物聯網傳感器技術在智能家居中的應用

摘 要：隨著科學技術和信息技術的不斷發展，物聯網技術在人們的生產生活中的應用程度不斷加深，應用范圍更加廣泛，給人們的生活提供了更大的便利。傳感器技術與物聯網技術等結合，能更好地實現對智能家居的監控，形成高效、舒適、環保的家居日常事務管理系統。文章主要就物聯網傳感技術在智能家居中的具體應用展開討論。

關鍵詞：物聯網傳感技術;智能家居;應用

0 ? 引言

互聯網的高速發展，帶動了物聯網技術的發展，互聯網、通信網、傳感器技術的融合發展，形成了可以將用戶端擴展到物品之間，并實現彼此信息交換的新型網絡技術。利用物聯網技術、網絡通信技術、音視頻等技術，可以將家庭使用的電器設施集成于同一網絡系統中，從而形成整體的管理系統，具有廣闊的發展前景，因此需要加深對其研究。

1 智能家居和傳感器作用概述

1.1? 智能家居系統

信息技術的高速發展，在此基礎上產生了智能家居系統，主要是借助物聯網技術等，將其應用到日常生活中，加強計算機、網絡通信等數字技術與家居設備的聯系，聯合使用多項新技術，為居住者創建更加舒適、便捷的居住環境[1]。智能家居系統是智能化生活的重要組成部分，系統可以借助互聯網、移動終端設備等拓展原有的控制方式，通過虛擬網絡實現安全防護和控制，從而形成一體化的智能系統。

1.2? 傳感器在物聯網技術中的作用

傳感器是一種感應裝置，主要是通過物體檢測過程中對外界環境變化產生感應，并借助數據傳輸信號，實現對物體的控制。傳感器與物聯網技術的結合，可以實現智能化和自動化，將傳感器對外界變化反應的感知并獲取的數據傳遞給物聯網系統，確保數據信息更加準確。物聯網主要是除了人與人之間信息傳遞之外的一種物體之間的連接方式，要推動物聯網的深入發展，對傳感器的依賴性較大，這主要是因為物體之間信息測量、分析控制都需要借助傳感器才能實現[2]。物聯網中感知層是最重要的部分，也是數據采集的基礎所在，因此傳感器是物聯網發展的關鍵，自動化流程發展中，流程的控制、安全及管理等系統都會使用到傳感器測量和分析。將傳感技術與其他軟件分析技術結合，能確保信息傳播更加可靠和準確。通過傳感器，物聯網可獲取環境動態變化信息，為應用系統提供實時數據。

2 物聯網傳感器技術發展趨勢分析

2.1? 微型化

時代不斷發展，人們越來越追求物體的微型化，這也是時代發展的必然之路，如從開始的固定電話，到如今的智能手機，都是微型化方向轉變發展的體現。微型傳感器也逐漸進入人們的生活，當前很多微型設備都采用了硅構成，其重量相對較輕，且具有較強的耐腐蝕性，在節約資源的同時也大大降低了傳感器的體積，微型傳感器的應用范圍逐漸廣泛，改變了人們的生活方式，也促進了我國電子設備的自動化發展[3]。

2.2? 智能化

物聯網技術和傳感器技術的融合發展，推動了傳感器的智能化，能實現對電子設備更科學地控制，對電視、冰箱等家電進行智能化和感應操作，為人們的生活提供便捷。

2.3? 多功能化

傳感器技術能實現產業的多功能化，在工業發展、智能家居等方面發揮著重要作用。多功能傳感器優點顯著，靈活度較高，這比單個的傳感系統更加準確，能實現傳感器和物聯網之間更好地連接，確保系統正常運行[4]。

2.4? 無線網絡化

物聯網技術能將不同設備借助無線網絡加以連接，從而更好地實現設備之間的交流，更符合傳感器對外界環境的感應，實現電器的協作，從而帶動智能家居的發展，也推動傳感器技術和物聯網技術的發展。

3 智能家居系統中物聯網傳感器技術應用的設計思路

3.1? 總體設計

智能家居系統主要是家電之間的連接，確保家居整體統一，并由外部網絡朝著智能家居實現網絡傳遞，最終為外部網絡提供信號。智能家居主要是對家電、燈光系統、防盜安全系統等加以控制。在系統總體設計的過程中，需要確保網絡通暢，結合傳感系統和物聯網的發展應用，確保整個系統的完整性。

3.2? 硬件設計

智能家居系統中的硬件設計多是借助電腦編輯芯片實現的，主要是確保智能家居系統的正常運行，還需要對電路圖進行設計，實現不同電器設備的連接，確保硬件系統的完整性。

其一是濕度傳感器。當前人們對室內空氣濕度的要求較高，智能居家系統中，可以借助傳感器系統實時感知和測量室內空氣的濕度，并通過物聯網將數據傳送給監控系統，根據計算機命令，指揮加濕器對室內進行加濕處理，從而確保室內濕度正常，給人們創建舒適的室內居住環境[5]。

其二是火警監測。建筑的安全性對用戶的安全性有重要的意義，火警監測是智能家居的重要部分，能借助熱敏電阻，對室內溫度進行監測，判斷室內是否著火，這就需要傳感器具有較強的靈敏度，一旦出現火情，必須第一時間通過物聯網向火警報警，開窗通風，確保火警能第一時間抵達現場，降低損失，確保人們的生命財產安全。

其三是煤氣檢測。煤氣安全事故比較常見，對人們的生命財產安全產生了很大威脅，要預防煤氣泄漏，可以借助傳感器技術進行檢測。可在室內安裝一氧化碳感應器，當煤氣濃度過高時，傳感器會將信號通過物聯網傳輸給電腦系統，報警裝置發出警報，提醒用戶及時處理，確保家庭安全，減少安全事故的發生[6]。

其四是末端控制節點設計。硬件結構中，末端控制節點的設計，主要是結合智能網管系統的指令要求，對智能家電的開關進行控制，并利用為控制單元，集中控制繼電器控制智能家電。執行模塊電路設計相對比較簡單，可以直接使用核心芯片繼承的MCU。

3.3? 系統子模塊的設計

一是，智能家居照明系統。智能家居照明系統的發展速度較快，對傳統的照明方式進行不斷優化，能實現對燈具多樣化的控制，并根據室內光線變化和需要，調整燈光的強度，通過傳感器的感應系統對房屋情況進行調整，在無人情況下能自動關燈，節約能源。當前，智能燈光系統與無線網絡技術的結合，可以通過無線網絡，實現對燈光的有效控制，確保屋內燈光系統的正常運行。

二是智能家居安防系統。家居安防系統在當前時代發展中逐漸興起和發展，其主要是確保房屋居住者的安全，包括感應階段和報警階段，借助物聯網感應技術，對房屋電器進行監控，并將監控信息轉換成信號，通過無線網傳輸給電腦，人們可以通過電腦、移動終端設備等了解室內環境的實時變化情況。確保居家安全，也能減少意外事故的發生。

三是智能家居控制系統。通過物聯網技術和傳感器技術，對室內電器加以控制，只有建立完整、系統的智能家居網，才能實現對所有設備的科學化管理，并對室內環境進行實時監測，減少住戶的擔心，能通過手機等對室內電器設備進行控制操作，如預約加熱水、溫度調節等，都是智能家居控制系統的重要體現，在推動智能家居發展方面起到了積極作用。

4 傳感器在智能家居中的具體應用

智能家居也叫智能住宅，是在居住環境中安裝的智能家居系統。通過綜合布線、網絡通信、自動控制等，家居生活中的智能化設備可加以聯系。智能家居具有小數據量傳輸、實時性信息較多、數據安全可靠性較強等特點，近年來，隨著無線網絡技術、ZigBee技術的發展，提升了家庭網絡化和智能化發展水平。

ZigBee智能家居系統比較常見，其主要包括了協調器、控制器、傳感器等節點，其核心板是ZLG致遠電子結合多年的發展經驗，了解市場發展和用戶的實際需求，最終形成的一系列多個不同層次的處理器，同時結合穩定、可靠的ZigBee網絡協議，能支持用戶進行相關系列無線產品的二次開發[7]。這種產品的最大特點便是用戶可以通過AMetal軟件開發平臺，將自身的創意和想法快速地轉化為具體的產品，在很大程度上簡化了無線產品的開發過程，確保產品快速投入市場，簡化其開發過程，大大提升了產品的市場競爭力，在應用中能給人們提供智能化、舒適安全的家庭環境，也能實現遠程信息監控。

ZigBee網絡中，協調器、傳感器及控制節點的核心部分是板射頻電路，射頻部分中的功能底板是雙層板，為了節約成本可對其進行分離，將核心板通過雙排插針的形式插入到功能底板中，而在其天線連接方式上，可以選擇SMA天線，增強信號。ZigBee設備根據其功能可以分為3種，包括網絡協調器、路由節點、終端節點。其中網絡協調器和路由節點都是FFDA，能跟任何節點進行通信，而終端節點是RFD。

5 結語

隨著社會經濟的發展，人們對居住環境的質量要求越來越高，智能化家居系統的應用程度不斷加深，融合物聯網技術和傳感器技術，能實現對家庭電器設備更好地控制，要重視對其應用的研究。

[參考文獻]

[1]趙新岳.傳感器加速物聯網技術在智能家居中的應用[J].信息與電腦（理論版），2020（22）：132-134.

[2]肖順華.基于物聯網的家居安防系統軟件設計與實現[D].成都：電子科技大學，2020.

[3]陳偉雄.物聯網技術下智能家居系統的思考[J].無線互聯科技，2020（12）：27-28.

（編輯 何 琳）

Application of Internet of Things sensor technology in smart home

Zhang Taolin

（Yunnan Energy Vocational and Technical College， Qujing 655000， China）

Abstract：With the continuous development of science and technology and information technology， the application of Internet of Things technology in people’s production and life is deepening， and the application range is wider， which provides greater convenience for people’s life. The combination of sensor technology and Internet of Things technology can better realize the monitoring of smart home and form an efficient， comfortable and environment-friendly furniture daily affairs management system. This paper mainly discusses the specific application of Internet of Things sensing technology in smart home.

Key words：Internet of Things;sensing technology; smart home

作者簡介：張桃林（1982— ），男，云南羅平人，講師，本科;研究方向：計算機網絡、物聯網技術。