基于家庭網關構建物聯網家庭應用系統的研究

□陳偉豪 代 康

信息時衍生了一個高科技產物，那就是智能家庭網絡。這種智能家庭網絡借助計算機網絡技術，實現家庭各種家電和應用設備的網絡智能化，從而為人們提供多樣化、個性化和高效安全的服務。社會對物聯網家庭應用系統的構建關注度不斷提升，物聯網家庭應用系統的構建能夠促進智能家庭的發展。物聯網用途廣泛，未來它將更大程度地應用到智能家庭方面。本文將介紹家庭網關的物聯網功能軟件及其功能，家庭物聯網應用平臺以及構建物聯網家庭應用系統應該克服的難題，以期促進構建物聯網家庭應用系統。

一、家庭網關的物聯網功能軟件及其功能

(一)家庭網關以及其物聯網軟件。家庭網關是構建物聯網家庭應用系統的前提條件，因此了解有關家庭網關知識十分必要。家庭網關能夠實現家庭內部的網絡化信息設備和智能寬帶接入網之間的智能化連接。家庭網關能夠接受不同的外部網絡信號，再將接受到的信號傳遞給家庭中的智能家電設備。家庭網關的物聯網軟件主要由一些模塊和接口組成，他們分別是應用平臺接口模塊、傳感數據分發模塊、內網處理模塊，IP層接口和USB設備接口。這些模塊和接口構成了整個家庭網關的物聯網功能軟件，使得家庭物聯網應用系統的構建成為可能。每個不同的模塊具有不同的功能，他們都支持家庭物聯網的運行。

(二)物聯網功能軟件組成部分的職能。了解家庭網關的物聯網功能軟件能夠便利物聯網家庭應用系統的構建，為系統的構建提供指導。應用平臺接口模塊主要負責傳感數據的發送和接受，在家庭物聯網與物聯網應用平臺之間搭建了一座橋梁。傳感數據分發模塊對家庭物聯網數據進行中轉發送，還可以將內部處理模塊的數據和指令向傳感網絡傳遞，并根據數據路由處理表判斷數據的去向。內網處理模塊主要管理家庭網關的應用功能，為家庭用戶提供應用服務。傳感網絡接口模塊能夠讓家庭網關和傳感網絡設備之間進行數據交互，也能夠與其他的智能設備和RF讀寫設備進行配合。最后設備適配接口模塊著眼于智能家電、PF讀寫器等設備的通信適配接口工作。

二、家庭物聯網應用平臺

家庭物聯網應用平臺能夠幫助服務對象獲得家庭物聯網的高層應用服務，同時便利第三方提供家庭服務。家庭物聯網系統主要由三個層次構成，每個層次都有著自身獨特的功能。家庭物聯網系統包括傳感網絡、傳輸網絡和應用網絡。家庭物聯網應用平臺與家庭物聯網的應用網絡關系密切，其中第三方的應用功能是整個家庭物聯網應用系統的重要組成部分。第三方提供獨特的服務，包括對家庭物件進行檢測、配送和控制，也會根據數據反饋對家庭物件進行售后服務。同時，第三方可以根據網絡數據對自身生產的產品做出相應的調整，他們可以通過數據了解產品在各個城市家庭中的使用狀況，從而進一步推動自身產品的精細化生產與優質化服務。

家庭物聯網應用平臺的各個組成部分有著各自的功能，是整個物聯網家庭應用系統不可缺少的部分。第一，第三方應用數據接口將會由家庭傳感網產生的數據發送給特定的接受者，保證數據的安全性。第二，傳感數據路由處理網絡接受相關數據信息，并在內部數據路由表的指導下發送數據，數據最終會被傳送到相關的應用系統中。這一組成部分能夠實現家庭網絡信息與第三方信息的相互交流。再者就是第三方應用自主服務Portal,它能夠為第三方提供服務。家庭物聯網應用專家系統也是其重要組成部分，能夠提供專業的應用服務給家庭用戶。第三，家庭網關傳感網絡數據與控制接口接受家庭網關的傳感數據，數據經過處理后再轉發到家庭網關。

三、構建物聯網家庭應用系統應該克服的難題

在家庭網關的基礎上，打造物聯網家庭應用系統的構建并不是一件容易的事。現階段，人們在構建物聯網家庭應用系統中面臨著一些問題，這些問題影響著物聯網家庭應用系統構建的效率。在了解應用系統構建過程中的問題的基礎上，相關工作人員能夠進一步思考如何高效構建物聯網家庭應用系統。

(一)成本費用問題。雖然信息技術已經發展得很成熟，但是人工智能化的應用并未得到大范圍的推廣。物聯網家庭應用系統注重家庭智能化家電的應用，而人工智能本身的成本較高，不能進行大范圍的推廣。目前，家庭網關的推廣范圍比較廣，很多家庭都通過建立家庭網關享受網絡服務。然而家庭網關只是打造物聯網家庭應用系統的前提，還有很多其他因素影響家庭物聯網應用系統的構建。受到技術和器件本身的限制，物聯網家庭應用系統的構建所需成本高。為了解決這一問題，技術的難關一定要克服，相關技術人員要在保證產品服務質量的同時逐步降低成本費用。

(二)物聯網家庭應用系統的標準化要求高。物聯網家庭應用系統涉及多個環節，各個環節的需求不同和各類傳感器的掃描接口標準化程度不一，這造成了物聯網家庭應用系統構建的難度。在打造物聯網家庭應用系統的過程中，需要對一些基礎設備的標準化做到最大程度的統一，這些基礎設備包括智能家電的RF讀寫器對外數據傳遞接口。標準化的統一有利于降低構建物聯網家庭應用系統所需的技術難度，將繁雜的工序簡約化。提高標準化程度，是物聯網家庭應用系統進行規模化推廣的要求，能夠降低整個系統的成本支出。

(三)物聯網家庭應用系統構建的技術缺陷。物聯網家庭應用系統構建是一個龐雜的工程，對技術的要求很高。現階段，物聯網家庭應用系統構建面臨的技術難題主要有三大方面：數據的采集，數據的傳送和應用提供。這三大技術難題制約著物聯網家庭應用系統的構建，也是急需解決的問題。家庭應用體系的構建需要有統一的數據采集方法，以統一的方式形成統一的數據出口，這樣有利于對數據的管理和利用。再者，數據的傳送需要有一定的安全保障。數據傳送過程中，技術人員需要對其進行控制，以便能夠確保數據的安全高效。最后應用提供需要多元化，不能單一無變化。應用提供要確保家庭內部、運營商公共服務和第三方服務的有效統一，確保應用服務靈活方便。

四、結語

家庭物聯網系統將為人們提供更全面和更便利的服務，能夠不斷改善家庭生活環境。通信技術、網絡技術和控制技術將會不斷發展，它們為家庭智能化提供更多的可能性。構建物聯網家庭應用系統需要了解家庭網關的物聯網功能軟件及其功能，家庭物聯網應用平臺以及構建物聯網家庭應用系統應該克服的難題，從而打造高質的家庭應用系統。