时间：2022-02-11 23:02:08
【关键词】物联网技术 智能家居 应用
近年来，信息化发展掀起了第三次科学技术革命浪潮，随着信息技术的迅猛发展，物联网这一脱胎于互联网的全新技术应运而生。物联网技术的应用使得过去普普通通的物品变得智能化，具有了智能化识别、定位导航、监控跟踪等一系列功能。哪持忠庖迳侠此担物联网就是通过物品进行延伸的互联网，通过信息世界与物理世界的相互交融，彻底颠覆人类对于物理环境的传统理解，改变了人们与物理环境进行交互的方式。物联网技术最贴近人类生活的应用就是智能家居，智能家居的概念更早提出，在物联网技术成熟之后得以充分实现，智能家居改变了人们生活起居的方式，让家居与人的联系更加紧密和便捷，人和家居能够进行充分交流和沟通，有效提高了生活质量。
一、物联网技术概念简述
物联网这一概念的最早出现是在1991年由麻省理工学院的Kevin Ashton 教授提出的，在1995年，比尔盖茨也曾经在自己的书中提及这一概念，但由于当时的技术发展限制，物联网这一概念最初并没有引起大家的广泛关注。物联网的英文名称是Internet of Things，顾名思义，就是物品的互联网。物联网与互联网实际上是相互独立的两个网络，互联网将千千万万个计算机互联互通，而物联网则强调对物可控、可管理的技术[1]。随着物联网技术逐渐成为信息化发展的热门，其技术成熟度也日益提高，物联网的应用也变得日益广泛。目前，物联网普遍应用于智能交通、政府工作、智能家居、公共安全、智能消防、军事侦察等众多领域。而智能家居中的应用最为普及，也最贴近我们的生活。物联网将载有最新互联网技术的感应器嵌入到各个领域的各种物体之中，实现了互联网技术与物品的融合，同时也实现了人类社会与物理环境的交互和沟通，让人类能够更好地管理和控制物品，大大提高了社会发展的效率。
二、物联网技术对智能家居的作用
如上所述，物联网技术的应用广泛，但最为普及的应用在于智能家居。物联网技术对于推动智能家居的发展有着十分重要的作用。智能家居又被称为智能化建筑、自动化家庭以及集成式家庭系统，这些别称充分说明了智能家居智能化、自动化、集成式的概念要素。智能家居这一概念早在20世纪80年代中期就已经出现，但由于技术方面的限制，智能家居真正发展和实现却是在物联网技术发展之后，随着物联网技术的不断成熟，人类对于智能家居最初的一些设想也得到了实现[2]。当下的智能家居主要是通过利用物联网技术将家庭之中，诸如影音设备、照明系统、空调设备、安防系统等一系列的家庭设备进行连接和智能化，使得智能家居不仅仅具备传统家居的居住功能，住宅主人还可以通过网络等方法实现对家居的监控、定时控制、智能安防、远程控制等一系列智能化功能和信息交互。使得生活变得更加快捷智能，大大优化了人们的生活方式，提高了生活质量、舒适度以及安全性。下面通过几个实例简述物联网技术对智能家居的作用和应用。
（一）智能衣柜
智能衣柜是物联网技术在智能家居中的应用之一，智能化衣柜中嵌入了传感器与感应器，可以通过互联网天气查询以及温度感应为人们提出与天气和气温相适宜的着装推荐。同时，部分智能衣柜具有自动整理衣物，自动熨烫衣物等智能化功能，为人们的出行以及生活提供了极大的便利。
（二）智能照明系统
智能照明系统是目前比较普遍的智能家居功能，照明系统囊括了整个住宅之中的所有照明灯光，通过遥控或者智能手机的控制，可以对智能家居中的照明系统进行全方位的调控。智能照明系统具有诸如办公、家庭影院、阅读、休息等多种照明模式，住宅主人只需遥控选择就可以在固定地点对整个住宅的灯光进行控制，既方便快捷，又可以避免忘记关灯等现象。有效为人们节约了能源，既灵活舒适又健康环保[3]。
（三）移动终端控制
由于智能手机的快速发展，许多智能家居将智能手机作为整个住宅的遥控终端，只需要一部手机就可以实现与整个住宅智能系统的交互。可以通过手机联网进行全宅灯光控制、音响控制、电器控制以及安全防控，非常方便快捷。小小的智能手机摇身一变成为家居的万能遥控器。
（四）网络远程控制
网络远程控制是近年来十分火爆的智能家居应用，通过物联网技术实现了对家居的远程监控和控制，在人们外出工作、旅行的时候，可以通过电脑、智能手机等设备对家居进行远程控制，例如在回家的路上提前遥控智能浴缸放好洗澡的热水，将家中空气进行通风换气，智能扫地机器人进行房间清扫等等。这些都可以在住宅主人不在家时通过远程遥控实现，方便快捷，效率极高，很大程度上为人们的生活节约了宝贵的时间[4]。
结束语：
科学技术的发展和生活水平的提高，使越来越的人坚定不移地追求更高的生活质量，作为高品质、信息化生活的代表，智能家居越来越受到人们的重视。物联网近年来的迅猛发展为智能家居的发展和实现提供了强大的技术保证，物联网技术对智能家居的作用及影响也非常之巨大，相信随着信息技术更高层次发展，物联网技术将更加深入应用到智能家居中，更大程度改善人们的日常生活，为人类的生产生活以及发展提供更舒适的环境。
参考文献：
[1]何驰.谈物联网技术在智能家居领域的应用[J].改革与开放，2015，（03）：18-20.
[2]陈谧.智能家居的物联网技术及其应用[J].现代建筑电气，2014，（02）：47-49+63.
关键词：物联网 智能家居 信息技术
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）02-0029-03
随着我国经济水平不断的提高，科学技术的蓬勃发展，使智能家居行业有很大的进步和发展。但是，智能家居依旧处在不完善的阶段，它的很多功能无法有效的应用于居民的家中，我国广大人民群众对智能家居的认识比较浅显，以及智能家居受其他一些因素的影响，促使其直到今天也未在我国普及。本文笔者以智能家居为起点，对其进行详细介绍，进而详细分析智能家居未能在我国普及的原因，最终探讨如何优化和创新智能家居，使其逐渐落户于千万个家庭中。
1 智能家居
对智能家居的定义是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、智能家居系统设计方案、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，构成高校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，同时创造环保节能的居住环境。智能家居的理念是有效的将先进的科学技术、我国整体情况以及个人的需求结合在一起，充分发挥科学技术作用的同时改善我国自然环境，为人们提供安全、舒适、健康的生活环境。实现智能化、自动化、现代化、安全化的智能家居，主要是通过构建八个子系统而达到的，而这八个子系统为：家庭网络子系统、家庭能量管理子系统、背景音乐子系统、智能照明子系统、智能安防子系统、家庭娱乐子系统、家庭信息处理子系统、家庭环境子系统（如图1所示）。
（1）家庭网络子系统。家庭网络子系统的构建能够有效的优化和保护人们居住环境所应用的网络，促使与广域网连接的计算机、手机、网络电视等具有良好的应用性，避免断网、病毒入侵、黑客破坏等现象出现，使人们能够安全、高效的上网。
（2）家庭能量管理子系统。在人们的居住环境中属于能量的有电、水、天然气。家庭能量管理子系统能够对人们所消耗的电、水、天然气进行计算，确定用户需缴费用，并自动帮业主交费，真正意义上实现便民。
（3）背景音乐子系统。背景音乐子系统的构造是在住宅内部设置音乐线路，并有效的利用自动感应技术使背景音乐具有感应功能。人们居住在住宅中能够随时随地的开启音乐以选歌等，使人们沉浸在美妙的音乐中。
（4）智能照明子系统。智能照明子系统的应用不仅能够实现节约用电，还能够呵护人们的眼睛。因为智能照明子系统具有自动开关电灯的功能，在人们离开灯源一段时间后，照明系统将会自动关闭电灯；照明系统具有灯光调节功能，能够按照人们的需求调节灯光的亮度，保护人们的眼睛。
（5）智能安防子系统。智能安防子系统具有报警功能，并与公安系统联网，一旦人民住宅出现偷盗、煤气泄露、火灾等情况，将会自动发出报警响铃，并将报警信号传输到公安系统，在事故发生的第一时间进行报警。
（6）家庭娱乐子系统。家庭娱乐子系统的构建，能够使人们在足不出户的状态下就能够开展游戏、家庭影院、家庭KTV等娱乐活动。
（7）家庭信息处理子系统。由于人们生活不仅仅局限于住宅。在人们不再居住环境时家庭信息管理子系统就发挥作用，能够准确的接收与家庭相关的信息，如小区、物业等方面的的信息，将垃圾信息筛选出去，将重要的信息传送到用户的手机中，使人们能够实时掌握家中的一切动态。
（8）家庭环境子系统。家庭环境子系统能够根据每天的天气情况，自动的调节空气，采暖、湿度等方面，为人们营造良好的居住环境。
2 智能家居没有在我国普及的原因
智能家居是实现人们高品质生活的一种有效措施，其在为人们提供舒适、安全、健康的居住环境的同时还能够为人们创造更多的“方便”。但是，目前我国广大的人民群众并没有通过此种方式提高生活品质。究其原因主要表现在以下几方面。
（1）行业内厂商未达成一致的协议。智能家居系统的构成需要结合各种先进的科学技术才能够真正发挥其作用。因科学技术的应用是需要与掌握技术的厂商进行协调。在达成一致的情况下，厂商才会提高科学技术，应用于智能家居中。由于目前行业内并缺乏标准的智能家居系统技术支持协议，在与厂商协调过程中出现矛盾或意见不符，最终致使科学技术的支持为能能达成，相应的智能家居系统中的一些功能无法有效的在人们住宅中发挥作用。
（2）智能家居系统能够实施的功能少。截止到今天，智能家居产业已经发展了10多年。在这期间，智能家居系统功能主要以安全报警和智能控制这两方面。而信息处理、环境调节等功能还处在待发展阶段。而致使智能家居在科学技术蓬勃发展过程中止步不前的原因是智能家居系统功能的研发需要承担很大的风险，一旦研究失败将会损失大量资金。绝大多数的企业为了躲避风险，而采取保守的发展策略，对于智能家居新功能的开发采取不予尝试的策略。
（3）市场接受程度低。目前，绝大多数的国民对智能家居的认识较少，不了解智能家居系统作用，未曾感受到智能家居的便利，让广大人民群众在断时间接受智能家居难度较大。此种情况对智能家居市场的影响较大。
3 物联网技术
物联网技术是在1999年首次被提出来的，直到2005年才正式定的。所以，物联网技术是指通过射频识别、红外感应、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议将任何物品与互联网连接起来，进行信息交换、通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。在现代化的今天，合理而有效的应用物联网技术能够优化人们的生活，还能够促进各行各业的发展。因为物联网技术是结合多种先进技术而构成的，能够体现各种先进技术的优点，灵活的应用。而构成物联网主要的技术是RFID、传感器、M2M。这三种技术具有良好的应用性。具体表现为：
（1）RFID的应用。只要在对象上嵌入RFID智能标签。RFID技术将会借助网络技术，数据库技术、中间件技术构成一个具有读写功能和自动移动的电子标签物联网，通过此物联网能够帮助人们进行各种数据的读取和合理的应用。
（2）传感器的应用。在对象周围布置传感器节点，传感器将会通过传感器节点从对象上采集信息，并将信息传送到控制中心，为控制中心提供准确的、全面的信息
（3）M2M的应用。M2M是指人与机器之间建立连接的所有技术和手段。也就是将人们与所要监控的机器连接在一起，通过设备通信和网络技术，促使人们掌握机器的实时动态。
4 物联网技术的体系架构
物联网的价值在于让物体也拥有了“智慧”，从而实现人与物、物与物之间的沟通，物联网的特征在于感知、互联和智能的叠加。因此，物联网由三个部分组成：感知部分，即以二维码、RFID、传感器为主，实现对“物”的识别；传输网络，即通过现有的互联网、广电网络、通信网络等实现数据的传输；智能处理，即利用云计算、数据挖掘、中间件等技术实现对物品的自动控制与智能管理等。具体应用如图2所示。
（1）构建感知层。应用物联网技术构建感知层的目的是实现智能家居系统与居民形成感知，方便居民合理而有效的利用智能家居系统的各个功能。构建感知层主要利用的是物联网技术的射频识别、GPS、传感器等技术手段，促使智能家居系统能够感知到对象，捕获信息，下达指令。像人们在进入房间时，智能家居系统能够感知到住户要进入住宅的信息，促使住户在到达门口时门会自动开启。
（2）构建网络层。保证智能家居系统能够有效的应用，网络是必不可少的条件。因此，运用物联网技术构建网络层是对智能家居系统所应用的网络进行优化和保护，促使智能家居系统能够运用到高质量的网络。应用物联网技术构建的网络层包括通信网络与互联网形成的融合网络、家居物联网中心、信息中心、云计算平台、专家系统等，促使网络层能够为居民提供良好的网络环境，同时能够进行智能化的信息处理，促使人们居家办公或居家休闲娱乐都能够顺畅的进行。
（3）构建应用层。应用层是指将物联网技术和智能家居专业技术相结合，使智能家居应用性增强。构建应用层是将物联网技术应用到智能家居中的关键环节。两者能否有效的结合直接关乎物联网智能家居的应用性，对智能家居行业的发展有一定的影响。因此，在构建应用层时需要对智能家居进行详细的分析，确定其优点和不足，分析应用物联网技术能否有效的改善智能家居存在的不足，从而之制定最佳的实施方案，尽量做到物联网技术与智能家居的完美结合，从而创造安装简单、操作简单、维护简单的物联网智能家居系统。
5 物联网技术在智能家居中的应用
采用物联网技术的智能家居系统可以通过以下几种方式实现对家居系统中的各种设备的控制：（图2）
（1）传统手动控制。保留智能住宅内所有灯及电器的原有手动开关、自带遥控等各种控制方式，对住宅内所有灯及电器，无需进行改造，保留原有的手动开关及自带遥控等各种控制方式，充分满足家庭内不同年龄、不同职业、不同习惯的家庭成员及访客的操作需求；不会因为局部智能设备的临时故障，导致不能实现控制的尴尬。
（2）智能无线遥控。一个遥控器，实现对所有灯光、电器及安防的各种智能遥控以及一键式场景控制，实现全宅灯光及电器的开关、临时定时等遥控，各种编址操作，一键式情景模式，配合数字网络转发器，实现本地及异地万能遥控。
（3）一键情景控制。一键实现各种情景灯光及电器组合效果，可以用遥控器、智能开关、电脑等实现“回/离家、会客、影院、就餐、起夜”等多种一键。
（4）IPAD管理。可以通过IPAD通过无线控制方式实现对全宅灯光、电器、安防等系统的各种智能控制与管理，通过功能最强大的电脑软件可以实现对整个数字住宅系统的本地及INTERNET远程配置、监控、操作和维护以及系统备份与系统还原；包括用对灯光系统，电器系统，安防系统，等各大系统的智能管理与监控。
（5）电话远程控制。可以实现用电话或手机远程控制整个智能住宅系统以及实现安防系统的自动电话报警功能，无论您在哪里，只要一个电话就可以随时实现对住宅内所有灯及各种电器的远程控制，离家时，忘记关灯或电器，打个电话就可实现全关，回家前，打个电话可以先把热水器启动，空调打开；若配置了安防系统，则当家里发生入室盗窃等各种险情，安防系统自动拨打预设的电话号码。
（6）INTERNET远程监控。通过互联网实现远程监控、操作、维护以及系统备份与系统还原，通过用户授权，可以实现远程售后服务。无论在世界各地，只要通过INTERNET网都可随时了解家里灯及电器的开关状态，包括远程控制，随时根据需求，更改系统配置、定时管理事件，还可随时修改报警电话号码；若授权工程师服务人员，可以让他们协助远程售后服务。
（7）事件定时管理。可以个性化定义各种灯及电器的定时开关事件，一个事件管理模块总共可以设置多个事件，完全可以将每天、每月、甚至一年的各种事件设置进去，充分满足用户的实际需求。可设置早上定时起床模式，晚上自动关窗帘模式，还有出差模式（摸拟有人在家以防小偷）等。
（8）设备联动控制。根据家庭里设置的各种传感器探测到的信息，按照事先设定的条件，联动相应的设备，以达到节能、环保、舒适、方便的功能。
6 结语
在智能家居中应用物联网技术构建感知层、网络层、应用层，形成物联网智能家居，将会实现智能家居安装简单、操作简单、维护简单、应用随意，更方便人们的生活，提高人们的生活品质。可以说，在物联网时代中合理而有效的应用物联网技术对智能家居进行优化和创新，促使其符合人们居家需求，有利于改善智能家居行业的现状。
参考文献
[1]田莉.物联网在智能家居领域应用展望[J].通信与信息技术，2011（2）：74-77.
【关键词】 物联网 智能家居 发展前景
【中图分类号】 G633.67 【文献标识码】 A 【文章编号】 1674-4772（2013）08-023-01
一、物联网的概念、意义及发展
“物联网”概念产生于20世纪90年代，而真正引起各国政府与产业界的重视是在2005年国际电信联盟（ITU）的互联网研究报告《物联网（Internet of Things，IOT）》之后。物联网，英文名称叫“The Internet of things”（简称IOT）。通俗地讲，物联网就是“物物相连的互联网”，是将各种信息传感设备通过互联网把物品与物品结合起来而形成的一个巨大网络。其中有两层意思，第一，物联网是互联网的延伸和扩展，其核心和基础仍然是互联网，第 二，其用户端不仅仅是个人，还包括任何物品。
“物联网”概念的问世，打破了人类之前的思维方式。过去，人们一直是将物理基础设施和IT基础设施分开：一方面是机场、公路、建筑物，而另一方面是数据中心、个人电脑、宽带等。而在物联网时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带融合为统一的基础设施，实现人类社会与物理系统的整合。在此意义上，基础设施更像是一块新的地球工地，世界的运转就在它上面进行，并达到“智慧”状态，从而提高资源利用率和生产力水平，实现人与自然和谐统一。
从核心构成来说，物联网由云计算的分布式中央处理单元、传输网络和感应识别末梢组成。就像互联网是由无数个局域网构成的一样，未来的物联网势必也是由无数个传感网、M2M系统构成，就如人体身体不同机能一样，不同的传感网、M2M系统会负责不同的功能处理，通过中央处理单元协同运作，最终组成智能化的社会系统。具有微型计算和通讯能力的各种物件设备通过联网，使商业系统、社会系统与物理系统融合起来，形成一个个全新的、智慧的基础设施和设备网络群，包括智慧城市、智慧物流、智慧电网、智慧医疗等。
二、智能家居简介
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、智能家居系统设计方案安全防范技术、自动控制技术、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。智能家居主要功能包括：安全防护及消防报警自动化、家电设施智能化、物业管理自动化、信息和通讯自动化、各种设备之间的协同工作、环境与节能等。
三、智能家居体系结构
智能家居系统包括智能照明、能耗管理、智能冰箱、智能窗帘、智能安防、智能音箱等等。本系统由一体机、无线路由、智能网关、节点模块等组成。各子系统通过连接电缆进线连接，采用ZigBee、wifi、3G多种网络技术传输传感及控制信息。本开发平台实现对物联网三层（感知层，网络层，应用层）的全方位技术运用。比较全面的兼顾了物联网所涉及的各类技术，包括Wifi、电子电路、ZigBee无线网络、无线传感器、无线 SoC、嵌入式ARM、UHF RFID 射频识别、3G等。真实的家居环境需要投入大量的人力物力，从实训的角度来说，需要耗费大量的时间和经历建造板房，投入巨大。此次设计采用模拟家居环境的智能家居系统，将涉及到的应用及控制模块和设备安装在可收缩的网孔板上，减少对空间的占用，将各系统的控制模块均安装在86盒内，可以灵活放在网孔板的任意位置。
四、智能家居系统功能及操作
（一）智能照明
智能照明系统包括智能LED灯模块、触摸开关模块、灯具，通过和网关通信，支持本地控制和管理软件远程控制，本地设置感应开/关闭，并和光敏检测模块联动，实现自动化。操作过程，将LED灯对应的HEX文件烧录到CC2530模块中，通过网关查看对应的信道和PAINID修改后在一体机中读到网络地址，将网络地址输入3D仿真场景里的对应LED灯网络地址中。
（二）智能安防
智能安防包括烟雾感应器、红外报警器、双鉴探测器、摄像机，对非法入侵、火灾、烟尘等监测，针对突发事件做出紧急处理，与短信猫联动，当发现有异常时摄像头自动截取画面并发送消息到指定手机或报警。操作过程，将烟雾、红外、双鉴探测器所对应的HEX文件烧录到对应的CC2530芯片上，连网读取相应的网络地址并将读到的地输入到对应的位置。安装短信猫驱动程序、摄像头驱动程序，进行短信猫设置。
（三）智能冰箱
智能冰箱包括冰箱管理软件模块、RFID读写器、食物冷藏柜。通过RFID技术实现食物管理功能，通过PC管理平台访问，配合食品图示，能看到冰箱内食物信息，食品提醒设置，一旦冰箱内食物短缺或过期就会发送短息到指定手机。
（四）能耗监测
包括能耗管理软件模块、智能插座、能耗统计模块。通过智能插座实现所有电器通过数据采集终端，无线网络，实现无线抄表、管理功能。可以定制统计分析功能，并通过监控系统控制台，智能手机实现可视化查看和管理，体现绿色节能理念。
（五）智能窗帘
包括智能窗帘管理软件模块、窗帘控制器、电动窗帘、通过和网关通信、支持本地和管理软件远程控制，本地可以设置感应开/关闭，并和光敏检测模块联动，实现自动化。
【关键词】物联网技术在智能家居中的应用;研究分析;技术思想;应用原则
引言：
随着当前社会科学技术不断向前发展，广大群众的生活逐步的迈向现代化和居住环境的舒适化等方向之中，在实践当中，相关物联网技术的发展，也使得广大群众的生活质量水准进一步的提升。在工作的开展过程当中一方面应当明确物联网技术在智能家居中的应用的原则和核心的原理，另外也应当加强技术的创新与发展，逐步的对其中关键性的网络通讯技术、布线技术以及自动控制技术等进行研究，以更好的实现应用水准的增强，为广大群众提供更加舒适的环境和居住氛围。
1.物联网技术在智能家居中的应用的原理和概念分析
明确物联网技术的相关技术原则和技术的核心思想对于保证后期应用的效果和基本的质量有着关键性的意义，所以在实践当中还应当重点的加强对此方面内容的深入分析，以更好的实现相关技术的革新与向前发展。随着当前全球范围之内的科学技术水准不断提升，物联网技术的发展也在呈现出不断改进的趋势，进而出现了一些智能化的相关概念，当前智能化以及自动化技术的不断成熟发展，再加上智能家居建设水准不断增强。
？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。感知层由各种传感器以及传感器网关构成，其主要功能是识别物体，采集信息。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，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，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。在今后物联网技术在智能家居中的应用和相关的发展也相当关键，在实践当中不仅应当加强对物联网技术在智能家居中的应用价值进行系统性的分析，在工作的开展过程当中应当明确物联网技术在智能家居中的应用的原则和核心的原理，同时还应当加强对设计基本现状的研究，进而使得设计的水准可以得到稳步的增强，为广大群众提供更加舒适的环境和居住氛围。真正意义上实现相关科学技术的稳步向前发展。
2.物联网技术在智能家居中的应用要点
根据上文针对当前物联网技术的基本概念和实际的原则等进行分析可以明确其在实践当中应用的思想环节。下文将针对物联网技术在家居当中的应用基本现状等进行分析，重点的对家庭控制中心、家庭娱乐中心以及数据中心的应用现状等进行研究，旨在更好的促进物联网技术向前发展和创新。
2.1家庭安防中心和数据中心
家庭数据中心，常见的诸如游戏资料、电影资料以及音乐数据等等，均可以通过物联网存储至服务器之中，进而可以帮助居住者可以随时的进行查看，另外，在一些关键的数据中心之中还包含有家庭环境当中的必需品，使得其可以很好的与家庭当中的设备相互连接，彼此之间形成一种相互连接和相互交互的工具，进而使得交互的效应和应用的价值大大增强，更加的进行资料和数据的整合，保证最佳的物联网连接状态，帮助家庭成员之间很好的对相关资料和信息进行分享。
通过物联网技术设计，可以使得物联网技术在智能家居中的应用运作更加稳定和可靠，并且通过相关数据的分析和研究，通过对客观资料的调查，可以初步的确定得出最佳的初始运营方案，进而使得数值的检测以及对物联网技术的分析更加可靠，在实践当中应当加强对物联网技术在智能家居中的应用价值进行系统性的分析，保证反馈的效益和质量，初步的修订得出最佳的设计方案计划，旨在以此为基础更好的实现相关事业的整改和创新。保证控制技术可以得到妥善的发展。
2.2家庭娱乐中心和控制中心
常用的家庭信息，如天气预报、咨询信息等可以通过连接入网的家庭终端设备及时了解到。娱乐的内容也是涵盖影视、音乐、游戏、通讯等众多应用，并且内容的来源需包含来自专业机构制作的、来自亲朋好友分享的、以及自己采集录制的三大部分，有的需付费，有的可分享，甚至还有的可以去收钱。通过物联网与外部的服务连接起来，才能真正实现服务与设备互动。总的来讲加强物联网技术的改革，意义重大。自从进入新时代之后我国飞物联网技术的发展进入到了一个崭新的阶段，并且很好的突破了技术发展过程之中存在的问题。但是需要注意的是，在今后还应当加强相关物联网技术中关键性技术的分析，同时对应用的具体层面和应用过程当中应当掌握的重难点等进行集中性的分析，以更好的促进相关事业迈向成熟的发展局面。
3.结束语
总的来讲加强物联网技术在智能家居中的应用要点和基本思想原则的分析有着重大的意义，正如上文所分析到的，随着当前社会科学技术不断向前发展，广大群众的生活逐步的迈向现代化和居住环境的舒适化等方向之中，综上所述，根据对当前现代化的物联网技术和其在实践当中的广泛应用等进行系统性的分析，从实际的角度着手对今后工作的发展方向和一般性的思想原则等进行分析，旨在更好的实现物联网技术在智能家居中的应用水准和效益的持续增强，为现代化的生活质量改善奠定坚实的基础条件。
参考文献：
[1] 葛东，张国海，胡国栋，孙立贤. 物联网技术的现状及应用[J]. 价值工程. 2012（12）
[2] 陈明阳，宋文广. 物联网发展现状分析与新构想[J]. 科技创新与应用. 2012（07）
[3] 侯立功. 基于物联网技术的智能家居系统构想[J]. 数字通信. 2011（06）
关键词 智能家居；ZIGBEE；GPRS
中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）104-0211-02
0引言
智能家居又称智能住宅，在国外常用Smart Home表示[1]。近几年，物联网智能家居系统在国内的发展已经全面展开。物联网技术通常要用到计算机、无线网络通信（如ZigBee技术）、综合布线、智能控制等技术，可以促进智能家居的发展，使智能家居更加安全、舒适且方便管理[2]。
1总体设计思想
本文设计的智能家居系统是一种物联网控制系统，在这里先对物联网络控制系统的结构进行分析，这个物联网控制系统主要是由局域网和互联网两个部分组成，其结构如图1所示。物联网技术的出现加快了智能家居发展的脚步，智能家居的发展也使物联网技术的应用得以推广。
图1 物联网控制系统结构图
而本文所设计的智能家居系统是在物联网控制系统基础上建立起来的，所以本文所介绍的物联网智能家居控制系统主要也是由互联网和局域网两大部分组成[3]。互联网这一块通常有计算机、远程客户端服务器、手机和远程监控页面等；局域网这一块有末端数据采集装置，末端控制设备和家庭智能网关。
本文在对智能家居系统进行设计时，所选择的硬件从两个方面去考虑，一个是成本，一个是性能。这里从嵌入式入手，因为嵌入式技术现在的发展现状很好，有很好的性能，更强大的作用，可靠性稳定性也更好。网络连接方式分成有线和无线两种。
网络通信上采用ZigBee网络，其具有双向通讯的能力，非常适合用在安防报警等模块，布线简单，便于安装也能够节约成本，且ZigBee可以与其他的模块或设备很好的兼容。智能家居系统的设计结构图，如图2所示。
图2 智能家居系统设计结构图
本设计中所涉及的监测目标有：温度检测，湿度检测，室内气体成分的检测，红外探测（有非法入侵时可以及时发出警报），视频监测（便于主人在外工作时掌握家里的情况）。
软件选择上要以降低软件的开发周期为目标，多使用库函数，编写程序时多采用模块化，本文不多做介绍。
3硬件构成概述
硬件主要有两大模块：中央处理器模块和通讯模块，对这两个模块在硬件选择上作了如下的分析。
本文选用的微处理器MCU，是ARM cortex-M3处理器，是一个32位的核，它最大的优势是成本低、耗能少。最终选用的是STM32F103VET6，是增强型，是32位基于ARM核心的带闪存、USB、CAN的微控制器，有7个16位定时器、两个ADC、9个通信接口。2.0～3.6V供电电源，功耗低，有睡眠、停机和待机三种模式。电压调压器有主模式（MR）、低功耗模式（LPR）和关断模式三种操作模式，在正常运行时是处于MR模式；停机时处于LPR模式；待机时处于关断模式，这时的调压器以高阻状态输出，无能耗。其实物图与管脚图如图3（a）、（b）所示。
通讯模块主要有：Zigbee模块是局域网之间进行互联的模块；GPRS模块是互联网和局域网之间进行互联的模块[4]。Zigbee模块使用可编程Zigbee模块XBee-PRO ZB，最大发射功率是50mW，决定着发射距离长短。XBee-PRO模块内部有发射（RF TX）缓冲器和接收（RF RX）缓冲器，每一个缓冲器提供100bytes暂时停靠的地方，数据可以从两个方面同时抵达，即发射数据来自UART及接收数据来自RF链路经天线而来。
根据需求选择GPRS模块，一是系统中有大量的无线传感网络节点，二是能耗，最终选择了SIMCOM公司的SIM900A芯片，是GSM/GPRS模块，用SMT进行封装，性能强大，可内置客户应用程式。具有以下特点：只有24*24*3mm的尺寸，非常小；便于客户生产加工；功耗低，待机模式电流低于18mA、sleep模式低于2mA；支持GSM（900 MHz）/CPRS（1800MHz）的频段；语音编码，支持半速率、全速率、增强型速率；单电压供电方式，范围为3.4V-4.5V；省电，因为在SLEEP模式下电流1.0mA；支持SIM卡，1.8V、3V；支持实时时钟；可以通过AT命令设置定时功能；可以通过调试口对软件进行升级。其顶视和底视图如图4所示。
图4 SIM900A顶视和底视图
本设计主要使用无线的网络连接方式，实现时会用到大量的传感器，如对室内温湿度进行监测的传感器、对室内气体进行监测的气敏传感器等，各传感器就是一个简单的功能模块，而室内还有一些智能家电或智能装置，传感器或家用电器尽量都通过无线组网的方式和末端采控节点连接[5]。末端采控节点有：末端采集节点，对数据或信息做收集、处理和传输等工作，并且有些节点具有路由的功能，对其他的节点传输过来的数据进行存储和管理；另一种是末端控制节点，接收上层网络传输来的控制指令，要求控制节点可以做决定，且自身集成的继电器能够驱动执行部件对该指令做出反应。整个系统还需要将收集到末端采控节点发送过来的数据利用一个传输网络送到移动基站上，由网关来完成[6]。那么根据各节点所实现的功能不同也可以把系统分为末端采控节点、家庭网关节点、远程监控页面三大模块。
本文对智能家居系统的整体设计方案作了简单的介绍，重点说明设计中所用的一些硬件设施：STM32F103VET6、Zigbee模块XBee-PRO ZB、SIMCOM公司的SIM900A芯片。还对网络连接方式作了一个简单的介绍，若对整个系统进行深入研究，物联网智能家居系统会实现人们对住房智能化的更高的要求。
参考文献
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摘 要：目前智能家居中的智能化已经不是单纯的高新技术产品的简单合成，而是利用这些高新技术产品进行网络连接并集成各子系统，以最终在节能的主导思想下以最小的经济投入为人们提供一个最大安全的、高效便捷的、健康舒适的工作及生活环境。文中简要介绍了智能家居的产生、发展和定义，并在此基础上，论述了未来物联网时代智能家居的结构组成及发展趋势。
关键词：智能家居；物联网；智能建筑；智能化；网络化
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）05-0032-03
0 引 言
智能家居概念的起源很早，但一直未有具体的建筑案例出现，直到1984年1月美国联合科技集团UTBS公司将美国康涅狄格州福德市的旧金融大厦改建成都市大厦（City Place），才有了世界上公认的第一座智能建筑。与传统的建筑不同的是，在该大厦中安装了计算机、移动交换机等当时较先进的办公设备和高速信息通信设施，同时大厦的暖通、给排水、防火防盗系统、供配电系统、电梯系统均由计算机控制。这栋大厦除了提供舒适、安全、方便的办公环境外，还具有极高的灵活性和经济性。这种新型的大厦很快引起各国的重视，“智能型建筑”由此兴起。正是这栋大厦为日后智能家居的诞生指明了一个初步的方向，从此也揭开了全世界争相建造“智能型建筑”的序幕。
20世纪80年代末，随着通信与信息技术的发展，出现了对住宅中各种通信、家电、安保设备通过总线技术进行监视、控制与管理的商用系统，这在美国称为Smart Home，也就是现在智能家居的原型。在中国香港和台湾等地区，还有数码家庭、数码家居等称法。
1 智能家居
通常认为，智能家居就是以住宅为平台，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。它是通过采用先进的计算机、通信、布线和控制技术，建立一个由家庭安全防护、网络服务和家庭自动控制等系统组成的家庭综合服务与管理集成系统，从而实现全面的安全防护、便利的通信网络以及舒适的居住环境的家庭住宅。
物联网智能家居与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间，还由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源消费节约资金。
2 智能家居系统的技术发展趋势
智能家居系统在经历了早期混乱的概念纷争之后，目前已经逐渐进入理性时代，并逐渐深入到国民的生活之中，不断地影响着人们的工作和生活。智能家居产品发展至今，在技术上也越来越成熟，功能开发上也更加趋于人性化，更加注重以市场需求为导向。虽然目前智能家居还没有处于大规模的市场应用期，但随着物联网技术的不断进步、智能家居概念的日益普及和推广，人们对智能家居的需求也将日益增长。
智能家居系统是一个多功能技术的综合系统，受到传输媒体、网络平台、集成系统等技术发展的影响，其相关技术具有以下几方面发展趋势。
2.1 硬件平台的处理能力日益增强
早期的智能中控器采用8位单片机作为核心处理单元，功能比较简单、纯粹，往往只具备安防、三表采集、简单文字信息发布和简单的家电控制功能。近几年很多厂家为了使自己的产品功能更全面、显示更美观，采用了处理能力更强的单片机或使用多颗单片机协同工作。这个时期的产品操作界面有比较大的改善，往往采用彩色LCD，大多带有触摸功能，集成了楼宇对讲、家电控制等相对丰富的功能。目前，有一些国内外厂家采用32位的处理器结合先进的嵌入式开发平台，开发出了更为先进的产品。基于该技术的产品处理能力显著提升，以往无法处理的多媒体信息和增值服务都可以得以实现。由于采用专门的显示引擎，所以界面更加丰富、美观，家电控制功能也趋于完善。
2.2 智能家居平台日益成为一个综合平台
起初，用户依据对家居系统不同功能需求，往往是安装了几个彼此独立的子系统，这无疑增加了安装和使用的复杂性。随着行业间技术的整合，智能家居系统已发展成集网络信息、安防门禁、照明控制、电器控制、远程控制等为一体的系统综合平台。与此同时，在电路的设计上大都实现功能的模块化。智能模块相当于智能家居平台中的执行单元甚至是一个子系统，直接受控于控制系统，如同大脑和神经末梢的关系一样， 协调动作才能完成整个控制过程。同时控制方式实现多样化，随着物联网技术的迅猛发展，实现远程控制、智能遥控、随时随地遥控等将成为可能。
2.3 由模拟向数字化转变
如同模拟电视向数字电视、模拟手机向数字手机的逐步转变一样，智能家居平台也正在经历着一场由模拟到数字的变革。现在是数字化的时代，数字信号比模拟信号所传输的信息量要大很多，而且不像模拟信号那样因为信号容易受到干扰或者衰减而导致信号缺失。数字化技术正在日益广泛地应用到智能家居系统中来，主要表现在以下几个方面：
（1） 在电路设计上采用越来越多的数字集成电路。现在的智能家居产品中使用了大量的数字芯片，集成度和可靠性比之从前的模拟电路有了很大提高。
（2） 显示数字化大大提升了显示效果，简化了控制流程，用户操作方便易学。
（3） 传输方式逐步走向数字化和多网合一，安防、对讲、门禁、抄表逐步走向统一的以太网联结。多网合一大大减少了施工和维护的复杂度，而且数字化提高了传输速率、可靠性和保密性。
2.4 组网技术从有线走向无线
智能家居系统的组网技术主要是解决各种信息家电之间的数据传输，能把外部连接传入的数据传输到相应的家电上去，同时可以把内部数据传输到外部网络。目前，智能家居内部组网技术分为有线组网和无线组网两种技术：有线组网技术主要有电话线、以太网、电力线等，它们都存在着扩展性能差、布线繁琐、影响美观等缺点； 而相对于传统的有线组网技术而言， 无线组网技术在智能家居的应用上更具有无须布线、安装周期短、后期维护容易、网络用户容易迁移和功能扩展方便等优势。在无线通信技术快速发展的今天，将无线通信技术应用于智能家居系统中已经成为一种趋势，无线通信技术的进一步发展，定将使得智能家居系统发展更为快速，功能上的实现也更加容易。最常见的有ZigBee技术、蓝牙技术、WiFi 技术、GPRS技术等。相信从有线走向无线的总趋势无法逆转。
Abstract： The modern smart home reflects the new requirements of the housing， and its research has been widely concerned. This paper from its characteristics of short communication distance， simple connections between joints and less data transmission， analyzes the extended characteristics and topological structure of ZigBee protocol， and based on the star topology structure and network topology， designs two-way network topology based on the star. Smart home security system design uses CC2530 chip system design. This paper analyzes the working principle of the peripheral circuit in some detail， and describes the connection of CC2530 and PC in detail.
关键词：智能家居；ZigBee；安防系统；网络
Key words： smart home；ZigBee；security system；network
中图分类号：TP302.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）08-0067-03
0 引言
当前智能家居安防系统的网络传输方式以无线网络传输为主，其传输模式存在功耗大、设备使用寿命低、电磁辐射、同频率干扰等问题。为了提高安防产品的安全性和可靠性，达到系统集成化和网络化的要求，本文选择ZigBee技术为支撑，对智能家居安防系统的总体架构进行了设计。结合智能家居安防需求，使用ZigBee网络的拓扑结构特征，建立了基于星形网络拓扑特点的智能家居新型拓扑安全网络。
1 基于ZigBee无线通信技术智能家居安防系统的组网方法
1.1 无线通信方式的选择
ZigBee无线通信技术采用的是类似于无线基站的通信模块设置，所以任何两个节点在网络平台中都可以相互之间进行通信。所以通信距离不受限制，可无限扩展节点。每个节点不仅能传输数据，还可以采集数据。
1.2 ZigBee网络的拓扑结构与选择应用
1.2.1 ZigBee网络的拓扑结构，一般分为三种
①星型拓扑结构。
星型拓扑结构包括：一个ZigBee协调器和多个终端设备。
星型拓扑结构由于所有设备传输信息都需要由协调器来完成，所以拓扑结构很容易建立。同时，缺点也很明显，由于所有节点都需要通过协调器与其他节点进行通信，导致协调器节点数据包过长，容易形成信息拥塞，造成网络不稳定。一ZigBee协调器在使用时，所有节点都要与它保持相同的距离，这就限制了在网络上的节点数量。
②树型拓扑结构。
树型拓扑结构包括：一个ZigBee协调器、几个ZigBee路由器和许多终端节点。该网络的主要特点是与星型拓扑结构相比，有多个ZigBee路由器同时担当数据的接受和发送功能。树型拓扑结构由于加入ZigBee路由器，使得网络通信范围可以扩大，最终信息数据由ZigBee路由器传输到ZigBee协调器。
③网状拓扑结构。
网状拓扑结构包括：一个ZigBee协调器、几个ZigBee路由器和许多终端节点。虽然其拓扑结构和树形拓扑结构相似，但在网络节点的路径上与树形拓扑结构信息的传输有所不同，其除协调器节点以外任意两节点之间都可以进行信息传输，信息传输过程是不固定的路径，比其他拓扑结构更稳定，这使得其通信规则更加灵活，通信效率也更高。但是，构建网络拓扑结构的复杂程度也是极高的。
1.2.2 拓扑结构选择
综合以上分析，结合三种网络结构的特点，构建一种新型的网络构架，它是基于星形结构的主体，把原有终端节点替换成路由器节点，组成一个接收发射组的装置，其特点是内部的路由器节点之间可以进行信息通信，从而防止协调器的信息拥塞。而对于分布在家庭各个角落的终端节点来说，其终端节点之间虽不能相互通信，但可以通过接收发射组来传递之间的信息，避免了因单一路由节点的故障，所造成的区域内的终端节点不能使用的问题。最后因其构建过程对于普通家庭来说比较简单，容易操作，故选用这种新型的拓扑结构。如图1所示。
1.3 ZigBee协议的配置
1.3.1 ZigBee配置文件
ZigBee配置文件用于协调路由器和终端节点之间协议信息的处理。让应用程序通过命令创建可交互操作的分布式应用程序。所有的节点如果使用相同的标准配置文件，则它们都可以进行交互性操作。配置文件是由ZigBee联盟批准通过并提供标识符给用户的，之后，用户可以自行定义内容：
①类别ID标识。
每一个可以直接通信状态的值或属性的物理量，都对应唯一的一个ID值，而多个设备的ID值可以组成一个组标识，例如，上述所说的接收发射装置组。组标识用来记录输出与输入设备的相关数据，每个组都有自己独特的组标识用以区分其他组别，在配置文件中，输出组与输入组标识应相互匹配，实现绑定功能。
②设备描述与服务类型。
设备描述用来说明是输出或输入组的功能。服务类型一般可分为MSG服务和KVP服务。MSG服务主要适用于传输数据流或大数据量文件，KVP服务一般用于小型变量值的传输。
1.3.2 ZigBee协议绑定
ZigBee绑定是一个非常重要的概念，两个节点之间采用无线通信，那么就需要创建一个由绑定所建立的逻辑链接。因为节点发送的数据包可以包括多种类型，那么就必须将多种服务类型绑定在这个节点上，从而根据选择不同的服务类型，对不同的数据包进行有针对的发送。
在创建绑定服务过程中，目标设备应首先进入一个固定的允许绑定的状态，然后通过d_AllowBindResponse（）函数响应绑定请求，之后再通过d_BindDeviceRequest（）函数来指定绑定地址，完成与目标节点的绑定。通常绑定表的格式为：
（as，es，cs）={（ad1|，ed1|），（ad2|，ed2|），（and|，endn|）}
as――源设备地址；
es――源设备标识符；
cs――连接的串标识符；
ad――目的设备地址；
ed――目的设备标识符。
1.4 ZigBee网络构建
1.4.1 ZigBee网络协调器的构建
在智能家居安防系统中，ZigBee协调器的功能是比较复杂的，首先，它负责创建一个网络平台中心；同时，新的网络设备也需要ZigBee协调器的允许才能加入；最后，ZigBee协调器还要负责网络数据的更新。其创建方法如下：
第一步，ZigBee协调器创建一个初始化网络后， ZigBee协调器应用层通过发送NLME-NETWORK-FORMATION. Request来触发网络层进行网络建立。
第二步，网络层通过发送MLME-SCAN. Request给MAC层使其进行能量扫描和主动扫描，确认找到一个能满足要求的信道时，MAC层会发送MLME-SCAN. confirm返回网络层使其创建一个新的网络标识。如果该标识与现有的网络标识相同，则会重新发送MLME-SET. request到MAC层修改网络标识，再通过MLME-SET. confirm返回网络层确认实现。
第三步，在确认网络标识后，网络层通过发送NLME-START. request 给MAC层确认是否启动协调器，经MAC层回复NLME-START. confirm到网络层后，网络层最终发送NLME-METWORK-FORMATION. confirm回应用层，应用层确认网络建立完成。见图2。
1.4.2 终端设备的网络构建
在ZigBee协调器成功地创建网络之后，其终端设备需要连接到网络。终端设备加入网络，一般经过两个步骤：第一步是网络终端设备向ZigBee协调器请求加入网络或ZigBee协调器主动扫描添加到网络的终端设备的要求。第二步，ZigBee协调器来决定是否允许一个终端设备加入到网络，如果允许入网，发送答应请求信号，如果不允许入网，发送拒绝请求信号。
1.4.3 ZigBee网络地址的分配
ZigBee使用的地址分为两种，一是MAC地址，一个是网络地址。前者为64位，为生产设备固定地址，后者为16位，地址是由网络分布的唯一入网地址。ZigBee协调器在进行地址分配时，其配置工作需要一些重要的公式。例如，用下列公式计算地址的次数。
Cskip（d）=1+Cm（Lm-d-1） Rm=1■ 其他
Cskip（d）用于表示该节点深度d时的地址数目
Cm用于表示最大深度网络；
Lm用于表示最大节点访问数量；
Rm用于表示最大路由节点访问数量。
2 基于CC2530芯片的智能家居安防系统的硬件设计
硬件设计是搭建智能家居安防系统的基础，其主要目的是构建一个可行的、高效的无线互联传感器网络，包括协调器设计和终端传感器节点设计。PC机作为上位机起着家居网络的网关的作用，通过RS-232串口与单片机之间进行通信。
2.1 基于CC2530芯片的节点设计
CC2530芯片是标准8051CPU芯片，有着低成本和优良的网络性能，其射频收发信号性能优良，与ZigBee进行组网是理想的网络解决方案。
2.2 ZigBee节点的硬件设计
在房间里ZigBee节点的分布起着监测现场，负责数据的采集和处理等功能，处理器负责协调整个网络节点和数据处理，每个传感器将负责数据的采集和数据转换，ZigBee射频模块负责的无线通信，RS-232接口负责与PC机通信。
2.3 协调器的硬件设计
CC2530和PC机连接：ZigBee协调器通过串口与PC机相连，负责传感器网络搭建、网络融合的建立，管理每个节点的数据。ZigBee协调器当使用串口进行数据交换时，需要和PC机进行电平转换，使用的是RS232收发器芯片，当发送数据时，通过RS232收发器芯片把PC串口电平转换为标准的TTL电平，然后通过CC2530进行发送，在接收数据时，CC2530在接收到数据信号之后，将TTL电平通过RS232转换为串口电平，然后发送给PC机。
总之，随着嵌入式系统的飞速发展，小型化和智能化的家居网关是一种趋势，未来的系统功能将会更加完善。
参考文献：
[1]周涛.基于无线传感器网络的智能家居安防系统[D].太原：太原理工大学，2011.
关键词：物联网 智能家居控制系统 应用 分析 控制程序
中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）12-0105-02
物联网智能家居的设计和应用，可以说主要采用的途径就是通过互联网的方式，来对其进行连接，通过互相连接的形式，在家居设计的过程中，将生活家居中需要的一些家庭通信设备以及日常的电器设备进行自动的控制和管理，让在家居生活中需要的多种家用电器以及通信设施通过连接的方式，形成一种在家庭内部的网络环境，主要是通过一个系统的形式，来对其进行统一的管理和控制。
1、物联网概述
物联网，即“The Internet of Things”，简称IOT。通常来说，物联网就是通过采用某种物体信息采集技术（含本体信息以及控制信息采集），实现物体与互联网的相连，从而达到对物体进行监测、监管和监控的一种网络。目前，对于物联网及其相关应用的研究和方向很多，学者对其的定义也各有不同，但无论无论怎么样定义，物联网均显示出其虽源于互联网、但其内涵高于、广于互联网的态势。具体可以从以下两个方面看出：一是物联网延伸和扩展的范围更广，其不仅仅是计算机之间通过网络进行互连，更延伸和扩展到了任何物体与物体之间的信息流通，更具有广泛性；二是感知及控制的升华，从原来的人与人之间的链接扩展为物与物、物与人的泛在链接，进而可实现对物甚至是人的感知及控制。
就目前大多数的物联网而言，其主要由RFID系统、中间件Savant系统和Internet系统这三大部分组成，如图1所示：
在图1所示的物联网系统中，阅读器接收到来自电子标签的载波信息，并对接收信号进行调节和解码后，会将信息送至计算机中的Savant 系统进行处理，处理后传送到Internet，然后在Internet上利用ONS找到该物品信息所存储的位置，由ONS给Savant 系统指明存储该物品有关信息的服务器，并将文件中关于该物品的信息进行传送。
通常来说，物联网分为五个层次，传感器层、网络信息汇聚层、信息分析层、数据传输层和应用层。具体来说，传感器层是物联网的皮肤和五官，主要用于识别物体，采集信息；网络信息汇聚层是物联网的神经中枢和大脑，负责信息数据的收集；信息分析层是将网络信息收集的信息数据加以分析；数据传输层将网络信息汇聚层获取的信息进行传递；应用层是物联网的“社会分工”——与行业需求结合，实现广泛智能化。
2、物联网技术在智能家居设计中应用的可行性和意义
在物联网智能家居环境中，无论你是否在家都可以利用远程设备来对家中的电器、灯光，以及门窗轻松做出相关的控制。若是出门在外，还能够通过电话、手机或者互联网连线家中的智能终端，及时了解到家中家电的使用状态、状况，并且随时监控到家中的一切状况。家中的电器能够识别电压的波峰和波谷，并在用电高峰自动做出回避。各个电器间同时也可以按预定模式，达到协作运行的目的。如果是家中来了访客，则可以通过可视对讲系统留言留影，或者可以通过远程控制门打开。如果家中出现煤气泄漏或者是小偷潜入，安防设备会自动报警和抓拍小偷的图像信息，并同时向你及小区物业保安发出通知。
总而言之，智能家居是一个多功能、综合性的系统，起到主要作用的物联网技术包括有：传感器技术、RFID射频技术、多维码设别技术、GPS技术，互联和组网技术以及与之相适应的各种应用开发技术等。
3、基于物联网的智能家居系统总体设计
智能家居的发展大致经历了电子化、自动化和网络化的三个阶段，目前，随着物联网的不断发展，智能家居集电子、计算机、通信、自动控制、建筑装饰等于一身，具有较大的发展空间和前景，但也存在着系统复杂、价格昂贵、实用性差等弊端。因此，在物联网的基础上，对智能家居控制系统的设计首先需要考虑到系统的功能需求及可行性。一是要实现多类型家居设备互联控制，开发具有多电器接口、能够将家中所有电气化设备统一联网，实现设备集中控制具有重要的意义，这就要把常用家电、安防、医疗等设备的设计考虑其中，保证家居设备的实用性、方便性和可行性；二是要实现多样化的系统远程监控，近年来，随着科技的发展，系统监控是目前智能家居控制系统的重要需求，多种监控方式可提高用户对系统的需求和满意度。系统监控可以从手持监控、Internet监控和GPRS监控这三个方向来发展。
通过对系统功能需求的分析，可以设计出基于物联网的智能家居总体设计图，如图2所示。
4、智能家居系统的具体设计应用
在物联网智能家具设计和应用过程中，我们可以将物联网智能家居家具系统设计为以下四个部分：
4.1 GPS接收器
在物联网智能家居的设计过程中，可以说GPS接收器发挥着重要的作用，主要是帮助主人来接受和发送相应的指令。
4.2 中间控制环节
中间的控制环节在物联网智能家居设计过程中，占据着不可或缺的重要位置，其组成部分主要是由单片机和DSP芯片以及其他相应的部件组成的中间控制主要环节，在其内部也有主要的四大控制系统；第一是室内环境控制环节；第二是安逸生活环节；第三是灯光环节；第四是安全家居环节，这四大控制系统可以说在整个物联网智能家居设计过程中都是非常重要的，在进行智能家居设计和应用过程中所有的操作指令，全都通过这四大控制系统发出，在发送指令过程中通过中介的中央控制器，统一将信息进行传输和分配。
4.3 模拟启动器
模拟启动器是整个智能家居设计和应用中的指令执行者，它主要的功能就是通过识别和接收相应的指令和口令，然后根据相应的指令来进行控制和操作各个不同的智能家居连接的电器，然后通过相应的指令，来引导其常规的运作，可以说模拟启动器的作用和地位，就是相当于我们计算机中的主板功能，主要就是一个执行的环节，根据不同的指令来执行相对应的职能。
4.4 远程控制器
远程控制器主要就是携带和应用方便，可以将其控制器的芯片放在包含手机信号的芯片中，通过无线的形式对其进行操作管理。主要就是将主人的指令及时的传输到信号接收器当中，然后及时的执行相应的指令，进行智能化的操作。
5、基于物联网的智能家居设计的部分应用描述
我们在进行物联网只能家居的应用过程中，目前运用的是GSM无线通信的技术手段，在形式的表现上，主要仍是通过手机信号的形式或电脑操作的形式，然后将输入的数据变换成相应的口令或者指令，对其进行管理和控制，如果在操作过程中，要想采用远程控制的手段来进行室内家居的控制，就需要我们采用中央控制器的形式，然后按照相应的要求启动模拟控制器，之后再按照我们在上述过程中预定的流程对其进行操作，那么就会非常简单和及时的对其智能家居系统做出管理与操作，下面我们在对其安装的基本结构上做出简要分析（如图3所示）。
在上述的安全家居系统图构中，主要演示出了其安装和执行指令的基本方式和结构，在图表中我们将防盗装置置于门窗内，若遇盗贼入室行窃，临近窗口的摄像头和感应器就会自动拍摄下影像，感应就会检出相应的人体信号，如果没有相对应的指令，那么门窗中的窗帘就会自动进行封闭，如果说盗贼还继续滞留于屋内，那么系统就会及时的拨打报警电话，通知相应的管理部门和公安部门，次系统在应用过程中，另外具备的功能就是当主人离开居室之后，可以采用提前设防的相关指令，对家中实施有效的保护措施，如果在离家之后发生了严重的天气变化，次系统还能对门窗实现自身自动将其关闭的功能，如果出现煤气以及天然气泄漏的情况，系统会发出相应的警示信号，如果一旦有火灾发生，系统若是感应到了相应的信号，就会及时的自行做出警报得到提醒，然后将信息传输到相应的控制设备当中，下为物联网智能家居设计的结构功能图（如图4所示）。
6、结语
综上所述，在现阶段人们工作压力十分紧张的情况之下，物联网智能家居系统的出现，可以说能够起到非常好的缓解作用与功效，这样大大提高了人们的生活质量和水平。但是与此同时，因其费用较高，此项系统的应用和实施还不是特别的普及，希望相关设计人员能够不断的对其做出完善和创新，将物联网智能的家居设计尽快的普及和应用，为我们提供智能舒适的家居生活。相信不久的将来，物联网智能家居系统必然会成为我们家居生活必不可少的一部分。
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当前，随着信息化时代的到来与群众生活水平的不断提高，实现智能化的家居生活将是今后的必然趋势。物联网不仅涵盖了互联网整体功能，而且其物理实体与物理实体间能良好通信；并把物理实体和虚拟网络相连，让用户不受空间限制的对物理实体进行控制。笔者根据自身工作经验，首先对物联网智能家居安防系统及其特点进行了分析，其次分析研究了物联网智能家居安防系统的系统构建和工作原理。
【关键词】物联网 智能家居 安防系统 系统构建 设计
家居安防系统即利用计算机、无线通信和电子等先进的通信和控制技术，通过网络化的综合管理，实现对家居生活以及家庭安防的紧密结合的系统，它使得家庭工作和生活更轻松和安全。智能家居主要将住宅作为平台，通过自动控制技术、网络通信技术、 音视频技术、综合布线技术将家居生活有关的设施集成，构建智能化的住宅设施管理系统，以保证家居生活的安全性、舒适性、艺术性，达到环保节能的目的。物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。通常情况下，物联网为无线网，由于每个人周围的设备可以达到一千至五千个，因此物联网中大概包含500兆至1000兆个物体，通过物联网，所有人都能够应用电子标签将真实的物体上网联结，在物联网上获取它们的具置。
1 物联网智能家居安防系统及其特点
随着物联网概念的涌现，使得用户的认知程度得到提高，技术越来越完善成熟，有效促进了智能家居系统的应用。智能家居系统将提高家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境作为主要目标，遵循智能化、人性化、高性价比的原则，利用先进的物联网进行远程控制；通过WIFI网络及3G网络控制。
1.1 系统
智能家居属于物联网的一部分，物联网智能家居系统主要是利用不同的信息传感设备，对信息进行准确的识别、判断、传递、接收、控制，通过互联网技术把系统综合连接家庭内使用的诸多家用电器、安全设备，以构建一个涵盖家庭通信、安全防护、设备控制等优势作用在内的一体化控制系统。
1.2 特点
物联网智能家居系统工具有四方面的特点：第一，实时性特点；能对家庭中所有设备的运行情况进行实时有效控制。第二，及时性特点；对于潜在的事件问题，物联网智能家居系统能及时有效的发现并予以处理，防止损失的不断蔓延。第三，无地域性特点；只要拥有物联网智能家居系统的管理者权限，任何时间任何地点中都能够利用互联网进入系统实施有效管理。第四，灵敏性特点；在所处环境或者身体的变化下使得人的视觉、听觉、触觉一定程度上发生着改变，进而影响人的灵敏性，由于传感器主要是极为精密、集成的电路而制成的，对其灵敏性会实施严格的检测，不会有人类这般的生命形态，所以可以获取准确、灵敏的检测结果。
2 物联网智能家居系统的安防系统构建和工作原理
2.1 四层体系结构的构建
家庭网关是嵌入式智能家居系统中的唯一接口，主要在家庭网关中处理、存储、转发家庭内所有设备信息，所以各家庭中均存在一个家庭网关，同时把整体全部集中于家庭网关中，如果需新添系统功能，那么就要为所有家庭实施相应的更改，对系统的扩展造成了一定的影响。所以围绕嵌入式智能家居系统，本文所论述的系统通过科学合理的方式有机综合了无线传感网、物联网技术、中间件技术、WIFI、3G网络，以确保智能家居系统具有较高的控制功能，优化整合信息，促进系统有效扩展，防止出现信息孤岛现象，全面融合各功能信息，从而实现智能化小区。在系统功能基础上而言，智能家居系统共涵盖了四层体系结构，见图1（智能家居的系统体系架构）。
感知层；实际会利用光敏传感器、气敏传感器、声敏传感器、化学传感器、摄像头等诸多的传感设备与监控设备对外界的信号、物理条件如光、热、湿度进行系统探测与获取，同时加强外部环境的监控，并把探取到的信息输送到中心控制平台中，以做好设备的管控工作。
中心控制平台；中心控制平台的作用是系统功能实现的关键环节，对设备进行严格有效的管控，涵盖中央控制器与模拟启动器，并且所有用户均存在一个独特的中心控制平台，这样能够及时的屏蔽所有器件的异构性，有助于应用程序功能的实现。首先，通过中央控制器对由感知层传递的信息予以接收，再结合实际情况利用中央控制器发出控制信息命令某模拟启动器的执行方式，最后通过和此模拟器相连的物体实现相应的动作，并且针对紧急事件还制定了自动报警功能。当传感器利用3G或者WIFI技术将信息传输至中央控制器后，以对模块的准确细致判断来判断突发事件的严重程度，对于比较严重的应立即发出警报、将此情况告知给用户，并利用模拟启动器启动应急方案，对于不太严重的，由模拟启动器自行进行处理。此外，中央控制器把所有信息均放到用户的数据库中予以储存，以为用户日后查阅提供便捷性。用户还可利用应用程序给所有家电输送命令，在中心控制平台上实际执行。
中间件层；中间件层对于智能化小区的实现起到了关键性作用，具体涵盖了服务器、大型数据库等各项设备。通过大型的服务器与数据库对所有家庭的信息进行汇总，各家庭均有着自己的存储空间，采用用户登录的方式来管理。其中，数据库内包含了用户与属于该用户的完整信息，同时两个用户间的电器设备彼此间不会出现干扰情况，实施动态添加，从而促进个性化享受。
应用层；应用层属于和用户间直接进行交互的图形用户界面接口（应用程序），主要提供便捷、个性化的服务，用户可采用软件或者Web方式进行登录，对所有设备进行操作并增添或删除服务，确保良好的人机交互，同时屏蔽下层通信。应用程序中包括防盗安全管理模块、自动报警模块、家居物品管理模块等各类基础构件，促进所有功能的实现，并预留相应的接口为今后中功能模块的添加、更新、删除提供服务，同时和服务器、数据库相连，为所有用户提供特有的空间，进行个性化选择与个性化设置，这样不仅促进了用户的独立性，而且还使得系统呈现出了整体性。
2.2 设置环境安全级别
设置危险与安全两个级别的安全控制信息；把用户认为是危险级别范畴中的事件置于中央控制器中进行存储，并通过二进制数1进行表示，属于安全级别范畴的用0进行表示，利用中央控制器的安全级别对模块进行判断，以获悉有没有必要报警。例如：当房屋中发生烟雾情况时判断其出现了火灾，属于危险级别，对于传感器传送房中的温度，中央控制器利用对功能模块的判断来获悉是否需要将报警装置启动和告知用户，同时由模拟启动器开启水龙头以作为应急方案。
3 智能家居安防系统的工作原理
如果设计好了应用程序和完成了所有物理设施单位构建与连接，那么享有权利的用户可利用应用程序或者Web登录智能家居系统，在图形化界面上发出具体执行的命令，由中央控制器发出控制指令，模拟启动器对家庭内各设备运行情况进行控制。如果用户未给出操作命令，那么传感器在感应外界环境情况时，就会利用3G、WIFI、无线传感网将信息送至中央控制器中，然后中央控制器对环境的安全级别进行准确的判断，如果在危险级别范畴，应及时的发出控制信息、报警和将此情况告知给用户，如果在安全级别范畴中，只要高于设定范围，中央控制器就会发出控制指令，模拟启动器对各项指令予以执行。
4 结论
随着现代社会的快速发展，人们的生活节奏越来越快，对生活质量有了越来越高的要求，特别对于发展进程快的大城市，人们开始注重时间的合理有效利用。为了实现人们在生活工作环境方面提出的要求，利用设计四层结构模型构建系统综合生活享受与安全监控的有着较高人机交互功能、家居控制功能完善及能够有效扩展的智能家居系统。物联网智能家居系统不仅为人们提供了舒适的生活环境，还很好的保障了人们的生命财产安全，使得人们拥有了更加完美的生活空间，所以今后中的智能家居系统不会只局限于家庭中，其将广泛的应用到城市各区域，在人们生活工作中发挥至关重要的功能作用。
参考文献
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[3]李慧.智能居住环境学习和控制策略研究[D].山东大学学报，2011.
[4侯立功.基于物联网技术的智能家居系统构想[J].数字通信，2011（06）.
作者简介
张磊（1979-），男，山西省太原市人。现为山西通威感知消防科技有限公司工程师。系太原理工大学机械工程学院2012年级硕士研究生在读。
关键词：智能家居；ZigBee；WI-FI；智能网关
智能家居概念的起源很早，但一直未有具体的建筑案例出现，直到1984年美国联合科技公司(United Technologies Building System)将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康乃迪克州(conneticut)哈特佛市(HartIord)的City PlaceBuilding时，才出现了首栋的“智能型建筑”，从此也揭开了全世界争相建造智能家居的序幕。
经过多年的需求累积，目前通常把智能家居定义为利用计算机、网络和综合布线技术，通过家庭信息管理平台将与家居生活有关的各种子系统有机地组合成一个系统。具体来说，就是首先在一个家居中建立一个通讯网络，为家庭信息提供必要的通路，在家庭网络操作系统的控制下，通过相应的硬件和执行机构，实现对所有家庭网络上的家电和设备的控制和监测。其次，它们都要通过一定的网络平台，构成与外界的通讯通道，以实现与家庭以外的世界沟通信息，满足远程控制、监测和交换信息的需求。最终满足人们对安全、舒适、方便和绿色环保的需求。
随着社会经济结构、家庭人口结构以及信息技术的发展变化以及人类对家居环境的安全性、舒适性、效率要求的提高，造成家居智能化的需求大大增加，同时越来越多的家庭要求智能家居产品不仅要满足一些基本的需求，更要求智能家居系统在功能扩展、外延甚至服务方面能够做到简单、方便、安全。
虽然智能家居的概念很早就已出现，市场需求也一直存在，但长期以来智能家居的发展由于受制于相关技术的突破，一直没有得到大规模的应用普及。目前市场存在的智能家居产品已逐步由有线连接过渡到无线连接，其中控制端与智能终端间长距离通信一般采用GSM方式，室内短距离的控制一般采用WI FI或ZigBee方式，当然更新到4.0版本的蓝牙技术，以及一些品牌自有的定制型无线自组网技术也有相对固定的使用群体。值得一提的是，物联网的兴起给ZigBee带来的市场空间最为广阔。因为物联网的目的是要将各种信息传感传动单元与互联网结合起来，从而形成一个巨大的网络，在这个巨大网络中，传感传动单元与通信网络之间需要数据的传输，而相对其他无线技术而言，zigBee以其在投资、建设、维护等方面的优势，使其在智能家居领域获得广泛的支持。
目前智能家居系统的主要组成部分
无线网关：它是所有无线传感器和无线联动设备的信息收集控制终端。所有传感、探测器将收集到的信息通过无线网关传到授权手机、平板电脑和电脑管理设备，另外，控制命令由管理设备通过无线网关发送给联动设备。
全自动家居照明系统：无线智能家居照明系统能够和家中的所有物联网设备自动组成一个无线传感控制网络，通过手持终端(如手机、平板电脑的控制软件)可以远程向其发出开关、调光指令。同时还能和自动控制软件结合，只要主人一进家门，设定好的光源可以自动开启，并且随着主人的移动，关闭或打开特定的灯盏。而当家人离开，所有电灯会自动关闭。或者检测到主人阅读时，自动转换合适的光照，一旦主人疲惫进入睡眠状态，无需检查灯盏是否关闭，它们都会按照预定好的模式自动变亮、变暗或者开启和关闭。同理，主人夜间起床时，灯光会自动调节至柔和模式，从而保证全屋的照明质量，并节约能源。
无线温湿度传感器：主要用于探测室内、室外温湿度。虽然绝大多数空调都有温度探测功能，但由于空调的体积限制，它只能探测到出风口空调附近的温度，这也正是很多消费者感觉感觉其温度不准的重要原因。有了无线温湿度探测器，你就可以确切地知道室内准确的温湿度。其现实意义在于当室内温度过高或过低时能够提前启动空调调节温度。比如当你在回家的路上，家中的无线温湿度传感器探测出房间温度过高则会启动空调自动降温，等你回家时，家中已经是一个宜人的温度了。另外无线温湿度传感器对于你早晨出门也有着特别意义，当你在空调房间时，你对户外的温度是没有感觉的，这时候装在墙壁外的温湿度传感器就可以发挥作用，它可以告诉你现在户外的实时温度，根据这个准确温度你就可以决定自己的穿着，而不会出现出门后才穿多或者穿少的尴尬了。
家居能源控制系统：主要用于控制家电的待机和断电状态，比如通过该系统可以自动启动排气扇，在烟雾排出之后，自动断电节省电能。当然它还可以控制任何你想控制的家电，又比如饮水机、电热水器、电视机、家庭影院等，均可以在控制系统下俺预定程序预热、待机、开启和关闭。
红外入侵探测器：该系统主要用于防范非法入侵，比如当你设定家居控制系统的睡眠模式后，不仅灯盏等电器关闭，同时也会启动入侵探测器自动设防，此时一旦有人走入设定好的私人领域，就会激发报警信号并可按预定的防入侵警告和灯光提醒、警示或吓退入侵者。当家人离家后，它也会进入自动防护状态，一旦有人闯入，会通过无线网关自动提醒你的手机并接受你手机发出的警情处理指令，如警示或录像、联系保安、物业等。
【关键词】物联网 智能家居 ZigBee 远程控制
物联网，顾名思义，就是将任何物品像互联网一样相互连起来。第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。是一种通过射频识别（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、监控和管理的一种网络。
智能家居是以各种家电设备为基础平台，采用先进的计算机、通信和控制技术，实现全面的安全防护、便利的通讯网络以及舒适的居住环境的家庭住宅系统。它包括可视对讲、家电控制、家庭内部的安全防范、远程的视频监控等等。随着“物联网”网络技术和智能家用电器设备的飞速发展，越来越多的家庭追求更加便捷的家居生活方式，实现电器互联互通，通过家电控制器、家庭网关将家电连接到广域网，从而实现随时随地的远程控制。
1 系统的总体方案
本文主要从系统的低耗性、经济性、简单性、适用性和易维护性等出发，结合现有物联网核心技术，提出该基于物联网的智能家居远程控制系统设计与实现方案。本智能家居系统由ARM模块，ZigBee模块，以太网模块，GSM模块组成，其中ARM模块为中心控制单元，通过各个传感器采集室内各信息，将数据通过互联网实时反馈到客户终端及手机终端。同时，用户可经过客户终端及手机终端远程操作家居，可达到实时监控与操作的目的。
系统总体设计图如图1所示。
本系统主要实现功能：
（1）远程警报。当家庭突发火灾或是煤气泄漏时，相应传感器将检测到情况，立刻通过室内的ZigBee无线网络，将采集到的信号发送到ARM主控制器，再经过控制器处理，最后将警报信息通过GSM模块以短消息的方式发送到主人的手机上，从而实现了家庭的远程警报功能。
（2）远程控制。当我们需要远程控制家用电器的开关时，只要用手机发送指定命令的短信息，通过GPRS模块的接收，井将短信息翻译成为可以识别的命令传输给ARM控制器，控制器经过处理，通过ZigBee模块的无线传输将命令发送到与家电相连接的ZigBee智能开关上，以实现了对家电的控制。
（3）远程监控。当朋友或是陌生人来访时，门禁系统开始工作，摄像头采集来访者的头像信息，并传至ARM控制器，经过控制器处理，通过以太网模块传至云端，主人可以访问因特网查看来访者的信息；同时房子内部也可以安装摄像头，主人在外出时，通过电脑或是手机可以实时查看房间的情况，从而实现物联网的远程监控。
2 系统硬件总体设计
本文采用S3C2440微处理器芯片作为家庭网关AMR模块的控制器，其主要特点是低价格、低功耗、高性能，提供大量的寄存器，指令执行速度更快。在稳定性、通用性、完备性、可扩展能力等特点方面具有一定的优势。
家庭网关模块是整个物联网智能家居系统的核心部分，它是家庭外部通讯网络（Internet、GSM）和家庭内部控制网络（ZigBee）之间一个桥梁。因此，家庭网关必须满足以下两方面的要求：第一，要实现Internet远程访问，家庭网关必须支持TCP/IP协议并且能够提供Web服务。第二，要实现内部控制网络对物联网智能家居中的智能终端设备进行监控和管理，家庭网关必须支持内部控制网络和家庭外部通讯网络之间的协议和信息等转换功能。
家庭内部控制网络模块使用的是ZigBee作为其通信模块。ZigBee模块采用CC2430，其优点是低成本、灵敏度高、抗干扰能力强、功耗低；在ZigBee 网络中存在三种逻辑设备类型：Coordinator（ 协调器），Router（路由器）和End-Device（终端设备）。
以太网是物联网智能家居系统中一个很重要的功能模块，可以实现系统的远程登录，系统的资源分享和管理，以及完成系统的更新下载等功能。本系统以太网模块采用DM9000芯片完成网络接口的功能， 其优点是DM9000是一款完全集成的和符合成本效益的专用的以太网MAC控制器，它支持8位、16位、32位的接口来访问内部存储器，以满足不同处理器的需求。DM9000物理协议层接口完全符合IEEE 802.3u规格，并且还支持IEEE 802.3x全双工流量控制，
GSM模块采用高性能TC35芯片，模块符合GSM0705和GSM0707标准，能够通过AT指令来进行控制，提供标准的RS232接口，提供安全稳定的双频（GSM900/GSM1800）短消息数据通信，TC53芯片主要由GSM基带处理器、GSM射频部分、电源电路和FLASH存储部分组成。
系统硬件结构图如图2所示。
3 系统软件设计
系统具体工作流程为，首先系统各模块初始化，传感器对各种参数进行采样。通过数模转换将其送入数据处理模块进行判断。若超出标准范围，判断故障类型，则由ARM控制中心控制蜂鸣器进行报警并发送警报短信。
当户主接到发出的报警短信后，可以通过手机发送控制短信到GSM模块，ARM控制中心发送读取短信的AT指令到GSM模块读取收到的短信，并判断短信的指令是否符合标准。若不符合标准，则提醒用户重新发送，若指令正确，根据短信内容向ZigBee协调器发出相应的控制信息。
协调器接收到信息后，将其传送到指定的ZigBee节点，节点根据信息的指示做出控制或者获取传感器信息，并将控制结果或传感器信息发送到协调器，协调器将其传给ARM控制中心。
ARM控制中心根据收到结果信息后，发送AT指令控制GSM模块回复短信到用户，对用户的控制结果进行回复。ZigBee节点控制的煤气和人体感应传感器如果检测到煤气或有人入侵，会直接发送报警信息到协调器，协调器将报警信息传送至服务器，服务器控制GSM模块将报警信息发送到控制者的手机上。
系统工作流程图如图3所示。
4 结束语
本文提出了智能家居系统的整体结构，讨论了智能家居系统的设计与实现，采用ZigBee组网、GSM无线通信技术及嵌入式的网关服务器，实现了家居安防和家居远程控制。通过本系统能够随时随地控制家电开关、对火灾和外人入侵进行报警，让家居更安全方便。并具有实现简单、性能稳定、成本低、适用范围广、安全可靠等优点，可以广泛应用于家庭住宅中，具有广泛的应用前景。
参考文献
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[4]习刘，举平，余为清.基于GSM技术的智能家居远程控制器设计[J].嵌入式系统应用，2010，26（4）：45-46.
作者简介
屈伟明（1989-），男， 陕西省人。大学本科学历。主要研究方向为计算机网络和移动通信技术。
【关键词】智能家居物联网家庭网关
近年来物联网的兴起与发展为智能家居引入了新的概念及发展空间，越来越多的消费者喜欢从物联网的角度对智能家居提出要求，希望智能家居是无线的、安全的、并且能够用手机感知、控制的。另外，基于Android操作系统日益流行，本文将其与智能家居联系起来，研究并实现了一种基于Android系统的智能家居系统。
一、物联网简介
物联网的英文名称为“The Internet of Things”，其较为普遍认同的定义是：物联网通过射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等各种传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网线连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
二、智能家居系统的定义
智能家居系统是集远程控制，能耗管理，智能用电于一身的综合管理系统。基于物联网的智能家居，表现为利用信息传感设备将家居生活有关的各种子系统有机的结合在一起，并与互联网连接，进行监控、管理信息交换和通讯、实现家居智能化。
三、智能家庭网关系统的定义与功能需求
家庭智能网关是整个智能家庭网络的核心，通过家庭网关才能实现家庭内部多种智能设备之间的联网，以及从家庭内部到外部网络的互联，因此设计性价比高的家庭网关是实现智能家居系统的关键。
一个智能家庭网关可以看成是一个信息处理系统。其软件部分为家庭网关应用平台，辅助不具备信息化条件的设备实现信息化，即提供信息处理的能力；硬件部分即家庭网关，为与其相连的各家庭设备提供统一的信息交换接口及控制规则。总体而言，网关要起到三个功能：（1）Internet接入功能，包括路由、NAT（地址转换）等等；（2）家庭网络中各种不同通信协议之间的转换，以及家庭网络系统与TCP/IP协议之间的转换；（3）运行家电管理软件，将使用不同通信协议的家用电器接入到家庭网络中，并统一管理起来。
四、系统体系结构流程
整个智能家居系统需要解决的技术难题主要包括以下几个方面。（1）数据采集：需要有统一的数据采集方法。统一数据采集方法来有效管理和利用各家庭设备。（2）数据传送：形成有效的公共数据传送基础传输网络，让应用提供者以可控、安全、高效的方式获取数据并发送反馈。（3）应用扩展：需要有多个层面的应用提供与扩展能力，即随着家庭传感网络的扩展，实现在家庭内部、运营商公共服务和第三方等方面进行应用功能的有效、方便灵活、低成本的扩充。
因此，物联网智能家居系统可以由以下三个层次组成：（1）第一层是传感网络，包括智能家电、生活用品、家居设备、家用健康设备、RF读写器等，这些设备或带有RF读写器，或带有RFID、传感器，可实现对家庭用品、家居设备的状态监控以及家庭成员的健康数据采集等；（2）第二层是传输网络，由家庭网关的物联网传送功能、宽带网络和家庭网关应用平台的传送功能组成，实现数据的传输与计算；（3）第三层是应用网络，主要包括家庭网关的物联网应用功能、家庭网关应用平台的应用功能和由媒体内容提供商、应用提供商和用户终端组成的第三方应用功能。
系统工作流程：
用户在手机终端中输入控制命令，通过无线网络传输到应用平台系统。家庭网关应用平台的中央控制器接收到信息后，进行必要的处理和分析。而后通过家庭网关接口控制与其相连的相应家庭设备，从而达到对智能家居的控制与操作。完成相应操作后，设备返回一条完成指令，由中央控制器反馈给使用者。用户不操作的情况下，中央控制器会自动接受、监控各类传感器，实时监控各类环境数据。一旦变化超出设定范围，自动产生指令，发送告警信息给终端用户，并调节相应的智能设备，从而营造安全舒适的家居条件。
五、结束语
物联网已经提升为国家发展战略的重要组成部分，进入家庭应用是其成熟与成功的标志。随着技术的成熟与规模应用，核心器件的成本会极大地下降，建立起物联网的智能家居系统将是物联网发展战略的一个重要组成部分。
参考文献
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