物聯網技術在智能家居中的應用研究

張琪

（云浮市中等專業學校，廣東云浮，527300）

隨著國內經濟水平的提高和先進科技的迅猛發展，我國的各行各業都取得了很大的發展，智能家居方面也不例外。但是，由于智能家居相對而言算是新興事物，所以各種方面也不太完善，很多智能家居的功能還存在于概念中，無法有效應用于居民日常使用中去。再加上我國人民對智能家居的認識比較淺顯，致使智能家居這一新鮮事物至今仍未在我國普及。本文通過對物聯網關鍵技術及智能家居的技術需求做出分析，并具體描述物聯網技術在智能家居中的應用，旨在促進我國智能家居的進一步完善。

1 物聯網關鍵技術分析

1.1 物聯網基本框架分析

從物聯網的系統角度上來看，主要由感知層、傳輸層以及應用層三塊組成，圖1顯示的是物聯網框架圖。

圖1 物聯網框架圖

感知層是物聯網技術的始端，這個層面的設備都具備一定的感知功能，有效將物理世界與信息世界連接起來。感知層將網絡通信技術、網關技術、信息處理技術等融為一體，感知用戶的需求所在，并在承載網絡的交互和接入之下為物聯網技術實現打下基礎。

傳輸層也叫作網絡層，它是以衛星網、互聯網、廣電網等交匯所形成的，其主要作用在于將感知層所捕獲到的信息傳輸給后續的應用層，由于傳輸層涉及到的組網技術繁多，因此面對不同的環境都能夠保持強大的協調感知能力。

應用層主要是為了使得物聯網能夠穩定安全的運行下去，其運用到的算法繁多，且還需要一個強大的軟件系統用于支持，進而實現物物相連的用戶解決方案。

1.2 物聯網關鍵技術

數據融合的JDL（Joint director of Laboratories）模型能夠促進物聯網迅速、準確的獲取到物理世界信息。此模型在設計的過程中較為復雜，但由于其有效融合了預處理級、態勢評估級、影響評估級、目標評估級、過程優先級等五個處理級別，因此具有良好的物理信息捕捉效果，面對不同的應用需求幾乎都能夠解決。

數據融合的I/O模型較JDL相比在輸入輸出時分別對應特征、數據、目標三類，其中特征、數據相比較目標在輸出類型對應的信息、數據融合過程的處理級別有所不同，前者是Level 0，后者為Level 1。

2 智能家居系統的技術需求

智能家居系統的實現在需求上包含三塊，分別為傳感器技術、網絡傳輸技術、信息處理技術。

傳感技術的功能在于感知設備發出的信息，且面對不同的設備所采用的傳感器類型也存在差異，但建立在傳感器的物理原理上基本都是由轉換裝置和敏感元件兩部分組成。敏感元件用于捕獲測量中受到影響的信息，然后將其傳遞給轉換裝置以電信號呈現出來。

網絡傳輸技術在智能家居系統的應用又分為有線傳輸技術、無線傳輸技術。其中有線傳輸技術的優勢在于穩定可靠，且擁有較低的功耗，目前最為常見的有LonWorks總線技術、X-10電力載波技術。其中基于我國電網的基本特點X-10電力載波技術反應不夠靈敏，因此在外界因素的作用之下容易受到干擾，因此就我國而言應用不夠廣泛。無線傳輸技術是未來智能家居網絡傳輸技術的趨勢所在，除了最為常見的WLAN技術之外，還包含IrDA技術、ZigBee、藍牙等等。

智能家居的特點在于“智能”，因此智能家居系統的設計上要充分體現出以人為本的理念，通過信息處理技術對房屋主人行為、想法做出一定的預測，將房屋環境以及房屋內日常活動都能夠實現智能化。

3 物聯網技術在智能家居中的應用

在物聯網技術之下智能家居諸多功能得以實現，主要可以分為感知層面、網絡層面、應用層面三塊，三者之間互相配合以此體現家居的智能化。圖2顯示的是智能家居物聯網系統圖。

圖2 智能家居物聯網系統圖

3.1 物聯網技術在智能家居感知層面的應用

物聯網技術在智能家居感知層面的應用主要依賴于RFID、傳感器等感知技術手段，在相關設備作用之下智能家居中的系統設備能夠有效捕捉到數據信息，而物聯網強大的感知功能也使得各個系統智能化特征越來越明顯。眾所周知，溫濕度傳感器在智能家居中的應用力度是比較大的，比如在人們居住的房屋空調中就含有溫濕度傳感器，這些溫濕度傳感器具有探測功能。但是傳統的溫濕度傳感器并不能比較好的對室內的每一個角落的溫濕度進行測量，這種情況下，使用物聯網技術就可以提升溫濕度傳感器的使用性能，使得溫濕度傳感器能夠在室內使用的更加高效，能夠準確的測量出室內的溫濕度情況，而且還可以根據設定的溫濕度要求，利用M2M物聯網技術實現對空調的調控。另外，在無線溫濕傳感器技術下還可以對室外的溫度進行測量，使得人們在不出門的時候就可以熟知外界的天氣，從而做好出門準備。

3.2 物聯網技術在智能家居網絡層面的應用

在物聯網技術的應用之下，智能家居網絡層面上體現在通信網絡和互聯網之間的融合，對于整個智能家居系統而言涉及需處理的信息是非常龐大的，而物聯網技術也可以使得信息數據處理更加智能化。從智能家居的處理系統上來看，主要包含云計算平臺、物聯網管理中心等等，而為了能夠在網絡處理功能上更加強大，如何確保數據傳輸過程中的準確性以及可靠性是需要重點研究的方面。從物聯網技術在智能家居網絡層面的實際應用上來看，房屋主人不需要在家即可通過遠程監控對房屋內部的情況進行實時了解。此外，在智能家電方面同樣也能夠涉及，例如房屋主人在回家前即可遠程操控熱水器的開關，不在家也可以了解冰箱儲存柜的物品情況以此做出備貨。上述這些功能都屬于智能家居的網絡層面，并且和物聯網技術有著極大的關聯性。

3.3 物聯網技術在智能家居系統應用層面的應用

智能家居融入物聯網技術的主要目的在于增加房屋主人的便捷性，需要的是能夠對實際生活起到作用，因此物聯網技術在智能家居系統應用層面的重要性不言而喻。例如物聯網可以通過應用層使得傳統家居有效融合信息技術，實現家庭安防應用，其中紅外線智能防護較為常見。紅外線智能防護主要就是用來預防家庭的非法侵入，保障家庭的安全。安全防護系統可以在家庭受到外界侵害時發出警報，而且當人們在熟睡時也可以利用安全防護系統對房屋內外的環境進行自動監測。其中主要應用的就是物聯網技術，物聯網技術的應用使得家居中的安全防護系統運行狀態變得更好，能夠識別各種不良信號和紅外線，而且還可以主動的嚇退信號。更為重要的就是物聯網技術的應用使得安全防護系統安全性能變得更好，對人們的生活有著很大的便利。此外，智能家居在融合物聯網技術后還能夠實現家庭醫療應用、家庭控制應用、智能電網應用等等。

4 結語

綜上所述，物聯網技術在智能家居中的應用有著舉足輕重的意義。因此，在接下來，需要積極的利用各種物聯網技術來充實家居智能設備的應用效率，打造良好的智能家居，使得人們的安全以及生活質量得到有效的保證，全面帶動智能家居行業以及物聯網行業的可持續發展。