基于物聯網的智能家居在“科技社區”建設中的應用

引言：智能家居系統已成為物聯網的一個主要應用領域，基于物聯網技術的智能家居包括傳感層、互聯層和監控層的三層系統結構；在“科技社區”建設中，我們重點選擇社區智能安防、智能家電和社區健康服務等三個部分進行研發和應用，并取得了滿意成效。

物聯網被稱之為繼計算機、互聯網和移動通信之后引發的信息產業第三次浪潮的核心領域。目前，智能家居系統已成為物聯網的一個主要應用領域，同時物聯網技術提供了智能家居的核心技術支撐。

一、基于物聯網的智能家居

“物聯網”（Internetof things） 就是“物物相連的互聯網”。這里有兩層意思：其一，互聯網仍是它的核心和基礎，是對互聯網的延伸和擴展；其二，它的用戶端延伸與擴展到了任何物品間，可進行信息交換和通信。

隨著科技的進步和物質生活水平的不斷提高，物聯網也從單純的概念建設，向可操作的實際生產生活方向轉變，并逐漸步入居民的小區和家庭生活，這也使物聯網與智能家居結合起來，并智能家居成為物聯網的一個主要應用領域。如今的智能家居是作為物聯網技術應用的重要組成部分，利用計算機網絡系統、自動化控制系統和網絡通訊技術于一體，以住宅為平臺，將家居生活相關的名種系統與之有機地結合在一起所形成的網絡化智能化的家居控制與管理系統。

基于物聯網技術的智能家居的系統結構，一般按照物聯網的傳感層、互聯層和監控層的三層結構進行設計。傳感層搭載ZigBee無線通信模塊的傳感器和家用器具，與ARM9智能監控儀交互數據及指令，達到對所控家居環境的感知；互聯層，ARM9智能監控儀作為嵌入式網關與網絡服務器，用來連接傳感層與監控層 ；監控層一般是用小區監控中心、遠程電腦和用戶手機，通過英特網登錄IP監控儀訪問監控網頁，實時監測所控的家居環境，控制家電開啟與關閉，以實現智能控制。如果出現異常情況，系統會執行預定的控制手段，如啟動室內排風扇排風、啟動蜂鳴器鈴聲等，并通過小區網絡向小區的監控中心報警，同時通過 GPRS自動給用戶的手機發送報警短信或提示，實現了聯合安防。

二、“科技社區”建設及智能家居系統的實際應用

（一）“科技社區”及建設

社區作為現代社會的基本構成單元，是居民生活和獲取服務的最主要區域。社區建設在我國已有二十多年的歷程，目前的“科技社區”建設是從社區的實際需求為出發點，集中推進一批先進適用技術的集成示范和公共事業新產品的推廣應用，推動科技成果惠及于民。在目標和手段上，主要圍繞居民的智慧生活、平安生活、健康生活、低碳生活需求，側重于對先進適用技術的二次開發和集成應用。江蘇省從“十二五”開始，采取科技支撐項目（社會發展）的形式，在省內資助和引領近百個省“和諧示范社區”開展各種類型的“科技社區”建設，有的已經建成并成為示范樣板。本文就是該類項目《淮安市淮陰區王營鎮西壩社區“科技社區”規劃與建設》的階段性理論研究成果之一。該項目任務在于，通過對新知識的普及，對一批先進適用的節能、智能新技術的集成示范、新產品的推廣應用，發揮現代民生科技在當今社區建設中的支撐引領作用，展示知識和科技帶來的城市百姓的智慧生活、平安生活、低碳生活，實現科技與人、科技與社會、科技與環境的和諧互動和發展。

（二）“科技社區”中智能家居系統應用

目前，我國智能家居系統在社區和居民生活中的應用主要有家庭安防監控、智能家電、家庭健康服務和交通工具防盜跟蹤等。在上述項目中，我們重點選擇了社區智能安防、智能家電和社區健康服務這三個部分進行研發和應用。設計的具體方案如下：

1.家庭安防監控：在居民家庭的重要位置安裝應用具有防火、防盜、防入侵等安防領域的智能視頻識別物聯網系統。該系統綜合應用視頻模式識別、入侵檢測、環境監測、多傳感器數據融合、3G通信等物聯網領域先進技術自動識別監控區域的危險情況，能夠遠程自動報警、取證，而無需人工干預，且布置方便靈活。

這套方案相對于傳統視頻監控系統或傳感器監控系統，優勢在于：一是自動視頻識別，無需專人在監控室觀察各個監控攝像頭，減少了漏判及人工成本；二是無線信號傳輸，極大減少了布線工程量、施工時間及成本；三是網絡數據共享，可通過網絡或手機進行遠程查看或報警，真正做到了方便快捷。

2.智能家電：將常見家用電器經過智能化改造，或裝潢入住時建設、新增具有智能化功能的家用設施，通過在家中的布設無線傳感器網絡，將家中的各個電器設備如空調、電飯鍋、電視機、電燈、窗簾的控制由各個無線傳感器網絡節點完成。

這套方案可以使家庭主人就可以通過手機或電腦，經由無線傳感器網絡網關節點，訪問控制每一個家庭節點，完成各種智能化功能，真正做到了“一機在手，掌控e家”。

3.家庭健康服務：通過設計開發適合社區現狀的醫療電子系統，為每一位社區居民建立電子病歷檔案，并發放RFID社區醫療卡。在該系統中，建有居民的醫療信息數據庫，每次就醫情況都會記錄在其中，并通過RFID讀卡器管理居民的醫療檔案。對有在家問診者，該系統集成有基于Web的遠程就醫視頻通話模塊。

這套方案可以使社區居民通過上寬帶網絡的電腦訪問社區衛生網站，可以與醫生進行面對面交流，醫生從而指導病人預防、用藥、康復等；社區衛生部門也可以在本系統中針對居民進行衛生科普宣傳，提高居民的衛生意識。

在方案的實施過程中，我們以物聯網、無線傳感器網絡、3G網絡、互聯網、計算機軟件等相關理論和技術為基礎，首先設計開發智能安防、智能家居、智能醫療系統硬件和軟件，在驗證測試各個系統的功能和效果滿意的前提下，再將智能設施安裝布置在社區及家庭，并進行廣泛測試，收集用戶反饋意見；同時對用戶進行培訓，使其掌握各個智能系統的使用方法和注意事項；最后根據用戶體驗，改進和完善軟硬件系統。

三、結語

在“科技社區”建設中，應用基于物聯網技術的智能家居系統使社區、家庭、個人全面智能化，社區居民通過手機或寬帶網絡電腦即可管理各種智能設施，包括安防監控、家居生活等，使科技社區管理智能化。同時，在居民中普及信息化和物聯網知識，提高居民家庭生活的智能化水平，促進信息化設施和軟件系統的應用。

參考文獻

[1]周洪波.物聯網：技術、應用、標準和商業模式[M].北京：電子工業出版社，2010.

[2]劉伯成.人工情感與物聯網技術研究[J]..科技廣場，2010.9.

[3]金家紅，方 旭，楊碧峰，王軍.家庭物聯網技術在智能家居系統的應用[J].現代電子技術，2013（5）.

（作者單位：南京理工大學）

作者簡介：王尊：男，1992年12月生，江蘇淮安人，南京理工大學2011級本科生，電子工程與光電技術學院通信工程專業，研究方向：無線通信、物聯網，郵編：210094

基金項目：江蘇省科技支撐（社會發展）項目（項目編號：BE2012695）.