基于物聯網的智能家居設計與實現

劉英鑫 朱軒毅 魏于淼

摘要：

隨著無線技術和智能技術水平的提高，基于物聯網的智能家居設計已經取得了一定成效。借助于物聯網，能夠使智能家居設計中加入家居硬件、嵌入式網關和控制三大系統，遠程的對于智能家居進行控制，提升其智能水平，為人們提供更加便利、舒適的生活條件。本篇文章對于物聯網和智能家居概念進行了簡要介紹，分析了基于物聯網的智能家居設計目標，并探討了智能家居設計與實現方案，希望能夠為智能家居的進一步發展提供支持。

關鍵詞：

物聯網;智能家居;設計;實現

中圖分類號：

TN929.5

文獻標識碼：

A

文章編號：

1672-9129（2020）15-0068-02

隨著我國經濟水平的提升，出現了較多新型技術，為物聯網的進一步發展提供了有利條件。物聯網的快速發展，智能家居已經逐漸成為了人們關注的重要內容，其能夠為人們提供更多的便利，使生活更加舒適。目前，人們收入水平得到提升，對于生活品質有了更高的追求，智能家居的發展已經刻不容緩。為此，必須要基于物聯網，充分利用物聯網的優勢，加大力度研究物聯網智能家居，滿足人們的需要。

1物聯網和智能家居概念

1.1物聯網。物聯網，顧名思義，就是將多個物體借助于網絡進行聯系，其將信息化作為主要立足點，技術水平要高于互聯網。可以理解為兩種含義。第一，物聯網仍然將互聯網作為立足點，來進行后續的蔓延發展。第二，用戶端能夠對于任意的物品與物品之間的聯系進行控制，交換其中的信息，也就是人們經常提到的物物相通。隨著人工智能技術的進一步發展，物聯網的智能化水平逐漸提高，能夠為用戶提供更高質量的服務。

1.2智能家居。智能家居是互聯網發展的產物，其將家具建筑作為立足點，借助于網絡將家電和家具進行聯系，構建智能家居系統，為人們提供一個適宜便利安全性比較高的居住條件。隨著無線網絡技術以及智能技術水平的提升，智能家居能夠進行遠程操控，智能化水平也有所提升[1]。

2基于物聯網的智能家居設計目標

為了獲得行之有效的智能家居設計方案，科學合理的對于智能家居進行控制，使人們的居住更加安全、便利，必須要明確智能家居設計目標。第一，在智能家居設計的過程中運用物聯網技術，能夠應用傳感器，在較短的時間內搜集更多的住宅成員信息，并對其進行處理，合理的應用。在這個過程中，技術工作人員應該考慮到智能家居的現實情況，并將搜集的信息借助于網絡傳輸至物聯網網關之中，并通過服務器，為用戶提供智能家居設施設備的使用情況，確保用戶能夠對于智能家居設備進行操控[2]。第二，和原本的智能家居進行比較，基于物聯網所創建的智能家居系統能夠更加精準的進行控制，并能夠在較短的時間內對于龐大的信息系統進行精確處理，提升服務器資源的應用效果。第三，基于物聯網所進行的智能家居設計，高效的應用了ZigBee技術和互聯網技術，對于智能家居中的布線方式進行重新規劃，使其呈現出更優的效果，并降低了對于成本的消耗，能夠幫助用戶對于智能家居系統進行維修保護。這些方面，客觀真實地展現出了基于物聯網進行智能家居設計的用途。

為此，在進行智能家居設計的過程中，要從多個角度進行思考，提高智能家居系統設計水平，構建智能水平較高、性能較強的智能家居系統，迅速的對于各類信息進行處理，滿足用戶越發多元的要求[3]。

3智能家居設計和實現方案

3.1整體設計。物聯網主要包括應用層、網絡層、感知層三個層面，能夠進行傳輸、處理和管理等工作。為此，在基于物聯網對于智能家居進行設計時，要考慮三個方面的內容，將家居周圍的環境監測當做對于智能家居傳入手段，運用無線網、互聯網來對于系統中的數據進行搜集、處理、傳遞，為用戶提供終端，確保用戶能夠對于智能家居物品進行控制，構建智能家居輸出模型。

3.2對于智能家居系統進行硬件設計。從智能家居系統的實際使用來進行分析，可以將硬件分為家居網關系統和家電現場控制系統兩類。

第一，家居網關系統。其對于智能家居系統有著非常關鍵的作用，能夠對于網絡進行控制，及時的輸送相關數據。借助于互聯網和家居內網的關聯，有效的連接多個節點，使智能家居的各項功能得到體現。目前，投入市場的智能家居網關系統有PC型、單片機型、嵌入式系統網關。因為目前單片機網關的處理能力比較弱，并且大部分編碼已經不再適應于新型硬件的需要，應用比較少。而PC型網關只能在較短的時間內保持穩定狀態，并且容易被外界所影響，為此，在網關系統中，應用最為普遍的是嵌入式系統網關。這一網關對于能源的利用率比較高，能夠降低能源浪費，并且能夠進行拓展，受到了人們的喜愛。

第二，家電現場控制系統。家電控制系統需要和不同類型的傳感器進行聯通，從而對于家具的使用狀況進行控制，是物聯網在智能家居系統中的主要應用。從當前的情況來進行分析，可以發現我國大部分家電使用的傳感器是固定型號的，能夠借助于某一芯片進行數據傳輸。在進行智能家居系統設計時，應該考慮到現場的信息情況，科學的應用傳感器[4]。

3.3對于智能家居系統進行軟件設計。第一，對于網關程序模塊進行設計。目前，人們的生活水平得到提升，計算機技術被廣泛應用到人們的生活之中，這為嵌入式Internet技術的產生和發展提供了充分的條件，并使其成為了目前應用最為廣泛的技術之一。其立足于Internet技術，對其進行了擴展，但是卻沒有Internet原本的作用，可以運用電腦、手機等來進行操作。在這一背景下，能夠將較為常用的設施設備嵌入到其中。這主要是因為，互聯網已經成為了人們生活中必不可少的內容，網絡的普及率非常高。所構建的智能家居系統不僅能夠在智能家居網中工作，對于家居情況進行檢測，還能夠在遠距離進行操控，使用戶對于智能家居的管理更加方便快捷。

第二，設計節點監測和任務執行模塊。在家居之中，對于不同類型的家居進行監控控制，需要運用節點來聯系傳感器，從而更加高效的搜集信息，并將所收錄的信息傳遞至網關程序內，高效的處理相關資訊。為此，在進行智能家居系統設計時，應該將智能家居節點內的多個物品連接到家居網之中，并借助于無線網，構建節點監控系統。

第三，設計用戶操作控制模塊。用戶操作控制模塊能夠充分的發揮網絡的作用，為用戶提供服務，展現出遠距離操作的步驟，對于相關信息進行傳遞，使用戶能夠通過智能設備和家居網，了解到和物聯網進行聯通的多個智能家居的現實情況，并借助于外部網絡來進行遠距離的管理，通過嵌入式系統對于家居進行監管，及時的將信息進行反饋，幫助用戶進行管理決策[5]。也就是說，用戶可以根據自身的現實需要，在嵌入式系統中結合遠程操控，達成對于物品進行控制這一目標，使自己的生活更加方便、舒適、安全，提高智能家居的智能化水平。

4總結

根據上文來進行分析，基于物聯網的智能家居設計與實現對于社會的發展有著非常關鍵的作用，能夠使人們在居住的過程中出現的信息和社會以及互聯網進行聯系，達成信息共享這一目標，使人們的生活更加舒適便捷。為此，在對于智能家居進行研究時，應該充分認識到物聯網的優勢，科學的對于相關技術進行使用，使智能家居系統更加符合廣大群眾的需要。在這個過程中，應該對于系統中出現的問題進行解決，使智能家居控制更加精準。

參考文獻：

[1]孫文靜，李偉華，溫克歡，魏恩偉，周炎.基于自動識別技術的智能家居系統設計與實現[J].電視技術，2018，42（11）

[2]劉強，楊麗，盧秀麗，馮娟.物聯網智能家居安全性設計現狀及意義[J].電腦知識與技術，2018，14（33）

[3]楊陽.基于物聯網的智能家居系統設計與實現[J].科技風，2019（18）

[4]孫曉葉，李攀，劉穎.基于物聯網的智能家居控制系統設計與實現[J].電子技術與軟件工程，2019（11）

[5]江進，王浩存.物聯網智能家居實訓系統的設計與實現[J].電子技術與軟件工程，2014（20）

作者簡介：劉英鑫（2000-），男，籍貫：山東省掖縣，民族：漢族，學歷：本科在讀。