基于物联网的智能家居在“科技社区”建设中的应用

引言：智能家居系统已成为物联网的一个主要应用领域，基于物联网技术的智能家居包括传感层、互联层和监控层的三层系统结构；在“科技社区”建设中，我们重点选择社区智能安防、智能家电和社区健康服务等三个部分进行研发和应用，并取得了满意成效。

物联网被称之为继计算机、互联网和移动通信之后引发的信息产业第三次浪潮的核心领域。目前，智能家居系统已成为物联网的一个主要应用领域，同时物联网技术提供了智能家居的核心技术支撑。

一、基于物联网的智能家居

“物联网”（Internetof things） 就是“物物相连的互联网”。这里有两层意思：其一，互联网仍是它的核心和基础，是对互联网的延伸和扩展；其二，它的用户端延伸与扩展到了任何物品间，可进行信息交换和通信。

随着科技的进步和物质生活水平的不断提高，物联网也从单纯的概念建设，向可操作的实际生产生活方向转变，并逐渐步入居民的小区和家庭生活，这也使物联网与智能家居结合起来，并智能家居成为物联网的一个主要应用领域。如今的智能家居是作为物联网技术应用的重要组成部分，利用计算机网络系统、自动化控制系统和网络通讯技术于一体，以住宅为平台，将家居生活相关的名种系统与之有机地结合在一起所形成的网络化智能化的家居控制与管理系统。

基于物联网技术的智能家居的系统结构，一般按照物联网的传感层、互联层和监控层的三层结构进行设计。传感层搭载ZigBee无线通信模块的传感器和家用器具，与ARM9智能监控仪交互数据及指令，达到对所控家居环境的感知；互联层，ARM9智能监控仪作为嵌入式网关与网络服务器，用来连接传感层与监控层 ；监控层一般是用小区监控中心、远程电脑和用户手机，通过英特网登录IP监控仪访问监控网页，实时监测所控的家居环境，控制家电开启与关闭，以实现智能控制。如果出现异常情况，系统会执行预定的控制手段，如启动室内排风扇排风、启动蜂鸣器铃声等，并通过小区网络向小区的监控中心报警，同时通过 GPRS自动给用户的手机发送报警短信或提示，实现了联合安防。

二、“科技社区”建设及智能家居系统的实际应用

（一）“科技社区”及建设

社区作为现代社会的基本构成单元，是居民生活和获取服务的最主要区域。社区建设在我国已有二十多年的历程，目前的“科技社区”建设是从社区的实际需求为出发点，集中推进一批先进适用技术的集成示范和公共事业新产品的推广应用，推动科技成果惠及于民。在目标和手段上，主要围绕居民的智慧生活、平安生活、健康生活、低碳生活需求，侧重于对先进适用技术的二次开发和集成应用。江苏省从“十二五”开始，采取科技支撑项目（社会发展）的形式，在省内资助和引领近百个省“和谐示范社区”开展各种类型的“科技社区”建设，有的已经建成并成为示范样板。本文就是该类项目《淮安市淮阴区王营镇西坝社区“科技社区”规划与建设》的阶段性理论研究成果之一。该项目任务在于，通过对新知识的普及，对一批先进适用的节能、智能新技术的集成示范、新产品的推广应用，发挥现代民生科技在当今社区建设中的支撑引领作用，展示知识和科技带来的城市百姓的智慧生活、平安生活、低碳生活，实现科技与人、科技与社会、科技与环境的和谐互动和发展。

（二）“科技社区”中智能家居系统应用

目前，我国智能家居系统在社区和居民生活中的应用主要有家庭安防监控、智能家电、家庭健康服务和交通工具防盗跟踪等。在上述项目中，我们重点选择了社区智能安防、智能家电和社区健康服务这三个部分进行研发和应用。设计的具体方案如下：

1.家庭安防监控：在居民家庭的重要位置安装应用具有防火、防盗、防入侵等安防领域的智能视频识别物联网系统。该系统综合应用视频模式识别、入侵检测、环境监测、多传感器数据融合、3G通信等物联网领域先进技术自动识别监控区域的危险情况，能够远程自动报警、取证，而无需人工干预，且布置方便灵活。

这套方案相对于传统视频监控系统或传感器监控系统，优势在于：一是自动视频识别，无需专人在监控室观察各个监控摄像头，减少了漏判及人工成本；二是无线信号传输，极大减少了布线工程量、施工时间及成本；三是网络数据共享，可通过网络或手机进行远程查看或报警，真正做到了方便快捷。

2.智能家电：将常见家用电器经过智能化改造，或装潢入住时建设、新增具有智能化功能的家用设施，通过在家中的布设无线传感器网络，将家中的各个电器设备如空调、电饭锅、电视机、电灯、窗帘的控制由各个无线传感器网络节点完成。

这套方案可以使家庭主人就可以通过手机或电脑，经由无线传感器网络网关节点，访问控制每一个家庭节点，完成各种智能化功能，真正做到了“一机在手，掌控e家”。

3.家庭健康服务：通过设计开发适合社区现状的医疗电子系统，为每一位社区居民建立电子病历档案，并发放RFID社区医疗卡。在该系统中，建有居民的医疗信息数据库，每次就医情况都会记录在其中，并通过RFID读卡器管理居民的医疗档案。对有在家问诊者，该系统集成有基于Web的远程就医视频通话模块。

这套方案可以使社区居民通过上宽带网络的电脑访问社区卫生网站，可以与医生进行面对面交流，医生从而指导病人预防、用药、康复等；社区卫生部门也可以在本系统中针对居民进行卫生科普宣传，提高居民的卫生意识。

在方案的实施过程中，我们以物联网、无线传感器网络、3G网络、互联网、计算机软件等相关理论和技术为基础，首先设计开发智能安防、智能家居、智能医疗系统硬件和软件，在验证测试各个系统的功能和效果满意的前提下，再将智能设施安装布置在社区及家庭，并进行广泛测试，收集用户反馈意见；同时对用户进行培训，使其掌握各个智能系统的使用方法和注意事项；最后根据用户体验，改进和完善软硬件系统。

三、结语

在“科技社区”建设中，应用基于物联网技术的智能家居系统使社区、家庭、个人全面智能化，社区居民通过手机或宽带网络电脑即可管理各种智能设施，包括安防监控、家居生活等，使科技社区管理智能化。同时，在居民中普及信息化和物联网知识，提高居民家庭生活的智能化水平，促进信息化设施和软件系统的应用。

参考文献

[1]周洪波.物联网：技术、应用、标准和商业模式[M].北京：电子工业出版社，2010.

[2]刘伯成.人工情感与物联网技术研究[J]..科技广场，2010.9.

[3]金家红，方 旭，杨碧峰，王军.家庭物联网技术在智能家居系统的应用[J].现代电子技术，2013（5）.

（作者单位：南京理工大学）

作者简介：王尊：男，1992年12月生，江苏淮安人，南京理工大学2011级本科生，电子工程与光电技术学院通信工程专业，研究方向：无线通信、物联网，邮编：210094

基金项目：江苏省科技支撑（社会发展）项目（项目编号：BE2012695）.