淺談物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及在數(shù)字家庭中的應(yīng)用

摘 要：物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，它通過各種信息傳感設(shè)備將現(xiàn)實世界的各種物件連通，形成互連的網(wǎng)絡(luò)。本文對物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀與發(fā)展作了一定的研究，并詳細論述了其在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能家居系統(tǒng)；計算機

1 物聯(lián)網(wǎng)概述

物聯(lián)網(wǎng)[1-2]是在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用感知（RFID、射頻識別技術(shù)）、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造的一個覆蓋萬物的“Internet of Things”。其意是：物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴展，是更具像化的網(wǎng)絡(luò)；物聯(lián)網(wǎng)的終極目標(biāo)是其用戶端延伸和擴展到任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。其本質(zhì)是利用RFID技術(shù)，通過計算機互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。

物聯(lián)網(wǎng)的問世，打破了人們的傳統(tǒng)思維。過去人們一直將物理基礎(chǔ)設(shè)施與IT基礎(chǔ)設(shè)施分開。一方面是機場、公路以及建筑物等，另一方面則是數(shù)據(jù)中心、個人電腦和寬帶等，它們之間不存在關(guān)聯(lián)或者關(guān)系非常稀疏。而在物聯(lián)網(wǎng)時代，所有的物品，包括電纜、芯片和寬帶等被整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施，世界就在物聯(lián)網(wǎng)上開展各種活動。因此，美國權(quán)威機構(gòu)Forrester預(yù)測：到2020年世界上物物互聯(lián)的業(yè)務(wù)和人與人通信的業(yè)務(wù)相比，將達到30：1。物聯(lián)網(wǎng)被稱為是一個萬億級的通信業(yè)務(wù)。

與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)相比，它是各種感知技術(shù)的廣泛應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)上部署了海量的多種類型傳感器，每個傳感器都是一個信息源，不同類別的傳感器所捕獲的信息內(nèi)容和信息格式不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實時性，按一定的頻率周期性的采集環(huán)境信息，不斷更新數(shù)據(jù)。同時，它是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要基礎(chǔ)和核心仍舊是互聯(lián)網(wǎng)，通過各種有線和無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合，將物體的信息實時準(zhǔn)確地傳遞出去。在物聯(lián)網(wǎng)上的傳感器定時采集的信息需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，由于其數(shù)量極其龐大，形成了海量信息。物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的連接，其本身也具有智能處理的能力，能夠?qū)ξ矬w實施智能控制。物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結(jié)合，利用云計算、模式識別等各種智能技術(shù)，擴充其應(yīng)用領(lǐng)域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數(shù)據(jù)，以適應(yīng)不同用戶的不同需求，發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式。

2 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

⑴國外物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀。目前，國外對物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)、應(yīng)用主要集中在歐美等少數(shù)國家。2009年1月，IBM公司提出了“智慧地球”的構(gòu)想，物聯(lián)網(wǎng)成為其中不可或缺的一部分。奧巴馬就職后，將“新能源”和“物聯(lián)網(wǎng)”列為振興經(jīng)濟的兩大武器，從而引起全球的廣泛關(guān)注。2009年10月，歐盟委員會以政策文件的形式對外發(fā)布了物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略，提出要讓歐洲在基于互聯(lián)網(wǎng)的智能基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展上領(lǐng)先全球，并啟動了90多個研發(fā)項目。

⑵國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀。我國已形成基本齊全的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系，部分領(lǐng)域已形成一定市場規(guī)模，網(wǎng)絡(luò)通信相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)支持能力與國外差距相對較小，傳感器、RFID等感知端制造產(chǎn)業(yè)、高端軟件和集成服務(wù)與國外差距相對較大。儀器儀表、嵌入式系統(tǒng)、軟件與集成服務(wù)等產(chǎn)業(yè)雖已有較大規(guī)模，但真正與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的設(shè)備和服務(wù)尚在起步。目前，中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所深聯(lián)科技研發(fā)的GAINSJ、GAINZ等系統(tǒng)傳感器節(jié)點，基于ZigBee無線通信協(xié)議，實現(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò)互撲，用戶可以根據(jù)協(xié)議提供的API設(shè)計自己的應(yīng)用，組成更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。而且，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用[4-5]。如上海移動已經(jīng)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為多個行業(yè)客戶量身打造了集數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和業(yè)務(wù)管理于一體的整套無線綜合應(yīng)用解決方案。

3 物聯(lián)網(wǎng)在智能數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，智能家電越來越多，加上移動通信設(shè)備的普及，智能數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)已成為可能[3]。人們可以通過互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)和電話網(wǎng)實現(xiàn)對家居的遠程監(jiān)控。如圖1所示，在智能數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中，家中的各種設(shè)備，如音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、窗簾控制、家電控制、家庭電腦等共同構(gòu)成智能家庭網(wǎng)絡(luò)。并且通過家庭網(wǎng)關(guān)，為家庭設(shè)備提供共享互聯(lián)網(wǎng)連接及設(shè)備之間的互聯(lián)，以及為用戶提供統(tǒng)一的家庭網(wǎng)絡(luò)管理策略。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，我可以對家居設(shè)施實現(xiàn)控制、應(yīng)用，來實現(xiàn)家庭安全、舒適、信息交互與通信的能力。該部分主要由家居安防系統(tǒng)、視頻對講系統(tǒng)、燃水氣報警系統(tǒng)、智能燈光系統(tǒng)、智能家電控制系統(tǒng)等組成。

4 結(jié)束語

智能數(shù)字家庭作為家庭信息化的實現(xiàn)方式，已成為社會信息化發(fā)展的重要組成部分。從個人、公共服務(wù)以及政府需求來看，突顯出發(fā)展智能家居產(chǎn)業(yè)的迫切性。在國家大力推動工業(yè)化與信息化融合的大背景下，物聯(lián)網(wǎng)將是智能家居產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中一個比較現(xiàn)實的突破口。

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