靠性和容錯能力必須予以高度重視。對各個子系統，以電源、系統備份等方面采取相應的容錯措施，最好對一些重要系統采取備份電源，以便能在突發斷電情況下還能保證系統正常安全使用。而且質量高、性能良好，具備應付各種復雜環境變化的能力。
總而言之，智能家居正如初升的朝陽，在我國這還算是新興行業，其市場價值巨大，現在很多公司致力于智能家居的開發，勢必掀起人們改變生活方式的熱潮，會有越來越多的家庭構建智能。舒適和高效的家居。智能家居也必將成為物聯網時代下的一大高產產業，它所蘊含的巨大市場潛力，預示著智能家居行業前途一片光明，充滿機遇和挑戰。
