基于大数据分析的“互联网+”智能家居系统

张思源

摘 要 如今，智能家居正在以一种远远超出一般人们平常想象的迅猛速度发展。智能化服务是解决当前智能家居领域可能存在的一些复杂问题的有效途径，物联网与现代技术的高效开发和应用密切相关，尤其是为信息安全问题和技术普及应用问题提供了强有力的保障，为未来智能家居相关技术的稳定健康发展和应用提供条件，为未来智能家居相关技术的稳定健康发展和应用奠定基础，也将推动相关服务不断向专业智能化服务演进。

关键词 智能家居 物联网 大数据 互联网

中图分类号：TN925;TP311 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2021）12-0007-02

1 绪论

1.1 智能家居的背景

伴随着现代计算机信息技术、智能终端信息技术、互联網信息技术的快速进步发展，物联网也进入了“万物互联”的时代。如今，智能家居正在以一种远远超出一般人们平常想象的迅猛速度发展，单个的智能产品已无法满足消费者对智能产品的需求，一种以互联网为基础，用户可以通过手机或者平板等设备直接控制智能家具的系统正在兴起。

1.2 国内发展现状

据可靠数据表明，我国物联网智能家居市场规模增长迅速，增长率接近每年30%，并预计到2022年，我国的智能家居市场规模将会超过2000亿元，2025年全球市场预计将达到15亿台，涵盖智能冰箱、电动窗帘、智能烟感和家庭监控/安全等产品，发展空间巨大。[1]

1.3 智能家居研究的意义

智能家居不仅可以为人类提供高品位的现代家庭生活，还可以将家居环境从原来被动、静态的监控结构体系转变为动态、智能的监控设备，提供用户全方位的家庭信息交互管理功能。物联网应用中的无线智能传感器技术应用对现代家庭的灯光自动控制，以及家电的物联网都提供了一种很好的解决办法。

1.4 主要研究方向

1.4.1 标准化

智能家居在产品设计、生产、使用过程中需要涉及的关键技术多种多样，但目前我国智能家居应用市场没有统一的技术标准对其进行严格限制。因此，需要通过无线通信网络技术等一系列的技术方式，来实现其与智能家居相关应用技术标准的高度统一。由此用户在今后选择使用智能家居时就会具有广泛的应用范围，而不是只局限于一家。

1.4.2 智能化

目前，智能家居相关产品的工业智能化应用程度较低，不能完全适应现代人们对于智能家居产品的更高性能需求。智能家居在未来快速发展的过程中，还需要企业不断努力提升企业智能化管理水平。

1.4.3 节能化

节能与生态保护是永恒的主题，未来智能家居的发展必然走向节能。通过为用户提供便捷的服务，将实现更大的节能和效率。逐步降低智能家居的成本，不断提高工作效率。

2 系统的组成和设计

2.1 中央控制管理系统

智能家居具有中央智能管理控制中心系统，它相当于一台电脑的CPU或是人类的全部大脑，所有的智能子系统都将自动接入中央控制管理中心。中央电脑控制系统管理中心系统主要由中央电脑控制器、控制终端、服务器构成。中央控制器由Zig bee协调器和RT5350组成，控制终端就是人们生活中常经常用到的手机、平板电脑等设备，通过控制终端，用户可以感受到一体化的控制和管理。对于家电、家居环境等，控制终端为用户提供了高效的人机交互界面。 用户通过控制终端发出指令，再通过服务器转发、处理和管理控制，最后通过子控制器完成对智能家电和家居环境的控制和查询。[2]

2.2 家庭网络系统

家庭网络系统的功能主要包括两个方面：网络通信和家庭控制。该智能系统在整个家庭应用范围内将电脑、家用电器、自动化控制设备、照明系统、安全系统相连接，可以直接实现家中休闲娱乐控制设备、通信控制设备、照明设备、家用电器、监控显示装置等家庭设备的网络互联和信息管理，以及家庭数据和网络多媒体信息相互共享的网络系统。

2.3 智能家居设备管理系统

智能家居设备管理系统可以对家里的智能家具进行控制和管理，并形成感知、记忆、判断、推理的能力。通过管理系统，用户可以通过手机、电脑等设备来轻松管理家用电器，进行集中、定时、远程控制，从而真正达到利用智能家电管理系统实现智慧、节能、环保、舒适、方便的设计目的。

2.4 安全系统

安全监控系统主要产品包括安防火灾自动探测报警监控系统、视频安防自动监控探测系统、智能家庭安防自动报警监控系统等，并由协同监控传感器、视频监控摄像机、探测器共同整合组成整个家庭的智能安防监控体系，是现代家居家庭安防的技术核心。

3 系统的结构及关键技术分析

3.1 系统结构

嵌入式的移动物联网家庭智能家居系统，是一种利用移动家庭智能网关技术实现家庭设备中的信息以及数据的实时转发、存储和处理，此时系统的整体构设要从系统结构功能两个方面进行分析，并具体设计两层整体系统的

结构。

1.信息系统监控监测设备与网络传感监控设备。设计系统将集中的视频监控探测器与振动传感器等，应用于整合视频摄像头、气敏振动传感器以及高频声敏振动传感器等监控设备上，实现针对外部环境、信号与内部物理活动条件等的远程探测，然后把探测信息发送至远程控制管理中心，以便于实现针对智能家居监控设备的远程控制与安全管理。

2.中心控制平台。此监控系统的主要核心为用户中心模拟控制系统平台，发挥的核心功能主要是针对智能家居电子设备的远程控制与运行管理，该系统体系硬件结构主要分为中心模拟系统启动器与系统中央模拟控制器，但每个用户中心控制系统平台必须是专属的，需要有效地保护监控系统不同组件之间的异构性，使系统的应用变得容易和简单。实现的核心功能主要是：将获取的信息发送至系统中央模拟控制器并对系统信息处理进行数据分析，然后把控制命令发送至中心模拟系统启动器，由其负责控制系统信息。

3.2 关键技术分析

3.2.1 传感器技术

传感器技术是物联网技术的重要组成部分，在智能家居终端系统中发挥着重要作用。传感器应用可以利用生活中的敏感元件来转换和传输一些数据。在智能家居中，它们可以作为系统的眼睛进行实时检测，确保获取准确的信息。目前，大量的家用电器都在使用湿度传感器，例如：冰箱中的气体温度变化和干湿度传感器，空调系统中的室外气体温度和干湿度变化传感器以及厨房中使用的抽油烟机气体湿度传感器等，从未来的发展来看，智能家居将实现智能化建设，传感器也将得到广泛应用。依靠计算机分析平台，在外界也可以实现自动化感知。[3]

3.2.2 无线通信技术

无线通信网络技术按照无线通信覆盖范围以及通信距离，可以分为无线通信局域网和移动无线广域网，是一种用于智能家居的低速无线局域网。其中，主要为WIFI、蓝牙和Zig Bee等。[4]

1.WIFI无线通讯网络技术。WIFI技术是目前国内应用最广泛的一种无线通信控制技术，已经广泛并成功地应用于各类型家庭与企业办公室的环境中。Wi-Fi存在一些非常严重的缺点，第一个缺点就是WIFI技术安全性较差，WIFI的安全性问题是一个致命性的缺点，数据包在相互的传送过程中很容易被外界拦截和接收。另一个缺点是信号的稳定性不强，容易被其它的无线电波信号干扰。

2.蓝牙无线通讯技术。蓝牙通讯技术也已广泛应用于最早的小型智能家居。蓝牙最大的技术优势是易于广播和组网，在个人或网络数量较少的小型智能家居设备上实施起来更方便。但是由于传输数据距离较近而导致组网设备数量较少，一定程度上这也影响了目前蓝牙传输技术。

WIFI在智能家居中的应用优势不仅在于成本更低、性能更稳定，与其他技术相比WIFI的实际覆盖范围更广，可以替代传统技术的缺点。在智能家居逐步发展的环境下，这项技术安全、耗能、传输速率上都有相对优势。

3.2.3 大数据技术

大数据技术系统庞大而复杂，结合了数据采集、预处理和共享等功能。主要用于智能家居解决应用问题、自我识别错误、设备应用和服务运行、用户数据等。随着智能家居的积极发展，智能终端的使用越来越多，尤其是在系统的实际运行中很容易产生大量的数据。因此，大数据技术的应用可以有效解决智能家居中存储海量数据的问题，并保证随着数据处理能力的提升，在海量数据下能够提取出一些有价值的数据进行数据分析，从而避免大数据和数据分析可视化的压力推动了系统效率的稳定提升。因此，大数据技术的应用对智能家居的发展具有重要作用。[5]

4 结语

智能家居为现代人的生活带来更多便利，智能化服务是解决当前智能家居领域可能存在的一些复杂问题的有效途径，物联网相关现代技术的高效开发和应用，为信息安全问题和技术普及应用问题提供了强有力的保障。为未来智能家居相关技术的稳定健康发展和应用提供保障，也将推動相关服务不断向专业智能化服务演进。

参考文献：

[1] 王宇豪.物联网传感器技术在智能家居中的应用研究[J].中国管理信息化，2020，23（04）：187-188.

[2] 赖南华.智能家居及关键技术研究[J].中国高新科技， 2020（12）：125-126.

[3] 常莹.智能家居关键技术研究[J].电脑知识与技术，2020， 16（29）：206-207，209.

[4] 吴庆庆.互联网技术在智能家居系统中的应用分析[J].居舍，2020（03）：174-174，183.

[5] 张雷蕾.物联网技术在智能家居系统中的应用[J].信息与电脑（理论版），2020，32（09）：152-154.