基于物聯網的智能家居遠程控制系統設計

張蕾

摘 ?要：伴隨著社會經濟的飛速發展和人民生活水平的不斷提高，信息技術與家居環境之間的聯系越來越緊密，信息技術已經成為影響家居環境和質量的重要因素，而且現代人對于家居的智能化水平要求也是越來越高，他們越來越享受智能家居在生活中帶給他們的便捷與舒適。在此大背景下，基于物聯網對智能家居遠程控制系統設計也因此受到了社會大眾的更多關注。該文將就此議題進行深入的分析與探究。

關鍵詞：物聯網 ?智能家居 ?遠程控制 ?系統設計

中圖分類號：TN92 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）12（b）-0014-02

智能家居會是我國未來家居領域的一種必然發展趨勢，智能家居帶給人在生活上的更多便利以及舒適感讓更多的人對此產生了很大的興趣。與普通家居相比，智能家居最大的特點之一就在于其能夠實現遠程控制，這種模式的出現大大提高了現代家庭生活的舒適性與安全性，智能化管理也將現代人的生活方式提升到了更高的層次。

1 ?ZigBee網絡控制系統

ZigBee網絡控制系統是無線網絡通信系統，其優勢主要包括系統建設成本比較低、自身損耗功率比較低、連接距離近、系統安全性高、支持多種網絡結構等諸多方面。當前ZigBee網絡控制系統在智能家居遠程控制系統中的應用效果非常好，其有效實現了對智能家居的功能控制和檢測，基本上能夠滿足一般家庭的各種需求。此外，目前市場上能夠支持ZigBee網絡控制系統的智能嵌入式芯片更新升級換代速度非常快，應用效果也是越來越好，這就使得智能家居遠程控制系統的開發成本逐漸降低，用戶的使用率也隨之增高很多。

ZigBee網絡控制系統組網能力非常強，其不僅可以構建樹狀網絡，還可以構建形狀網絡和網狀網絡，筆者將就這3種網絡進行詳細的闡述。

第一，樹狀網絡。

樹狀網絡算是比較復雜的一種結構，其形狀就好像樹一樣，一個主干，多個枝干，網絡結構就是有一個協調者節點，還有多個路由節點和終端節點組合形成的，網絡系統就是通過這些節點之間反復擴展連接而成。

關于樹狀網絡的構建規則主要是這樣的：只有協調者節點和路由節點可以擁有各自的子節點，終端節點是沒有自己的子節點的，但是，擁有同一個父節點的子節點是相通的，其被稱為兄弟節點。關于樹狀網絡的通信規則是：每一個節點只能和自己的子節點或者父節點進行聯絡，也就是說，如果離得近的兩個節點可以直接聯絡，但是如果兩個節點之間離得比較遠，那么這兩個節點要想聯絡通信就必須要沿著樹狀網絡尋找到共同的節點之后才能夠完成聯絡。樹狀網絡結構雖然復雜一些，但是它的整個傳輸過程是非常靈活的，不會受到應用層的影響和控制。

第二，星形網絡。

與樹狀網絡相比，星形網絡的結構要相對簡單一些。其只有一個協調者節點，這個協調者節點便是中心，所有終端節點都必須要通過這個協調者節點來建立聯絡開展通信。

第三，網狀網絡。

網狀網絡與樹狀網絡基本結構是有相似之處的，但是網狀網絡和樹狀網絡有一個非常大的不同點就是網狀網絡結構里面任何兩個臨近路由節點是可以自由傳輸數據的，其不必受到協調者節點的限制。這樣一比較，網狀網絡的通信規則要相對更加靈活一點，通信效率自然也要高一點。

網狀網絡結構的最大優勢就在于：即使其中某一條傳輸路徑出現了問題或者發生了錯誤，那么數據傳輸工作并不會受到影響，因為其他路徑同樣可以完成這樣工作任務，而且網狀網絡可以不斷擴張成為更大的網絡。網狀網絡是目前這3種網絡結構中應用最廣泛、最受認可的一種結構。

2 ?系統數據傳輸

建立在物聯網技術之上的智能家居遠程控制系統當中，其中有一部分特殊設備的數據必須要采用高速傳輸的方式才能確保子系統運轉的順暢性，因為傳輸數據量比較大，只有進行高速運算才能更好地確保數據傳輸的及時性和準確性。此外，因為當前的無線網絡通信系統，即ZigBee的數據傳輸體系結構正處于不斷優化的過程當中，所以系統數據傳輸體系也時刻都在變化著。其具體體現在以下幾個方面。

第一，在實際應用過程中，系統數據傳輸結構主要具備以下幾種應用方式：首先，該結構通過傳感器把網絡中不同途徑和時間段搜集到的數據進行有效采集，之后將采集到的數據都傳輸到系統當中，這些數據到達指定系統之后會被匯總到數據終端。然后，面臨智能家居突發事件時，遠程控制系統會迅速將數據信息傳輸到傳感器里，傳感器接收到數據信息后會立即發出警報提醒，這種緊急傳輸方式做到了有效避免，將損失控制在最小程度，等到一切恢復正常以后，存在傳感器里面的數據信息還會繼續按照正常路徑輸送出去，繼續完成匯總處理任務。

第二，當前智能家居遠程控制系統數據傳輸體系優勢還是比較多的，其數據傳輸效率非常高，而且具有非常強的體系結構抗干擾能力，輸送過程中還能夠實現大量數據的跨速實時傳輸。這也是數據傳輸系統被應用在多個場景之中的重要原因。目前，系統數據傳輸體系結構在具體應用中主要被分為五大層面，分別是網絡層、應用層、數據連接層、數據信息回基層以及物理層。

3 ?環形網絡分層控制

環形網絡分層控制系統是建立在網狀網絡結構基礎之上的，而且環形網絡分層控制系統在構建完成之后便可以實現多點接入，無線通信工作也能夠自行開展起來。除此之外，網狀網絡結構的特點是以協調者節點作為中心的，而深度則是由規范各節點之間的分層來確定的，這樣一來便能夠有效降低了資源的浪費程度，數據爆炸的風險也得到了很好的控制。環形網絡分層控制系統以數據匯集協調的方式實現了采集數據的目的，建立起一條控制系統，結構中的每一環都相當于一層，協調者層次數為零，層與層之間的距離會隨著層數的增多而不斷增加，具體的分層方式是：首先，建立網絡之后，不管是協調者還是其他節點，所有層數都從零開始;其次，從協調者節點出發，以發送分層確定幀的方式進入到網絡，確保所有節點的信息都能夠實現聯通;再次，協調者節點所發送的分層確定幀輸送到目標節點之后，如果目標節點本身層次數不是零，那么本身層次和分層確定幀的轉發次數將會被系統做出對比，二者取其小，如果目標節點本身層數是零，那么系統將直接被更新為分層確定幀的轉發次數;最后，目標節點自身層數并不是固定不變的，其層數會不斷更新和變化，這就需要其分層確定幀之后再轉發處理。但是，如果目標節點層數在一段時間內并沒有發生變化，那么便不需要進行轉發。如果分層確定幀已經分布到了整個控制系統之后，系統當中的所有節點都存在著出現多次接受分布確定幀的情況可能性。所以，要想確保控制系統當中不會出現過多的網絡資源消耗問題，那么就必須要加強對確定幀具體轉發次數的控制。

4 ?結語

綜上所述，當前物聯網技術已經成為了全世界范圍內最受關注的熱點領域之一，基于物聯網進行的智能家居遠程控制系統設計在很大程度上滿足了現代人對家具環境以及生活品質的更高要求，其也有效推動了智能家居的進一步發展，有力拓展了智能家居的市場發展前景。

參考文獻

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