面向移動互聯網的智能家居系統研究

馮博

摘 要：隨著社會和經濟的發展，社會信息化程度越來越高，"三網合一"，"三屏合一"的新型概念不斷提出，智能家居成為了未來家居的一個新的發展方向。在互聯網的影響下，智能家居系統是構建了智能、舒適、高效的家居生活，它也是智能家居中的一個重大產業，蘊含著強大的市場潛力。本文從家庭控制網絡的主要網絡技術和標準為出發點進行展開分析，接著分析了協議適配多平臺智能家居系統，最后從組網方案、主要模塊的實現這兩個方面探討了如何面向移動互聯網的智能家居系統組網研究。

關鍵詞：移動互聯網；智能家居；系統研究

1.家庭控制網絡的主要網絡技術和標準

智能家居主要是通過智能家庭控制系統來實現的，家庭網絡是智能家庭控制系統的基礎網絡，在家居控制領域出現的眾多標準和技術中，最能受到研究者和設備制造商關注的點是家庭現場總線技術、短距離低速率無限網絡技術。總體來說，無論是家庭現場總線技術還是短距離低速率無限通信技術都各自存在自己的優點和缺點，并且缺乏統一的通信接口及其協議標準，他們之間并不是互相兼容的，而且也沒有形成一套完整的解決方案，在實際的生活的運用中，多種互聯網的技術可以代替單一技術成為家庭控制技術中的一個最為理想的解決方式。因此，這就需要智能家居控制系統進行融合多種底層通訊的平臺，進而再提供一個靈活的控制機制。總而言之，智能家居并非是一個單一的產品，技術方法也是把家庭的每一項連接為一個有機系統，用戶可以不分時間和地點地對其進行控制。

2.協議適配多平臺智能家居系統

2.1多種協調適配

迄今為止，基于“互聯網+”的智能家居技術也越來越成熟，市場需求也越來越大，市場定位也越來越清晰。由于家庭控制網絡互聯標準缺乏一個統一的通信接口，在傳統的點對點的接口通訊模式下，想要繼承更多的網絡網絡協議同時，系統復雜度度也就隨著集成的增多而增加，因此也消耗了更多的資源和性能。以目前的技術來分析，國內已常見的是“在智能家居控制中以中間形式提供系統技能功能，可分離上層應用和底層硬件，從而實現智能家居在多種底層平臺技術上的“融合”，實現在某種程度上的單一技術標準，但是廠家之間需要遵守一定的統一標準進行實現系統上的整合。進而，為了解決多元化的協議適配，會以一種軟總線的形式進行提對點接口，不僅可以把上層的接口從具體的硬件中抽取分離出來，也可以進行簡化接口訪問和協議上的適配。從上層應用的接口，經過上層應用抽象后，把高層應用提供原子數據的訪問接口，進行通用式的操作命令。從而降低了核心單元的的復雜程度和數據處理的負擔。從底層硬件封裝接口上看，底層硬件接口為底層提供一個無縫集成商的機制，通過接口控制底層通訊網絡進行無縫集成整個系統中去。從創建Net接口角度分析，使得智能家居系統可以直觀面對移動互聯網。

2.2多平臺智能家居系統構建

把家庭控制軟總線應用到智能家居系統核心單元上，因此家庭控制總線的靈活機制應從根本上進行改變智能家居核心控制單元的結構框架，進而多平臺智能家居系統控制可以靈活地滿足用戶之間的交流，這也更加適合底層家庭網絡的情況。從而實現面向移動互聯網剛的遠程上分布智能控制點。

3.面向移動互聯網的智能家居系統組網研究

3.1組網方案

組網方案是基于家庭控制軟線的通訊平臺，面向移動互聯網，建立高速遠程智能家居方向的綠色訪問通道，從而通過這個入口進行實現遠程制智能控制的應用及其服務，比如利用視頻監控、多媒體應用上、信息共享等來實現。第一，以主控制單元為核心，進行組建家庭網絡控制。其中主控制單元包括ARM和其他處理器及其各種模塊的運行。控制單元主要是由通信模塊和控制模塊組成的。

3.2主要模塊實現

主控單元的角度分析，它是控制整個智能家居系統核心的控制器系統，采用了ARM主處理器或者其他的CPU主處理器。外接各種技術類型的通信接口模塊的嵌入式的操作系統，接著利用家庭控制軟總線中的Net接口進行實現和監控終端的透明數據傳輸。主控單元主要是依靠軟總線平臺上的集成各種類型硬件協議驅動及其硬件通信接口中模塊來實現和以下從單元模塊通信的檢測和控制的。其中主單元所提供的傳統GSM接口，還有面向用戶移動端發送警報和狀態信息的功能。人類社會正逐步被網絡經濟所改變，隨著家居智能化的發展，智能家居和互聯網的融合，為智能家居的全面性發展提供了一個很好的契機。

從控單元是利用ZigBee、紅外、無線射頻等多種硬件網絡技術來實現安防、智能家電控制和智能電表等多方面的應用場景（比如溫濕度檢測和排風扇、空調智能控制、人體熱釋電檢測和安防監控、光照強度檢測和燈光控制、自動報警、GPS基準時間源、自動窗簾、CO檢測和報警、煙霧檢測和噴水、電網檢測和用電分析、電壓檢測和用電分析、RFID門禁和燈光控制等）。

遠端監控應用開發角度分析，是根據客戶的需求進行布設各種從控單元，家庭控制軟總線的上層應用接口及其開發遠端口監控應用的程序，主動進行采集房間傳感器的狀態機制，接著進行匹配適當的現實生活場景，最后觸發一系列的事件和動作發生。同時應用程序也可以采用各種開發應用平臺，來實現多種場景的遠程和控制，應用程序也可以提供和其他用戶服務端口對接的功能。

從數據庫接口和AI接口的角度看，針對于ADO和ODBC的虛擬硬件接口裝封，主要是在數據傳輸基礎上實現分布式的數據采集及其存儲的，并根據實時提供數據訪問性能分析，AI接口也應用于和第三方成熟智能預算的方法實現一定計算機等系統的互聯，讓智能應用的整個系統更加時效性和開放性。

總結：隨著社會的進步，人們生活水平的提高，很多人不僅是注重在有吃有住這一層次上的基本需求，而是追求舒適的生活和綠色節能環保生活。在未來的家居方向上，國家的宏觀調控政策起到了巨大的作用，在加上互聯網和云計算的推進，在一定的程度上，為智能家居的高速發展創造了無比優越的條件。3G和移動互聯網的發展道路中，智能家居給其構建了一個高速的通信平臺，并面向移動互聯網的智能家居系統在遠程的智能監控下，在服務應用上大放光彩。

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