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物联网与智能家居赏析八篇

时间:2022-06-14 03:55:45

物联网与智能家居

物联网与智能家居第1篇

关键词:物联网 传感网 以太网 物联网网关

1 引言

物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按协议与通信网络相连接,进行数据信息交换和共享,以实现远程数据采集和测量、智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[1]。实现自动智能处理物品的信息状态,并进行管理和控制,实现信息获取和物品管理的互联互通。F代社会科学技术、通信设备的不断开发和应用,物联网以“全面感知、无缝互联、高度智能”的特性被视为第三次信息化浪潮[2]。随着人们的生活水平不断提高,居住条件不断改善,生活品质不断提升,物联网智能家居应运而生,作为家居智能的核心部分,物联网智能家居网关系统的研究、开发和建设必将是国家经济发展的新趋势。

物联网智能家居是采用计算机网络技术、无线数据传输技术、网络布线技术、计算机接口技术将与家居生活有关的各个子系统如灯光、窗帘、煤气、温湿度、安防控制、信息家电、场景联动等功能有机地融合在一起,应用各种通讯网络实现互联互通,利用必要的安全机制,达到网络化综合智能控制和管理。

现有的通信网络主要用于人与人之间的信息传递,感知网则实现了人与物、物与物之间的无线通信[4]。但不足的是,各种感知网络技术和通信协议都没有形成相对统一的标准,并且传感网的数据信息不能进行远距离的传输,导致传感网与以太网之间无法进行直接通信。为了解决这一矛盾,一种新型的网元设备――物联网网关应运而生。

2 物联网网关简介

在物联网智能控制系统中,通信网络和传感网络是通过物联网网关实现连接和设备管理的。物联网网关屏蔽了感知网内部的异构性,并对感知网络和终端节点进行管理。转换和标准是物联网网关的关键技术,屏蔽感知网异构性必须进行协议的转换,建立统一的指令及标准是实现网关管理功能的必要条件[5]。物联网网关是物联网智能家居的核心,主要进行数据信息协议转换、运行状态控制、数据信息汇聚以及寻址认证等,这也是物联网智能家居的数据信息汇聚中心和控制中心[6]。

3 物联网网关基本功能

(1)数据转发能力。物联网网关作为互联网与传感网络之间的通信桥梁,必须支持传感器网络内部数据的协同与汇聚,并以多种方式桥接传感器网络与互联网。数据转发是其最基础的功能,能同时在传感网终端、互联网终端发送和接收数据。

(2)协议转换能力。传感器网络数据信息常规多采用IEEE 802.15.4等通信协议,以太网多采用TCP/IP协议通信,网关必须进行协议转换。物联网网关向下将下层不同标准格式的数据统一封装,确保不同的感知网络的协议变成统一的数据和信令,向上将上层下发的数据包信息转换成感知层协议能够识别的数据信令和控制指令[7]。

(3)管理控制能力。对于任何网络来说,管理控制功能是不可缺失的。对网关进行管理,如注册、权限、状态监管等管理;对传感器节点的管理,如器件标识、运行状态、网络属性等管理;对智能家居的控制,如远程监测、机械控制、系统诊断、智能维护等。物联网网关接收应用数据和信令,进行识别后下达给传感器节点,实现物联网网关对下层传感器节点的管理与控制。但由于协议和技术标准不同,所以网关的管理能力也不尽相同。

4 物联网网关系统设计

中国通信标准化协会(China Communications Standards Association,CCSA)将物联网主要分为三层:第一层为感知层,第二层是传送层,物联网网关位于本层,第三层是应用层。

(1)感知层。感知层的关键技术主要有检测技术、近距离通信技术,它是物联网发展和应用的基础[8]。感知层主要是由传感网和采集数据信息设备搭建而成。数据采集通常利用各类传感器、RFID、GPS、视频摄像头等设备来完成。传感网络是由多种数据采集设备和许多传感器及其节点组建的。

(2)传输层。传输层的关键技术主要有远程通信技术和网络技术,以现有以太网为基础,载入感知层获取的数据信息进行远程传输,实现感知网与以太网的结合。

(3)应用层。物联网应用层是以数据为中心的物联网的核心技术,利用经过处理的数据信息,为用户提供远程或近郊的控制和服务。各类信息通过各种设备在这一层进行处理和控制,各层之间通过可控的信息分析和运算为用户提供各类服务。

4.1 物联网网关系统的硬件设计

物联网网关由嵌入式ARM9架构的32位RISC微处理芯片、GPRS/Zigbee通信模块、FLASH模块、ARM模块、接口电路、电源等几部分组成。感知层主要由MCS80C51处理器和CC2420无线射频收发器通信模块搭建而成,该模块同时还搭载了嵌Zigbee通信模块,实现网络子节点间的数据传输[6]。物联网网关硬件实物图如图1所示:

4.2 物联网网关软件系统设计

物联网网关位于传输层,主要负责管理平台与感知节点间的数据信息交互[9]。感知节点属于系统中的感知层,其上嵌入了数据处理模块,其主要作用是解析命令和上报数据,收集传感数据信息,并上报给网关,同时接收网关下发的信令。传感网内部的工作(如数据收集和时间同步等)则是通过数据传输协议和基础服务模块共同协作完成。物联网网关软件结构如图2所示:

感知节点和管理平台之间的通信是通过网关来完成的,网关在接收到节点数据信息的同时,也向管理平台接收和报送数据信息。管理平台的信令是通过GPRS模块和以太网模块来接收和发送的。命令映射模块进行信令解译,并将信息传输给节点或网关。协议转换模块实现了传感网数据包解析,并进行统一封装[10]。日志管理和配置管理是网关的主要管理方式,用于记载重要事件和网关的配置信息,并进行数据上传。数据信息发送和传感网信令分发是由数据上报和命令模块中sink节点来实现的。

综上所述,系统的应用管理层是通过管理平台来控制和管理网关与传感网络的,管理平台在数据库中自动保存数据信息和维护子系统,并进行数据分析、数据统计和数据存储,实现了服务端和客户端与网关之间的数据信息传输,同时为用户提供便捷的操作界面[8]。

5 物联网网关设计系统实验测试

5.1 物联网网关的数据信息丢包实验测试

(1)传感网节点之间数据信息传输过程中丢包。在物联网网关硬件设计过程中,由于传感器件的不稳定性造成传感网的不稳定性,使得丢包现象时有发生,本网关的丢包实验未对其进行测试。

(2)网关从串口读取sink节点数据信息时丢包。从串口读取sink节点数据信息丢包现象测试相较为简单,为每一个数据包信息设置序列号,将发送的数据包与接收的数据包序列号进行比较。若相同,则说明没有发生丢包现象,不相同则有丢包现象。

(3)网关与以太网等进行数据信息传输时丢包。测试此种丢包现象是在物联网网关管理平台程序设计过程中添加一段测试程序,使其能自动记录发送的数据信息与未发送的数据信息,并记载与管理日志,在统计中发现此丢包情况较为少见。

本次实验测试中,设置了10个不同的传感器节点,发送数据信息周期为6 s。管理平台每收集到2000个数据包信息作为一次丢包记载测试实验,进行实验十次的测试结果如图3所示:

在图3中,横坐标的标值表示实验次数,纵坐标的标值代表丢包数。可以看出,管理平台在收集到1~2000个、2001~4000个、6001~8000个、12001~14000个、14001~16000个、16001~18000个数据包信息时,测试实验丢包数为1个,管理平台在收集到4001~6000个、8001~10000个、10001~12000个、18001~20000个数据包信息时,测试实验丢包数为2个。10次实验测试结果的平均丢包率为0.6‰,低于CCSA限定的最大丢包率1‰,通过测试实验可知此设计符合标准要求。

5.2 物联网网关的数据信息时延实验测试

物联网网关的数据信息时延也是测试网关性能的一项关键指标。网关的数据信息时延是指读到一条完整的数据信息到完成发送这条数据信息之间的时间间隔[2]。本次实验测试中,也设置了10个不同的传感器节点,数据信息发送周期为6 s。网关每接收并发送1000个数据包信息作为一次数据包信息的平均时延实验,进行10次实验的测试结果如图4所示。

在图4中,横坐标的标值表示实验次数,纵坐标的标值代表平均时延,单位为ms。可以看出,10次中管理平台每接收并发送1000个数据包信息,数据包平均转发时延依次为:8.728060822 ms、9.101037166 ms、8.798108656 ms、9.040832460 ms、8.709430585 ms、9.078904791 ms、8.729397024 ms、8.902405368 ms、8.789098456 ms。远低于CCSA规定的平均时延的上限(IPTD)100 ms。

6 结束语

物联网网关是物联网智能家居的关键技术部分。本文设计了一种基于物联网智能家居网关系统,利用现代信息技术与网络技术,通过不同类型感知网之间的协议转换和建立统一的指令与标准,实现传感网与以太网间的数据信息接收和发送以及对感知网络的管理与控制。为感知网络和以太网之间数据信息传输建立了空中隧道。此系统经过实验测试,具有良好的稳定性和可控性。相信经过不断的改进和创新研究,物联网网关将被广泛地应用于智慧城市、智能电网、远程监控、环境监测等领域。

参考文献:

[1] 何晓明,欧亮,朱永庆. 物联网网关的设计与实现[[J]. 广东通信技术, 2012(4): 23-24.

[2] 陈海明,崔莉,谢开斌. 物联网体系结构与实现方法的比较研究[J]. 计算机学报, 2013(1): 54-55.

[3] 吴建军. 智能家居系统软件设计与实现[D]. 成都: 电子科技大学, 2014.

[4] 李众,王鹏澄,陆海空,等. 基于ZigBee、以太网、WiFi技术的网关设计[J]. 测控技术, 2015(3): 18-19.

[5] 陈琦,韩冰,秦伟俊,等. 基于Zigbee/GPRS物联网网关系统的设计与实现[J]. 计算机研究与发展, 2011(9): 25-26.

[6] 胡金辉. 物联网网关关键技术的研究和实现方案[D]. 西安: 西安电子科技大学, 2012.

[7] 张贝贝. 基于ZigBee技术的智能家居控制系统的研究与实现[D]. 青岛: 青岛科技大学, 2016.

[8] M A Rajan, P Balamuralidhar, K P Chethan, et al. A Self-Reconfigurable Sensor Network Management System for Internet of Things Paradigm[A]. 2011 International Conference on Devices and Communications[C]. 2011: 1-5.

物联网与智能家居第2篇

家居智能物联网系统就好比我们以前组装的电脑,各个智能家居就是电脑的各个外设配件,多模信息网关就是电脑的MCU,智能家居中间件就是各个硬件设备驱动,开发的应用服务平台就是我们的软件系统。家居智能物联网系统的发展就会像几十年前的电脑发展一样,进入多元化时代,家居智能物联网的应用时代也会随之到来。

家居智能物联网发展现状

近几年金融危机之后的复苏时期,物联网概念迅速风行,受到各国政府的重视。物联网是通信网和互联网的拓展应用和功能延伸,它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别,通过网络传输,进行计算、处理和知识挖掘,实现人与物、物与物信息交互和无缝衔接,达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策目的。通过物联网与智能家居结合形成家居智能物联网,其如何实现对生活有用的业务和应用将是我们关注的重点。

智能家居发展过程中,2007年微软推出的“未来之屋”系统有着重大影响力。该系统中:进入房屋时,安全系统会对来访者的面部进行扫描,确认身份后自动打开房门;客厅冰箱上的液晶显示器能列出保存的食物清单,厨房水槽能够根据使用者的身高调节高度,而排风机会根据油烟浓度自动开启;此外,每个房间的墙壁颜色、装修风格和温度都可以根据家庭成员的喜好和情绪自动更换。该系统是智能家居的一个样板。

由于智能家居受产品生产厂家的限制,在短时间内还没有统一的标准协议,所以一般都是一个厂家单独做系统研发方案的。各个系统相对独立,并不相互交换信息,整个系统更像是多个智能家居系统的简单堆积。随着物联网技术的发展,与智能家居结合,形成家居智能物联网是智能家居系统未来发展的必然趋势。

家居智能物联网的特点与瓶颈

家居智能物联网是一个以住宅为平台、以智能家居为节点,利用物联网技术为纽带的家居系统。其典型应用场景如图1所示。根据功能不同智能家居节点可分为三个部分:负责对家居环境及相关人员信息采集的信息采集系统,如采集住宅内外人员信息的视频监控系统,采集家居环境的烟雾采集器、温湿度采集器和三表读数采集器;负责对家居环境进行相关改变的智能控制系统,如打开房门的门禁系统,改变室内光亮、温湿度的空调、电灯和电动窗帘,提供主人相关服务的电视、冰箱和洗衣机等家电设备;负责信息交互,提供远程访问与控制功能的家庭信息平台。

一体化的集成控制平台。随着时代的发展,家中电器设备越来越多,越来越智能化,人们常为种类繁多的操作头痛不已,家居智能物联网就是智能家居一体化的集成控制平台。首要的一个功能就是家居设备操作的集成化,将家中的设备集中在一个界面平台上进行操作控制,省去了用户寻找和熟悉各种控制操作的烦恼。其次是家居设备操作的一键化,目前越智能的家电设备的操作也越复杂,这便给有老人孩子的家庭带来诸多不便,家居智能物联网提供一键设置功能,能以功能需求为单元保持对相关设备的一系列操作,用户仅需一键操作,就可完成相关功能。

全方位的信息监控平台。随着人们生活节奏的加快,希望能快速简便的得到家居的一切相关信息。家居智能物联网就是全方位的信息监控平台。不仅为您显示家中所有设备的状态以及温湿度状况、电路电流电压状况,让您对家中的所有状况一目了然,还能为用户提供家中的视频图像,闯入报警和烟雾报警的紧急情况报警。并拥有事件记录功能,能对家居环境的变化进行记录,以便事后进行相关分析与追踪处理提供信息基础。

智能化的信息交互平台。单独的智能家居系统的堆积,无法发挥出智能家居的潜力,反而增加了智能家居的使用复杂度,家居智能物联网就是智能化的信息交互平台。不仅为您提供远程接入的控制能力,让您无论身处何处都能控制家中的任何智能家居系统,而且还能为各个智能家居系统提供信息交互的平台,就像家居系统的管家一样,根据主人的相关设定,管理和协调相关智能家居进行相关操作。

家居智能物联网要想发展并推广,目前面临着巨大挑战。家居智能物联网的对象是结构和特性完全相异的各种家用电器,相互之间兼容性比较差,没有统一的标准与协议,各个厂家生产的智能家电之间的数据共享比较困难。因此,家居智能物联网不易扩充和相关兼容,制约其被广大用户接受。

家居智能物联网所处的运行环境有很大差异,个体性比较强,如果采用单个用户单个设计调试的模式,成本就将成为制约其推广的重要因素。而让用户根据自身条件进行相关系统调整的话,用户的能力就将成为制约其推广的重要因素。

家居智能物联网发展方向

随着物联网技术的发展,与智能家居结合,形成家居智能物联网是智能家居系统未来发展的必然趋势。基本目标是将家庭中各种与信息相关的信息采集设备、家用电器和家庭安防装置等通过物联网技术连接到一个家庭智能信息系统上进行集中或者异地的监视、控制和家庭事务性管理,并保持这些家庭设施与住宅环境的协调。如图2所示为家居智能物联网的系统架构。

其中,智能家居中间件的开发,确切地解决了各个厂商设备之间兼容性差的问题,它就像电脑中软件驱动的概念,为家居智能物联网系统提供了一个开发的应用平台。

基于该系统架构,家居智能物联网产业的发展主要集中在四个方面。首先是内含通用的智能家居通信协议的嵌入式通信模块。物理层上可选用不同的通信制式,但基于其上的通信协议将是通用的,即通用的智能家居通信协议将向TCP/IP协议一样,被植入各个智能家居的通信模块中。

其次是多模信息网关的研发。它是家居智能物联网的核心部件,它的开发将使智能家居变成即插即用的配件,直接接入家居智能物联网中。因此,具有各种功能的、面向各种方向的多模信息网关,将像无线AP一样不断涌现出来。

第三,智能家居中间件的开发。它就像硬件厂商需要提供驱动一样,未来智能家居厂商也必须向用户提供智能家居中间件。

物联网与智能家居第3篇

【关键词】物联网 智能家居 产业链

1 物联网智能家居概述

智能家居概念的起源很早:20世纪80年代初,随着大量采用电子技术的家用电器面市,住宅电子化开始实现;80年代中期,将家用电器、通信设备与安全防范设备各自独立的功能综合为一体,又形成了住宅自动化概念;至80年代末,由于通信与信息技术的发展,出现了通过总线技术对住宅中各种通信、家电、安防设备进行监控与管理的商用系统,这在美国被称为Smart Home,也就是现在智能家居的原型。

智能家居在WiKi百科中定义如下:以住宅为平台,兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化,集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。进入21世纪后,智能家居的发展更是多样化,技术实现方式也更加丰富。总体而言,智能家居发展大致经历了4代。第一代主要是基于同轴线、两芯线进行家庭组网,实现灯光、窗帘控制和少量安防等功能。第二代主要基于RS-485线、部分基于IP技术进行组网,实现可视对讲、安防等功能。第三代实现了家庭智能控制的集中化,控制主机产生,业务包括安防、控制、计量等业务。第四代基于全IP技术,末端设备基于zigbee等技术,智能家居业务提供采用“云”技术,并可根据用户需求实现定制化、个性化。目前智能家居大多属于第三代产品,而美国已经对第四代智能家居进行了初步的探索,并已有相应产品。

近年来,物联网成为全球关注的热点领域,被认为是继互联网之后最重大的科技创新。物联网通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议把任何物品与互联网连接起来进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网的发展也为智能家居引入了新的概念及发展空间,智能家居可以被看作是物联网的一种重要应用。基于物联网的智能家居,表现为利用信息传感设备(同居住环境中的各种物品松耦合或紧耦合)将家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起,并与互联网连接起来,进行监控、管理信息交换和通讯,实现家居智能化。其包括:智能家居(中央)控制管理系统、终端(家居传感器终端、控制器)、家庭网络、外联网络、信息中心等。

2 物联网智能家居现状分析

2.1 国内外发展现状

自1984年世界上第一幢智能家居在美国建成以来,欧美和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居的方案。智能家居在美国、日本、德国、法国、韩国的广泛应用,为世界范围内智能家居产业标准制定和业务模型探索起到了至关重要的作用。自1998年微软提出“维纳斯计划”之后,相关行业都在积极推动这个产业的发展。但是从严格意义上来说,目前仍处于初级启动阶段。图1~3分别为2005~2009年国外智能家居产能产量统计、国外智能家居产品消费统计以及国外智能家居主要消费领域统计。

美国智能家居以数字家庭和数字技术改造为契机,偏重于豪华感,追求舒适和享受,但其能源消耗很大,不符合现阶段世界范围内低碳、环保和开源节流的理念。日本的智能家居是开发、设计、施工规模化与集团化,以人为本,注重功能,兼顾未来发展与环境保护,大量采用新材料、新技术,充分利用信息、网络、控制与人工智能技术,实现住宅技术现代化。德国的智能家居追求专项功能的开发,注重基本的功能性。韩国政府对智能小区和智能家居采取多项政策扶持,规定在汉城等大城市的新建小区必须具有智能家居系统,目前韩国全国80%以上的新建项目采用智能家居系统,产生了像三星、LG等知名的智能家居品牌。

中国智能化住宅的发展,在经历了近10年的探索阶段之后,建筑面积目前已达到400亿平方米,预计到2020年还将新增300亿平方米。2010年中国的智能建筑将会达到9000幢。全国智能化住宅小区的建设数量,未来十年将达到上万个。中国智能家居产业中北京、上海、深圳发展相对超前:深圳的智能家居在布线方面做得比较好,前瞻性较强,考虑电源、空调、电话、电视、网络等方面较周全,预埋智能布线的观念比较超前;北京的智能家居在考虑功能和地方风格方面做得比较好;上海浦东新城区的城区规划和小区布置更符合上海这样一个商业化大都市的需求。青岛海尔和霍尼韦尔的示范应用值得借鉴。青岛东城国际作为U-home智能家居示范项目,曾在2008年底让前1000户业主享受到了U-home智能系统带来的便利与舒适。

2.2 标准化现状

与智能家居关联的技术、产业众多,涉及的技术标准体系比较广泛,如电子、通信、建筑业、家电等几个领域。

(1)电子信息领域

工业与信息化部成立“家庭网络标准工作组”、“资源共享、协同服务标准工作组(IGRS)”和“数字电视接收设备与家庭网络平台接口标准”工作组,提出国家标准立项计划共19项;

中国电子技术标准化研究所组织相关国内企业在IEC/TC100提交了家庭多媒体网关规范(现已进入CD阶段),在ISO/IEC/JTC1/SC25提交了闪联系列技术标准(现已进入FCD或CD阶段)。

(2)通信领域

中国通信标准化协会组建了家庭网络特别工作组,于2006年颁布了首批2个标准;

在3GPP提出与轻量级IPv6相关的移动通信标准。

(3)建筑与社区信息化领域

国家标准化管理委员会于2006年颁布了由国家建设部制定的《建筑及居住区数字化技术应用》系列国家标准,包括四个子标准;

2008年4月,全国智能建筑及居住区数字化标准化技术委员会(SAC/TC426)成立,负责智能建筑物数字化系统领域国家标准的制修订工作。

(4)家电领域

国家发展和改革委员会于2006年颁布了由中国家用电器研究院制定的QB/T2836-2006《网络家电通用要求》

由于物联网的发展给智能家居带来新的内容,因此近期基于物联网的智能家居还需要进一步开展标准化工作,如2010年2月2日,中国通信标准化协会(CCSA)泛在网技术工作委员会(TC10)成立,其中智能家居相关标准也已立项,标志着我国开始在物联网智能家居标准领域进行深入的研究。

2.3 物联网智能家居产业特点

总的来说,我国物联网智能家居产业有如下特点:

(1)需求旺盛

随着国家经济的发展和人民生活水平的提高,物联网智能家居的应用需求日益增强。虽说智能家居在国内已发展10年多,但仍然面临着传统解决方案性能单一、价格高、难以规模推广的发展“瓶颈“。不过随着物联网的发展,智能家居行业将迎来新机遇。

(2)产业链长

智能家居涉及土建装修、通信网络、信息系统集成、传感器件、家电、医疗、自动控制等多个领域。

(3)渗透性广

由于智能家居涉及的业务渗透到生活的方方面面,因此其产业链长,导致行业的渗透性强。

(4)带动性强

能够带动建筑、制造业、信息技术的诸多领域发展。

2.4 物联网智能家居现状分析

基于物联网的智能家居从体系架构上来看,由感知、传输和信息应用三部分组成。感知指家居末端的感应、信息采集以及受控等设备,传输包括家庭内部网络和公共外部网络数据的汇集和传输,信息应用主要是指智能家居应用服务运营商提供的各种业务。物联网智能家居产业链现状如图4所示:

图4 物联网智能家居产业链现状

可以看出,作为物联网重要的应用,智能家居涉及多个领域,相对于其它的物联网应用来说,拥有更广大的用户群和更大的市场空间,同时与其他行业有大量的交叉应用。目前,智能家居应用多是垂直式发展,行业各自发展,无法互联互通,并不能涉及到整个智能家居体系架构的各个环节,如家庭安防,主要局限在家庭或小区的局域网内,即使通过电信运营商网络给业主提供彩信、视频等监控和图像采集业务,由于业务没有专用的智能家居业务平台提供,仍然无法实现整个家庭信息化。但也应看到,智能家居已经发展很多年,业务链上各环节,除业务平台外,都已较为成熟,而且均能获得利润,具有各自独立的标准体系。在都有各自的“小天地”但规模相对较小的现状下,要在未来实现规模化发展,还有许多问题亟待解决,如图5所示。

造成目前智能家居现状的原因是多方面的,包括前期政府扶持不够、资金投入不足、行业壁垒、地方保护,以及智能家居和物联网相关技术短期内不成熟等。由于智能化家庭是社会生产力发展、技术进步和社会需求相结合的产物,随着人民生活的提高、国家部门的扶持,相关行业协会的成立,智能家居将逐步形成完整的产业链,统一的行业技术标准和规范也将进一步得以制定与完善。智能化家庭网络正向着集成化、智能化、协调化、模块化、规模化、平民化方向发展。

3 物联网智能家居发展建议

政府推动示范项目,使拥有一定智能家居技术、行业用户、相关产品、解决方案的厂商企业得到更多资金支持,使用户得到消费补贴等实惠,从而带动物联网技术发展,推动智能家居应用。物联网智能家居系统的可集成性是建立在系统的开放性基础之上的,要求系统所采用的协议必须有广泛的产品支持,并不断加强建立统一的物联网智能家居标准的步伐。要想在未来实现规模化发展,需要出现涉及整个业务链的智能家居业务运营商,提供整个业务链的解决方案、业务集成以及设备维护等,这样才能使得业务链良性发展,进一步促进家庭保险业、服务业、金融业等其他行业以及三网融合的发展。智能家居核心位置企业应研发共用平台,降低中小厂家研发成本和技术门槛;培养专业物联网智能家居服务和技术人才,包括方案、开发、设计、业务支撑等。国家和相关部门和地方政府应大力支持,按“急用先行、采监先行、城市先行和以点带面”原则,有规划、有步骤地扎实、积极推进,形成2~3个重点发展区域,强调地域特色并进一步推广;产业链各方应借鉴国际先进研究成果,针对国内实际需求,共同为实现智能家居在国内的跨越式发展而努力。

4 结束语

智能家居作为家庭信息化的实现方式,已成为社会信息化发展的重要组成部分。从个人、公共服务以及政府需求来看,凸显出发展智能家居产业的迫切性。在国家大力推动工业化与信息化两化融合的大背景下,物联网将是智能家居产业发展过程中一个比较现实的突破口,对智能家居产业的发展具有重大意义。物联网技术的发展与成熟,使得跨产业、跨领域技术和业务融合成为现实,并成为智能家居行业的产业化加速器。在物联网给智能家居产业带来机遇的同时,物联网和智能家居所面临的问题同样是不可忽视的,挑战与机遇并存。

参考文献

[1] 中国通信标准化协会. 移动M2M业务研究报告[R].

[2] 于明,胡前笑,周伟杰. 运营商M2M技术与业务发展策略研究[J]. 通信世界, 2009(40).

[3] 智能家居技术趋势扫描[J]. 数字社区&智能家居, 2008(10).

【作者简介】

童晓渝:管理学博士,高级工程师。现任中国联通集团研究院院长,对信息与通信技术、业务运营和经营管理有着丰富的实践与研究。曾参与多项重大项目,并获多项科技进步奖、管理创新奖和发明专利,出版过多本著作。

房秉毅:现任职于中国联通研究院研发部,高级工程师,博士,主要从事核心网新技术、物联网等方面的研究。

张云勇:博士后,高级工程师,中国通信学会高级会员,目前在中国联通研究院从事相关技术的研究,主要研究方向为下一代网络、IPv6、3G核心网与软交换、WiMAX。曾作为主要研究人员参与了总装备部项目、教育部博士点基金项目、863项目、国家自然科学基金项目、国家科技部项目的研究。

2010年世界电信日主题与上海世博会主题相互辉映

物联网与智能家居第4篇

关键词:物联网 智能家居 远程监控子系统 软件设计

中图分类号: TQl74.758.11 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2016)04-0000-00

随着信息时代的到来,现代化科学技术得到了迅猛发展,智能家居逐渐走入居民的日常生活中。现阶段人们置业时不再单纯地追求房屋的位置与面积,对家居的智能化也提出了要求,这也就使得国内外企业都逐渐加快了智能家居的产业化进程。基于这一现状,对基于物联网的智能家居远程监控子系统软件设计进行分析具有一定的现实意义。

1物联网与智能家居概述

1.1物联网概述

所谓物联网,主要指的是通过具备一定智能感知能力、分析处理能力、计算能力以及执行能力的智能芯片,将物质世界的实际物体改造成为智能化对象,通过相应的通信协议对数据进行接收、传输、分析以及处理,从而搭建起物与物、人与物进行连接的网络[1]。物联网技术由感知层、网络层、应用层以及公共支撑技术组成,具备整体感知特征、智能处理特征以及可靠传递特征三大特征。

1.2智能家居概述

智能家居系统主要通过在家居住宅环境中应用嵌入式技术、计算机技术、通信技术等现代化技术,对家居生活中的各种子系统进行改造,从而构建舒适、环保、高效的家居环境[2]。物联网技术由感知层、网络层、应用层以及公共支撑技术组成,具备整体感知特征、智能处理特征以及可靠传递特征三大特征。

2基于物联网的智能家居远程监控子系统软件设计分析

2.1系统需求

现阶段的智能家居系统通常对光源、互联网、家用电器进行分散性控制与管理,导致家居设备不能通过互联网进行统一控制。因此基于物联网的智能家居远程监控子系统软件应当利用具有多电器接口的集中装置进行控制,统一对家具设备进行联网,从而通过智能终端实现家居设备的自动化控制。同时安全预警系统在智能家居系统中极为重要,主要通过门磁、红外线探测等室外感应器对异常状况进行预警,若业主没有及时对预警信号进行处理,预警系统会根据功能的不同连续发出预警信号。

2.2设计思想

基于物联网的智能家居远程监控子系统软件应当构建多样化的远程监控系统,利用手持遥控监控、互联网监控、4G远程监控等方式满足业主的多元化需求。同时应当谨慎选择传感与执行设备的分布,合理架构网路线路,保证智能信息处理系统软件功能的实现。智能家居系统作为智能小区系统的重要组成部分,它在运行过程中除了对家居环境进行改造,还应当加强与智能小区系统的结合,在智能小区系统中实现资源有效整合,进而完善家庭安防等远程监控功能,提高系统资源利用率。

2.3软件设计

2.3.1家庭安防子系统软件的设计

家庭安防子系统软件包括防盗报警远程监控、火灾报警远程监控、燃气泄漏远程监控以及紧急情况求助等功能模块,可以有效地保证业主的生命财产安全。家庭安防子系统软件主要通过在家居环境中的门窗、客厅、厨房等重要区域安置传感器,实现对家居环境不同区域的实时性动态监控。家庭安防子系统中主要使用ZigBee传感网络子软件,软件采用分层软件结构,由HAL层提供各种硬件模块的驱动,对定时器Timer、通用输入/输出GPIO以及通用异步收发传输器UART进行驱动,并通过OSAL提供各项管理服务。ZigBee传感网络子软件通过物联网技术与业主的通信设备进行连接,方便业主随时随地通过通信设备对家居环境中的安全状况进行了解与掌握。当家居环境中出现了异常状况时,家庭安防子系统可以利用ZigBee传感网络子软件进行分析,并根据报警原因系统触发报警程序发出报警信号,并会及时将信息传送至智能小区系统,智能小区系统会根据报警信号联系警察或保安对警情进行处理[4]。报警模块的电路设计主要通过PNP三极管8050的导通与截止对蜂鸣器的报警信号进行控制。

2.3.2远程抄表子系统的设计

传统的人工抄表方法不仅会造成人力物力的浪费,而且会在一定程度上打扰业主的正常生活,智能家居系统中的远程抄表子系统替代了传统的人工入户抄表,提高了业主的居住满意度。远程抄表子系统利用电子通信技术以及传感器技术,将电表、水表以及燃气表通过互联网与小区物业管理中心进行连接,方便智能小区系统对测量表的计量数值进行统计、分析与管理。当小区物业管理中心发出抄表指令时,数据集中器就会将数据通过网络网关发送至智能家居系统,业主在家就可以轻松进行缴费与结算。

2.3.3收费管理子系统的设计

收费管理子系统是由远程抄表子系统衍生出的智能家居系统,这一系统通过远程抄表子系统中的数据对费用进行自动计算,并对缴费时限进行设置[5]。业主在收到缴费通知后,可以利用互联网对详细费用进行查询与缴纳。同时收费管理子系统还可以与家庭安防子系统进行协同工作,当业主未能按时缴纳费用时会及时报警进行提示,从而提高费用缴纳的便捷性。

2.3.4智能家电子系统的设计

智能家电子系统是智能家居系统中的核心组成部分,是影响业主舒适度与满意度的重要因素。随着现代化互联网技术以及通信技术的发展与成熟,物联网技术也获得了较大程度的发展,并在冰箱、空调、热水器等家用电器中得到了应用。智能家电子系统就是对智能电器进行统一管理的技术系统,这一系统可以根据业主差异性的家居环境以及实际需求对家电进行合理化改造。智能家电子系统中的家电具备网络化功能,智能型家用电器可以通过互联网技术进行连接,实现家电信息的交流与共享,同时智能家电利用嵌入式互联网监控软件还可以对家居环境的变化进行监控,并及时对工作方式进行调节,从而提高业主的舒适度[6]。同时智能家电子系统还具备节能性特点,智能家用电器可以根据家居环境变化及时调整工作时间,在不需要使用时及时进行休眠,从而对能源进行节约。

智能家居系统对冰箱、空调、热水器等智能家用电器的控制主要利用嵌入式互联网监控软件实现。现阶段绝大多数智能家居系统使用嵌入式互联网监控软件主要由嵌入式WEB服务器与嵌入式视频服务器,mjpg-streamer组成。智能家电子系统中较为常用的是Boa服务器,即嵌入式WEB服务器,主要通过在官方网站下载源代码压缩包进行移植,并设置文件Makefile完成对CGI的功能支持与设置。对于嵌入式视频服务器来说,其最为典型的用途是将电视模拟视频信号转换为数字视频数据,并在虚拟机中进行存储,MIPEG与MPEG可以传送高质量的图片以及视频,但是却需要较大的带宽进行支持,智能家居系统虚拟机需要输入正确的数据实现客户端系统的智能交互。

3结语

随着自动化技术以及信息技术的发展,我国居民的日常生活得到了巨大的改变,人们对于生活质量的要求也日益提高。基于物联网的智能家居远程监控子系统是信息时代下智能小区建设的研究内容,体现了家居生活与现代化科学技术的结合。基于物联网的智能家居远程监控子系统软件设计应当从人性化设计出发,加强家居环境与业主的沟通与交流,从而构建现代化的家居环境。

参考文献

[1]姜宇航.基于物联网的智能家居控制系统设计[D].吉林大学,2014.

[2]李宁宁.基于物联网的智能家居系统的研究[D].河南师范大学,2013.

[3]文翔.基于物联网的智能家居远程监控子系统软件设计[D].西安电子科技大学,2014.

[4]杨海川.基于物联网的智能家居安防系统设计与实现[D].上海交通大学,2013.

[5]羡慧竹.基于物联网的智能网关系统研究与实现[D].北京工业大学,2014.

[6]刘真富.基于物联网的无线智能家居监控系统[D].哈尔滨工业大学,2013.

物联网与智能家居第5篇

>> 基于物联网ZigBee技术的智能家居监控系统 基于物联网的智能家居系统的设计 基于物联网的智能家居系统设计 基于物联网的智能家居照明系统 基于物联网的智能家居系统 基于物联网的智能家居远程监控子系统软件设计分析 物联网智能家居系统的设计 物联网时代的智能家居系统 基于物联网智能家居的初探 基于物联网的智能家居应用 基于FPGA的物联网智能家居控制设计 基于物联网智能家居的设计与实现 基于物联网的智能家居控制系统的设计研究 基于物联网技术的智能家居系统的研究与探讨 基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统设计 基于物联网的智能家居系统的设计与实现 基于物联网的远程智能家居控制系统的设计 基于物联网的智能家居系统的构建要点 基于物联网的智能家居系统管理 基于ZigBee/GPRS技术的物联网智能家居系统设计 常见问题解答 当前所在位置:l用于验证登陆者的信息,如果是合法的用户则可进入本监控系统;主界面home.html用于显示本监控系通的各个子系统,如:LED控制系统,温湿度监控系统,视频监控系统;LED控制系统页面function1.html用于控制LED灯的亮灭和显示当前LED灯的亮灭;温湿度监控系统页面function2.html用于实时显示当前环境的温度和湿度。

本系统中的嵌入式CGI(公共网关接口)程序是通过C语言来编写的。CGI程序都是通过C语言来编写的,分为:验证登录者的信息login.c;读取LED状态led.c;LED的初始化ledinit.c;获取温度get_temperature.c;获取湿度get_humidity.c。

本系统中的视频服务器是通过将开源项目MJPG-STREAMER适当修改并移植到开发板上来实现的。mjpg-streamer是一个很好的开源项目,用来做视频服务器,使用的是v4l2的接口。在这里通过将其显示页面做适当的修改就能变成自己的视频服务器,然后通过交叉编译arm-linux-gcc编译后,再下载到S3C2440开发板上运行。

本系统中需要给LED灯、温湿度传感器和摄像头安装驱动程序。在LINUX操作系统中是以文件的形式来管理各个硬件设备的,可以用命令ls/dev/来查看这些硬件设备。在本设计中另外使用的硬件设备的有LED灯、温湿度传感器和摄像头。因为有些硬件设备本身不自带驱动程序就必须给这些硬件设备添加相应的驱动程序才能系统识别这些硬件设备。在这里我们可以通过insmod命令来插入驱动程序,如插入LED灯的驱动insmod gpiodriver.ko,插入温湿度传感器的驱动insmod sht10.ko。

4 系统调试及结果

(1)按图3连接好硬件,如图3所示。

(2)在客户终端输入登录网址:

192.168.222.66/login.html,如图4所示。

(3)输入正确的用户名和密码后进入主界面,如图5所示。

(4)点击主界面上的LED控制系统,进入如图6所示的界面。

(5)点击主界面上的温湿度控制系统,进入如图7所示的界面。

(6)点击主界面上的温湿度控制系统,进入如图8所示的界面。

5 结论

本设计阐述了智能家居的概念及应用前景,对S3C2440开发板,以及Linux操作系统、Boa服务器和CGI的介绍。设计中充分利用了系统的硬件和软件资源,实现了各个模块的协调控制,提高了系统的可靠性和通用性。通过本设计实现了智能家居监控系统的基本功能,并可在此基础上添加各种不同的模块以相同的工作原理来扩展各种不同的功能。本系统具有投资少、成本低、可靠性高等特点,还具有良好可扩展性和实用价值,符合了未来家电的智能化、网络化发展方向。本系统还可以应用于工农业生产中,实现对无人值守岗位的远程控制和安全报警等。

参考文献

[1]于彤.传感器应用[M].北京:人民邮电出版社,2010,3.

[2]沙占友.智能化集成温度传感器原理与应用[M].机械工业出版社,2011,5,24.

[3]百度百科.物联网传感器[EB/OL].

物联网与智能家居第6篇

关键词:物联网 智能家居 智能社区

一、引言

在解决了基础物质生活需求的今天,随着科技的不断进步发展,人们的生活受到了潜移默化的影响,生活质量也不断得到提高。促使人们开始追求家庭生活现代化、居住环境舒适化、安全化等,为此智能家居也随之而生,所谓的智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并实现环保节能的居住环境。

随着物联网络的出现,为智能家居系统的发展及应用加入了助推剂。物联网是指各类传感器与现有的互联网相互衔接的一种新技术。物联网让智能家居的功能产生了飞跃,它改变的将不仅仅是家电产品的功能,而是生活方式,给消费者带来的便捷令人向往。

二、智能家居基本应用功能

1、智能灯光控制

用智能开关替换传统开关,实现对家里的灯光进行感应控制并可创造任意的环境氛围和灯光场景。不管是家庭影院的放映灯光,二人共度的浪漫晚宴灯光,朋友聚会的场景灯光还是宁静周末的餐后读报光灯……实现任何的灯光场景模式。外出或加班,灯光会自动调整到相应的模式。根据全天外界的光线自动调整室内灯光,根据全天不同的时间段自动调整室内灯光。

2.智能家电控制:

通过遥控控制、电话手机控制、电脑远程控制、定时控制和场景等多种控制,对空调、热水器、饮水机、电视以及电动窗帘等设备进行智能控制。用户可以根据自己的需求自由的配置和添加家电控制节点。该功能的实现不仅给用户带来了便利,也大大节约了能源。

3. 智能安防:

安全是住户对智能家居系统的首要要求,智能安防是智能家居的首要组成部分。智能家居通过安防系统中的各种安防探测器(如烟感,移动探测,玻璃破碎探测,门磁等)和门禁、可视对讲、监控录相等组成立体防范系统。可视对讲可以使用户能够的很清楚的观察来访者,与来访者对话,并遥控开门。报警系统可以在发生警情,会自动将报警信息发送给小区物业,同时智能家居电话或短信报警系统会将报警信息发送给业主。

4 智能影音

智能家居能够控制室内DVD/VCR/卫星电视/有线电视等影音设备,包括音量/频道/预设/暂停/快进等。实现随时随地的全方位控制。

三、基于物联网的新型应用

物联网: 英文名: Internet of Things(IOT)。物联网是指通过各种信息传感设备实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人,所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。

从技术架构上来看,物联网可分为三层:感知层、网络层和应用层。

感知层:其主要功能是识别物体,采集信息。

网络层:负责传递和处理感知层获取的信息。

应用层:是物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的接口,实现物联网的智能应用。

基于物联网的“智慧城市”建设,在未来将逐步建立起“交通”、“医疗”“水源管理”“电力”“集成公共服务”“安全城市”等完善的大物联网,而对应的智能家居系统应用功能将向下面新型应用功能发展:

1.远程监控

智能家居系统在电信宽带平台上,通过IE或者手机远程调控家居内摄像头从而实现远程探视。当出门在外时,可以随时用IE或者手机查看家中的实时影像,了解家庭情况,远程探视家人;当窃贼趁家中无人进行偷窃时,自动报警信号能及时拨通手机,传送实时视频,并对现场进行录像、喊话驱逐;当出现意外失火或是煤气泄露等状况,家庭视频监控系统会自动将告警信息发送到预先设定的手机号码上。

2.家电远程控制:

今后住户可通过通过IE或者手机控制家庭电器。如远程控制电饭锅煮饭,提前烧好洗澡水,提前开启空调调整室内温度等等

3.家庭医疗保健和监护:

利用Internet,实现家庭的远程医疗和监护。Internet在智能家居医疗保健中的作用有很大的潜力,不仅有助身心更加健康,而且会降低医疗保健成本。在家中将测量的血压、体温、脉搏、葡萄糖含量等参数传递给医疗保健专家,并和医疗保健专家在线咨询和讨论,省去了许多在医院排队等候的麻烦。

4.讯息服务:

通过Internet可在任何时间任何地点获得和交换讯息,讯息传输可以以多种形式,从静态文本、图形到动态的音频、视频讯息。在智能家居中,可以用手提电话或PDA通过无线网络收发E-mail,接受最新的股市行情。

5.网络教育

网络教学将课堂带进了家庭,可帮助老师巩固课程,激发孩子们的好奇心。学校和家长通过家居中的基于Internet的教育工具可以合作得更加紧密,并在家庭和课堂之间建立了桥梁。同时,在智能家居中,不管那个年龄段的人都可以享受教育资源,进行终生教育和学习。

四、智能家居发展前景

物联网与智能家居第7篇

关键词 ZIGBEE;物联网;智能家居系统设计

中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)17-0032-01

智能家居系统的发展和更新换代已经经历了四代的变革,智能家居系统也在实践中不断的完善和优化。当今,智能家居系统的发展趋势是朝着自动化、实时化、高效化、稳定化的方向逐步发展。基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统的建立正是对前几代智能家居系统的继承和发展,它也在不断的发现问题、解决问题,实现智能家居系统的更新换代升级。这么做就是为了更好地满足人们对智能家居系统的高品质、高品位的需求。用户通过对智能管理系统的充分利用,可以让家居生活变得更舒适、更安全、更有品位。

1 ZIGBEE技术的解析

ZIGBEE技术是一种新型的技术升级,它介于无线标记技术和蓝牙之间,主要用于近距离的无线连接,其目标是为了实现低能耗、低成本、近距离、高安全性的双向通信。它的标准是由IEEE802.15技术委员会制定的。它有三种可供使用的频段,分别针对的是美国、欧洲和其他地区。ZIGBEE技术作为一种新兴的技术,它具有以下技术特点。

1.1 是网络容量大

通过ZIGBEE技术建立起来的网络最多可以包含255个网络节点,如果再加上网络协调器,整个网络最多可以容纳6400个ZIGBEE网络节点。

1.2 强大的兼容性

使用ZIGBEE技术可以与现有的控制网络交互链接,无任何抵制。

1.3 数据传输可靠

ZIGBEE技术采用了碰撞避免机制来保障传输数据的可靠性,通过一定的技术支持,可以实现避免发送数据的竞争和冲突,同时每个发送的数据必须保证接收方接收信息并予以确认。

2 基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统的技术结构

以ARM微处理器为中心,建立家庭网关平台,对外通过互联网连入公共网络,对内通过ZIGBEE的物联网在家用电器和其他设施中通过局域网连接。

使用ARM微处理器芯片S3C2440作为智能家居系统的主要控制器,利用ZIGBEE芯片JN5121组成只能家居控制系统,将家庭中的其他控制器与ZIGBEE无线节点模块相结合,拓展出更多的功能模块。

在WEB服务器和通用网管程序的基础上实现家庭主控制器对家用电器与安全防卫的本地和远程监控,完善嵌入式家庭网关设计程序。

3 基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统

ZIGBEE技术应用在家居系统上,它的主体结构主要是由一个ZIGBEE协调器分节点和3个ZIGBEE终端器组成,3个ZIGBEE终端器节点分别连接门禁系统、电气系统和温湿度传感器,然后通过无线信号传输器把传感器数据传输给协调器节点,再由家居智能系统终端控制器和处理器作出处置。

在基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统中,ZIGBEE家庭无线网络是这个智能系统中最重要的部分,它的主要功能是对家庭中的各种信息进行监控,采集各种数据并收集各种有用信息,保存并传输给家庭网关中。家庭网关是家庭内部网与外部网进行信息交换的核心,它的主要功能就是保证通信协议的转换和信息的实时传递。用户可以通过互联网、移动通信网络与智能家居系统的互通,对家中的信息实行实时监控。

在一个ZIGBEE网络中,ZIGBEE的网络拓扑结构主要有星形网、网状网和混合型。基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统主要采用T1公司开发出的CC2430芯片来实现ZIGBEE网络通信。在这几种结构中,以网络网的功能最强大,它可以通过“多级跳”的方式来实现通信;星形网则具有简单、简洁和能耗低的优点,它的使用对象主要针对家庭的小规模应用,适合距离较近、复杂度较低的情况;而混合型的网络则介于两者之间。

通过利用T1公司的CC2430的ZIGBEE协议线,再通过设计出的各个节点的应用层软件,协调器节点上的系统进行初始化工作,等待家庭网关发送命令建立网络,ZIGBEE通信网网络建立后,等待终端的加入。在接收到家庭网关的命令后,在网络中发送监测的命令。这样形成循环模式,在收到终端的监测数据后再实时传送给家庭网关。

4 结束语

基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统的设计和更新顺应了智能家居系统的发展趋势,在不断的优化、更新中,不断满足人们对于智能家居系统的高品质、高品位的需求。虽然,从前来看,基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统仍旧存在这样和那样的问题,但从总体上看,基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统基本上满足了人们对于家居系统的特定需求。

基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统凭借着ZIGBEE技术的低能耗、低成本、近距离、高安全性的优点,对人们提高家居生活的品质和品位提供了一个很好的手段,它完全能够适应今后智能家居的发展需求。

参考文献

[1]周珊,蔡长青,舒英利.基于ZIGBEE的智能家居系统设计[J].科技论坛,2013(42).

物联网与智能家居第8篇

【关键词】 Android平台 传感器 物联网 智能家居

前言:随着人们生活质量的不断提升,其对居住环境提出了更高的需求,不仅仅局限于对绿化及地理位置的考虑,同时更加倾向于对智能家居的应用。智能家居是以家庭为单位,采用综合网络技术、自动控制技术以及安全技术来有机的集成相关设备,使其可以完成日常管理,提升居住的安全性和便利性。在智能家居技术的运用中,物联网技术以及Android平台的传感器技术是技术的核心内容,人们加强对关键技术的认知,可以更好的提升智能家居技术的运用水平。

一、传感器、Android及物联网概述

传感器属于硬件检测装置,其硬件抽象层是通过C语言的编制来实现,通过特定的C语言,可以描述被测物体的具体信息,并且将信息数据转换成为电信号,最终实现数据的输出,在Android平台的运用中,C语言是主要的编程数据,而传感器则是重要的载体[1]。Android平台属于移动操作系统,主要运用在移动设备中,其由操作、中间件、用户界面及程序组成。在运用的过程中Linus提供操作内核,中间层包括函数数据库,上层是由公司根据实用需求进行设计,包括通话或者短信等。物联网是给予互联网的信息承载体系,可以实现网络的连接,可以分为感知层、网络层和应用层。感知层通过传感器进行数据收集;网络层主要用以数据的传输和连接;应用层则是物联网与用户之间的接口。

二、智能家居网络设计

在智能家居的网络设计过程中,本文主要是通过Android平台传感器的应用进行设计研究,智能家居网络在设计中,主要包括控制枢纽以及无线路由器网络两个重要的组成部分,在居家环境中,可以实现对环境的监控和应用控制。在家庭环境系统的设计中,其主要采用ZigBee协调器组成的无限传感器网络、家庭智能网络以及移动网络[2]。在运用的过程中,由Android平台的程序组成,可以对设备的数据进行全面的收集,继而将数据传输到服务器中,在系统运行时,中ZigBee中断接受数据信息,则可以发送相关的指令,传感器接受指令后,可以执行相关命令,从而达到智能控制的目的。在数据信息的传输中,需要通过网络进行数据的传输,因而物联网同样是重要的核心组成。

在智能家居网络设计中,网络信息的交互是系统的重要工作渠道,智能家居网络具有本地工作和远程工作两种形式,通过数据的采集和传输,可以提供远侧很难过查询及控制功能,通过移动网络及传感器的监测功能,在室内出现温度、湿度以及红外灯变化时,系统会迅速做出相应的反应,激发信息,通过短信或者微信的方式通知管理者,管理者通过Android平台,可以实现对网络的控制,最终实现对智能家居的控制。其设计图如图1所示。

三、基于Android平台的JNI设计与实现

JNI(Java Native Interface)是JAVA本地调用,在Android平台的运用中,其可以JAVA虚拟机中运行Java代码,通过C语言编程,可以实现应用程序和数据库的交互操作[3]。在传感器的驱动运用过程中,传感器会获取不同的信息,通知Java发生相应的变化,在此情况下,会出现重新获取的指令,Java服务线程会通过协调器发送指令,服务器进行接收,最终实现对家居智能系统的控制。其实现路径如图2所示。

从图中可以看出,在JNI实现的过程中,Android平台、JAVA服务以及硬件抽象层均服务于本地服务,最终目的是实现对智能家居系统的控制,通过编程手段以及硬件措施,可以较好的完成系统指令,最终为人们的家居生活带来便利。结语:随着科技的不断发展,智能家居必然会逐渐兴起,因而加强对基于Android平台传感器在物联网智能家居中的应用研究具有重要的意义。本文主要探究智能家居系统的组成、网络的设计以及JNI的实现。用户通过该系统,可以实现对家居设备的全面控制,提升家居生活的便利性和安全性。

参 考 文 献

[1]邵星,王翠香.基于安卓的智能家居移动终端设计[J].软件导刊,2015,12:72-74.