基于物联网技术的智能家居远程无线监控系统设计研究

黄利红

摘要：当前新技术不断发展，使人们的生活得到了越来越好的服务。在网络技术的帮助下，当前的智能家居可以实现远程监控，这就更好地满足了用户的实际要求，同时也是智能家居今后重要的发展方向。本文从物联网与智能家居的联系出发，具体论述了基于物联网技术下智能家居远程无线监控的构架、设计、实现与测试。

关键词：物联网;智能家居;远程无线监控系统

中图分类号：TP339 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）10-0165-02

随着时代的不断发展、信息技术逐渐成熟、集成技术不断完善，一直存在于人们幻想中的智能生活正在不断实现。利用物联网技术，智能设备逐渐向家居领域蔓延。越来越多的智能家居产品不断涌现，因此，以物联网技术为基础的智能家居远程无线监控系统拥有着广阔的发展空间。

1 物联网与智能家居

物联网作为互联网技术的扩展领域，相较于互联网技术，物联网从整体上更加具备个性化及私有化。从本质上来说，物联网的互连主要是物与人之间的相互连接，基本可分为三种类型：物與物、物与人、人与人。

1.1 RFID技术与智能家居

物联网是时代进步的产物，本质上是多种先进技术的融合，它会随着技术的创新而不断发展。在智能家居监测系统中，物体识别技术是较为重要的一项技术。监测系统的很多功能都需要依赖这项技术而实现[1]。而在物体识别技术中，RFID是具有代表性的一种。

RFID技术，又称电子标签识别。它能够具体反映出被标记的目标的所有能够识别的信息，并且所反馈的信息具备唯一性。实现智能家居监测系统的第一步，就是为家中所有智能设备赋予独特的标签，如门禁、监控、储物等，从而实现人类与智能家居的互动，而这一切主要依赖于RFID技术。

1.2 智能家居监控系统

对智能家居的监测与掌控主要依赖于互联网及移动通讯。设计的第一步就是要使监控系统能够准确辨识子系统中各项功能。系统设计需要满足有效、可靠、维护简便、便于重复操作、使用简单、操作安全、不挑剔使用环境等要求。系统设计要兼顾系统操作、数据管理、辅助人员完成监控指令操作等。

2 智能家居远程无线监控的设计

2.1 简述系统功能

这一监控系统主要结合主要应用智能手机、某网络开放平台和基于ZigBee的无线数据传输部分。通过三者的连接，使用户能够通过手机实现对住宅的智能家居进行控制。另外，本系统同时满足数据查询及监控工作等需求，满足用户对生活服务更加智能化以及快捷化的要求。智能家居监控系统能够依靠计算机而创建有效的平台，使网关能够更加及时的接收并传递相关数据信息。并且能够通过ZigBee实现对数据的快速处理以及对监控情况的完全掌握。

2.2 ZigBee内部的设计

在智能家居系统中，需要对不同的ZigBee节点进行有效控制。但是结点的不同直接导致其网关限制的不同。因此在构建系统时，为方便组网用使用树形拓扑的结构。zigbee的拓扑结构可以典型的分为三种类型，星形，树形还有网状型，如图1所示。星型拓扑网络的最大特点就是任意两个节点的通信都需要依赖协调器的辅助转发才能完成通信。T树形拓扑的典型特点就是，终端节点只能向它的父节点发送数据[2]。网状型结构的最大特点在于，路由器之间是可以相互通信的，而不需要通过她们的父节点才可以通信。

智能家居监控系统总结点的应用主要是为了有效地协调其他服务器，使信息与网关之间能够形成更有效的链接。之所以采用两个节点相结合的模式，是希望可以通过这种方法实现对不同节点的有效控制。另外，这种方式也能够对不同的房间同时实现路由控制。在系统的最后，将其他节点连接至系统中的其他设备，能够帮助用户对不同房屋进行同时监控。

（1）路由器节点：在设计系统时，适当增添了相应的路由器节点，主要是为了方便信息的传递。在系统中，路由器节点的主要功能是对不同房间的子网进行有效的区分，使不同房间的设备都拥有相对应的节点，在设备进行结合时，选择通过节点进行结合更加方便、快捷[3]。路由器节点能够实现软件与内部网络的连接，将软件所获得的信息及时传递给内部网络。另外，通过路由器节点的加入，能够对设备中所分配的地址实现更全面的掌控。路由器节点还可以采集信息，定期对周围情况及信息进行收集，并将其发送至相应的数据软件中，进行信息分析。之后，将分析调节后的信息通过协调器节点传达至路由器中，实现用户对不同房间的信息实现同时掌握。

（2）设备结点：由于不同的设备可以在节点中发挥自己的功能，然后通过对应的软件更好地设计出设备的节点，它们主要是主要负责对网络进行搜索和及时加入，然后将对应的信息和数据发送至对应的软件中。因此，在本系统中就需要设计出各个节点的功能，设备节点在系统中主要发挥以下几点作用：1）能够向不同协调器自主发送个节点的入网情况。2）具有较好的接收与信息功能，能够有效地执行固定的控制流程，为及时协调器节点提供相应的结构。

（3）协调器的组件：在对智能家居无线监控系统的设计中，其关键是通过节点与软件的结合，实现家庭中的网关与串口线的连接，从而实现对智能家居的有效监控。而在这一系统的内部网络中，ZigBee主要起到控制及调节节点的作用，帮助系统更加快速的建立能够有序运转的网络结构。同时，使系统能够通过网络入口实现对实时信息的转发及分析。所以，再此系统中协调器的存在是必不可少的。协调器的存在能够再有新节点进入时，能够第一时间捕捉其中的地址及其他重要信息，并将信息及时发送至网关[4]。此外，当网关接收命令和分析命令时，就可以掌握对应设备的情况，并能够将信息发送至对应的设备中，从而达到有效传输信息的目的。

3 系统的运行与调试

在测试系统方面，系统调试能够发挥很高的积极作用。人们在进行家庭网络不同家电等进行调试时，能够快速掌握通信作用，同时其在不同的节点中皆可发挥出积极的作用。如此就能实现人们通过手机完成信息接收的目标。

为实现监控系统中远程监控的功能，在对系统进行调试时，还要重点调试验证网关与客户端的连接状况。可以通过网关软件进行微博平台登录，在登陆后，根据客户的不同需要，设置不同的权限。为了验证系统功能的有效性，可在调试时对用户的权限进行修改。

4 结语

物联网技术是互联网时代的产物，它依赖于互联网信息技术。通过物联网实现智能家居远程无线系统的设计，需要多种智能设备的支持。目前该领域研究仍处于不断发展的状态，随着技术的不断进步，监控系统也在不断完善。随着我国企业对智能家电的研究不断扩展，越来越多智能家电不断面试，对于智能家居远程无线监控系统的需求也会越来越迫切。依靠物联网实现监控系统的设计，能够最大程度满足用户的需求，使人们的生活向智能化发展。

参考文献

[1] 吕志恒，孟庆玉.基于TD-LTE物联网技术的智能家居远程监控系统设计[J].科技经济市场，2016（11）：25-26.

[2] 邓昀，李朝庆，程小辉，等.基于物联网的智能家居远程无线监控系统设计[J].计算机应用，2017，37（01）：159-165.

[3] 李忠.物联网技术下的智能家居远程无线监控系统设计探讨[J].电子测试，2017（09）：68-69.

[4] 张凡荣，杨满仓.基于物联网技术的智能家居远程无线监控系统设计研究[J].信息记录材料，2017，18（10）：14-16.