物聯網智能家居范例6篇

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物聯網智能家居范文1

【關鍵詞】物聯網技術 智能家居 應用

近年來,信息化發展掀起了第三次科學技術革命浪潮,隨著信息技術的迅猛發展,物聯網這一脫胎于互聯網的全新技術應運而生。物聯網技術的應用使得過去普普通通的物品變得智能化,具有了智能化識別、定位導航、監控跟蹤等一系列功能。哪持忠庖逕俠此擔物聯網就是通過物品進行延伸的互聯網,通過信息世界與物理世界的相互交融,徹底顛覆人類對于物理環境的傳統理解,改變了人們與物理環境進行交互的方式。物聯網技術最貼近人類生活的應用就是智能家居,智能家居的概念更早提出,在物聯網技術成熟之后得以充分實現,智能家居改變了人們生活起居的方式,讓家居與人的聯系更加緊密和便捷,人和家居能夠進行充分交流和溝通,有效提高了生活質量。

一、物聯網技術概念簡述

物聯網這一概念的最早出現是在1991年由麻省理工學院的Kevin Ashton 教授提出的,在1995年,比爾蓋茨也曾經在自己的書中提及這一概念,但由于當時的技術發展限制,物聯網這一概念最初并沒有引起大家的廣泛關注。物聯網的英文名稱是Internet of Things,顧名思義,就是物品的互聯網。物聯網與互聯網實際上是相互獨立的兩個網絡,互聯網將千千萬萬個計算機互聯互通,而物聯網則強調對物可控、可管理的技術[1]。隨著物聯網技術逐漸成為信息化發展的熱門,其技術成熟度也日益提高,物聯網的應用也變得日益廣泛。目前,物聯網普遍應用于智能交通、政府工作、智能家居、公共安全、智能消防、軍事偵察等眾多領域。而智能家居中的應用最為普及,也最貼近我們的生活。物聯網將載有最新互聯網技術的感應器嵌入到各個領域的各種物體之中,實現了互聯網技術與物品的融合,同時也實現了人類社會與物理環境的交互和溝通,讓人類能夠更好地管理和控制物品,大大提高了社會發展的效率。

二、物聯網技術對智能家居的作用

如上所述,物聯網技術的應用廣泛,但最為普及的應用在于智能家居。物聯網技術對于推動智能家居的發展有著十分重要的作用。智能家居又被稱為智能化建筑、自動化家庭以及集成式家庭系統,這些別稱充分說明了智能家居智能化、自動化、集成式的概念要素。智能家居這一概念早在20世紀80年代中期就已經出現,但由于技術方面的限制,智能家居真正發展和實現卻是在物聯網技術發展之后,隨著物聯網技術的不斷成熟,人類對于智能家居最初的一些設想也得到了實現[2]。當下的智能家居主要是通過利用物聯網技術將家庭之中,諸如影音設備、照明系統、空調設備、安防系統等一系列的家庭設備進行連接和智能化,使得智能家居不僅僅具備傳統家居的居住功能,住宅主人還可以通過網絡等方法實現對家居的監控、定時控制、智能安防、遠程控制等一系列智能化功能和信息交互。使得生活變得更加快捷智能,大大優化了人們的生活方式,提高了生活質量、舒適度以及安全性。下面通過幾個實例簡述物聯網技術對智能家居的作用和應用。

(一)智能衣柜

智能衣柜是物聯網技術在智能家居中的應用之一,智能化衣柜中嵌入了傳感器與感應器,可以通過互聯網天氣查詢以及溫度感應為人們提出與天氣和氣溫相適宜的著裝推薦。同時,部分智能衣柜具有自動整理衣物,自動熨燙衣物等智能化功能,為人們的出行以及生活提供了極大的便利。

(二)智能照明系統

智能照明系統是目前比較普遍的智能家居功能,照明系統囊括了整個住宅之中的所有照明燈光,通過遙控或者智能手機的控制,可以對智能家居中的照明系統進行全方位的調控。智能照明系統具有諸如辦公、家庭影院、閱讀、休息等多種照明模式,住宅主人只需遙控選擇就可以在固定地點對整個住宅的燈光進行控制,既方便快捷,又可以避免忘記關燈等現象。有效為人們節約了能源,既靈活舒適又健康環保[3]。

(三)移動終端控制

由于智能手機的快速發展,許多智能家居將智能手機作為整個住宅的遙控終端,只需要一部手機就可以實現與整個住宅智能系統的交互??梢酝ㄟ^手機聯網進行全宅燈光控制、音響控制、電器控制以及安全防控,非常方便快捷。小小的智能手機搖身一變成為家居的萬能遙控器。

(四)網絡遠程控制

網絡遠程控制是近年來十分火爆的智能家居應用,通過物聯網技術實現了對家居的遠程監控和控制,在人們外出工作、旅行的時候,可以通過電腦、智能手機等設備對家居進行遠程控制,例如在回家的路上提前遙控智能浴缸放好洗澡的熱水,將家中空氣進行通風換氣,智能掃地機器人進行房間清掃等等。這些都可以在住宅主人不在家時通過遠程遙控實現,方便快捷,效率極高,很大程度上為人們的生活節約了寶貴的時間[4]。

結束語:

科學技術的發展和生活水平的提高,使越來越的人堅定不移地追求更高的生活質量,作為高品質、信息化生活的代表,智能家居越來越受到人們的重視。物聯網近年來的迅猛發展為智能家居的發展和實現提供了強大的技術保證,物聯網技術對智能家居的作用及影響也非常之巨大,相信隨著信息技術更高層次發展,物聯網技術將更加深入應用到智能家居中,更大程度改善人們的日常生活,為人類的生產生活以及發展提供更舒適的環境。

參考文獻:

[1]何馳.談物聯網技術在智能家居領域的應用[J].改革與開放,2015,(03):18-20.

[2]陳謐.智能家居的物聯網技術及其應用[J].現代建筑電氣,2014,(02):47-49+63.

物聯網智能家居范文2

關鍵詞:智能家居;物聯網技術;應用

中圖分類號:O434 文獻標識碼: A

一、智能家居的概述

美國是最早提出智能家居概念的國家,主要指的是建立在住宅平臺基礎上的一種現代化的居住環境,不僅實現了信息家電、網絡通信、建筑設備和信息設備的自動化,還擁有管理、服務、機構和系統等多項功能,為居住者提供一個舒適、安全的環境,方便居住者的生活,減少環境污染。家居生活是一個相對復雜的系統,涉及多個子系統,在綜合布線、音視頻、網絡通信、安全防范及計算機等多種先進的技術支持下,把多個子系統連接為一個統一的整體,從全局角度出發,全面管理居民的生活狀況,在提高居民居住安全性和居民時間利用效率、優化生活方式的同時,還能達到減少資源消耗、降低費用的效果。

根據小區、用戶的不同需求,可以將智能家居劃分為兩大類,即要求在室內進行聯網的系統和要求將控制、連網進行集中統一連接的系統。其中前者包括一些具有私密性特點的家電控制、燈光控制、自來水控制等系統,該類系統具有單獨性,無法同公共管理部門進行數據交換,而后者則涵蓋抄表控制、對話等系統,這部分系統可以同外部單位相連接,能夠進行統一的控制。

二、物聯網概述

物聯網的英文描述為“TheInternetofthings”,即“物――物相連的互聯網”。在傳統互聯網人與物互通的基礎上,實現物與物互通,是互聯網發展的應用和業務層面的拓展。其主要特征是全面感知、可靠傳遞和智能處理。全面感知是指利用RFID、二維碼、傳感器等隨時隨地獲取和采集物體信息;可靠傳遞是指通過無線網絡和互聯網的融合將物體信息準確傳遞;智能處理是指利用云計算、數據挖掘及智能識別等人工智能技術對海量數據信息進行分析處理,完成對物體的智能化控制。

物聯網是一種全新的動態網絡,能夠隨時隨地實現人與人、人與物、物與物之間的交互。從系統角度上來看,物聯網可劃分為三層體

系,如下:感知層:從人類世界或者物理世界獲取相關的數據,包括各類標識、音頻視頻和各種物理量。位于最底層,是發展和應用的基礎,有全面感知的核心能。

網絡層:先將感知層感知到的數據匯聚到傳輸網絡中,在匯聚到應用層,即傳遞感知層感知到的數據。

應用層:把感知和傳遞的信息進行分析處理,做出正確控制和決策,實現智能化的管理、應用和服務。為物聯網的發展提供驅動力。

此外?;谖锫摼W的智能家電必將為人們提供未來生活方式的全新解決方案。將物聯網技術應用到家用電器中,可以使家電具有智能感知及信息網絡功能,能使家庭中的家電設備之間信息交互、家電設備與產品和用戶之間也可以進行信息交互,方便人們的日常家居生活,使生活方式更加合理,生活模式更舒適、健康、環保。

三、物聯網技術在智能家居領域的應用

物聯網技術主要包含三個層面,即感知層面、網絡層面和應用層面。物聯網常見的感知技術包括RFID技術、二維碼技術、傳感器技術、攝像頭、GPS等;進行網絡傳輸的技術主要包括3G、Wi-Fi、藍牙、接入網等;計算技術主要是指進行海量數據處理的技術包括數據挖掘和數據推送。網絡層面包含電信運營(移動、有線、衛星通信網絡等)、物聯網運營(信息中心、管理中心等)、平臺、軟件、系統設備、系統集成及終端設備。應用層面包含環境監測、智能交通、智能建筑、智能家居、遠程醫療、城市管理、公共安全、工業監控、綠色農業、資源管理等。

物聯網技術在智能家居的應用包含了家居環境控制、家庭安防、智能家電等多個領域,一個完全的智能家居系統按照前文所述包含了20個子系統。在物聯網技術支撐下,用戶可以將家用電器之間組成一個物物相連的網絡,然后在互聯網的基礎上,對家庭中的設備、產品進行監控;在家電或者產品發生故障時能夠通過網絡自動進行短信、電話等智能報警;家用電器能夠智能地記錄用戶的生活習慣和生活方式,利用數據挖掘、情境感知等技術為用戶進行合理的信息推送,實現人與家電、環境、產品的自然交互。物聯網技術貫穿智能家居從終端設備的研發、系統集成及運行到用戶使用的全過程。從技術角度來看,物聯網智能家居技術的核心技術是通訊或控制協議,涉及硬件接口和軟件協議兩部分,可以簡單的劃分為無線與有線技術。

有線技術包含了RS485、IEEE802.3(Ethernet)、EIB/KNX、LonWorks、X-10、PLC-BUS、CresNet,AXLink等。其中X-10,PLC-BUS是專門針對智能家居行業制定的通訊技術。X-10電力線載波技術在上世紀70年代產生,在我國2000年前后引入并開始推廣,該技術可以在電力線上通訊,免于智能家居系統部署的時候另外布線。該技術對電網運行環境依賴性較高,由于設備成本、技術穩定性及信息

安全等問題市場局面一直難于打開。PLC-BUS提高了一定的通訊穩定性,但是難以保證持續穩定的質量,對電網環境的依賴性仍舊很強,使用成本和信息安全的問題無法根本性解決。盡管電力線載波技術已經有40多年的技術積淀,但是由于成本和技術瓶頸,智能家居產品在有線技術開發方面不斷地進行新的嘗試,各種技術的優缺點暫時不能滿足客戶的需求,也許這也是今天多種有線技術并存的原因。

無線技術包含了RFID智能識別技術、藍牙(Bluetooth)、WiFi、Zigbee、Z-Wave、Enocean等。RFID是一種通過無線電波進行數據傳輸的非接觸式的自動識別計技術,它通過無線電信號進行數據讀寫并識別特定目標,具有無接觸、識別速度快、自動化程度高、抗干擾、識別多個物體等優點。RFID是20世紀90年代興起的,發展至今被認為是自動識別領域中應用最廣泛的、識別效果最好、最重要的一項技術。WiFi作為低成本、最易與互聯網連接的智能家居技術解決方案被廣為應用。ZigBeeZigBee技術的特點包括:低功耗、成本低、低速率、時延短、高容量、工作可靠、高安全等。ZigBee的設計可用于支持特定應用軟件的開發和部署。應用規范和ZigBee的堆棧相連,讓制造商更快、更容易地推出特別針對某些應用的無線產品??捎玫膽靡幏栋彝プ詣踊?、智能能源、通信、醫療、遠程控制(RF4CE,或稱消費電子射頻)、建筑自動化和零售服務。Z-Wave主要針對家庭和小型商用建筑的監控和控制,廣泛適用于照明控制、安全和氣候控制。其它應用包括煙霧探測器、門鎖、安全傳感器、家電和遠程控制。

物聯網智能家居系統從技術和應用的角度來說穩定性、可拓展性(靈活性)、安全性及經濟性都是重要衡量指標。目前為止,無論是有線技術還是無線技術都沒有一個得到廣泛認可的技術標準。有線技術基于專用通訊線纜,某種程度上來說其穩定性較好,但是可拓展性較差(系統擴展、改良需要重新布線)、成本高也是其難以跨越的門檻。與之相比無線技術的高速發展在可拓展性(靈活性)及經濟性方面都具有優勢。穩定性和安全性方面兩者各有千秋,都在不斷發展完善。

結束語:

綜上所述,隨著科學技術的快速發展,智能家居的概念開始走向大眾而物聯網的出現更好地將智能家居推到了一個新的高度。本文研究基于物聯網的智能家居系統,首先介紹智能家居和物聯網,然后介紹物聯網在智能家居中的應用。本文設計的智能家居系統能夠實現監控、報警、控制等功能,體現出智能家居的方便性和實用性,以及廣泛的應用前景。

參考文獻:

[1]陳謐.智能家居的物聯網技術及其應用[J].現代建筑電氣,2014,02:47-49+63.

[2]高川翔.面向智能家居的物聯網體系結構研究[J].信息系統工程,2014,09:21-22.

[3]張永剛,王斌.物聯網技術在智能家居中的應用[J].智能建筑與城市信息,2012,02:27-30.

[4]吳曉,周建平,梁楚華,許燕.物聯網技術在智能家居中的應用研究[J].物聯網技術,2012,11:71-73.

物聯網智能家居范文3

關鍵詞:物聯網,智能家居,控制器,單片機

 

0.引言

物聯網智能家居系統是通過互聯網,構成集家庭通信、設備自動控制、安全防范等功能于一體的控制系統,即把家庭中各種家用電器、保安裝置和計量設備連接到一起組成家庭內部網絡,由家庭智能控制器(中央控制器)進行統一管理。使用該系統,用戶可通過短信及互聯網等方式實現家居智能無線監控。

1.物聯網簡介

物聯網的英文名稱為'TheInternet of Things” 。由該名稱可見,物聯網就是“物物相連的互聯網”。這有兩層意思:第一,物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網基礎之上的延伸和擴展的一種網絡;第二,其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通信。論文參考網。因此,物聯網的定義是通過射頻識別(RFID)裝置、紅外感應器、 全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。

這里的“物”要滿足一定條件才能夠被納入“物聯網”的范圍:本方案可以滿足物聯網條件。1、有信號接收器,2、利用GSM無線通信技術。3、CPU自帶存儲功能。4、使用單片機與DSP芯片微控制器。5、操作系統界面是手機或者電腦。6、擁有專門的單片機和DSP應用程序。7、數據發送器是模擬啟動器。8、遵守互聯網協議。9、 唯一編碼就是電子標簽上唯一的代碼,也可以是小型遠程控制器的程序編碼序列。

2.物聯網智能家居系統的工作原理與功能

物聯網智能家居系統有四部分組成,分別是信號接收器、中央控制單元、模擬啟動器和遠程遙控控制器四部分組成,下面分別介紹。

2.1 信號接收器

由單片機控制的軟件程序的單元,用來接收主人發來的指令。

2.2 模擬啟動器

指令的執行者,通過各種智能家居小型遠程遙控器的接口和相關指令來控制各種智能家居的相應功能,類似于電腦中的主板,通過它與各種各樣的智能家居相連。模擬啟動器是執行單元,它需要按不同家電的要求,執行相應的功能。

2.3 小型遠程遙控器

可嵌入手機中的信號收發芯片,通過它將主人的指令發送到信號接收器。

2.4 中央控制器

中央控制器是由單片機和DSP芯片以及其他相關器件組成的控制單元,它內部集成了四大系統:室內環境控制系統、安詳生活系統、夢幻燈光系統和安全家居系統,所有對智能家居的操作指令都是由中央控制器發出的。論文參考網。

具體工作圖原理為:

解釋為:用戶將要所達到的效果以文字的形式發送出去,信號接收器接收到信息后,轉化為可識別的代碼傳送到中央控制器,中央控制器進行必要的處理和分析后,一面將指令傳送到模擬啟動器,一面將指令傳遞到實時顯示模塊進行顯示,模擬啟動器根據指令,分別啟動相關的遠程控制器,從而達到對相應智能家居的控制與操作。完成相應操作后,遠程控制端口會返回一條完成指令,再由中央控制器通過信號接收器反饋給使用者,用戶可根據反饋信息決定下一步操作。

用戶不操作的情況下,中央控制器會自動接受、監控各類傳感器,根據不同的設置要求,實時監控各類環境數據,一旦變化超出設定范圍,中央控制器會自動產生指令,模擬啟動器會控制相應的智能設備進行調節,從而營造安全舒適的家居條件。

3.具體應用

本系統采用的是GSM無線通信技術,將手機或者電腦信號轉換為具體的發送指令,來遠程控制室內的家居,中央控制器則要按照具體的指令來啟動模擬啟動器,讓它在預定的步驟下,準確、及時地控制各種智能家居的工作。在本系統內部集成了四大系統:室內環境控制系統、安詳生活系統、夢幻燈光系統和安全家居系統,以安全居家系統為例說明其應用。

安全家居系統組成:

功能特點:

將系統中的防盜裝置裝在門窗上,當盜賊靠近門窗時,傳感器檢測到人體信號,門窗(窗簾)控制器發出指令,門窗自動關閉,如果盜賊滯留不走或強行突入,智能主控器會發出報警聲阻嚇盜賊并自動循環撥打15組報警電話,通知您和小區報警中心有盜賊入侵,以便及時采取相應措施。

在門上安裝報警器,當主人離家時,在遙控器上啟動設防狀態,如遇盜賊強行撬門,智能主控器便會發出報警聲阻嚇盜賊,同時還會自動循環撥打多組報警電話,通知保安人員或戶主及時應對。

若遭遇壞人入室,可即時發送報警信號,方便求救,也可用于家中老人、小孩意外事故和急病呼救報警。論文參考網。

當遇到大風來臨或雨雪將至,窗門還會自動關閉。窗戶立即自行關閉,令您出門無憂無慮。

當燃氣監測器檢測到煤氣、液化氣.等有害氣體,智能控制器自動發出相應的指令,將窗戶、排氣扇自動開啟,同時發出警聲并將警情傳遞給主人手機或者電腦和保衛處。

一旦有火災發生,傳感器會第一時間檢測到煙霧信號,智能控制器發出指令 ,將門窗打開,同時發出警聲并將警情傳報警中心或給主人手機或者電腦上。

具體執行如下:

4.結束語

當今快速發展的時代,人們對生活快節奏的要求越來越迫切,對生活質量的要求日益提高,尤其在發展比較快的大都市里,人們對時間的利用也越來越合理,而科技在迅猛發展,手機和電腦的普及率又達到了前所未有的水平,這樣就為物聯網的興起創造了先機。所以基于物聯網的智能家居系統,必然會成為現代人生活中不可缺少的一部分。

參考文獻

[1] 艾紅.基于ARM 的嵌入式遠程監控系統[J].工業控制計算機,2008.2l

[2] 王永初著,最佳控制系統設計基礎[M].科學出版社.2000

[3] 韓江洪.智能家居系統與技術[D].合肥工業大學出版社,2005.

[4] 趙繼春.基于GPRS無線智能家居安防系統的研究與實現[D].邯鄲:河北工程大學,2007.

物聯網智能家居范文4

Abstract: The modern smart home reflects the new requirements of the housing, and its research has been widely concerned. This paper from its characteristics of short communication distance, simple connections between joints and less data transmission, analyzes the extended characteristics and topological structure of ZigBee protocol, and based on the star topology structure and network topology, designs two-way network topology based on the star. Smart home security system design uses CC2530 chip system design. This paper analyzes the working principle of the peripheral circuit in some detail, and describes the connection of CC2530 and PC in detail.

關鍵詞:智能家居;ZigBee;安防系統;網絡

Key words: smart home;ZigBee;security system;network

中圖分類號:TP302.1 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2017)08-0067-03

0 引言

當前智能家居安防系統的網絡傳輸方式以無線網絡傳輸為主,其傳輸模式存在功耗大、設備使用壽命低、電磁輻射、同頻率干擾等問題。為了提高安防產品的安全性和可靠性,達到系統集成化和網絡化的要求,本文選擇ZigBee技術為支撐,對智能家居安防系統的總體架構進行了設計。結合智能家居安防需求,使用ZigBee網絡的拓撲結構特征,建立了基于星形網絡拓撲特點的智能家居新型拓撲安全網絡。

1 基于ZigBee無線通信技術智能家居安防系統的組網方法

1.1 無線通信方式的選擇

ZigBee無線通信技術采用的是類似于無線基站的通信模塊設置,所以任何兩個節點在網絡平臺中都可以相互之間進行通信。所以通信距離不受限制,可無限擴展節點。每個節點不僅能傳輸數據,還可以采集數據。

1.2 ZigBee網絡的拓撲結構與選擇應用

1.2.1 ZigBee網絡的拓撲結構,一般分為三種

①星型拓撲結構。

星型拓撲結構包括:一個ZigBee協調器和多個終端設備。

星型拓撲結構由于所有設備傳輸信息都需要由協調器來完成,所以拓撲結構很容易建立。同時,缺點也很明顯,由于所有節點都需要通過協調器與其他節點進行通信,導致協調器節點數據包過長,容易形成信息擁塞,造成網絡不穩定。一ZigBee協調器在使用時,所有節點都要與它保持相同的距離,這就限制了在網絡上的節點數量。

②樹型拓撲結構。

樹型拓撲結構包括:一個ZigBee協調器、幾個ZigBee路由器和許多終端節點。該網絡的主要特點是與星型拓撲結構相比,有多個ZigBee路由器同時擔當數據的接受和發送功能。樹型拓撲結構由于加入ZigBee路由器,使得網絡通信范圍可以擴大,最終信息數據由ZigBee路由器傳輸到ZigBee協調器。

③網狀拓撲結構。

網狀拓撲結構包括:一個ZigBee協調器、幾個ZigBee路由器和許多終端節點。雖然其拓撲結構和樹形拓撲結構相似,但在網絡節點的路徑上與樹形拓撲結構信息的傳輸有所不同,其除協調器節點以外任意兩節點之間都可以進行信息傳輸,信息傳輸過程是不固定的路徑,比其他拓撲結構更穩定,這使得其通信規則更加靈活,通信效率也更高。但是,構建網絡拓撲結構的復雜程度也是極高的。

1.2.2 拓撲結構選擇

綜合以上分析,結合三種網絡結構的特點,構建一種新型的網絡構架,它是基于星形結構的主體,把原有終端節點替換成路由器節點,組成一個接收發射組的裝置,其特點是內部的路由器節點之間可以進行信息通信,從而防止協調器的信息擁塞。而對于分布在家庭各個角落的終端節點來說,其終端節點之間雖不能相互通信,但可以通過接收發射組來傳遞之間的信息,避免了因單一路由節點的故障,所造成的區域內的終端節點不能使用的問題。最后因其構建過程對于普通家庭來說比較簡單,容易操作,故選用這種新型的拓撲結構。如圖1所示。

1.3 ZigBee協議的配置

1.3.1 ZigBee配置文件

ZigBee配置文件用于協調路由器和終端節點之間協議信息的處理。讓應用程序通過命令創建可交互操作的分布式應用程序。所有的節點如果使用相同的標準配置文件,則它們都可以進行交互性操作。配置文件是由ZigBee聯盟批準通過并提供標識符給用戶的,之后,用戶可以自行定義內容:

①類別ID標識。

每一個可以直接通信狀態的值或屬性的物理量,都對應唯一的一個ID值,而多個設備的ID值可以組成一個組標識,例如,上述所說的接收發射裝置組。組標識用來記錄輸出與輸入設備的相關數據,每個組都有自己獨特的組標識用以區分其他組別,在配置文件中,輸出組與輸入組標識應相互匹配,實現綁定功能。

②設備描述與服務類型。

設備描述用來說明是輸出或輸入組的功能。服務類型一般可分為MSG服務和KVP服務。MSG服務主要適用于傳輸數據流或大數據量文件,KVP服務一般用于小型變量值的傳輸。

1.3.2 ZigBee協議綁定

ZigBee綁定是一個非常重要的概念,兩個節點之間采用無線通信,那么就需要創建一個由綁定所建立的邏輯鏈接。因為節點發送的數據包可以包括多種類型,那么就必須將多種服務類型綁定在這個節點上,從而根據選擇不同的服務類型,對不同的數據包進行有針對的發送。

在創建綁定服務過程中,目標設備應首先進入一個固定的允許綁定的狀態,然后通過d_AllowBindResponse()函數響應綁定請求,之后再通過d_BindDeviceRequest()函數來指定綁定地址,完成與目標節點的綁定。通常綁定表的格式為:

(as,es,cs)={(ad1|,ed1|),(ad2|,ed2|),(and|,endn|)}

as――源設備地址;

es――源設備標識符;

cs――連接的串標識符;

ad――目的設備地址;

ed――目的設備標識符。

1.4 ZigBee網絡構建

1.4.1 ZigBee網絡協調器的構建

在智能家居安防系統中,ZigBee協調器的功能是比較復雜的,首先,它負責創建一個網絡平臺中心;同時,新的網絡設備也需要ZigBee協調器的允許才能加入;最后,ZigBee協調器還要負責網絡數據的更新。其創建方法如下:

第一步,ZigBee協調器創建一個初始化網絡后, ZigBee協調器應用層通過發送NLME-NETWORK-FORMATION. Request來觸發網絡層進行網絡建立。

第二步,網絡層通過發送MLME-SCAN. Request給MAC層使其進行能量掃描和主動掃描,確認找到一個能滿足要求的信道時,MAC層會發送MLME-SCAN. confirm返回網絡層使其創建一個新的網絡標識。如果該標識與現有的網絡標識相同,則會重新發送MLME-SET. request到MAC層修改網絡標識,再通過MLME-SET. confirm返回網絡層確認實現。

第三步,在確認網絡標識后,網絡層通過發送NLME-START. request 給MAC層確認是否啟動協調器,經MAC層回復NLME-START. confirm到網絡層后,網絡層最終發送NLME-METWORK-FORMATION. confirm回應用層,應用層確認網絡建立完成。見圖2。

1.4.2 終端設備的網絡構建

在ZigBee協調器成功地創建網絡之后,其終端設備需要連接到網絡。終端設備加入網絡,一般經過兩個步驟:第一步是網絡終端設備向ZigBee協調器請求加入網絡或ZigBee協調器主動掃描添加到網絡的終端設備的要求。第二步,ZigBee協調器來決定是否允許一個終端設備加入到網絡,如果允許入網,發送答應請求信號,如果不允許入網,發送拒絕請求信號。

1.4.3 ZigBee網絡地址的分配

ZigBee使用的地址分為兩種,一是MAC地址,一個是網絡地址。前者為64位,為生產設備固定地址,后者為16位,地址是由網絡分布的唯一入網地址。ZigBee協調器在進行地址分配時,其配置工作需要一些重要的公式。例如,用下列公式計算地址的次數。

Cskip(d)=1+Cm(Lm-d-1) Rm=1■ 其他

Cskip(d)用于表示該節點深度d時的地址數目

Cm用于表示最大深度網絡;

Lm用于表示最大節點訪問數量;

Rm用于表示最大路由節點訪問數量。

2 基于CC2530芯片的智能家居安防系統的硬件設計

硬件設計是搭建智能家居安防系統的基礎,其主要目的是構建一個可行的、高效的無線互聯傳感器網絡,包括協調器設計和終端傳感器節點設計。PC機作為上位機起著家居網絡的網關的作用,通過RS-232串口與單片機之間進行通信。

2.1 基于CC2530芯片的節點設計

CC2530芯片是標準8051CPU芯片,有著低成本和優良的網絡性能,其射頻收發信號性能優良,與ZigBee進行組網是理想的網絡解決方案。

2.2 ZigBee節點的硬件設計

在房間里ZigBee節點的分布起著監測現場,負責數據的采集和處理等功能,處理器負責協調整個網絡節點和數據處理,每個傳感器將負責數據的采集和數據轉換,ZigBee射頻模塊負責的無線通信,RS-232接口負責與PC機通信。

2.3 協調器的硬件設計

CC2530和PC機連接:ZigBee協調器通過串口與PC機相連,負責傳感器網絡搭建、網絡融合的建立,管理每個節點的數據。ZigBee協調器當使用串口進行數據交換時,需要和PC機進行電平轉換,使用的是RS232收發器芯片,當發送數據時,通過RS232收發器芯片把PC串口電平轉換為標準的TTL電平,然后通過CC2530進行發送,在接收數據時,CC2530在接收到數據信號之后,將TTL電平通過RS232轉換為串口電平,然后發送給PC機。

總之,隨著嵌入式系統的飛速發展,小型化和智能化的家居網關是一種趨勢,未來的系統功能將會更加完善。

參考文獻:

[1]周濤.基于無線傳感器網絡的智能家居安防系統[D].太原:太原理工大學,2011.

物聯網智能家居范文5

【關鍵詞】物聯網技術;智能與家居;傳感器;智能家居發展方向

1.前言

在當今如此快速發展的時代,人類對快節奏生活的要求極度迫切,對生活品質的要求顯著提高,計算機和手機的廣泛普及應用和物聯網技術的發現創造了新的市場和機遇,基于物聯網的智能家居體系,在即將到來的未來一定會成為當代人們生活中不可缺少的一部分。

2.智能家居體系結構

物聯網智能家居體系有多個組成部分,具體是中央控制器、信號接收器、遠程遙控控制器和模擬啟動器。信號接收器可以接受使用者發來的指令信息,然后轉化為可以識別的代碼再傳送到中央控制器里面,中央控制器進行處理和分析后,一方面將指令傳送到模擬啟動器中,另一方面將指令傳遞到實時顯示模塊進行顯示,模擬啟動器根據指令內容,各自啟動相關遠程控制器,從而實現對智能家居的控制,一切操作完成后,遠程控制端口就會回饋一條完成指令信息給中央控制器,然后通過信號接收器反饋給使用者,使用者就可以根據反饋得來的消息來判斷接下來的操作。

圖1 基于物聯網的智能家居體系

當處于用戶不操作的情況下,中央控制器會自動接收信息以及監控各類傳感器工作狀況,根據不同設置要求,實時監控各類環境數據,旦變化超出設定范圍,中央控制器$自,生增令, 模擬啟動器會控制相應的智能設備進行調節,從而營造安全舒適的家居條件,如圖1所示。

3.智能家居體系中的物聯網技術

3.1 無線傳感器技術

隨著計算機技術的發展,能夠將計算、通信、傳感等功能都集成于一個設備上變成可能,這些技術的緊密結合正是無線傳感器網絡。

無線傳感器在運行時是由電池或者發電機提供能源,形成無線傳感器網絡節點,由集成有傳感器、數據處理單元和通信模塊的各個微型節點,通過自由無組織方式構成網絡。無線傳感器網絡由傳感器節點構成的網絡,能夠實時地監測、感知和采集節點部署區的環境或觀察者感興趣的感知對象的各種信息,并對這些信息進行處理后以無線的方式發送出去,同時還可以實時傳輸采集的整個時間歷程信號。數據采集處理模塊將傳感器輸出的微弱信號經過放大,濾波等過程,再送到模數轉換器,轉變成為數字信號,最后送到主處理器進行數字信號處理,計算出傳感器各種參數。無線傳感器網絡使普通物體具有了感知能力和通信能力,在智能家居領域有著廣闊的應用前景。

3.2 (RFID)射頻識別技術

射頻識別技術在智能家居體系中扮有自動識別、門禁管理系統的強大功能。

無線電頻率識別的簡稱是射頻識別,可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據,而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸新的模式。在RFID體系中,識別信息存放在電子數據載體中,電子數據載體叫做應答器。應答器中存放的信息由解讀器識別。閱讀器不僅可以讀出存放在里面的信息,并且可以對其進行寫入,讀寫操作過程,這些功能是通過雙方之間的無線通信來實現的。

3.3 通信與網絡技術

各種各樣的無線技術、感知技術、通信技術、網絡技術儀器組成了以物聯網為核心的充滿智慧的網絡,而通信與網絡技術是支撐物聯網運轉的核心部分,是物聯網應用發展的重中之重。通信與網絡技術包括通信網與IPV6技術、3G與4G技術、WIFI技術、無線寬帶接入技術、NFC近場通信技術和ZigBee技術等。

4.智能家居前景展望

根據物聯網技術研究的展開,智能家居成為其主要的展現平臺。物聯網技術在智能家居上的應用,為智能小區的物業管理部門提供了科學、高效的管理手段和方法,將無線傳感網、圖像識別、射頻識別、定位等主流技術結合現有的視頻監控體系,可以全方位地提升智能小區管理的自動化程度,提高效率,節省人力。

物聯網技術的應用為小區住戶提供了更宏全、舒適的現代化生活空間和環境,其優點和便捷不勝枚舉。如果能夠將這樣的智慧小區體系全部串接起來,共享更多的各種資源,互通互聯,就能為建立智能化城市體系創造良好的開端。

智能家居體系的家庭集成信息化實現方式已成為社會高度智慧化發展的重要構成因子,物聯網也因為它擁有的巨大的應用前景,對智能家居產業的發展產生深遠影響。

5.結束語

智能家居體系的發展道路上需要有一套高度整合的行業標準,隨著網絡科技和電子通信技術的發展,傳統行業里面的建筑產業與IT業會有更深度的融合與互惠,同時又推動了智能家居的高度發展。因此,智能家居行業的進步需要家電產業鏈、IT技術和各行各業體系集成商的共同合作,當然,這不僅需要國家的大力支持,也需要各個企業的積極融入,只有這樣我國的智能家居產業才能以迅雷不及掩耳之勢的好勢頭發展起來。

參考文獻

物聯網智能家居范文6

關鍵詞:智能家居;物聯網技術;物聯網應用;鄔賀銓

在今年年初,工信部正式的《物聯網“十二五”規劃》別提到:到2015年,我國要在核心技術研發與產業化、關鍵標準研究與制定、產業鏈條建立與完善、重大應用示范與推廣等方面取得顯著成效,初步形成創新驅動、應用牽引、協同發展、安全可控的物聯網發展格局。在規劃中明確指出要加強的9個重點領域應用示范工程中,智能家居赫然在列。作為物聯網最貼近民生的重點應用之一,智能家居行業的發展有了政策層面的支持?;勐斨悄芗揖泳W記者在日前召開的第三屆中國物聯網大會上,有幸遇到剛剛演講完畢的鄔賀銓院士,并進行了簡短的采訪。

三要點解析智能家居在物聯網中的應用

作為光纖傳送網與寬帶信息網專家,鄔賀銓院士還是中國電子學會物聯網專家委員會主任,他對于國內物聯網行業的推進做出了巨大貢獻。智能家居是物聯網很重要的應用組成部分,與老百姓生活緊密相連,鄔賀銓院士曾在多個場合表示智能家居市場很廣闊,由于貼近民生,推廣要求比較迫切。當筆者問及智能家居在物聯網領域的應用時,鄔賀銓院士總結了三個部分的要點:

第一,從歐盟的觀點來講,物聯網的發展首先就是從智能家居開始的,相比于其他領域,智能家居會比較容易一些,不存在垂直行業應用的探討,不需要過多地討論商業模式。

其次,對于我們國家來講,老百姓關心的智能家居不是說能夠遠程打開空調,不是能夠坐在客廳控制窗簾,這些都是沒有意義的,這僅僅是一種展示而已。那么真正有意義的智能家居是什么呢?鄔賀銓院士認為:“中國是獨生子女和老齡化的家庭,對獨生子女的看護、對老人的照護這些都是很重要的,還有現在大家都很關心的醫療問題。盡管我國在大力推進醫保、醫改政策,但是看病難、看病貴也不是一下子就能解決的問題,所以,我們希望不能是有病的時候才看病?!痹谥悄芗揖酉到y中應當有檢查健康指數的傳感器,時時刻刻能夠了解主人目前的健康指數,發現指標不對,可以馬上采取治療措施。家庭成員中有人生病了,在家中無人的情況下,應能夠通過智能家居系統的聯動及時得到治療。據筆者了解,早在去年9月份,“智慧養老”就已經進入了公眾的視野,物聯網“智慧養老”項目在南京鼓樓區推行兩個試點小區。比如,借助手腕式血壓計、手表式GPS定位儀等,就可以隨時隨地監測老人的身體狀況,做一個隨身攜帶的“藥匣子”,發揮“隱形伴侶”的作用,不僅時刻保護老人的安全,還能全方位監測老人的健康狀況。

鄔賀銓院士談到的第三點是關于家庭安防的。他說,每個家庭盡管家產不多,但也不希望有小偷光顧,所以,家庭安防相當重要,也是智能家居在應用中的關注點。可以在窗簾上裝傳感器,有門禁系統可以進行遠程監控。當有人侵入時,可以聯系小區的保安,也可以通過手機、視頻、郵件等形式聯系到住戶,即使在辦公室里也能了解家中的情況。這就是智能家居給我們生活帶來的安全、舒適和便捷。

智能家居的設計要切合百姓需求

在接受慧聰智能家居網的采訪中,鄔賀銓院士總結到:“智能家居的設計是切合中國老百姓的需求的,是老百姓愿意為此買單的,智能家居在物聯網中是很好的應用?!睋私?,截至2011年底,我國已經有5.13億網民,其中家庭寬帶用戶將近4億。國家推進三網融合,目前試點城市已經有42個,各家通信運營商也在爭相推進光纖到戶。光纖到戶給智能家居提供了很好的條件,但是智能家居在市場推廣方面依然遭遇諸多瓶頸,目前的現狀是僅存在于高端別墅和私人豪宅中,對于普通百姓來講還是沒有條件去享受的奢侈品。

針對這一問題,鄔院士認為,智能家居的費用還是貴了些,這就需要廠家想辦法把成本降下來。另外還要可信,安裝智能家居后用戶的一些信息需要傳給小區的管理部門,家里都是有一些隱私的,有沒有足夠的可信性對于用戶來講是相當有必要的。比如在窗戶上安裝傳感器,窗戶打開有人進來不通過小區的管理部門直接就報警,那么如果信息不可靠怎么辦?這些因素都會影響推廣。從產業部門來講,降低成本,提高可靠性,能做出一些很好的示范,要讓百姓切實感受到用智能家居是有價值的。

媒體傳播要落到應用 品牌推廣要扎實工作

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