基于“互聯網+”智能家居遠程控制研究

◆余國偉

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基于“互聯網+”智能家居遠程控制研究

◆余國偉

(福建農林大學東方學院 福建 350000)

“互聯網+”是互聯網思維進一步深化的表現，互聯網+通俗來說就是“互聯網+各個行業”，但它并非二者的簡單相加，它更多的是指利用先進的現代化技術和網絡平臺，有機地將互聯網與傳統行業進行整合，使傳統行業開辟出一條新的發展路徑。家居行業就是一個十分典型的傳統行業，將“互聯網+”應用其中，將會進一步滿足用戶的多樣化需求。主要就“互聯網+”環境下的智能家居遠程控制進行研究。

“互聯網+”；智能家居；遠程控制系統

0 前言

隨著生活水平的提高以及科技的發展，人們對于家居品質有了更高的要求。在此背景下，智能家居出現在人們的視線中，它具有安全、便利、舒適以及智能的優勢。此外，中國家庭小型化和核心化的趨勢加重，與此同時，光纖寬帶也進一步發展，普及的范圍更大，因此進行智能家居遠程控制具備一定的條件。另外我國極強的制造業，使得升級家庭消費和居住環境成為智能家居未來發展的重要項目，而且這個項目具有非常好的發展前景。在本文中，主要以“互聯網+”為背景，研究以單片機為核心，以各傳感器為輔助，可以進行人體感知變換燈光、行遠程監測、調整室內溫濕度等的現代智能家居遠程控制系統。在“互聯網+”的背景下，智能家居的開發與實現，主要包括以下幾個方面。

1 總體方案設計

1.1系統整體結構

智能家居遠程控制系統的核心是單機片，單機片主要通過云服務器來將家居和智能終端連接在一起，通過云服務器進行有關數據的傳輸和處理。在智能家居遠程控制系統中，配置了功能模塊，這樣就可以使用戶利用有關的功能模塊，十分便捷的監控和調整家中的溫度、濕度等數據，而且這些數據將會在云服務器匯集，形成大數據。用戶可以通過實時的檢測追蹤對象在網絡中產生的數據，然后進行分析，探索其中規律性的問題，并提出相應的解決方案[1]。除此之外，在主人同意的情況下，在主人允許時，可以根據數據對不同人群的家居設置特征進行分析。在本文的研究中，智能家居遠程控制系統的總體架構如下圖1所示。

圖1 智能家居遠程控制系統的總體架構

MCU是智能家居的核心，智能家居實現控制功能主要依靠MCU。當前，隨著互聯網的進一步發展，“互聯網+”獲得了快速的發展，在此背景下，智能家居的設計總共包括三個重要的步驟：

第一，傳感器在家庭內部的安裝，可以對有關的數據進行收集，使得能實時獲取室內空氣質量、溫度以及濕度等情況成為可能，傳感器利用無線技術實現與云端的連接，進而將收集的數據輸送至云端服務器。

第二，家用電器設備可以分項傳輸到云端中，云端然后將這些家電設備的有關數據推送到用戶的智能終端，用戶使用智能終端就可以很好的對自己家中的電器運行情況進行監控。上述過程實際上就是以各傳感器收集的數據為依據，進而觸發預設控制命令，除此之外，用戶也可以通過手動操作自行觸發預設控制命令，或者收回命令[2]。

第三，針對家中的紅外線家電，在進行有關的控制操作時，首先需要將控制信號傳輸至紅外線輸入模塊，然后再將控制信號進行轉換，轉換為與此相對應的紅外指令。

1.2系統功能模塊

智能家居遠程控制體系的構成模塊有很多，具體來說主要包括以下幾個：EMW3162 wifi無線通信模塊、DHT11溫濕度檢測模塊、可變色led、單片機STM32 F103、智能空氣質量檢測模塊TPM-300E。這些系統模塊的主要功能是：

第一，無線通信模塊?？梢詫崿F近距離通信，實現主模塊和分模塊之間的互動聯系。

第二，遠程手機控制。用戶可以利用智能終端進行一些具體控制命令的發布或者收回。

第三，無線紅外。利用它可以對家居系統狀態進行控制和調整，同時也可以進行系統參數的設置[3]。

第四，單片機STM32 F103。單片機STM32 F103是智能家居遠程控制系統的主控芯片，其特征包括高性能、低成本、低功耗，在編程導入后，就可以控制設計所需要的功能。

第五，溫濕度模塊、空氣檢測模塊。這個模塊可以使用戶實時的對家中的情況進行了解，以此為基礎，決定是否進行命令決策的修改。

第六，可變色led。家中的每盞燈均與智能系統密切的聯系在一起，利用針對性的動態光，形成最佳的照明。

2 智能家居系統遠程系統關鍵部分設計

2.1數據信息傳輸

互聯網是實現智能家居系統各種功能的重要支撐，傳感器將其收集到的有關信息傳輸至網絡平臺，網絡平臺在對這些數據進行相應的分析和處理，轉換重要制定的信號，將其轉換為電信號，然后利用A/D單元，將其轉化為數字量，將轉化的數字量輸送至MCU采集分析，分析的結果與Product key一起進行打包，傳輸至云端，云端在接受成功以后，將會對接收的數據進行分析、存儲和處理[4]。云端將會根據用戶的數據及時的調整室內的溫濕度，對光照的強弱程度進行調整，使其能夠更為符合用戶的光線需求。另外，房中的空調如果長時間使用，不可避免的導致空氣的干燥，這時如果設置一鍵智能，就可以自動的進行濕度的調整，用戶使用智能終端調節溫濕度的數據也將一并傳輸至云端，以便在以后進行智能化調節時作為參考。

2.2遠程控制設計

遠程控制功能，通俗上來說，指的就是在用戶認同的情況下，向主模塊發送指令，然后進行各種操作，實現相應的各種功能。遠程控制在設計的過程中，其設計的重點就是命令執行系統和發射系統。首先，就命令發射系統來說，其主要的技術是傳感器，在有關數據的收集過程中，傳感器的作用十分重大，傳感器將會把收集來的有關數據傳送到云平臺，平臺以這些數據為支撐，結合用戶的設置條件進行自動化觸發。單機片是一個十分核心的構件，它可以對有關的數據進行實時監控，并且在監控的過程中，可以對有關的操作進行判斷。為了進一步實現智能化的要求，遠程控制在進行設計時，選擇的中央處理器是STM32F1，與此同時，主控系統和智能控制端的連接是由EMW3162wifi無線通信模塊在wifi環境下實現的，進而實現數據傳遞、互動控制等。在家居的內部，家居和單機片之間的聯系可以通過繼電器實現，進而可以使用戶更為方便的進行電氣設備的控制[5]。

2.3系統實現

在Andriod studio集成開發環境下使用Java語言來編寫制作APP軟件，在這個APP軟件中，用戶可以十分簡單的進行賬號的注冊，在注冊成功之后，就可以添加有關設備[6]。值得注意的是，QLite在嵌入式設備中需要占用資源很少，這就使家居系統使用記錄、所有的用戶賬號信息都可以存放在SQLite中。就硬件方面的研究來說，最先是對家居系統的遙控器進行規劃改進，在進行這項工作時，我們經常采用的核心控制器是帶有以太網模塊的STM32單片機，用它來進行移動終端發送的一所有請求。STM32單片機是安裝在wifi無線網絡環境下的，它在接收到有關的控制命令之后，就會通過芯片輸出1（高電平）、0（低電平）來對引腳進行控制，引腳不同，連接到的家電遙控器的按鍵也是不同的，進而可以實現一對一的控制。遙控器對家居開關進行控制時，采用的是物理方法，選擇模式，進行溫濕度升降的調整等。不可否認的是，隨著科學技術的進一步發展，直接將STM32嵌入到家居系統是十分有可能實現的，此時我們就可以通過遠程移動通信終端直接對家電本身進行遠程命令的發布，此時，遙控器就沒有任何的實效作用了，其所用的功能移動通信終端將可以完全的代替，遠程控制將更為便利。

3 結束語

綜上所述，在信息時代中，家居行業一定能發生巨大的變革和創新。智能家居的發展可以促使家庭生活邁入智能化水平，用戶不管何時何地，都可以對自己家中的情況進行監控，并根據自己的需求進行一定的調整，這將極大程度的方便人們的生活，提升人們的生活品質。當前，“互聯網+”已經成為傳統行業變革自身發展模式的重要推力，家居行業也要能認清這種情勢，抓住重要的發展機遇。本文由整體到局部對智能家居遠程控制進行了全面的分析，以期為智能家居遠程控制系統的進一步發展帶來啟發。

[1]許冰昕，蔣馨荷，韓克軍等.基于“互聯網+”智能家居的遠程控制實現[J].智能計算機與應用，2016.

[2]劉遠聰.物聯網智能家居遠程控制技術的研究[D].甘肅:蘭州交通大學, 2015.

[3]梅樹奎.遠程智能家居管理系統研究及實現[D].中國科學院大學(工程管理與信息技術學院), 2013.

[4]王正豐.智能家居遠程控制安全通信研究[D].廣東:華南理工大學，2013.

[5]焦雙偉.基于TCP/IP網絡的智能家居控制系統的研究與實現[D].江西:南昌航空大學，2012.

[6]邵鵬飛，王喆，張寶儒.面向移動互聯網的智能家居系統研究[J].計算機測量與控制，2012.

2017年福建省中青年教師教育科研項目，項目編號：JAT170904。