基于大數據分析的“互聯(lián)網+”智能家居系統(tǒng)

張思源

摘 要 如今，智能家居正在以一種遠遠超出一般人們平常想象的迅猛速度發(fā)展。智能化服務是解決當前智能家居領域可能存在的一些復雜問題的有效途徑，物聯(lián)網與現代技術的高效開發(fā)和應用密切相關，尤其是為信息安全問題和技術普及應用問題提供了強有力的保障，為未來智能家居相關技術的穩(wěn)定健康發(fā)展和應用提供條件，為未來智能家居相關技術的穩(wěn)定健康發(fā)展和應用奠定基礎，也將推動相關服務不斷向專業(yè)智能化服務演進。

關鍵詞 智能家居 物聯(lián)網 大數據 互聯(lián)網

中圖分類號：TN925;TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）12-0007-02

1 緒論

1.1 智能家居的背景

伴隨著現代計算機信息技術、智能終端信息技術、互聯(lián)網信息技術的快速進步發(fā)展，物聯(lián)網也進入了“萬物互聯(lián)”的時代。如今，智能家居正在以一種遠遠超出一般人們平常想象的迅猛速度發(fā)展，單個的智能產品已無法滿足消費者對智能產品的需求，一種以互聯(lián)網為基礎，用戶可以通過手機或者平板等設備直接控制智能家具的系統(tǒng)正在興起。

1.2 國內發(fā)展現狀

據可靠數據表明，我國物聯(lián)網智能家居市場規(guī)模增長迅速，增長率接近每年30%，并預計到2022年，我國的智能家居市場規(guī)模將會超過2000億元，2025年全球市場預計將達到15億臺，涵蓋智能冰箱、電動窗簾、智能煙感和家庭監(jiān)控/安全等產品，發(fā)展空間巨大。[1]

1.3 智能家居研究的意義

智能家居不僅可以為人類提供高品位的現代家庭生活，還可以將家居環(huán)境從原來被動、靜態(tài)的監(jiān)控結構體系轉變?yōu)閯討B(tài)、智能的監(jiān)控設備，提供用戶全方位的家庭信息交互管理功能。物聯(lián)網應用中的無線智能傳感器技術應用對現代家庭的燈光自動控制，以及家電的物聯(lián)網都提供了一種很好的解決辦法。

1.4 主要研究方向

1.4.1 標準化

智能家居在產品設計、生產、使用過程中需要涉及的關鍵技術多種多樣，但目前我國智能家居應用市場沒有統(tǒng)一的技術標準對其進行嚴格限制。因此，需要通過無線通信網絡技術等一系列的技術方式，來實現其與智能家居相關應用技術標準的高度統(tǒng)一。由此用戶在今后選擇使用智能家居時就會具有廣泛的應用范圍，而不是只局限于一家。

1.4.2 智能化

目前，智能家居相關產品的工業(yè)智能化應用程度較低，不能完全適應現代人們對于智能家居產品的更高性能需求。智能家居在未來快速發(fā)展的過程中，還需要企業(yè)不斷努力提升企業(yè)智能化管理水平。

1.4.3 節(jié)能化

節(jié)能與生態(tài)保護是永恒的主題，未來智能家居的發(fā)展必然走向節(jié)能。通過為用戶提供便捷的服務，將實現更大的節(jié)能和效率。逐步降低智能家居的成本，不斷提高工作效率。

2 系統(tǒng)的組成和設計

2.1 中央控制管理系統(tǒng)

智能家居具有中央智能管理控制中心系統(tǒng)，它相當于一臺電腦的CPU或是人類的全部大腦，所有的智能子系統(tǒng)都將自動接入中央控制管理中心。中央電腦控制系統(tǒng)管理中心系統(tǒng)主要由中央電腦控制器、控制終端、服務器構成。中央控制器由Zig bee協(xié)調器和RT5350組成，控制終端就是人們生活中常經常用到的手機、平板電腦等設備，通過控制終端，用戶可以感受到一體化的控制和管理。對于家電、家居環(huán)境等，控制終端為用戶提供了高效的人機交互界面。 用戶通過控制終端發(fā)出指令，再通過服務器轉發(fā)、處理和管理控制，最后通過子控制器完成對智能家電和家居環(huán)境的控制和查詢。[2]

2.2 家庭網絡系統(tǒng)

家庭網絡系統(tǒng)的功能主要包括兩個方面：網絡通信和家庭控制。該智能系統(tǒng)在整個家庭應用范圍內將電腦、家用電器、自動化控制設備、照明系統(tǒng)、安全系統(tǒng)相連接，可以直接實現家中休閑娛樂控制設備、通信控制設備、照明設備、家用電器、監(jiān)控顯示裝置等家庭設備的網絡互聯(lián)和信息管理，以及家庭數據和網絡多媒體信息相互共享的網絡系統(tǒng)。

2.3 智能家居設備管理系統(tǒng)

智能家居設備管理系統(tǒng)可以對家里的智能家具進行控制和管理，并形成感知、記憶、判斷、推理的能力。通過管理系統(tǒng)，用戶可以通過手機、電腦等設備來輕松管理家用電器，進行集中、定時、遠程控制，從而真正達到利用智能家電管理系統(tǒng)實現智慧、節(jié)能、環(huán)保、舒適、方便的設計目的。

2.4 安全系統(tǒng)

安全監(jiān)控系統(tǒng)主要產品包括安防火災自動探測報警監(jiān)控系統(tǒng)、視頻安防自動監(jiān)控探測系統(tǒng)、智能家庭安防自動報警監(jiān)控系統(tǒng)等，并由協(xié)同監(jiān)控傳感器、視頻監(jiān)控攝像機、探測器共同整合組成整個家庭的智能安防監(jiān)控體系，是現代家居家庭安防的技術核心。

3 系統(tǒng)的結構及關鍵技術分析

3.1 系統(tǒng)結構

嵌入式的移動物聯(lián)網家庭智能家居系統(tǒng)，是一種利用移動家庭智能網關技術實現家庭設備中的信息以及數據的實時轉發(fā)、存儲和處理，此時系統(tǒng)的整體構設要從系統(tǒng)結構功能兩個方面進行分析，并具體設計兩層整體系統(tǒng)的

結構。

1.信息系統(tǒng)監(jiān)控監(jiān)測設備與網絡傳感監(jiān)控設備。設計系統(tǒng)將集中的視頻監(jiān)控探測器與振動傳感器等，應用于整合視頻攝像頭、氣敏振動傳感器以及高頻聲敏振動傳感器等監(jiān)控設備上，實現針對外部環(huán)境、信號與內部物理活動條件等的遠程探測，然后把探測信息發(fā)送至遠程控制管理中心，以便于實現針對智能家居監(jiān)控設備的遠程控制與安全管理。

2.中心控制平臺。此監(jiān)控系統(tǒng)的主要核心為用戶中心模擬控制系統(tǒng)平臺，發(fā)揮的核心功能主要是針對智能家居電子設備的遠程控制與運行管理，該系統(tǒng)體系硬件結構主要分為中心模擬系統(tǒng)啟動器與系統(tǒng)中央模擬控制器，但每個用戶中心控制系統(tǒng)平臺必須是專屬的，需要有效地保護監(jiān)控系統(tǒng)不同組件之間的異構性，使系統(tǒng)的應用變得容易和簡單。實現的核心功能主要是：將獲取的信息發(fā)送至系統(tǒng)中央模擬控制器并對系統(tǒng)信息處理進行數據分析，然后把控制命令發(fā)送至中心模擬系統(tǒng)啟動器，由其負責控制系統(tǒng)信息。

3.2 關鍵技術分析

3.2.1 傳感器技術

傳感器技術是物聯(lián)網技術的重要組成部分，在智能家居終端系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。傳感器應用可以利用生活中的敏感元件來轉換和傳輸一些數據。在智能家居中，它們可以作為系統(tǒng)的眼睛進行實時檢測，確保獲取準確的信息。目前，大量的家用電器都在使用濕度傳感器，例如：冰箱中的氣體溫度變化和干濕度傳感器，空調系統(tǒng)中的室外氣體溫度和干濕度變化傳感器以及廚房中使用的抽油煙機氣體濕度傳感器等，從未來的發(fā)展來看，智能家居將實現智能化建設，傳感器也將得到廣泛應用。依靠計算機分析平臺，在外界也可以實現自動化感知。[3]

3.2.2 無線通信技術

無線通信網絡技術按照無線通信覆蓋范圍以及通信距離，可以分為無線通信局域網和移動無線廣域網，是一種用于智能家居的低速無線局域網。其中，主要為WIFI、藍牙和Zig Bee等。[4]

1.WIFI無線通訊網絡技術。WIFI技術是目前國內應用最廣泛的一種無線通信控制技術，已經廣泛并成功地應用于各類型家庭與企業(yè)辦公室的環(huán)境中。Wi-Fi存在一些非常嚴重的缺點，第一個缺點就是WIFI技術安全性較差，WIFI的安全性問題是一個致命性的缺點，數據包在相互的傳送過程中很容易被外界攔截和接收。另一個缺點是信號的穩(wěn)定性不強，容易被其它的無線電波信號干擾。

2.藍牙無線通訊技術。藍牙通訊技術也已廣泛應用于最早的小型智能家居。藍牙最大的技術優(yōu)勢是易于廣播和組網，在個人或網絡數量較少的小型智能家居設備上實施起來更方便。但是由于傳輸數據距離較近而導致組網設備數量較少，一定程度上這也影響了目前藍牙傳輸技術。

WIFI在智能家居中的應用優(yōu)勢不僅在于成本更低、性能更穩(wěn)定，與其他技術相比WIFI的實際覆蓋范圍更廣，可以替代傳統(tǒng)技術的缺點。在智能家居逐步發(fā)展的環(huán)境下，這項技術安全、耗能、傳輸速率上都有相對優(yōu)勢。

3.2.3 大數據技術

大數據技術系統(tǒng)龐大而復雜，結合了數據采集、預處理和共享等功能。主要用于智能家居解決應用問題、自我識別錯誤、設備應用和服務運行、用戶數據等。隨著智能家居的積極發(fā)展，智能終端的使用越來越多，尤其是在系統(tǒng)的實際運行中很容易產生大量的數據。因此，大數據技術的應用可以有效解決智能家居中存儲海量數據的問題，并保證隨著數據處理能力的提升，在海量數據下能夠提取出一些有價值的數據進行數據分析，從而避免大數據和數據分析可視化的壓力推動了系統(tǒng)效率的穩(wěn)定提升。因此，大數據技術的應用對智能家居的發(fā)展具有重要作用。[5]

4 結語

智能家居為現代人的生活帶來更多便利，智能化服務是解決當前智能家居領域可能存在的一些復雜問題的有效途徑，物聯(lián)網相關現代技術的高效開發(fā)和應用，為信息安全問題和技術普及應用問題提供了強有力的保障。為未來智能家居相關技術的穩(wěn)定健康發(fā)展和應用提供保障，也將推動相關服務不斷向專業(yè)智能化服務演進。

參考文獻：

[1] 王宇豪.物聯(lián)網傳感器技術在智能家居中的應用研究[J].中國管理信息化，2020，23（04）：187-188.

[2] 賴南華.智能家居及關鍵技術研究[J].中國高新科技， 2020（12）：125-126.

[3] ?，?智能家居關鍵技術研究[J].電腦知識與技術，2020， 16（29）：206-207，209.

[4] 吳慶慶.互聯(lián)網技術在智能家居系統(tǒng)中的應用分析[J].居舍，2020（03）：174-174，183.

[5] 張雷蕾.物聯(lián)網技術在智能家居系統(tǒng)中的應用[J].信息與電腦（理論版），2020，32（09）：152-154.