時間：2022-09-29 02:00:27
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篇物聯網與智能家居，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。
智能家居就是以住宅為平臺，兼備建筑、網絡通信、信息家電、設備自動化，集系統、結構、服務、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環保的居住環境。智能家居系統可以為您提供家電控制、照明控制、窗簾控制、電話遠程控制、室內外遙控、防盜報警、以及可編程定時控制等多種功能和手段，使您的生活更加舒適、便利和安全。筆者所在的課題組利用當前智能家居技術的新理念與技術，開發技術先進、性能卓越、實用性強的物聯網智能家居實現系統，并指導學生掌握其管理與維護技術。
1 物聯網智能家居實訓系統組成和內涵
物聯網智能家居實訓系統由智能照明、智能安防、人臉識別門禁、智能音響、智能冰箱、能耗監測、環境監測、智能窗簾等子系統，及物聯網應用上位機管理軟件組成，各子系統通過連接電纜進線連接，采用 ZigBee、wifi、3G 多種網絡技術傳輸傳感及控制信息。系統支持智能家居設計、安裝、調試以及應用編程等多種方式來鍛煉師生的技術水平，是一套既能展示物聯網智能家居應用，又能掌握相應技能和知識的實訓系統。
本開發平臺實現對物聯網三層（感知層，網絡層，應用層）的全方位技術運用，比較全面的兼顧了物聯網所涉及的各類技術，包括無線傳感器硬件、嵌入式軟件系統、Wifi、Internet 端應用軟件開發教學，設計提供了智能家居多個子系統的應用實訓，該系統所涉及到的技術主要包括：電子電路、2.4GHz 高頻通訊、ZigBee 無線網絡、無線傳感器、無線 SoC、嵌入式 ARM、UHF RFID 射頻識別、3G、Ethernet、服務端軟件開發。
開發平臺提供了功能強大的以 ARM 處理器為內核的網關硬件和自主研發的網關核心軟件，不僅能完成多種無線網絡管理，傳感器和射頻識別信息處理，而且可以通過不同無線和有線網絡路徑，將數據傳輸到上位機管理平臺，并存入數據庫，支持遠程訪問，并運用虛擬技術仿真智能家居場景及設備解決場地及設備制約因素。
2 系統功能
針對職院學生，主要鍛煉的是學生的動手能力和實際操作的技能。學生可以根據自己的設計想法改變模擬房間內環境，也可以通過一體式計算機通過因特網訪問房間內自動化服務器，對智能設備、視頻監控等遠程控制、訪問。該裝置能進行智能家居系統設計、線路的設計與連接、調試、故障排除、系統配置等實驗和實訓。
在打分環節考慮到人為因素對比賽結果的影響，在系統中，特別設計了自動評分功能，對各個系統網絡連通性、電源接線、軟件配置進行自動化檢測，為實訓成績提供客觀的依據。
2.1 智能照明
包括智能照明管理軟件模塊、燈控模塊/調光模塊、通信模塊、燈具，通過和網關通信，支持本地控制和管理軟件遠程控制，本地可以設置感應開/關閉，并和光敏檢測模塊聯動，實現自動化。
2.2 智能安防
包括智能安防管理軟件模塊、窗磁、煙霧感應器、主動紅外入侵探測器、攝像機、雙鑒探測器對非法入侵、火情、煙塵等監測，針對突發事件做出緊急處理，與 GSM/GPRS 短息貓聯動，當發現有異常時攝像機自動截取畫面并發送消息至指定手機或報警。
2.3 人臉識別門禁
人臉識別門禁系統由主人臉識別門禁機、門禁控制器和電鎖組成（聯網時外加電腦和網絡通訊設備），使用方式屬非接觸方式，出入人只要在人臉識別門禁機附近（30-80 厘米）晃動一次，人臉識別門禁機就能將識別結果發送到門禁控制器上，然后由門禁控制器進行檢查核對合法性，決定是否進行開門動作。整個過程只要在有效的使用范圍內均可實現門禁管理功能。人臉識別門禁機安裝門邊墻內外，而不影響其工作。
人臉作為每個人身體的一部分、不能復制、安全可靠。并通過網絡與電腦進行實時監控（可由電腦發指令開/關所有門，并可實時查看所有門的狀態）、數據處理、查詢、報表輸出等。
2.4 智能音響
包括智能音響管理軟件模塊、情景音樂系統主機、高保真音箱，通過軟件平臺來控制音樂的播放。
2.5 智能冰箱
包括智能冰箱管理軟件模塊、RFID 讀寫器、食物冷藏柜。通過 RFID 技術實現食物管理功能，通過 PC管理平臺訪問，配合食品圖示，能看到冰箱內的食物信息，食品提醒設置，一旦冰箱內食物短缺或過期，就會發送短息到指定手機。
2.6 能耗監測
包括能耗管理軟件模塊、智能插座、能耗統計模塊。通過智能插座實現所有電器通過數據采集終端，無線網絡，實現無線抄表、管理功能。可以定制統計分析功能，并通過監控系統控制臺、智能手機實現可視化查看和管理，體現綠色節能理念。
2.7 環境監測
本系統包括環境監測管理軟件模塊、溫濕度、光敏無線通信模塊。實現溫度、濕度、光敏等監測，針對環境參數設備智能開啟相關設備自動調節環境溫濕度或與其他系統進行聯動，對突發事件做出緊急處理。
2.8 智能窗簾
本系統包括智能窗簾管理軟件模塊、窗簾控制器、電動窗簾，通過和網關通信，支持本地和管理軟件遠程控制， 本地可以設置感應開/關閉，并和光敏檢測模塊聯動，實現自動化。
2.9 上位機管理軟件
系統包括照明、窗簾、能耗、電器、安防、環境監測、實訓評估模塊，本實訓管理平臺是以上各個系統的一個綜合性、集中管理平臺。內容包括：系統的實時狀態查看、遠程控制、數據存儲、統計分析、參數設置、預警。如圖1所示。
3 系統特色
真實的家居環境需要投入大量的人力物力，從實訓的角度來說，需要耗費大量的時間和經歷建造樣板房，投入巨大。因此，設計采用模擬家居環境的智能家居系統，將涉及到的應用及控制模塊和設備安裝部署在可收縮的網孔板機柜上，減少對空間的占用，并可應用于以后的實訓教學中。
智能家居實訓系統安裝在一個網孔板機柜上，可以收攏展開，展開后尺寸為 2.4m*0.8m*1.9m（長*寬*高），收攏后尺寸為 0.8m*0.8m*1.9m（長*寬*高），實訓設備可以自由安裝，具有很大的靈活性。
各系統的控制模塊均安裝在 86 盒內，可靈活部署在網孔板的任意位置，方便師生根據自己的設計完成施工。
4 總結
本文介紹了一個物聯網智能家居實訓系統的設計與實現，系統中模擬了智能家居中的部分場景，并在實驗室環境中做了大量的模擬測試，程序運行良好。總之，進行基于 ZigBee 技術的物聯網智能家居系統的設計分析，有利于提升基于物聯網智能家居系統設計水平，促進在實際中的推廣應用，具有積極作用和價值意義。
參考文獻
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[3]陳龍濤，羅桂娥，周衛等.基于ZigBee 技術智能家居系統的研究與設計[J].微型機與應用，2010.29（20）：100-102.
作者簡介
江進（1981-），男，江蘇省句容市人。碩士學位。現為江蘇農林職業技術學院信息工程系教師。研究方向為計算機技術。
【關鍵詞】物聯網 智能家居 ZigBee 遠程控制
物聯網，顧名思義，就是將任何物品像互聯網一樣相互連起來。第一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通訊。是一種通過射頻識別（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，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
智能家居是以各種家電設備為基礎平臺，采用先進的計算機、通信和控制技術，實現全面的安全防護、便利的通訊網絡以及舒適的居住環境的家庭住宅系統。它包括可視對講、家電控制、家庭內部的安全防范、遠程的視頻監控等等。隨著“物聯網”網絡技術和智能家用電器設備的飛速發展，越來越多的家庭追求更加便捷的家居生活方式，實現電器互聯互通，通過家電控制器、家庭網關將家電連接到廣域網，從而實現隨時隨地的遠程控制。
1 系統的總體方案
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。
2 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IEEE 802.3u規格，并且還支持IEEE 802.3x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。
3 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。
4 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。
參考文獻
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[4]習劉，舉平，余為清.基于GSM技術的智能家居遠程控制器設計[J].嵌入式系統應用，2010，26（4）：45-46.
作者簡介
屈偉明（1989-），男， 陜西省人。大學本科學歷。主要研究方向為計算機網絡和移動通信技術。
[關鍵詞]物理網 智能家居 應用現狀 開發
中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）16-0249-01
傳感器技術的逐步應用和網絡技術的全面拓展，外加性能優良的傳感器的大力應用，使得智能感知有所實現。無論是家居系統產品，還是網絡概念家居均表明智能家居取得了一定的成效。因此，本文將依托物聯網，重點探討智能家居開發問題，不斷增強家居功能，達到遠程網絡互聯。
一、物聯網的內涵
物聯網形成于研究人員在不同領域的探索成果的匯總，研究人員在普適計算機方面開展的探索活動是物聯網問題的根本原因。各個學者面向物聯網給出了不同的定義，其中歐洲項目組認為物聯網是商業和信息交流之間的參與者，可促進社會的前進，是可有效互動、和外部環境發生交換獲取的信息數據，免受人為干預，能夠自發做出某些行為，提供所需服務，可精準展現和作用真實生活的某些事件。但RFID項目組將物聯網看作形成于標準通信協議之上，通過具備位移地址對應互聯網物體組建的網絡。物聯網能夠劃分成不同的層次，其核心技術為射頻識別以及納米技術等。
二、智能家居概述
智能家居系統主要包含內網、外網以及網關這三個部分。對于內網主要是在家電及其余設施之間建立聯系，屬于局域網，而外網通常為小區局域網，可進行遠距離傳輸。對于網關主要聯系內網與外網，達到外網對內網的全面控制。
當下智能家居系統通常具備下述功能：其一，燈光智能控制。參照室內光線強度合理調整照明設備開光，進而讓室內光線處于理想狀態；其二，家電智能控制。圍繞家電實施自動控制，可參照室內溫度合理開關空調；其三，智能安防功能。現有家庭安防系統具備火警異常情況監控功能，如果出現異常，則安防系統便即發出警示，通過緊急處理將損失減小到最低程度。
另外，也涉及家居設線系統等內容。因在技術水平與經濟成本等內容上存在制約，現下并未研制出成熟的家居系統，然而借助無線傳感器自身突出的擴展能力，當設計系統時提前保留擴展接口，即便要增設設備或優化技術也無需面向現有系統開展改造調整活動，只要經由FIRMWARE升級，利用節點擴充便能夠達到系統升級的目的。
三、物聯網當前的應用情況
現階段，對智能家居而言，物聯網應用一般表現在家庭自動化以及安防系統等內容中。家庭自動化主要指代面向傳統家用電器裝設傳感器，配置執行器，轉變為智能家電，是傳感器網絡的基本節點，同時，利用互聯網和外部網絡形成互聯，讓用戶能夠面向家電實施遠程操作。而安防系統主要指代針對住宅設置傳感器節點，以此來監控火警等異常狀況，如果出現意外，上述節點便把危險信息傳輸至終端，第一時間警報，進而能夠馬上處理險情，以免進一步擴大。
四、基于物聯網的智能家居開發
形成于互聯網之上的智能家居具體包含居住環境體會和互動、相關數據傳送以及應用服務層。其中居住環境體會和互動指代把所有的傳感器構建連接，以此來提供贏得居住環境主要物理信息與居民基本生活狀態等項目。網絡數據輸送可實現居住環境狀態與居民信息的有效傳輸。而應用服務層可依照收集的數據達到自主支配家居設備這一目的。
（一）整體設計
1.智能網關設計
家庭智能網關在智能家居設計活動中占據著核心位置，可采集并整合各個網段的信息。從內部家居網絡層面而言，其和ZigBee協調器緊密相連，且為住宅信息的基本出口；從外部網絡層面而言，其和互聯網緊密相連，它為遠程操作指令連進家庭內部網的末尾工序。因內部及外部信息均借助家庭智能網關完成傳輸，由此可知，該設計可提升智能家居的可靠性和安全性；
2.網絡層設計
形成于物聯網之上的智能家居內部的網絡傳輸主要負責管理每一個住宅設備自身的網絡信息傳送，且具備遠距離控制平臺的關聯系統。對于網絡層設計主要涵蓋家庭智能網關以及控制中心等多項內容，其中傳輸的信息強調控制與數據信息，具體存在有線及無線傳輸類型。比較有線及無線傳輸發現，無線傳輸更容易管理，由此可知，無線傳輸將更為常用；
3.感知層設計
依托ZigBee節點構建形成的ZigBee主要分布在感知層中。其內部的傳感器可借助ZigBee節點把居住環境信息發送至智能網關，同時，應用層自身的指令信息可借助ZigBee節點傳達給執行設備，進而完成預定操作。借助一系列傳輸，達到底層ZigBee節點的有效連通；
4.應用層設計
應用層設計在智能家居設計活動中占據著重要位置，當下的智能家居，其應用層設計以家居安防監管、家庭信息規劃、家庭信息加工和家庭環境監控。
（二）硬件設計
具體分部如圖-1，形成于物聯網之上的智能家居，其硬件設計一般把節能看作重點內容進行探究。局域網自身的微處理元件及通信設備選取關乎智能家居系統實際功耗與具體的傳輸效率，且末端節點的可靠性及工作效率關乎著整個系統的穩步工作時間與安全性。因此，形成于物聯網之上的智能家居自身的硬件設計需重視微處理元件以及通信方式自身的節能設計。
結語：
我國在智能家居中的起步較晚，然而因生活水平的不斷提升，人們在家居環境方面提出了嚴格的要求，通過國家政策的支撐，智能家居的探索越來越頻繁。一些大企業更是爭相推廣、大力宣傳智能家居，部分通信商甚至把物聯網服務看作主要發展方向，這為智能家居的提升與發展創造了難得的契機。
參考文獻：
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作者簡介：
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 ZIGBEE；物聯網；智能家居系統設計
中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）17-0032-01
智能家居系統的發展和更新換代已經經歷了四代的變革，智能家居系統也在實踐中不斷的完善和優化。當今，智能家居系統的發展趨勢是朝著自動化、實時化、高效化、穩定化的方向逐步發展。基于ZIGBEE的物聯網的智能家居系統的建立正是對前幾代智能家居系統的繼承和發展，它也在不斷的發現問題、解決問題，實現智能家居系統的更新換代升級。這么做就是為了更好地滿足人們對智能家居系統的高品質、高品位的需求。用戶通過對智能管理系統的充分利用，可以讓家居生活變得更舒適、更安全、更有品位。
1 ZIGBEE技術的解析
ZIGBEE技術是一種新型的技術升級，它介于無線標記技術和藍牙之間，主要用于近距離的無線連接，其目標是為了實現低能耗、低成本、近距離、高安全性的雙向通信。它的標準是由IEEE802.15技術委員會制定的。它有三種可供使用的頻段，分別針對的是美國、歐洲和其他地區。ZIGBEE技術作為一種新興的技術，它具有以下技術特點。
1.1 是網絡容量大
通過ZIGBEE技術建立起來的網絡最多可以包含255個網絡節點，如果再加上網絡協調器，整個網絡最多可以容納6400個ZIGBEE網絡節點。
1.2 強大的兼容性
使用ZIGBEE技術可以與現有的控制網絡交互鏈接，無任何抵制。
1.3 數據傳輸可靠
ZIGBEE技術采用了碰撞避免機制來保障傳輸數據的可靠性，通過一定的技術支持，可以實現避免發送數據的競爭和沖突，同時每個發送的數據必須保證接收方接收信息并予以確認。
2 基于ZIGBEE的物聯網的智能家居系統的技術結構
以ARM微處理器為中心，建立家庭網關平臺，對外通過互聯網連入公共網絡，對內通過ZIGBEE的物聯網在家用電器和其他設施中通過局域網連接。
使用ARM微處理器芯片S3C2440作為智能家居系統的主要控制器，利用ZIGBEE芯片JN5121組成只能家居控制系統，將家庭中的其他控制器與ZIGBEE無線節點模塊相結合，拓展出更多的功能模塊。
在WEB服務器和通用網管程序的基礎上實現家庭主控制器對家用電器與安全防衛的本地和遠程監控，完善嵌入式家庭網關設計程序。
3 基于ZIGBEE的物聯網的智能家居系統
ZIGBEE技術應用在家居系統上，它的主體結構主要是由一個ZIGBEE協調器分節點和3個ZIGBEE終端器組成，3個ZIGBEE終端器節點分別連接門禁系統、電氣系統和溫濕度傳感器，然后通過無線信號傳輸器把傳感器數據傳輸給協調器節點，再由家居智能系統終端控制器和處理器作出處置。
在基于ZIGBEE的物聯網的智能家居系統中，ZIGBEE家庭無線網絡是這個智能系統中最重要的部分，它的主要功能是對家庭中的各種信息進行監控，采集各種數據并收集各種有用信息，保存并傳輸給家庭網關中。家庭網關是家庭內部網與外部網進行信息交換的核心，它的主要功能就是保證通信協議的轉換和信息的實時傳遞。用戶可以通過互聯網、移動通信網絡與智能家居系統的互通，對家中的信息實行實時監控。
在一個ZIGBEE網絡中，ZIGBEE的網絡拓撲結構主要有星形網、網狀網和混合型。基于ZIGBEE的物聯網的智能家居系統主要采用T1公司開發出的CC2430芯片來實現ZIGBEE網絡通信。在這幾種結構中，以網絡網的功能最強大，它可以通過“多級跳”的方式來實現通信；星形網則具有簡單、簡潔和能耗低的優點，它的使用對象主要針對家庭的小規模應用，適合距離較近、復雜度較低的情況；而混合型的網絡則介于兩者之間。
通過利用T1公司的CC2430的ZIGBEE協議線，再通過設計出的各個節點的應用層軟件，協調器節點上的系統進行初始化工作，等待家庭網關發送命令建立網絡，ZIGBEE通信網網絡建立后，等待終端的加入。在接收到家庭網關的命令后，在網絡中發送監測的命令。這樣形成循環模式，在收到終端的監測數據后再實時傳送給家庭網關。
4 結束語
基于ZIGBEE的物聯網的智能家居系統的設計和更新順應了智能家居系統的發展趨勢，在不斷的優化、更新中，不斷滿足人們對于智能家居系統的高品質、高品位的需求。雖然，從前來看，基于ZIGBEE的物聯網的智能家居系統仍舊存在這樣和那樣的問題，但從總體上看，基于ZIGBEE的物聯網的智能家居系統基本上滿足了人們對于家居系統的特定需求。
基于ZIGBEE的物聯網的智能家居系統憑借著ZIGBEE技術的低能耗、低成本、近距離、高安全性的優點，對人們提高家居生活的品質和品位提供了一個很好的手段，它完全能夠適應今后智能家居的發展需求。
參考文獻
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【關鍵詞】智能家居；物聯網；行業分析；發展前景
科技改變生活，引領時尚。在過去的一年里，谷歌眼睛、三星gear智能手表，以及還未的蘋果iwatch始終吸引著大眾的眼球。科技不斷飛速發展，新技術層出不窮，科技領域相應也發生翻天覆地的變化。與科技相關的信息產業和IT技術逐漸呈現出五大趨勢――“云物移大智”，即云計算、物聯網、移動互聯網、大數據、智慧城市。這五個要素相互促進、相互融合，無孔不入的從各個角落影響和改變著我們的生活。其中讓我們感受最深的是基于物聯網的智能家居，其必將給我們的生活帶來前所未有的改變。
智能家居，通俗地講，是將計算機網絡、自動控制系統和網絡安全通訊技術融為一體的智能化網絡化的家居控制系統。用戶可以方便的通過便攜設備管理家庭設備。比如，通過觸摸設備、電話、互聯網、無線遙控器或者語音識別設備控制家用設備，執行場景模式操作，多個設備相互聯動，并且家居內的設備可以相互通訊，根據預設的模式或環境自發運行，給用戶帶來最大限度的舒適、便利、高效與安全。
比爾?蓋茨的“未來之屋”可以算的上最早最全的智能家居的應用代表：進入蓋茨家前給訪客配備特制的電子胸針，進入“未來之層”后，電子胸針會自動記錄訪客個人的相關資料，并且可以透過胸針內建的微型發訊器，自動連接中央控制器，電腦通過分析胸針傳來的數據進行分析處理，再分別對空調、音響及燈光系統等下達指令，在不知不覺間展開一連串的驚奇互動。
其實，物聯網智能家居的概念很早已經被提起，也經過了十幾年的發展，并且曾經得到過國家的大力推廣，但由于當時技術的所限，未能在市場上大面推廣，遲遲沒有像人們預期的那樣深入到百姓的日常居家生活中。近兩年來，智能手機終端的大量普及、3G網絡性能的提升以及最近國家緊鑼密鼓的4G網絡的推進、國家對物聯網各個關鍵技術的突破，為物聯網智能家居走入尋常百姓家提供了機遇。
新技術的成熟和發展給智能家居產品帶來了革命性的變化，產品由原來的有線連接改為現在的無線連接，在得到通訊技術的發展與支持，產品更加智能化。從產品角度來講，以后的智能家居產品會朝著實用化、傻瓜化、模塊化的方向發展。所謂模塊化就是產品開發商把智能家居產品做成模塊化的，可以根據用戶的實際需要任意搭配，不僅可滿足不同層次用戶的需要，而且可以節約成本，也可以節約不必要的端口模塊的浪費。
根據國內智能家居市場的相關調查，消費者比較關注關心的是安防報警、對講、燈光控制和空調控制等功能，一般有需求的用戶會優先選擇與家庭安防相關的產品。影響智能家居潛在需求的關鍵因素是需求意愿，而影響需求意愿的關鍵因素是感知有用性。所以要從消費者最關注、感覺對他們最有用的產品入手來促進智能家居的發展。支付能力是影響智能家居市場的關鍵因素，企業應該不斷進行技術創新，降低供給成本，進而降低產品價格；同時推出差異化產品，根據不同收入水平的消費者推出不同層次的服務產品。
智能家居是住宅智能化的核心部分，目前我國的智能家居市場有三個特點：一是市場潛力大，現在有房地主企業在全國的發展都很火爆，作為其下游產業，智能家居市場前景還是非常樂觀的；二是產品多，廠家多，大部分集中在上海、北京、深圳、廣州等地。但到目前為止還沒有一家形成規模化；三是目前國家對智能家居行業還沒有統一的行業標準，使得很多中小企業各自為政，按自己對市場的理解來開發產品，相互間的產品不具備兼容性，這種局面就像春秋戰國時代諸侯爭霸。
當然，智能家居的發展自然少不了安防、家電、IT和系統集成商的密切合作，只有這樣才可以整合各自特有的優勢，盡快打出一片天地。今后幾年智能家居市場會進入一個行業整合階段，最終將會出現幾家規模比較大，品牌影響力好的廠家。
我國現階段正處于居民消費升級，工業化、城鎮化、信息化、農業現代化加快融合發展的階段。國家為了推動信息化、智能化數字化城市發展，國家了關于促進信息消費擴大內需的若干意見，并出臺了一系列政策進行扶持，這些都為智能家居、物聯網行業的發展奠定了堅實的基礎。移動新技術的出現和國家的大力扶持，智能家居會迎來一個新的春天。在大的房地產受到調控的行業背景下，智能家居市場仍然明顯增長，勢頭良好。這說明智能家居行業進入了一個新的發展階段。
在接下來的幾年里，智能家居將進入快速的發展階段，一方面關于智能家居相關的協議與技術標準開始主動互通和融合，另一方面智能家居的行業并購現象開始出來甚至成為主流。雖然未來的幾年是智能家居行業發展極為快速的幾年，但也是最不可琢磨的時期，由于住宅家庭成為各行業爭奪的焦點市場，智能家居作為一個承接平臺成為各方力量首先爭奪的目標。誰能最終勝出，我們可以作種種分析，但最終結果，也許只有到時才知。但不管如何發展，這個行業內將誕生多家大型的智能家居企業。
智能家居肯定是改變生活的一種趨勢，現在關于智能家居的產品也隨處可見，除了日常的家用電器設備外，智能家居也向更深更廣的方向延伸，如智能手環檢測健康，智能珠寶來監測室外的紫外線強度，雨傘根據天氣變化提示是否有雨，這些都是智能家居生活的一部分。
在中國城鎮化、信息化、智能化等國家政策與產業趨勢下，相信智能家居一定會得到迅速發展，在未來，沒有智能家居系統的住宅將像今天不能上網的住宅那樣不合潮流。相信不遠的將來，智能家居一定會更好地造福人類。
參考文獻
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關鍵詞：物聯網；智能家居；示范工程；家庭組網
中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：2095-1302(2012)05-0058-03
0引言
智能家居，或稱智能住宅，在英文中常被稱為Smart Home。與智能家居的含義近似的還有家庭自動化（Home Automation）、電子家居（Electronic Home）、數字家園（Digital Family）、家庭網絡（Home Networking）、網絡家居（Network Home）及智能家庭/建筑（Intelligent home/building），在香港和臺灣等地區還有數碼家庭和數碼家居等稱法[1]。
物聯網時代的智能家居表現為利用信息傳感設備（同居住環境中的各種物品設備松耦合或緊耦合）將與家居生活有關的各種子系統有機地結合在一起，并與傳輸網絡連接起來，進行監控、管理信息交換和通訊，實現家居智能化。智能家居系統一般包括智能家居控制管理系統、終端（家居傳感器終端、智能控制器）、家庭網絡、信息中心等。
與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統的居住功能，能提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間，還應由原來的被動靜止結構轉變為具有能動智慧的工具，提供全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優化人們的生活方式，幫助人們有效安排時間，增強家居生活的安全性，甚至能夠節約各類能源等。
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。就目前的發展趨勢分析，預計在今后的幾年內，全世界將有近億的家庭構建智能、舒適、高效的家居生活[2]。
1推動智能家居示范工程建設
隨著信息化技術的不斷發展和國家政策的不斷導向，面對智能家居的巨大市場，各行業中的領軍企業均推出了具有各自特色的智能家居產品。例如，霍尼韋爾、海爾、三大移動運營商、有線運營商、國家電網等[3]，均在大大小小的物聯網展會上出現智能家居應用展示的身影，全方位地宣傳及真實場景的演示，使普通民眾對智能家居有了非常直觀的了解。但是，如果智能家居僅僅停留在應用演示上，而沒有真正深入到普通群眾生活中，不能真正為普通群眾提供便利服務，就必然會喪失智能家居所產生的初衷，也就更談不上推動社會的發展進步。
步入2012年以來，國家及各省、市級政府都著力推動物聯網應用示范工程的建設。工信部制定的《物聯網“十二五”發展規劃》中明確提出開展面向社會管理和民生服務領域的物聯網應用示范，重點支持公共安全、醫療衛生、智能家居等領域的物聯網應用示范工程。發揮物聯網技術優勢，提升人民生活質量和社會公共管理水平，推動面向民生服務領域的應用創新”[4]。智能家居應用示范不僅是目的，更是手段，通過應用需求牽引，推動智能家居各項技術創新、標準研制和產業培育。在智能家居應用示范過程中，通過創新應用模式來構建與各類智能家居應用相適應的運營模式和市場化運作機制，形成一批模式新穎、機制靈活的成功案例和應用模板，并逐步向更大范圍內規模化推廣。
2家庭組網技術的選擇
智能家居示范工程建設與智能家居應用演示有著本質的區別。應用演示主要用于展現各項奪人眼球的新應用、新產品，展現智能家居的創新發展思路。但是，智能家居示范工程建設卻必須要求能夠為普通民眾提供實實在在的生活服務。家庭組網作為智能家居中的一項核心關鍵技術[5]，必然要根據應用演示和示范工程的目標不同而產生相應的變化，進而從不同的角度對技術進行研究和驗證。
在各類展會上的智能家居應用演示中，具體組網技術的選擇只需要能確保相應的演示效果即可。而在智能家居示范工程中，家庭組網技術需要針對如下幾個方面進行研究驗證后再進行選擇使用。
2.1家庭安防
智能家居要能夠真正為普通民眾提供生活服務，就要從普通民眾的具體需求出發，以民眾的基本生活需求和感興趣的業務應用作為選擇技術實現手段的驅動力。在智能家居的發展過程中，運營商、家電廠商、IT企業等紛紛推出了豐富多樣的智能家居體驗應用，不斷拓展智能家居所涵蓋的內容。
家庭安防一般由兩方面內容組成：家庭安防傳感節點監控以及視頻監控。其中，家庭安防傳感節點包括門窗磁傳感器、水漫傳感器、煙霧傳感器、燃氣傳感器等。家庭安防傳感節點與家庭內部核心控制節點之間需要有信息的交互，由于交互信息數據量較小，提供窄帶傳輸即能滿足要求。而視頻監控則要求傳輸視頻流，對于數據傳輸速率要求較高，因而需要能夠提供寬帶傳輸。便利生活服務則是將后端服務平臺提供的信息在家庭內部顯示終端上進行展現，該項功能僅僅要求家庭內部能夠接入到外部互聯網即可。
可見，從普通民眾對智能家居的需求出發，要求家庭組網能夠同時滿足寬帶加窄帶的網絡傳輸能力。在組網技術中，有線組網技術均能提供較高的數據傳輸速率；而無線組網技術中，特別是一般設計用于設備控制、節點間通信的組網技術（如ZigBee、Z-Wave等），通常只具備較低的數據傳輸速率[6]；Wi-Fi、Bluetooth4.0、UWB等技術所提供的數據傳輸速率一般較高[7-8]。因此，要同時滿足智能家居各項應用需求，往往需要結合多種組網技術，單純依靠一種組網技術是無法達到全部目標的。
2.2家庭內部建筑結構
在智能家居應用演示中，展示廳通常都是設在同一平面的一塊相對較小的敞開區域內的，因此，對于家庭組網技術的網絡拓撲無需做太多要求。但是，智能家居示范工程是要在實際的居民家庭中進行建設，家庭內部的建筑結構必然需要納入到網絡系統設計的考慮范圍之內。
家庭內部建筑結構根據房產開發商的設計可以有多種戶型樣式，而且住戶也可能根據自身需求，在家居裝修時對房屋戶型結構進行一定范圍內的更改。家庭內部不同房間內的節點設備之間需要進行通信，且各個房間之間都有墻體阻隔，因此隔墻通信對家庭組網技術也提出了一定的特別要求。
對于有線組網技術來說，若房屋尚處建造階段或是內部裝修階段，則可以在墻體內布放相應線纜（電力線、同軸電纜、以太網線等）來實現隔墻通信。而當房屋已經建造并裝修完畢后，有線組網就會存在兩種方式的問題：其一，如果不考慮在墻體內重新布放線纜，則需要通過已布放的線纜來進行信息傳輸。通常在家庭內部裝修時，只有電力線布放的范圍最為廣泛，能夠覆蓋到整個家庭的各個房間角落，但是電力線組網傳輸較容易受到外界環境及電器設備的影響（比如劣質電源適配器的影響）。其二，如果考慮在墻體內重新進行線纜排布，則需要破壞已有的建造裝修成果，成本較大。
可見，針對已建造裝修完成的房屋，采用無線技術進行組網較為合適。但是，無線組網技術在家庭內部會受到墻體影響，傳輸信號會逐步衰減。因此，需要設計采用合理的網絡拓撲結構來保證無線信號的傳輸質量。在眾多無線組網技術中，ZigBee技術所設計使用的樹形網絡路由器節點[9]、Bluetooth技術所設計使用的散列網橋節點等，均能夠用來解決家庭中隔墻傳輸信號的中繼問題[10]。
2.3技術發展成熟度及產業化規模
智能家居示范工程的建設就是為了能夠打造智能家居產業鏈，建立商業運營模式，并在以后能夠進行智能家居的大規模推廣。受此建設目標的驅使，在不同于智能家居應用演示中，可以采用最前沿的家庭組網技術，在智能家居示范工程建設中，必須要針對家庭組網技術的發展成熟度、產業化規模化支撐等進行評估。
以無線組網技術為例，Z-Wave從設計之初就專用于家庭自動化領域，包括照明控制、讀取儀表（水、電、氣）、家用電器控制、身份識別、門禁窗禁防盜、預警火災等。與ZigBee相比，Z-Wave的工作頻段干擾少、功耗低、設備激活時間短[6]，但是，Z-Wave最為明顯的劣勢就是無國際標準作為技術根基，不利于發展推廣，且芯片供應商短缺。據了解，在國內進行Z-Wave模塊開發的技術提供商屈指可數。可見，智能家居示范工程建設并不適宜采用Z-Wave技術進行家庭內部組網。
以有線組網技術為例，G.hn家庭聯網標準已經于2010年6月正式獲得ITU批準通過。G.hn的設計初衷是要解決既有有線組網技術的問題，透過家庭內部既有的同軸電纜、電力線和電話線，以1 Gb/s的速率傳輸數據，并促進周邊媒體的共存，更強調以低功耗的電源管理，來促進家庭網絡中智能型裝置的應用[11]。ITU已于2011年12月了更完善的G.hn標準，據業內人士預計，搭載G.hn方案的機頂盒、家用網關等產品將于2012年上半年登場。可見，雖然G.hn家庭聯網標準能夠兼容家庭內部既有的電力線、同軸電纜及電話線，可使家中各類設備無縫互連，同時支持數據傳輸、高清視頻、語音服務、共享服務等所有家庭多媒體業務，但是，G.hn芯片問世時間尚短，很多針對標準的研究還僅僅停留在技術理論層面，市場化成本因素等還無法進行準確估計。鑒于搭載G.hn方案的產品距離規模化應用尚有一段時日，G.hn組網技術同樣并不適用于當前的智能家居示范工程建設。
2.4系統的擴展性
在各類展會的智能家居應用演示中，一旦布設好一套智能家居系統，那么，在整個展會期間，基本不會再對該系統進行任何升級和更新操作，而只需確保系統的穩定運行即可。
但是，在智能家居示范工程建設過程中，家庭住戶的需求通常是會發生改變的，例如家中增添了一些全新的設備或是對原有設備提出了新的功能控制要求等。隨著科學技術的飛速發展，我們無法預計到，在半年之后、一年之后會出現具備何種功能的日常家居設備。若要在已建設好的智能家居系統中能夠便捷地納入這些全新的家居設備，則要求智能家居系統，特別是家庭網絡要具備良好的可擴展性。對于家庭網絡的核心控制節點而言，具備可擴展性尤為關鍵。原因是一旦家庭內部新增了一類全新的家居設備，并且要求該類設備節點能夠與核心控制節點進行通信，那么就必然會產生兩個方面的要求：一是核心控制節點要進行升級更新，增加控制新設備的相應功能；二是設備節點在經過配置后加入到已有的家庭網絡中。在上述兩個方面要求中，核心控制節點升級更新的效率將會直接對建設單位的運維成本以及家庭住戶的感知體驗產生影響。
通過對現有ZigBee組網產品學習研究的結果顯示，新入網設備節點所需要的配置工作量相對較小，工程實施人員在10 min左右即可完成相應的配置工作；但是，對于核心控制節點的升級更新，目前尚無比較好的方案，而仍需要通過主程序升級來實現，工作量相對較大。如何保證智能家居系統能夠具備優良的可擴展性，如何使家庭住戶新購置的家居設備能夠方便地加入到家庭網絡中并接受控制，這些都是需要進一步研究探討的問題，也是智能家居應用示范工程建設過程中所必須要考慮并解決的問題。
3結語
綜上所述，在智能家居示范工程建設中，針對家庭組網的問題，不僅要從家庭組網技術本身來進行理論分析，更要從示范工程的實際需求與后續運營維護升級的角度來考慮。通過選擇合適的家庭組網技術進行組合，打造滿足各類通信要求的家庭網絡，實現家庭內部區域的全覆蓋，從而為智能家居各項業務應用的開展提供堅實的網絡通信基礎。
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與以往的產品競爭不同，面對智能家居這片藍海，更多的企業選擇搶奪智能家居入口，通過借助智能家居控制平臺來打造自己的常青樹。無論是智能硬件公司、互聯網企業、還是傳統家電生產商，在智能家居入口的爭奪上有優勢也有不足，那么誰將成為最后的贏家呢？
智能硬件企業：“小玩意”的謀局
說到智能硬件企業，各大國產手機廠商當屬其中的主要力量。小米了小米路由器和相應的智能家居配件，中興主打安全牌進軍智能家居，華為也借助路由器探路智能家居。總的來說智能硬件企業紛紛采用了手機+智能“小玩意”來搭建自己的智能家居平臺。
利用智能路由器等產品作為智能家居產品的網絡入口和控制入口，并開放了相應的開放平臺，借助手機等移動設備和路由器相連作為用戶的直接控制終端。從用戶規模上來說，手機廠商積累的諸多粉絲成了優秀的產品受眾，小米路由器的成功很好的說明了這一點。從技術角度來講，路由器產品對智能硬件廠商來說可謂是輕車熟路，手機上的系統級支持很好的解決了路由器的兼容性問題。這類廠商的優勢主要體現在網絡接入和產品控制上。
而智能硬件企業必須面臨的問題時，如何吸引開發者加入到自己的開放平臺中來，就目前來說對于致力于智能硬件的創業者來說這類平臺有著很大的吸引力，也將有更多的小硬件加入進來，但對智能家居的主要設備制造者，比如電視、空調等產品則沒有太大的吸引力，畢竟他們本身就想做自己的智能家居入口。另外這些以硬件起家的公司在服務上沒有優勢，受眾也比較單一。
互聯網企業：用解決方案做免費午餐
互聯網行業的觸角有多長，從BAT一系列的收購行為便可看出。對于智能家居，互聯網大佬們當然不肯錯過。百度搭建硬件平臺并推出了百度云服務和整套的免費解決方案，騰訊的智能家居入口押寶微信，阿里則借助電視盒子和云OS作為智能家居平臺的入口，京東欲通過APP的概念，將京東平臺上的合作伙伴“一網打盡”。不管怎樣，互聯網公司在做平臺和入口的同時，都離不開向合作伙伴提供相對完善的解決方案。
互聯網公司優勢是其巨大的流量、用戶數據、軟件等，很容易吸引到智能家居公司的加盟，百度的大數據、微信的海量用戶、阿里和京東成熟的電商體系，無論是創業團隊還是傳統家居廠商，都不會拒絕和他們合作，但合作的深度和形式會有所不同。互聯網公司的免費解決方案對于不少合作者來說有著很大的吸引力，從組網到推廣都交給互聯網公司來做，自己只負責產品研發就好了，這種合作和共贏是很多實力不強的開發者所需要的。
從目前來看百度的平臺策略初見成效，約有20多款智能設備加入進來，微信和阿里京東的智能家居入口還未見成果。不得不承認互聯網公司對大小家電產品理解不夠深入，解決方案的涉及比較單一，在短時間內難以覆蓋到智能家居的各個領域，會出現小產品激增主流產品缺席的趨勢。沒有主流產品布局的智能家居入口顯然是不完整的。
傳統家電企業：產業聯盟式入口
最先察覺到智能家居趨勢的恐怕還是傳統的家電企業，海爾在2009年就推出過物聯網空調，但由于技術和策略的限制傳統家電企業在智能家居上的作為十分有限。當物聯網的浪潮全面襲來的時候，主流的家電公司紛紛選擇用聯盟來打造智能家居入口，比如海爾的開放平臺、美的的智能家居平臺。
家電企業做智能家居入口的優勢很明顯也很傳統，憑借在家電行業的多年經營，形成了完善的供應鏈和銷售渠道，售后服務可以擴展到各個鄉鎮，更重要的是他們對家用電子設備的真正理解。憑借自己在行業內的威望，拉攏一批小型智能家居制造商，從而搭建統一的開放平臺，提供相應的技術支持，智能家居的入口級戰略也就水到渠成。
關鍵詞：物聯網；yeelink；智能家居
中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A
自物聯網技術應用以來，智能家居行業正如火如荼地快速發展，智能家居是在物聯網的影響之下物聯化的體現，已經從遙控掌握發展到手機遠程控制，網絡傳輸信號也從有線一躍而升為無線，既降低成本，低碳節能，還讓許多家庭享受到高科技帶來的便利、舒適生活。其中應用創新是物聯網發展的核心，以用戶體驗為核心的創新2.0是物聯網發展的靈魂。物聯網云服務平臺正是物聯網應用創新的一個縮影，因在智能家居上的管理應用方便而大受歡迎。
1 物聯網云平臺的設計理念
物聯網云平臺主要提供傳感器數據的接入、存儲和展現，使得硬件和制造業者能夠在不關心服務器實現細節和運維的情況下，擁有交付物聯網化的電子產品的能力，側重于成為物聯網的middleware和Enabler。以國內yeelink平臺為例其具有以下幾個特點：
（1）云平臺通過API接口，只需要簡單的幾步操作就能將傳感器接入平臺，實現傳感器數據的遠程監控。
（2）云平臺設計的高并發接入服務器和云存儲方案，可同時完成海量的傳感器數據接入和存儲任務，確保數據能夠安全的保存在互聯網上。
（3）云平臺先進的鑒權系統和安全機制，能夠確保數據只在允許的范圍內共享。當數據達到某個設定閾值的時候，云平臺會自動調用預先設定的規則，發送短信或者是郵件，還可以充分利用平臺的計算能力，定期的將統計分析數據發送到郵箱內。
（4）提供數據的上行功能，可實現對家庭電器的控制功能。存儲在云平臺里的數據，可以簡單的被API取回，放置到個人博客上，或者根據規則自動轉發到指定的微博上，將數據和人之間全面融合。
2 物聯網云平臺與智能家居的連接
Step1：注冊用戶。注冊賬號后，填寫電子郵件并激活。
Step2：打開首頁“登陸”按鈕，在“用戶中心”來管理和查看自己的物聯網設備。
Step3：點擊“用戶中心”，增加物聯網設備，填寫好以后保存。
Step4：添加傳感器（可同時添加多個傳感器）。
Step5：數據上傳。依據兩個ID和API KEY進行數據的有效性驗證。
3 監控數據在物聯網云平臺上的顯示
本實驗以Arduino+Ethernet shield進行室內光照強度數據上傳和觸發Email報警為例。傳感器插線接法：VCC-5V，GND-GND，SCL-SCL（analog pin 5），SDA-SDA（analog pin 4），ADD-NC。連接好線路以后，將Arduino連接到電腦上，將程序代碼上傳，按照以上五個步驟將程序數據上傳，在網頁和手機APP上可以繪制出相應曲線圖。
結語
未來物物相連將是輕量化的時代，更多的連接與操作是在云端，物聯網云平臺在打造智慧家庭云操作系統，不只是簡單的物與物相連、生態圈的打造，更多關注消費者怎么樣更好地使用智能家居平臺，怎樣更好地連接到我們的生活之中，使生活變得舒適。通過物聯網云平臺在智能家居上的應用，將使我們的生活更方便，快捷。同時物聯網云平臺在智能農業領域的研究也有一定的借鑒意義。
參考文獻
豪華的“奪食”陣容
智能電視、智能電器、智能燈光、智能開關、智能插座、智能廚衛、智能溫控、智能安防、智能音響、智能空氣監測以及智能路由器等等，瀏覽智能家居的大家族，我們不能接受這樣一個事實：“家”正在成為科技要接管的下一個重鎮。特別是伴隨著4G網絡的覆蓋與普及，WIFI 的滲透與輻射，人們對建立在物聯網、云計算和大數據基礎上的智能家居的操控變得更加簡單而快捷。
科技量能支撐下的智能家居產業即將迎來最為火爆的“黃金時期”。據市場調研公司Jupiter Research的預計，全球智能家居市場規模到2017年將達到600億美元，復合增速為19%。而另一家市場調研公司IDC則認為，智能家居屆時將成為一個萬億級的市場。如此巨大的商業空間和市場回報，引來了各方大佬云集，并不斷加大競爭的籌碼。
繼年初斥資32億美元收購了互聯網溫度計和煙霧報警器制造商Nest之后，谷歌日前又發動Nest出資5.55億美元一舉拿下了家庭安防設備商Dropcam，兩起收購讓谷歌強勢站到了智能家居產品的制造陣營之中。幾乎同時，谷歌宣布結盟惠而浦和燈泡制造商LIFX，其謀求對方產品與Nest恒溫器和煙霧探測器整合的目的昭然若揭。不僅如此，在2014 谷歌I/O 大會上，谷歌了智能電視系統Android TV，聯系到先前推出的Google TV，谷歌接下來將會舉力打造智能電視操作系統，進而推出智能家居設備的標準平臺。
與谷歌相比，蘋果圈占智能家居市場的腳步并不緩慢。在前不久召開的WWDC開發者大會上，蘋果了智能家居平臺HomeKit，該軟件允許用戶使用iPhone和iPad，更加方便地通過應用和Siri語音等服務來控制家居燈光、門鎖和音響等單品。當然，蘋果并不滿足提供智能家居的軟件平臺，其已經組建了一支硬件團隊，針對“主流”智能家居市場推出數款硬件產品，同時，前不久蘋果收購了高級音響系統制造商Beats Electronics。在智能家居領域，蘋果依然秉承一貫的軟硬結合理念，其最終目標就是實現硬件產品與軟件服務的深度整合。
在三大科技巨頭中，微軟做智能家居雖然最為低調，但卻起步最早，其在15年前的“維納斯計劃”中就提到了家庭智能化的概念。雖然該計劃后來流產，但比爾?蓋茨的智能豪宅卻讓人大開眼界。及至今年年初，微軟正式公布“家庭操作系統”白皮書，再度踏入智能家居市場。前不久，微軟宣布與家庭自動化設備制造商Insteon建立伙伴關系，目的是把流行的家庭自動化網絡充分融入到Windows生態系統；而最新消息是，微軟日前已宣布加入All Seen聯盟，據悉，All Seen聯盟由Linux基金會帶頭，高通、LG電子、夏普等全球50余家科技巨頭共同組建，目的是共同制定電子恒溫器等智能家居設備的統一行業標準。
已經在智能電視、智能洗衣機、智能冰箱和智能電燈等多款產品身上做得風生水起的韓國三星自然在智能家居領域不甘屈于“外行”之下，其最令同行尖叫的就是不久前推出了智能控制任何家電的Smart Home智能家居平臺，而且該平臺是開放的，允許第三方加入。此外，三星正在大力推進Tizen系統的落地，欲通過產品硬件的龐大銷量，打造一個全新生態圈。重要的是，據湯森路透對美國專利商標局自2000年以來收到的關于家庭自動化方面的專利申請的統計發現，三星在過去14年中提交了將近150項相關專利，其競爭智能家居市場的軟實力可謂極其厚實。
家門前的布陣
相對于國際市場上智能家居已有30年的歷史而言，智能家居在中國的發展雖然只有近10年的歷程，但其所呈現出的商機卻格外撩人。據國際物聯網貿易與應用促進協會的《2013年度中國智能家居行業研究報告》顯示，未來3年，中國智能家居市場增速將不斷提升，到2016年預計可達到29.17%，到2017年，我國智能家居行業市場規模將達80億元美元。無獨有偶，市場調研公司Juniper Research認為，2018年，中國智能家居市場規模將達1396億元人民幣。
不錯，中國智能家居的確存在著非常強大的需求能力。目前，中國富有階層正在形成，若按家戶算，約1400多萬的家庭戶均年收入在18.6萬元以上，人口約4460萬人，占我國城市總人口的10%，概算下來，主要針對這部分人的智能家居市場總量為1400萬套。正是在這種情況下，最近兩年來，智能家居的銷售數量和總銷售額呈現出連續攀升的勢頭，年均增速至少在20%以上。正是捕捉到了智能家居市場的巨大需求與增長空間，從家電制造巨頭到IT運營商，從手機制造企業到軟件開發商，都不約而同地加入到了“搶食”的行列。
在前幾年推出“海爾Uhome”的基礎上，海爾前不久又了“海爾U+”計劃，在U+系統中，用戶未來可以通過微信控制家中設備，同時能夠將不同家電品牌置于同一個網絡環境中，達到網絡聯動。不僅如此，U+還是一個開放性的合作平臺，海爾會開放SDK、API標準，各品牌品類均可接入。資料顯示，目前中國氣象局公眾氣象服務中心、百度云、騰訊微信、活法兒的體質檢測以及樂視TV、大金、本來生活網、創新工廠、寶潔、高通等各不同產業方都已加盟海爾。與海爾同步，美的推出了“1+1+1”戰略，即“一個智慧管家系統+一個M-Smart互動社區+一個M-BOX管理中心”，同時，格力表示將以能源和環境為中心著力發展智能家居。
作為國內網絡安全領域的老大，奇虎360絕對不會放過與自己緊緊毗連的巨大商機。據悉，360已與東方網力牽手成立了合資公司奇虎網力，主要向市場推送以“360家庭衛士”為品牌名的智能攝像機，劍指智能家居行業的家庭安防地帶。緊跟360的腳步，不久前樂視集團與當代置業在香港簽署戰略合作協議，同時，樂視集團還聯手華貿地產正式進軍房地產，樂視的戰略布局是，將樂視TV超級電視打造成智能家居重要承載終端，并最終延伸到智慧社區、智慧酒店、智慧體驗中心等整個智慧互聯網領域。
與360和樂視集團跨界聯姻不同，小米則試圖單槍匹馬闖入智能家居市場。不久前，小米正式推出了小米路由器，路由器都預留了和智能家居產品互聯的接口。小米的設想是，將路由器推廣到用戶家里，然后構建一個集硬件和軟件為一體的生態系統。為此，小米正在研發Wi-Fi芯片，一旦未來小米路由器采用了自己的芯片，它就成為中控設備，所有的家庭設備先連接到小米路由器，在小米路由器識別之后再連接到網絡。市場分析人士認為，小米的Wi-Fi芯片是一個“重”方案，除了需要強大的研發團隊外，小米的芯片生產還要找廠家代工，畢竟小米還缺乏硬件生產能力。
如果說360、小米等IT企業針對智能家居的運作還處于蟄伏時期的話，那么京東商城則已進入實操階段。日前，京東了名為“京東云助手”超級APP，該款產品涵蓋家居云、健康云、車載云和個人云四個領域，可為硬件廠商提供智能芯片解決方案、操作方式以及數據分析支持。而用戶只要在京東購買裝有兼容京東協議智能芯片的任何品牌的家電產品，并用手機下載一個“京東云助手”，使用京東賬號就可以實現對所有家電的控制。據悉，海爾、海信、美的、TCL、華為、聯想等制造巨頭以及博聯、慶科、利爾達等物聯網芯片廠家都已成為“京東云”的合作商，同時“京東云”還吸引了國家體育總局、物聯網產業聯盟、閃聯等政府機構和行業組織的加入。
標準缺失之憂
歷經30年的發展，智能家居已經不再停留在只通過一個單獨遙感器實現對單品的操控階段，APP也不是僅針對單一目標實現控制，在云計算、物聯網和大數據背景下，智能家居將是一個能夠在中控終端調控下的大系統，以滿足人們“智能、感知、互聯、分享”需求，從而為用戶創造了一個安全舒適、便捷高效的居住環境。
從目前來看，支撐智能家居的技術已然成熟，除去硬件開發生產技術不論，計算機系統方面，綜合布線技術、網絡通信技術、安全防范技術、音視頻技術都相當完善，同時包括KNX/EIB，RS485，電力載波在內的傳感遙控技術也日臻強大，僅無線控制方面，就有RF（315M/433M）、ZWave、ZigBee、藍牙、WIFI、紅外等多種控制方式。但是，如果智能家居系統中的各個單品或者子系統與子系統之間并不相容和互聯，如空調排斥電視，家電系統不兼容聲光系統，再強大的技術也只能是英雄氣短，而且這種彼此隔離的狀況也不符合智能家居的本意。
另外，智能家居也并不能局限在室內，而應當是一個“大家庭”空間，即室內系統與屋外系統的互聯互通，如用戶可以進入車載系統，在汽車上實現對家電的控制和監測，包括連接車輛的GPS數據后，應用程序會提醒用戶關掉離家時未關掉的空調，在到家前，用戶也可以在車里遠程打開家里的恒溫或制冷設備。這種基于物聯網技術背景的智能家居與車聯網的結合應當是未來家庭智能化的重要趨勢。
不僅如此，大數據時代的智能家居還不僅僅是住宅智能化，而是應當輻射和擴展到用戶的諸多生活領域，覆蓋衣食住行，如已經開始試行的智能交通、智慧醫療等服務，用戶可以通過智能家居，選擇路線，預約停車，預約掛號，遠程診療，再通過移動互聯網進行付費，這樣，智能家居就可以從賣產品，跨界到賣服務，更多領域也得以參與到市場培養與分享上來。
實際上，互聯網的世界就是一個巨大的拼圖游戲，無論是家中單品與單品、室內設備子系統與子系統之間的互聯，還是室內系統與車載系統的互通，或者是產品系統與服務系統的互應，都有賴于智能家居有一套統一的游戲規則，即智能家居產品與服務的行業標準。
掃描時下，無論是全球還是國內，企業圍繞著智能家居展開的競爭基本上出于各自為戰的生態。在國內，建設部、公安部和信息產業都對住宅小區的定位各有側重，行業管轄權各持己見，市場出現了幾十個甚至上百個智能家居產品標準；在國際上，同樣由于沒有統一標準，導致智能家居企業采用的技術標準與協議都不同，市場上智能家居產品千奇百怪，上下游的產品都無法兼容。標準的缺失，不僅給用戶使用與操控智能家居帶去了極大的不便和煩惱，同時讓廠商生產和推銷產品左右受困，最終掣肘智能家居行業技術研發與產品升級的進程。
什么是智能家居？
智能這個詞聽起來應該并不陌生，其實智能主要是以人為載體所表現的一種思維、判斷、學習、感知和執行的過程。而以智能為形容詞冠以家居前時，也就意味著家電將可以具備同樣的特性。智能家居是以住宅為平臺，通過綜合布線技術、網絡通信技術、安全防范技術、自動控制技術以及音視頻技術，將我們生活中需要的設備結合，構造科技且高效的家庭管理系統。
智能家居可以通過家庭物聯網將家中的設備、家電、安防系統等并入網中，并提供各項設施的遠程控制、實時監測、防盜裝置等多種功能。首先，家庭自動化是組成智能家居的重要組成部分，而其中內容大都由家電(空調、冰箱等)以及家庭設備。雖然有了智能家電為基礎，但如果沒有將它們串聯起來協同合作的線路，它們只能各自為政，家庭物聯網則有效地彌補了這一點。通過物聯網，家中的一切設備將得到良好的控制與整合，不同種類家具設備可以有機結合。
智能家居所面臨的問題
智能家居一直被稱為下一個萬億級市場，在幾年前就引起了各大廠商的關注。
谷歌在收購Nest公司后，又將Dropcam、Revolo智能家居公司等收入囊中，并了Brillo物聯網操作系統。針對家庭內無線網絡連接需求，谷歌以高端路由器OnHub打開家庭大門。蘋果公司于2014年面世的Homekit智能家居平臺，可讓家中智能家電成為一體，并由蘋果設備進行控制。在2016WWDC中，蘋果宣布的四大系統部署生態戰略，更鞏固了Homekit的地位。未來用戶可以使用這個平臺對家中任意智能設備進行控制。
海爾公司2015年海爾U+智慧生活App，并于今年宣布海爾U+智慧生活平臺2.0戰略。海爾U+智慧生活平臺以人工智能作為技術基礎，并通過多項識別功能，與用戶進行對話，并可通過人工智能特有的學習功能和海爾大數據為支撐，打造全場景的家庭使用方式。
騰訊2014年基于50338個樣本的樣本調查結果顯示，愿意在智能家居方面消費5000-10萬元的人數，在調查總人數中占有近六成。因此可以看出，人們追求高質量生活的步伐仍在前進，智能家居的需求仍然在，但為什么目前人們對于智能家居的態度卻還是“望而卻步”呢？或許原因就在以下幾個方面。
首先，目前智能家居的智能化程度不足，或是與消費者所想象的有一定距離。在使用智能家居時，消費者往往覺得可以脫離或依靠小部分前端操作，即可以完成對產品的使用。但實際是，目前技術還無法支持這一點，目前智能家電所能支持的僅僅是通過藍牙或無線網絡等進行遠程操控。而智能機器人這類我們目前常見的智能小家電，雖然使用簡便，但常常會存在清掃有誤區，容易被障礙物卡住這樣的問題存在。
智能家居的價格較同類產品不具有優勢。我們平時使用的電器相比，帶上“智能”兩個字就好像身價倍漲。以家中門鎖為例，使用鑰匙的普通門鎖價格約為100元左右，而可以識別指紋以及密碼的智能門鎖，價格將翻上十倍不止。雖然智能門鎖確實存在使用方便，無需擔心忘記帶鑰匙窘境出現等優點。但站在消費者角度來說，以高昂的金額購買非必要商品是十分不劃算的。
沒有擊中消費者痛點。目前市面上的智能家居產品種類繁多，類似智能電燈，智能插座、智能遙控器等設備。確實為消費者的生活水平帶來了提高，但其功能往往過于單一，無法滿足消費者日漸豐富的生活需求。
另一方面，就智能家居產品實用角度來說，雖然每個產品的智能化功能足夠優秀，但卻無法在同一平臺兼容使用，家庭物聯網沒有完全成型，這就形成了家電彼此間“孤島”遍布，操作感下降，這一點在智能家電中尤為嚴重。僅僅有用戶與產品間的連接還不足夠，目前智能家居產品在“互聯”方面仍不能滿足消費者的需求。
此外，智能家居的安全問題也成為廠商所面對的難題之一。智能家居在用戶使用時收集信息，可以根據使用者的習慣、喜好等提供最好的服務。雖然數據的收集對智能家居來說十分必要，但其硬件卻極易遭到破解，導致信息流出。目前來看，只有關閉語音控制才可以避免音頻流出。針對設備，也只能不斷升級固件，來保證使用安全。
關鍵詞：云平臺；智能家居；系統設計；光控
中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）04-00-03
0 引 言
云計算是通過Internet提供動態、易擴展、虛擬化計算資源的一種計算方式，使用方便，用戶不需了解云中基礎設施的細節，不必具備相應的專業知識，也無需進行直接控制。伯克利云計算白皮書的定義：云計算包括互聯網上各種服務形式的應用以及應用所依托的數據中心的軟硬件設施。應用服務即SaaS（ Software as a Service，軟件即服務）， 而數據中心的軟硬件設施即所謂的云。
上述定義提出了云計算的兩方面含義，一方面描述了基礎設施，用來構造應用程序，其地位相當于PC機上的操作系統；另一方面描述了建立在這種基礎設施之上的云計算應用，云計算是能夠提供動態資源池、虛擬化和高可用性的下一代計算平臺。
因此，云計算未來主要有兩個發展方向，一是構建與應用程序緊密結合的大規模底層基礎設施，使得應用能夠擴展到很大的規模；另一個是通過構建新型云計算應用程序，在網絡上提供更加豐富的用戶體驗。目前，在云計算應用的構造上，很多新型社會服務型網絡如Facebook等，已經體現了這個發展趨勢，而在研究上則開始注重如何通過云計算基礎平臺將多個業務融合。
1 智能家居產品及其發展趨勢
智能家居的概念最早出現在美國，智能家居是以住宅為平臺，兼備建筑設備、網絡通信、信息家電和設備自動化，集系統、結構、服務、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環保的居住環境。智能家居利用先進的計算機技術、網絡通信技術和綜合布線技術，將與家居生活有關的各子系統有機結合在一起，通過統籌管理優化人們的生活方式，幫助人們有效安排時間，增強家居生活的安全性，甚至為各種能源費用節約資金。一般而言，智能家居系統具有以下幾個特征：
（1）家庭中具備完善的、安全的保安防災措施和生活服務的智能控制器；
（2）家庭與小區及社會具有高度的交互能力和溝通能力；
（3）家庭內部具備完善的安保措施及全面的設施監控管理和信息化的服務管理；
（4）為家庭提供多媒體信息服務；
（5）提供了一體化、綜合的服務。
智能家居目前已取得了初步成功，但離“智能化”還有很長的距離，智能家居的發展趨勢有以下幾個方向：
（1）網絡化。每一個家電都有固定的網絡地址，可以隨時控制。網絡化是信息技術、通信技術和計算機技術發展的必然趨勢，是智能家居的一個重要條件。
（2）智能化、人性化。隨著人工智能的不斷發展和機器人的出現，使得智能化不再是一個神話，而智能化是智能控制發展的必然趨勢。因此，家居也必然向智能化方向發展。智能家居是IT技術（特別是計算機技術） 、網絡技術、控制技術向傳統家電產業滲透發展的必然結果。智能化應服務于人們的生活，因此應更全面、更富有人性化。
（3）節能環保。智能化的本質之一是降低成本和提高效率，節能是降低成本的關鍵技術。綠色、環保、節能將成為未來家居的重要考核指標，甚至是首要考慮因素。在住宅實現了基本智能化后，綠色生態住宅便成為必然的追求目標。提高生活環境的質量是其未來發展必須考慮的因素。
（4）一體化。家居智能化需滿足自動化管理、安全防范監控、火災報警、對講呼叫、設備監控等內容，將其智能化功能集成，從而降低成本。
（5）規范化、標準化。由于智能家居發展較晚，新技術、新產品層出不窮，而標準和規范還在制定之中，但規范化、標準化是智能家居快速發展，走入國際市場的必由之路。
2 需求分析
智能家居最重要的部分是智能控制邏輯，由于現階段世面上的家居系統都是基于單片機或者嵌入式的單機模塊，因此帶來了一些問題。傳統智能家居系統結構如圖1所示。
（1）對家庭設備的控制不夠智能，系統無法讓用戶體會到智能家居的智能。
（2）每個家居廠商對控制邏輯的開發是獨立的，和控制終端在一起后，導致廠商之間的合作比較繁雜，系統開發周期慢，且維護困難等。
（3）智能邏輯部署在控制終端，所以智能邏輯不具有靈活性，對用戶而言不方便。
（4）廠商各自獨立研發自己的控制邏輯，導致智能家居產品價格居高不下，不能有效減少成本開支。
（5）企業一般自己開發的控制邏輯部分比較簡單，同質化較大，沒有將控制系統采集到的數據做充分處理。
云計算+物聯網的計算機服務應用模式將會帶來一場新的IT革命。云計算智能家居系統運用云計算和物聯網技術，為智能家居領域的控制提供了一種全新的軟件開發、部署和應用模式，是SaaS的一種典型實現。
3 系統設計
綜上所述，傳統的智能家居系統存在智能邏輯不獨立，智能邏輯不夠智能，企業開發智能邏輯成本較大，用戶使用不方便，升級換代麻煩等一系列問題，針對這些問題，我們提出了以下解決方案：
（1）在智能邏輯部署上，我們采用智能邏輯獨立化的策略。將智能邏輯部署在云端，對外開放接口，在控制終端嵌入一段與云端通信程序，將控制終端與云端通過HTTP或者Socket等標準通信協議連接，使智能邏輯與控制終端分離。由此可使智能邏輯實現部署簡單（只需要接入云端），升級換代更容易的目標，為智能家居企業節約了成本，提高了效益；
（2）采用一系列智能算法和手段，包括數據挖掘，精細控制，個性化控制，模式匹配等，使得智能邏輯具有自學習性，自適應性，能夠更好地適應用戶的生活習慣。
（3）為提高用戶體驗，開發了移動控制終端（手機），Web接入終端（網頁），方便用戶使用我們的服務。基于云平臺的智能家居系統架構如圖2所示。
在此系統架構上開發了智能光控系統的服務端和仿真客戶端。智能光控系統不同于傳統光控系統，具體表現在以下幾方面：
（1）調控精度。智能光控系統可對燈的明亮度進行調控，不同于傳統的簡單開關操作；
（2）調控方式。系統是全自動的控制方式，是基于傳感器的掃描而非人為操作；
（3）用戶體驗及智能性。智能光控系統具有自適應性，會按照用戶期望及使用習慣進行燈光調控，將房間內的光線值始終保持在用戶認為的最佳范圍內；
（4）部署方式。智能光控系統采用云計算部署，可與任何家庭終端設備相連，在成本、可維護性、數據安全性等方面都有明顯優勢。
智能光控系統的工作流程如圖3所示。家庭終端首次和云端對接開啟系統默認模式，光線傳感器和紅外傳感器開始工作，家庭終端將紅外傳感器和光線傳感器檢測到的值按照一定的頻率向云端發送當前家庭各個房間的最新信息，云端更新最新信息到數據庫，然后啟動智能調控服務，掃描在默認模式下需要調節的燈并對之調節，將調節后的信息發送給家庭終端；當用戶使用一段時間后如若發現系統默認值無法為其帶來最佳體驗那么可以使用手機客戶端或者Web客戶端調整燈光效果，此時系統會暫時進入用戶調節模式，在調節期間云端控制程序不會作用于當前調控的燈，當調節完畢后系統會記錄下用戶的最終調整值，并且轉化為開燈指數和匹配模式存儲，將燈的工作模式切換為用戶自適應模式。智能服務端重復迭代用戶自適應模式，最終找到一個最適合用戶的光線強度。
最后，為了測試和演示智能光控系統的效果，我們開發了仿真客戶端程序，它包含以下幾個功能：
（1）仿真主人的真實家居生活，展示云端系統的智能控制功能，測試云端系統的功能錯誤。
（2）與云端系統通信，發送采集到的數據及接收調控命令。
（3）與用戶交互，移動主人的位置及顯示燈具狀態。
（4）仿真家居環境，仿真光線及實時時間，仿真主人行為，繪制家居環境效果圖。
仿真客戶端的主要工作分為采集家庭實時數據并發送至服務器及接收服務器的調控命令以作出相應的響應。在采集家庭環境信息的同時還可以對不同場景進行選擇，模擬現實世界的環境。在不同的場景下外界環境的光線對室內燈光的影響不同。仿真系統為了將家庭的實時狀況傳送給服務器，在仿真客戶端中每十秒就將每個房間的紅外、光感等設備的信息發送至服務器，而對于手動操作以及主人進出房間等控制則作為緊急消息立即發送。同時仿真客戶端將時刻響應服務器傳回的控制命令。圖4所示為仿真客戶端中一個典型用戶場景的仿真。主人進門后，走廊中的燈具自動點亮。當主人進入臥室后，臥室中的燈具自動點亮，而走廊中的燈具則自動熄滅。
4 結 語
文中設計了一個基于云平臺的智能家居光控系統，將智能家居光控邏輯放在云平臺上，借助云平臺強大的數據存儲與數據計算能力，為家居用戶提供更體貼、個性化的智能光控服務。可提供具有自適應，自調節，自學習等智能特性的全自動家庭控制系統。
未來的工作有兩項，一是使用高級人工智能算法改進服務端的控制邏輯，使其更智能化；二是規范化和標準化服務端的數據收發接口，使其能夠連接多個廠商的智能家居產品。
參考文獻
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