论物联网传感器技术在智能家居中的应用

2020-11-26孟琨泰张莉孙瑞于琦龙河北机电职业技术学院

数码世界 2020年5期

孟琨泰张莉孙瑞于琦龙河北机电职业技术学院

前言

随着科学技术的发展与进步，物联网传感技术在智能家居行业的应用具有现实可能性，相关领域研究人员应认识到智能传感器发展现状，注重对先进技术进行分析，通过物理网和数据传感技术提升智能家居设计水平。未来传感技术与智能家居的结合应用，是行业发展趋势，需要对传感器的应用形式展开论述。

1 物联网传感技术分类

1.1 无线网通信

无线网络通信技术可增加信息资源的传播效率，使得人们的网上交流摆脱线缆束缚，相关技术在智能家居设计中得到推广和应用。物联网传感系统以无线网通信为主要技术形式，具有较多类型。例如，红外线通信技术、WIFI 技术、蓝牙技术和ZigBee 技术。红外线通信技术具有较高应用性能和应用价值，但是由于技术条件的限制，使得该项技术只能应用在短距离传输中。

蓝牙技术的应用频段有一定限制，一般频段保持在2.45DHz左右，并且数据传输质量和速率不高；而WIFI 技术可将有限信号转化为无线，然而容易被破解，不适宜应用在智能家居系统中，尤其是安全锁等涉及用户隐私的设备。ZigBee 网络技术具有低成本、速率高、安全性能良好的物联网传感技术，其应用条件与智能家居设计相符合。

1.2 嵌入式网关

在物联网传感器装置的设计中，需要重点关注嵌入式网关，网关主要涉及软件和硬件两个方面。硬件方面主要是可编辑逻辑器件和微型处理。以微处理器为例，其在智能家居系统的应用中，具有明显的技术优势，通过哈佛结构与冯诺依曼结构实现对不同控件的管理和调用。软件方面则主要有Windows CE、谷歌Android 和具有开源性质的Linux 操作系统，各种类型系统在智能家居的应用具有不同优势，需要结合实际情况、具体问题具体分析。

2 智能家居中物联网传感技术的实际应用

2.1 ZigBee 智能家居网络系统

ZigBee 网络包含协调器、控制节点、传感节点，并且支持用户对其进行开源设计的无线网络产品，并且其网络协议相对稳定可靠。实际应用中，智能家居的电子锁主要通过控制器、模块系统中的I/O 接口和继电保护装置，实现对设备开关的智能化控制。在此过程中，ZigBee 无线网络控制系统发挥着基础作用。实际工作中，基于ZigBee 智能家居网络系统，仅仅需要较低的电压便可在特点时间和范围内，形成对智能家居设备的有效控制。具体实践中，可通过ZigBee 网络系统中的电子控制节点，实现家居设备与I/O 接口的合理连接，并且应用ZigBee 网络技术对相关指令数据进行加密，提升智能家居设备使用安全性。

以智能门锁为例，通过加密技术的应用，使得用户的数据信息，保护指纹和数字密码独立于系统网络外运行，在ZigBee 智能家居网络系统中，进行加密协议，使得用户的智能家居设备安全性能，明显提升，对用户的隐私信息也能进行保护，具有显著的应用意义和推广价值。智能家居系统中的电子锁装置，可通过手机和其他移动客户端进行远程控制，极大增加用户的体验程度。总之，物联网传感器技术的实际应用，促进移动智能家居行业深入发展。

在智能家居发展中，对于ZigBee 网络系统的应用，不仅能够为人们提供安全、舒适、便捷的居家环境，而且可实现远程监控好管理，极大提升了人们的居住体验程度，享受现代智能化技术发展成果。在ZigBee 网络协调器中，各传感装置与控制装置的核心部分均分布在核心射频电路中，相关装置通过对信号资源的收集与整理，实现对控制系统的合理调动。网络协调器（Network Coordinator）、路由节点（Network Node）和终端节点（IEEE Node）是网络功能设计的主体，通过对相关结构的智能设计，可实现与任何节点通信。

2.2 智能温度采集装置

利用物联网传感器技术，对室内温度进行采集，并且通过云计算系统智能调控室内空调设备，是智能家居的发展方向。例如，选择DHT11 数字温度传感器与ZigBee 技术相结合，使得智能家居获得高质量发展，极大提升了用户的体验程度。通过相关技术可实现对智能家居系统的优化设计，使得相关设备应用更加具有体验乐趣和实际应用价值。基于DHT11 数字温度传感器的应用，使得智能温度采集装置更加稳定协调，有利于发挥相关装置的实际应用性能。实践应用中，传感器由感湿电阻、NTC 热敏电阻和8 位单片机构组成，具有抗信号干扰能力强，技术应用稳定的特点。

智能温度采集装置，是智能家居的重要组成部分，不仅为人们居家生活提供便利，同时也实现智能化技术的应用效果，促使物联网技术与生活实际产生有机联系。实际工作中，通过对智能控制技术的应用，促使智能家居设备的服务能力提升。相关设备可在物理网传感器技术的条件下，实现对室内智能设备的控制与调动，不仅能够节省人力，也能应对特殊或紧急情况。总而言之，基于物联网传感技术的应用，使得智能家居服务更加人性化，满足人们实际需求。

2.3 物联网传感技术发展趋势

根据目前技术发展实际情况，对物联网传感器技术的未来发展趋势进行预测。首先针对传感器装置而言，将更加微型化与环保化。传感装置应用的材料是硅，具有体积小、灵敏度高、质量轻和成本低廉的优势特点，使得微型传感器技术在智能家居设计中具有重要应用价值。值得注意的是，微型传感器装置的体积趋向于微型化，是辅助设计（CAD）技术和微机电系统MEMS 发展的结果，相关领域研究人员需要对此加强认识深度。

同时，物联网传感器技术发展将更加智能化与功能多样化。智能化的传感装置可进行简单的逻辑思考和判断，促使相关技术在化学、电磁与核物理等高尖端领域得到实际应用。基于物联网传感技术的应用，智能家居行业发展质量明显提升，先进的技术和传感装置是家居智能设计的基本内容。多功能传感器的快速发展，使得传感器的应用范围更加广泛，实现了在农业和工业领域的实践应用，促进相关行业的智能化、现代化发展。实际应用中，多功能传感装置主要依靠不同的感知元件发挥作用。

无线网络化是传感装置的重要特征，物联网传感器技术通过嵌入式网络系统，实现对相关控制信息的收集，为智能化控制系统提供信息来源。通过对物联网信息进行技术处理和控制，使得智能网络系统得到实际应用，对分布式处理技术、传感技术和无线网络技术等方式实现对用户终端的科学合理控制。技术应用过程中，鉴于物联网技术和5G 商用化尚处于初级阶段，因此需要关注技术应用的不成熟和不稳定方面问题，致力于在智能家居设计中，对相关技术进行完善与升级，促使先进科学技术与人们生活实际联系更加紧密。