物聯網在智能家居行業的應用

韋琳琳

1.物聯網智能家居系統概述

物聯網被預言為繼計算機、互聯網與移動通信網之后的世界信息產業第三次浪潮，一時間很多人預見到了一場新的技術革命。現代社會努力創造著舒適的環境，空調的出現讓人們得到了舒暢的體驗。在使用空調時，人們出現了兩種心態，有的人怕浪費電，在家里沒人的時候把空調關掉，可是回到家時卻不得不面對冷冰冰或熱烘烘的情況;也有的人為了舒適一直開著空調，長時間地讓空調運轉既費電又影響使用壽命。進入新世紀，我國人民的物質文化生活水平不斷提高，移動通信的飛速發展給人們的生活注入新鮮血液，豐富了人們的生活。眾所周知，越來越多的人擁有自己的手機，而我國移動網絡的鋪建將使我們更好地在移動網絡的世界里遨游，如果能夠通過手機來遠程控制家里的空調，讓人們在到家之前把家里的空調打開，當我們邁進家門時，舒適的溫度會使我們的心情更加愉悅。在互聯網已經普及的今天，互聯網已經聯系起了每一個人，隨著各種消費電子的智能化，還有無線傳感器的迅速發展，人們想到了是否可以用網絡將每一個物體都聯系起來，以實現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。這樣就形成了一種新的網絡，被稱為物聯網。物聯網的核心仍然是互聯網，通過各種有線和無線網絡與互聯網融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去。對于物聯網的出現，大大加快了智能家居的發展。在國家大力推動工業化與信息化兩化融合的大背景下，物聯網將是家居行業乃至更多行業信息化過程中一個比較現實的突破口。一旦物聯網大規模普及，無數的物品需要加裝更加小巧智能的傳感器，用于家居設備的傳感器與電子標簽及配套的接口裝置數量將大大超過目前的手機數量，物聯網是下一個超過萬億的行業。

2.國內外研究現狀

就當今智能家居市場而言，系統種類主要有基于樓宇對講系統技術的智能家居系統、基于現場總線技術的家庭自動化系統和基于智能手機的智能家居系統三大類。

3.物聯網技術支持

（1）ZigBee技術

ZigBee技術譯為紫蜂技術，是一個有關組網、安全和應用軟件方面的新型傳感器網絡，IEEE802.15.4工作組主要負責制定物理層和MAC層的協議，其余協議主要參照和采用現有的標準，高層應用、測試和市場推廣等方面的工作將由ZigBee聯盟負責。其結構簡單、低功耗、低速率、低成本和可靠性高的雙向無線網絡通信技術，主要適合于自動控制領域，可以嵌入各種設備中，同時支持地理定位功能。完整的ZigBee協議套件由高層應用層、應用會聚層、網絡層、數據鏈路層和物理層組成。

目前，在無線傳輸技術種類多樣，各有優勢。ZigBee作為一種新出現的無線通信技術，以其協議簡單、成本低、功耗小、組網容易等特點，在家用系統控制、樓宇自動化、工業監控領域具有廣闊的市場空間，本文主要以ZigBee為主要的無線通信，這在家居行業的技術發展和應用方面的研究具有前沿性。

（2）無線傳感器網絡

無線傳感器網絡就是由部署在監測區域內大量的廉價微型傳感器節點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網絡系統，其目的是協作地感知、采集和處理網絡覆蓋區域中被感知對象的信息，并發送給觀察者。傳感器、感知對象和觀察者構成了無線傳感器網絡的三個要素。隨著微機電系統、片上系統、無線通信和低功耗嵌入式技術的飛速發展，孕育出無線傳感器網絡，并以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點帶來了信息感知的一場變革。無線傳感器網絡就是由部署在監測區域內大量的廉價微型傳感器節點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網絡。

（3）GPRS通信模塊

GPRS是通用分組無線服務技術的簡稱，它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數據業務。GPRS可以說是GSM的延續。GPRS和以往連續在頻道傳輸的方式不同，是以封包（Packet）式來傳輸，因此使用者所負擔的費用是以其傳輸資料單位計算，并非使用其整個頻道，理論上較為便宜。GPRS突破了GSM網只能提供電路交換的思維方式，只通過增加相應的功能實體和對現有的基站系統進行部分改造來實現分組交換，這種改造的投入相對來說并不大，但得到的用戶數據速率卻相當可觀。而且，因為不再需要現行無線應用所需要的中介轉換器，所以連接及傳輸都會更方便容易。GPRS由于數據業務在絕大多數情況下都表現出一種突發性的業務特點，對信道帶寬的需求變化較大，因此采用分組方式進行數據傳送將能夠更好地利用信道資源。例如一個進行WWW瀏覽的用戶，大部分時間處于瀏覽狀態，而真正用于數據傳送的時間只占很小比例。這種情況下若采用固定占用信道的方式，將會造成較大的資源浪費。在系統中，使用串口和GPRS模塊進行通信，將我們的數據通過GPRS模塊發送到用戶手機上。

4.智能家居發展前景

自從世界上第一幢智能建筑1984年在美國出現后，美國、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經濟比較發達的國家先后提出了各種智能家居的方案。智能家居在美國、德國、新加坡、日本等國都有廣泛應用。1998年5月新加坡舉辦的“98亞洲家庭電器與電子消費品國際展覽會”上，通過在場內模擬“未來之家”，推出了新加坡模式的家庭智能化系統。智能住宅、小區在國外歷經了20世紀80年代初的住宅電子化、80年代中的住宅自動化到90年代美國的“智慧屋”、歐洲的“聰明屋”的住宅智能化這樣三個階段。美國、日本、新加坡都有根據這些標準建立的智能住宅和小區的示范工程。智能家居的前景就像家用電器和手機電腦一樣，是一個極具發展潛力的陽光行業，需要一個慢慢興起的過程。只是目前尚處于產品推廣階段，需要一套完善的市場銷售模式;消費者的消費理念至關重要，產品價格相是關鍵，如果價格降下來，還是可以接受的。隨著經濟的發展和人們生活質量的提高，智能家居產品會越來越被大眾所接受。POLYHOME智能家居產品，是專為普通用戶研發的一款智能家居產品，已先進的技術，過硬的產品，百姓的價格在很短的時間就得到了大家的認可。

5.總結

通過GSM網絡實現了手機終端與智能家居系統遠距離雙向通訊，突破了對傳統有線距離的約束，達到遠距離接收、發送通訊信息，并且具有很高的模塊化程序和可擴展性，智能化程度高。物聯網智能家居系統是嵌入式控制終端系統，ZigBee無線傳感網絡和GPRS通信。模塊的嵌入式智能產品。它很好的改善了家居的環境，它也包含了影音娛樂等功能，滿足家庭的娛樂需求。由于時間和資源有限，這里并沒有將自己所有的想法都付諸實踐。其實物聯網和智能家居都是很大的項目，它們涉及了太多的內容，本論文中所列舉系統只是實現了其中的很小一部分功能。而且，由于知識水平所限，對物聯網在時能家具中的應用技術支持以及前景等等的認識也僅限于表面的層次，而不能深入認識學習，這還有待于以后繼續什么如學習。本人任務物聯網在智能家具中的應用是不可替代的，他正在走向一個實用化的階段。因此研究物聯網在智能家居中的很具有實際意義。