物联网环境智能家居系统研究

乔云芬

（山西工程技术学院，山西 阳泉 045000）

随着物联网技术的快速发展，使得智能家居被广泛运用，从实际情况来看，物联网可以被应用于各个领域，其作用优势都是显而易见的，基于物联网的特性，使得智能家居最大程度上被广泛应用于人们的生活中。国内不少一线城市已经开始推动物联网工程建设，各个相关区域的运营商也逐渐引入智能家居一系列的产品生产销售，促使智能家居产业化的加快。

1 物联网与智能家居概述

1．1 物联网概述

从某种程度上来说，物联网的本质定义就是“物物相连的互联网”，具有线上网络通信功能的同时包含了现实中物体的连接性，它将虚拟化的功能与物理实体进行了一个直观有效的连接，使得用户在网络上就可以实现功能需求化，不受时间和空间的多重限制就可以对家里的物理实体进行控制，最大程度上满足人们的多样化需求。物联网可以综合各类系统的功能，进行一个全面化的应用，比如激光扫描、全球定位系统、红外感应器、射频识别等，在运用这些系统功能的时候，必须满足协议要求，不能违规操作，合理运用这些系统可以有效实现智能化管理、监控、跟踪、定位等功能。

1．2 智能家居概述

智能家居从宏观角度来说，相当于一个平台，它服务的对象主要是个人住宅。利用现代化先进的科学技术，构建一套完善的智能家居系统，将住宅内与生活相关联系的各类用电设备进行连接，形成智能化、环保化的管理体系，旨在给人们带来给家高质量的生活体验，给人们提供更加舒适的生活环境。智能家居控制图如图1所示。

2 物联网智能家居系统的网络技术

2．1 基于RS-485总线的家居设备物联网络技术

使用RS-485串行总线标准，可以使得智能家居设备的通信距离扩大化，从几十米扩大到上千米，这就很好的贴合了物联网设备要求，有线的RS-485总线，具有比较实用的优势，内部结构简单、价格实惠、数据的传输率较为理想。嵌入式的智能家居系统起着中继器的作用，主要管理家庭终端接入模块，RS-485总线通过串口与系统进行连接，实现对智能家居字体信息的接收与管理控制。

图1 智能家居控制图

2．2 基于以太网的远程监控网络技术

以太网本身就是一种局域网规范，它主要使用CSMA/CD技术，随着时代的更迭变化和技术的发展，使得以太网的数据传输率得到了提升，整体性能更加趋于稳定化。在以太网中，家庭网关是核心部分，主要负责各种内部协议之间的信息转换和共享，利用家庭网关，可以实现对生活电器的智能控制。

2．3 基于GPRS的远程报警网络技术

GRPS也被称为分组无线服务技术，该技术位于第二代和第三代移动通讯技术之间，与GSM的数据业务相比，具有更加实用的优势。通信费用更加低廉，基于GPRS的特性，信道传输的方式转化为了包传输方式，在计算单位传输成本预算上，有了更多可调控的空间，它不针对整个信道，所以价格相对合理。GPRS传输速率更快，连接性更强，GPRS可以调控GSM网络中没有使用的TDMA信道，使得传输速率得到较大的提升，GSM网络主要使用电路交换数据方式，构建物理通路，维持到通信结束，而GPRS不需要构建额外的中介设备，所需的投资不大，具有更快的传输速率。它对资源的利用率较高，该技术采用分组交换的通信方式，不用提前分配好信道，极大的节省了传输空间，数据发送与接收不占用信道空间，信道资源可以共享，使得资源的利用率得到了一个极大的提高。基于GPRS的功能优势，应用于智能家居系统中可以很好的实现对电器的控制，且成本预算不高，具有良好的稳定性。

3 物联网智能家居系统的构建

在智能家居系统中，对于嵌入式类型的家居系统需要综合考虑各个方面的影响因素，需要通过家庭网关进行转发、存储各种家庭设备信息，基于此特点，需要每个家庭都配置专门的功能型网关，但是在增设系统功能的时候就存在一定的局限性，因为需要统一更改家庭内部配置，使得系统拓展得不到充分开发。在本文概述中，主要以嵌入式智能家居系统为主，结合相关技术进行综合概述，比如中间件技术、物联网技术、无线传感网等，不同的技术具有的功能不同，它们之间的有效结合可以实现对智能家居系统的系统拓展、信息整合、控制优化等，改变了传统的智能单一化格局，给智能化发展提供了更多样化的可能，进一步推动了智能小区的构建。

系统监控设备和传感设备是第一层体系结构，它主要包含了摄像头、化学传感器、声音传感器、光敏传感器，根据这些设备功能优势实现对外部环境的监测，通过接受内部指令向中心控制平台传递信息，进而控制和管理设备。

中心控制平台是体系结构中比较重要的一部分，它是整个体系结构的控制中心，主要的功能作用是控制和管理设备，有一些组成部分还具有多重功能，其中就包括模拟启动器和中央控制器，在用户控制平台中，是具有专属性的，也就是说不同用户之间不具有连接性，不同系统构件具有屏蔽性，方便用户更加容易实现功能需求。中心控制平台的运行模式是具有系统性的，它从感知层接收信息，然后对信息进行解析然后通过模拟启动器控制指令的执行，中心控制平台内部还含有紧急报警装置，当出现意外情况，可以第一时间感知到，将风险系数控制在一个可控的范围。

在智能小区的构建过程中，中间件层是一个重要的环节，它包含了各种重要的设备，比如大型数据库和服务器，它具有独立的分配功能，将存储空间进行分化处理，然后统一分配到每个小区家庭里，所有的家庭信息都由数据库和服务器统一管理，在管理人员进行控制的时候需要登录系统。在数据库中记录了每个家庭用户的信息，并保存了相关浏览信息，用户与用户之间具有独立性，用电设备不会相互干扰，通过内部动态指令的调控可以最大程度上满足用户的多样化需求。

应用层是针对于图形用户而设置的，它是一个界面接口，与用户之间进行直接式交互，用户可以通过应用层获取更加个性化的服务，用户可以登录系统或者软件，然后执行个人权限，实现对设备的删除、添加。在应用程度的组成中，应该包括自动报警模块、家居物品管理模块、防盗安全管理模块、自动感应模块，这些模块的设置可以最大程度上保证功能的实现，要定期更新模块功能，与数据库和服务器建立连接，通过数据库和服务器的调控将空间分配给用户，满足用户的多样化需求。

4 结语

随着我国科学技术的快速发展，人们的生活将会越来越智能化，在这个大的环境趋势下，智能家居应运而生，它给人们的生活带来了更多的可能性，不可否认，智能家居的出现极大的方便了人们的生活，物联网技术在最近几年的发展中都比较好，基于物联网环境下结合智能家居系统将会给人们的生活带来巨大的改变，受我国技术水平限制，智能家居系统还有着一定的局限性，在未来发展过程中，需要不断完善优化对技术的提升，为智能家居的发展提供保障。