物联网与智能家居范文

导语：如何才能写好一篇物联网与智能家居，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：物联网；智能家居；课程建设；项目式教学

中图分类号：g712文献标识码：a文章编号：1672-5727（2014）07-0107-03

“智能家居”的概念自20世纪80年代被提出后，进入21世纪才引起社会的广泛关注。随着智能家居技术的不断成熟、产品不断完善、市场不断发展，人们对它由陌生变熟悉，逐渐地由“远观”到真正应用于家庭生活。正是因此，以往对智能家居的定义已经不够准确而详尽，现在非常有必要重新审视智能家居的定义，以适应智能家居行业的新发展。特别是“物联网”概念提出以后，学术界开始大量探讨与物联网智能家居相关的概念、技术及标准，产业界也开始在多个领域加强对智能家居技术的应用，数百所高等院校相关专业都开设了“智能家居”课程。

目前物联网的现状与当初的互联网非常相似，今天的互联网已经形成了巨大的产业规模并衍生出很多行业。作为物联网最主要、最重要的组成部分，物联网智能家居也将经历这样一次升级。家用电器的数量远远超过电脑、手机的总和，如果再加上各种诸如智能眼镜和智能手表之类的无线传感器、控制器，数量上就会是传统电脑及手机的几十倍甚至上百倍，可以说，单单一个物联网智能家居的市场可能就是传统互联网及移动互联网总和的几十倍以上。从某种程度上来讲，离开了智能家居，智慧城市或者智慧地球就失去了存在的基础，可以说智能家居将成为物联网最主流的应用市场。

课程开发

为了体现工学结合的办学特色，我院在开设“物联网应用技术专业”之初，就坚持以职业岗位能力为核心的人才培养模式，开发了体现工学结合的课程体系，并根据技术领域和职业岗位的人才需求，突出专业技能的培养，形成了“理论与实践相融合，以职业岗位作业流程为导向”的模块化课程体系。通过开设一体化的专业实践技能课程，将理论与实践相结合，加强学生的综合技能训练；推进课程与企业岗位技能需求相互融合，与就业岗位相互衔接，突出培养学生的实际操作经验；将职业资格、职业技能教育与院校日常教学相结合，大力推进实务专题、顶岗实习，培养学生专业岗位的实践能力。

物联网的行业应用包括智能交通、智能大棚、智能电网、智能家居、智能医疗等等，对于具有交通行业背景的院校而言，一般要开设“智能交通”课程；对于农业类院校而言，一般应开设“智能农业大棚”课程；对于电力行业院校而言，可能就要开设“智能电网”课程。而我院是信息类院校，没有专门的行业背景，所以根据福建省产业发展特点及我院的实际情况，并征求企业专家和专业教师的意见，制定了专业培养方案和课程体系，其中包括“智能家居”课程。

课程建设

物联网智能家居的内涵究竟是什么？哪些技术是核心技术？哪些产业或产值才真正属于“智能家居”？这些问题看似简单，但又难以回答。当前，从技术发展、产业规模、行业标准等方面还不能明确回答上述疑问。也正是因此，市场上关于“智能家居”的技术及应用各不相同，能够作为高职院校教学材料的资料、书籍及实验设备就更加少之又少。只有从务实的角度考虑，将智能家居引向以“实际应用”为目标的发展思路上，夯实智能家居的核心技术，抛开概念，注重应用，智能家居才能成为独立的学科专业，具有明确的科研方向，为物联网新兴产业服务。

因此，我院成立了“智能家居”课程建设小组，明确责任，分工合作，从案例资料收集、企业调研、教材编写、实验室建设等多方面推进课程的建设。截至目前，已完成课程标准（教学大纲）的制定、校本教材的编写及实验室的建设，圆满完成了课程建设任务。

课程设计

本课程依据企业对物联网智能家居系统工程实施过程中的技能要求，以项目为单位组织教学，将智能家居各子系统的相关知识点和技能要素直接融入项目教学和实验实训的各个环节中，让学生在技能训练过程中加深对专业知识和技能的理解与应用，培养学生的关键能力，满足学生职业生涯发展的需要。

学习情境设计根据智能家居系统的实际工作岗位需求，以培养学生职业能力为重点，引入具有一定代表性的行业应用项目案例，从中分解知识点作为子项目，从简单到复杂，将该学习领域课程划分为5个学习情境，各学习情境的教学过程以行动为导向，以学生为主体，基于工作过程加以完成，如表1所示。

教学设计以智能家居的相应子系统为项目，采用一体化教学模式，边学边做。以实际工程建设过程为切入点，选取典型工作情境，分组实施。按照情境导入、项目分析、方案制定、项目实施、小结评价5个教学环节进行教学设计。以视频监控项目为例进行的教学过程设计，如图1所示。当然，项目的选取要根据各院校的实际情况（包括实验实训设备、专业教师能力以及合作企业等）而定。

教学方法与手段“智能家居”课程是一门理论性与实践性相结合的课程，有些学生在此之前可能对“智能家居”知之甚少，因此授课过程中应以实际应用为主，以理论讲授为辅，灵活运用多种教学模式，充分发挥传统教学与现代教学的优势。（1）课堂讲授。要将原理和概念深入浅出地讲清、讲透，并引导学生逐步理解课程的重点和难点，让学生掌握基本概念、基本理论和基本技术，但不能讲得太深，够用即可。（2）实际工程项目参观。在课程讲授过程中，可安排并带领学生参观相关企业的建设项目和样板演示，目的是使学生对智能家居有感性认识。（3）实际练习。充分利用本校实验环境，在任务驱动课程设计理念的指导下，根据实际案例，按照工作过程步骤连贯进行，使理论与实践的结合更紧密。（4）相互评估。在学生完成相关任务后，采用小组成员间和小组间相互检查、测试、评分的方法，让学生了解自己的不足，相互学习，取长补短，共同进步。（5）课外阅读指导。目前物联网智能家居技术及应用多样化，但标准不统一，所以要鼓励学生查阅相关的网络资源和辅助文献，以进一步拓展学生的知识面。

教学成效

从理论到实践，变被动为主动培养高技能应用型人才，需要加强学生实践操作、团队合作等关键能力的培养，特别是对于一些课程的学习，许多学生只有在理解课程与未来工作的相关性之后，才能够有目的、有意识地积极学习。因此，针对“智能家居”课程，应采取以实践教学为主、以理论教学为辅的教学方式，体现“做中学、学中做”的思想，激发学生的学习热情，使学生从传统的“要我学”转变为“我要学”，从而变被动教为主动学。

形式多样、思想开放结合每节课学习的实践和理论知识，课后组织讨论，师生座谈，积极阅读物联网和智能家居方面的资料书刊，结合学生的兴趣，在课程组教师的带领下或自发地成立智能家居相关子系统的项目小组，如“视频监控小组”、“门禁系统小组”、“环境监测小组”、“智能窗帘小组”等，对智能家居进行多角度的深入探讨。

校企合作、提高能力在“智能家居”课程教学过程中要加强对学生实践能力的培养，通过到企业参观、到工程现场实践、请企业管理人员介绍系统建设经验及存在问题与原因分析等方式，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，其效果主要体现在两个方面：其一，使学生明确自己的兴趣取向及理论知识的掌握情况，为学生选择毕业论文题目及就业方向打下良好的基础；其二，通过参加课外参观实践活动，增加学生关于智能家居工程项目建设的经验。

存在问题

第一，本课程采用分组项目教学，学生需要通过团队协作完成相关任务，因此出现一些学生依赖小组其他成员完成任务的情况，需要在教学过程中加强引导。

第二，项目式教学需要更好的场地和设备，因此要完善实训教学条件，加强互动教学模式建设，不断改进校企合作模式。

第三，项目式教学需要更多的现场指导和手把手的示范，教师的工作量增加，由一个任课教师讲授、指导，难免顾此失彼，因此可组织课程教学团队，由几个教师共同完成同一教学任务，同时引入企业人员参与部分教学，教学效果更佳。

第四，本课程涉及的知识面广、技能复杂，如何协调好有限的教学课时与多而广的教学内容之间的矛盾，进行适当的内容增减，是今后教学中需要不断探讨的

问题。

第五，目前关于智能家居的相关教材资料很少，能够适合项目式教学需要的教材更是少之又少。因此编写高职院校学生适用的“智能家居”教材非常必要，任务紧迫，与智能家居相关的技术及国家标准也在不断改进和完善过程中，所以教材及课程内容要实时跟踪、不断改进。

“十二五”期间，由于物联网起步伊始，智能家居行业方兴未艾，而我国真正从事该行业的人才极其匮乏，智能家居行业不仅是我国物联网产业的重要组成部分，也是未来社会发展的必然趋势。可以断定，物联网技术必将不断升级，发展成为“国家战略性新兴产业”，国家对物联网行业的推动及智能家居行业本身巨大的市场需求和广阔的发展空间，必将产生对该行业人才的巨大需求。

参考文献：

[1]于军琪，孙继武，等.智能建筑课程设计与项目实例[m].北京：中国电力出版社，2010.

[2]张家群.视频监控技术在家庭中的应用[j].科技咨询导报，2007（2）.

[3]黎连业，王超成，苏畅.智能建筑弱电工程设计与实施[m].北京：中国电力出版社，2006.

[4]吴秀华.远程智能化家庭安防系统的设计与实现[d].厦门：厦门大学，2006.

[5]朱金秀，韩光洁，，吴迪.物联网工程专业课程体系的研究与探索[j].中国电力教育，2012（16）.

[6]崔艳荣，陈勇.物联网工程专业课程体系设置探究[j].长江大学学报（自然科学版），2010，7（2）.

[7]桂小林.物联网技术专业课程体系探索[j].计算机教育，2010（16）.

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关键词：物联网；智能家居；设计和应用

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）03-0286-02

随着居民对于家居环境要求的提高，目前智能家居成为了重要的研究课题，智能家居指的是将居民住宅作为平台，利用网络技术、安全技术以及自动控制等技术，使多种家居设备之间形成一个系统整体，以便于人们实现对于家居物品的智能控制，更好的构建符合人们舒适度要求的住宅环境和管理系统，才能更好地达到居民对于家居要求的安全性和舒适性。当前随着科学技术的快速发展，为智能家居效果的实现提供了可靠现实的依据，在本文中笔者结合网络技术、数据管理等等方面的技术，分析面向智能家居的物联网原型系统的设计和应用。

1 面向智能家居的物联网原型系统的整体设计

根据物联网构建理念和理念引导下的形成的三层技术构建的框架，在本文中笔者提出基于上述三层框架的适用于当前居民要求的新型智能家居系统的设计方案，在构建新型智能家居设计模型时，其整体框架系统结构可以分为下面三个层面：一是感控层；二是网络层；三是应用层，这三个不同的层面可以分别负责三个不同的功能：感控层负责信息的采集和执行的功能；网络层负责信息传递和信息管理的功能；应用层负责系统应用的功能。三个不同的层面主要负责以下具体功能的实现：其中感控层主要是对于基础信号进行采集和处理，对于数据之间进行传输，同时控制命令的执行，其主要负责的单元有亮度监控单元、温度监控单元、电器状态监控单元、体感监控单元、湿度监控单元等等；网络层主要针对不同的通讯方式所具有的协议转换的功能，保证各项数据能够顺利地进行传递，其中数据主要包括WIFI、ZigBee、有线网络以及串口信息等等；应用层主要负责对于数据的存储功能，并且可以通过智能终端进行系统状态的整体查看等多种功能，以上三个层技术构建的体系是智能家居设计和保障其功能实现的重要理论基础[1]。

2 智能家居系统中对于感控层的设计

智能家居系统中感控层主要可以由数据采集和执行以及短距离的无线通信两部分组成。其中数据采集功能主要是利用传感器和身份识别等技术，对于家居系统中的温度、亮度、火情状态等设备的工作状态进行数据信息的采集功能，执行功能主要负责对于上层服务器所发送的命令进行接收，并且根据命令执行动作，例如根据命令对于加湿器和灯具的工作状态进行控制，在此基础上为用户提供更加舒适的生活环境；短距离无线通信设备的主要功能是对于较小范围内的各个物品之间实现信息的传输等功能，它具有自身的灵活，因此其在智能系统中的应用范围越来越广泛。

2.1 感控层的整体设计

在智能家居系统中，其感控层主要是以家电设备、通信模块等作为系统构成的独立节点和基本单元，主要具有数据采集、传输和控制设备的功能，如在具体的工作过程中，感控层对于智能家居环境中的亮度、温度等环境信息和其他各种家具的工作状态进行信息数据的收集和处理，同时通过无线网络对于收集的信息进行传输，最终实现系统整体中的信息交换功能。

2.2 ZigBee网络传感的构建

ZigBee网络传感的构建主要通过三个设备进行实现：一是网络协调器；二是网络路由器；三是网络终端设备。这三个设备在ZigBee网络传感中具有不同的功能，其中网络协调器和网络路由器主要负责网络协调的功能，它们可以和网络中存在的任何设备之间进行信息的传递功能；网络终端设备不具备网络协调的功能，其只能艺考其他设备进行信息的转换才能实现通信。在ZigBee网络传感的整体中，协调器是核心的存在，对于整个网络的建立和维护都具有重要的意义；路由器主要是负责以下两个功能的实现：一是对于节点内数据的发送和接收；二是为网络中存在的不能够进行直接通信的节点进行数据的转发功能；终端设备负责网络中数据的采集和处理功能[2]。

3 针对网络层和应用层的设计

3.1 网络层的主要功能和设计理念

在物联网的构架系统中，网络层对于整体系统的建设有着重要的作用，其关联着应用层和感控层之间的信息传输的功能，对于整个系统的正常运作起着至关重要的作用，如果网络层不能正常运作，则整个系统都无法实现信息之间的传输以及动作的执行功能。网络层功能的实现主要是它可以进行不同信息之间的相互转换，从而能够使数据能够进行不同协议的网络之间的正常通信和传递，如WIFI、串口通信、蓝牙等等不同类型的协议转换和正常通讯，更为主要的是网络层不仅可以实现不同协议之间的相互通信，而且能够保证通信数据的完整性和准确性[3]。

在智能家居的系统中，网络层的工作主要可以通过以下两个方面进行体现：一个方面是将感控层中所接受的各种各样的信息，如温度值、亮度、煤气浓度等等信息传送到系统应用层中，在信息传输的过程中要保证快速、真实；另一个方面是把系统服务器所发送的命令传递到感应层中，在传输的过程中快速和安全是信息传递的基础。

网络层在设计的过程中通讯方面主要依靠互联网，即Internet方式进行，其硬件主要利用智能家居网关系统。智能网关与远程的智能家居之间的联系是通过Internet进行网络连接，因此在进行智能网关的设计时需要其软件和硬件支持TCP/IP协议，并且在智能网关的设计过程中应该考虑到关于整个系统整体的可扩展性和适用性的原则。同时把握智能网关是否可以对于服务器所发生的数据进行及时准确接收的基础是网关的IP和端口，因此这两者的存在必须在智能家居的系统中具有其唯一性，也就是说只能对应唯一的用户[4]。

3.2 应用层的主要功能和设计理念

在智能家居的系统整体中，应用层的功能主要是将感控层获得的信息数据进行汇总和分析、决策等等，对于整个系统而言应用层是决策层。应用层主要是由两部分组成，其中一个是负责系统中数据接受、储存功能以及整个系统的控制决策和命令发送功能的系统服务器；另一个部分是电脑、手机等可以进行Web浏览器搭建的终端设备，此终端设备可以保证用户对于智能家居系统的正常浏览和使用。在下文中，笔者主要针对智能家居系统的服务器开发和设计[5]。

智能家居系统服务器由主要以下三部分组成：一是Web服务器；二是业务处理中心；三是数据库服务器，这三个不同的部分分别负责以下各个功能的实现：首先Web服务器，即WWW（WORLD WIDE WEB），其主要的功能是实现网上信息的浏览服务，在工作原理上是通过网页的形式进行用户使用界面的以及对于用户的登录信息进行验证，在系统整体中其是用户需求最直接和基本的功能体现；业务处理中心的主要功能是对于网关所传送的数据和信息进行收集，之后进行数据解析的工作，并且通过业务逻辑处理进行解析后数据的二次处理，最后是通过上述处理的最终结果进行控制命令的发送，以及将处理的结果进行储存，业务处理中心在系统整体中的主要作用是对于后台的数据进行处理；数据库服务器的主要功能是对于系统中的各种信息进行存储和管理，其在系统中的主要作用是保证其他两个部分能够对于数据的存储和查询等工作可以正常顺利的进行[6]。

4 结束语

综上所述，在本文中笔者结合网络技术、数据管理等等方面的技术，分析面向智能家居的物联网原型系统的设计和应用。满足随着居民对于家居环境要求的提高的要求，最终实现智能家居的构建，即利用网络技术、安全技术以及自动控制等技术，使多种家居设备之间形成一个系统整体，以便于人们实现对于家居物品的智能控制，更好的构建符合人们舒适度要求的住宅环境和管理系统，才能更好地达到居民对于家居要求的安全性和舒适性。

参考文献：

[1] 程洋，王伟，谢广明，等.面向物联网的智能家居原型系统[J].兵工自动化 ，2013（11）：93-96.

[2] 赵伟栋.基于物联网的智能家居控制系统的设计[D].西安科技大学，2012.

[3] 汪涛，谢志军.基于WSN的智能家居控制系统设计与实现[J].无线电通信技术，2015，41（2）：71-75.

[4] 章颢.基于Zigbee无线传感器网络的室内环境监测系统设计[D].湖南大学，2013.

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【关键词】物联网技术;智能与家居;传感器;智能家居发展方向

1.前言

在当今如此快速发展的时代，人类对快节奏生活的要求极度迫切，对生活品质的要求显著提高，计算机和手机的广泛普及应用和物联网技术的发现创造了新的市场和机遇，基于物联网的智能家居体系，在即将到来的未来一定会成为当代人们生活中不可缺少的一部分。

2.智能家居体系结构

物联网智能家居体系有多个组成部分，具体是中央控制器、信号接收器、远程遥控控制器和模拟启动器。信号接收器可以接受使用者发来的指令信息，然后转化为可以识别的代码再传送到中央控制器里面，中央控制器进行处理和分析后，一方面将指令传送到模拟启动器中，另一方面将指令传递到实时显示模块进行显示，模拟启动器根据指令内容，各自启动相关远程控制器，从而实现对智能家居的控制，一切操作完成后，远程控制端口就会回馈一条完成指令信息给中央控制器，然后通过信号接收器反馈给使用者，使用者就可以根据反馈得来的消息来判断接下来的操作。

图1 基于物联网的智能家居体系

当处于用户不操作的情况下，中央控制器会自动接收信息以及监控各类传感器工作状况，根据不同设置要求，实时监控各类环境数据，旦变化超出设定范围，中央控制器$自，生增令， 模拟启动器会控制相应的智能设备进行调节，从而营造安全舒适的家居条件，如图1所示。

3.智能家居体系中的物联网技术

3.1 无线传感器技术

随着计算机技术的发展，能够将计算、通信、传感等功能都集成于一个设备上变成可能，这些技术的紧密结合正是无线传感器网络。

无线传感器在运行时是由电池或者发电机提供能源，形成无线传感器网络节点，由集成有传感器、数据处理单元和通信模块的各个微型节点，通过自由无组织方式构成网络。无线传感器网络由传感器节点构成的网络，能够实时地监测、感知和采集节点部署区的环境或观察者感兴趣的感知对象的各种信息，并对这些信息进行处理后以无线的方式发送出去，同时还可以实时传输采集的整个时间历程信号。数据采集处理模块将传感器输出的微弱信号经过放大，滤波等过程，再送到模数转换器，转变成为数字信号，最后送到主处理器进行数字信号处理，计算出传感器各种参数。无线传感器网络使普通物体具有了感知能力和通信能力，在智能家居领域有着广阔的应用前景。

3.2 （RFID）射频识别技术

射频识别技术在智能家居体系中扮有自动识别、门禁管理系统的强大功能。

无线电频率识别的简称是射频识别，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触新的模式。在RFID体系中，识别信息存放在电子数据载体中，电子数据载体叫做应答器。应答器中存放的信息由解读器识别。阅读器不仅可以读出存放在里面的信息，并且可以对其进行写入，读写操作过程，这些功能是通过双方之间的无线通信来实现的。

3.3 通信与网络技术

各种各样的无线技术、感知技术、通信技术、网络技术仪器组成了以物联网为核心的充满智慧的网络，而通信与网络技术是支撑物联网运转的核心部分，是物联网应用发展的重中之重。通信与网络技术包括通信网与IPV6技术、3G与4G技术、WIFI技术、无线宽带接入技术、NFC近场通信技术和ZigBee技术等。

4.智能家居前景展望

根据物联网技术研究的展开，智能家居成为其主要的展现平台。物联网技术在智能家居上的应用，为智能小区的物业管理部门提供了科学、高效的管理手段和方法，将无线传感网、图像识别、射频识别、定位等主流技术结合现有的视频监控体系，可以全方位地提升智能小区管理的自动化程度，提高效率，节省人力。

物联网技术的应用为小区住户提供了更宏全、舒适的现代化生活空间和环境，其优点和便捷不胜枚举。如果能够将这样的智慧小区体系全部串接起来，共享更多的各种资源，互通互联，就能为建立智能化城市体系创造良好的开端。

智能家居体系的家庭集成信息化实现方式已成为社会高度智慧化发展的重要构成因子，物联网也因为它拥有的巨大的应用前景，对智能家居产业的发展产生深远影响。

5.结束语

智能家居体系的发展道路上需要有一套高度整合的行业标准，随着网络科技和电子通信技术的发展，传统行业里面的建筑产业与IT业会有更深度的融合与互惠，同时又推动了智能家居的高度发展。因此，智能家居行业的进步需要家电产业链、IT技术和各行各业体系集成商的共同合作，当然，这不仅需要国家的大力支持，也需要各个企业的积极融入，只有这样我国的智能家居产业才能以迅雷不及掩耳之势的好势头发展起来。

参考文献

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Abstract： With the continuous development of the technology of the Internet of things， people's expectations and definition of the family no longer stick to the traditional way of life. The smart home has become a hot research in the field of information technology in recent years. In this paper， the smart home design of Internet of things is based on FPGA technology. It can collect the information of temperature， humidity and light intensity in real time， implement the environmental control system， intelligent fish raising system， intelligent food and beverage systems， multimedia control system， security alarm system and other functions， and provide new physical network smart home life experience for the users.

关键词：智能家居；FPGA；ZigBee；无线传感器节点

Key words： smart home；FPGA；ZigBee；wireless sensor node

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）18-0068-02

0 引言

智能家居系统的概念起源于上世纪70年代的美国，随后，传播到欧洲、日本等国并且得到了很好的发展。在我国，智能家居这一概念推广较晚，约在90年代末家居智能化系统才得以进入国内，但发展速度惊人。随着物联网技术的不断发展，根据人们需求而开发设计的智能家居系统拥有更加优越及复杂的配置，可以将家庭中各种通信设备、家用电器以及家庭保安装置通过物联网技术连接起来，实现环境控制、养鱼养花、烧水煮饭、多媒体控制及安全报警等功能，并可以异地监控、管理、报警，为住户提供安全舒适、高效便利的学习生活及工作环境。

由于智能家居系统还缺乏统一明确的国际标准，许多公司开发出的产品都是基于自己组网和信息交换协议，很多产品是针对特定的组网环境开发的，部分核心技术没有对外公布，技术复杂，直接导致了使用范围的局限性。再者，缺乏对应的第三方产品，各个接入设备之间不能兼容，互操作性差，不利于产品的扩充，因而进一步局限了产品的发展。再加上有的系统成本过高，严重影响了产品的普及。本文通过FPGA构建了一个嵌入式控制处理平台，利用FPGA技术低功耗、定制性高、扩展性强、接口灵活等优点，实现了物联网智能家居控制部分的设计，能够满足家居需要。

1 FPGA在物联网智能家居中的应用

目前常见的智能家居系统大多基于ARM的嵌入式系统，这类系统并不能同时支持多种无线通信协议。通过整合多种无线通信控制方式，来实现基于FPGA的物联网智能家居控制器，为智能家居的控制领域探索了一种新可行性的方法。利用FPGA芯片可自由定制以及接口灵活性的特点，设计智能家居控制器各个模块，相比ARM单片机支持串口少的短板，可以使系统在同一时刻支持多种通信方式，从而使系统具有更高的适应性和可扩展性，能够同时控制多达31个家用电器，基本满足日常家居需要。基于FPGA的物联网智能家居在设计实现的过程中，使用了Quartus II等集成开发环境，以及ModelSim专业仿真工具，利用Verilog HDL硬件描述语言，在Altera公司的DE2开发板上进行开发设计。

2 基于FPGA的物联网智能家居设计

2.1 系统功能

基于FPGA的物联网智能家居系统能够最大限度地使家居更加智能化，其三大关键功能是通过网络信息终端进行信息的获取、处理以及，进行信息的及时反馈；对相应的单元以及一些机构进行控制，实现实时监测；兼容性一定要足够强大。该系统特色功能具体如下：

①环境控制系统：对室内温度、湿度、亮度进行实时测量，通过人设模式控制空调、加湿器、窗帘、灯光等设备达到宜居的室内环境；②智能养花系统：通过测量相关参数，提供浇水、施肥、遮盖阳光等功能，可以远程监控养花，或者自动养花；③智能养鱼系统：通过测量相关参数，提供补氧、喂食、控温、换水等功能，可以远程监控养鱼，或者自动养鱼；④智能餐饮系统：通过控制烧水壶、微波炉、电饭锅等设备电源及煤气开关，完成烧水、蒸煮、烹饪等功能，可以远程监控完成或自动完成；⑤多媒体系统：通过开关控制，可以远程操控电视、音响、电脑等设备；⑥完全报警系统：通过测量相关水电气参数或者红外感知参数，对室内实时监控，如有危险提示则报警。

2.2 系统架构

该系统是以单个家庭为单位进行安装，智能家居控制台采用大唐移动公司研制的智能家居控制试验箱，ZigBee中心节点采集环境信息。FPGA相当于智能家居系统中的管理中心，其核心是采用Altera公司推出的32位高性能软处理器nios2与每个子节点连接。管理中心通过串口可根据接收到的ZigBee中心节点数据进行处理，并通过家庭总线系统与其他节点设备进行关联操作，实现家庭环境的监测与管理，从而为用户提供安全、舒适的生活或工作环境。智能家居控制器系统结构图如图1所示。

2.3 硬件结构

2.3.1 FPGA部分

系统的核心控制部分由FPGA实现，其设计思路是：采用Altera公司DE2-70开发平台来完成系统设计，从ZigBee网络传输过来的数据经过串口后存储到DE2-70开发板上的SDRAM中，在FPGA控制平台上，由Altera的IP核构成Nios II软核，并植入FPGA芯片中，然后通过软件编写来实现FPGA控制平台的功能，然后系统从SDRAM中读取数据后将温度、湿度等信息显示在LCD液晶屏上。FPGA系统的Nios II软核结构如图2所示。

2.3.2 无线传感器节点

无线传感器模块由ATMEGA128和CC2420组成，CC2420通过SPI总线连接到ATMEGA128。CC2420是Chipcon As公司推出的首款符合2.4GHz IEEE802.15.4标准的射频收发器，该器件包括众多额外功能，是第一款适用于ZigBee产品的RF器件。该模块能够在低电压低频率模式下开始工作，同时能够进行低功耗操作，还能够支持许多种不同的低功耗模式，例如睡眠模式以及深度睡眠模式等，都是可以实现的，从而达到系统更加智能化的目的。无线传感器模块如图3所示。

2.3.3 ZigBee中心节点

ZigBee中心节点使用大唐移动公司研制的智能家居控制试验箱配套产品，模块内嵌工作频率2.4GHz基于IEEE802.15.4标准的ZigBee通信协议，支持最新的RS232串行模式，在此标准通信协议下，经测试，ZigBee中心节点每次接力通信都能在75m范围内提供250kbps的速率，能在网状或多次跳接无线网络内支持串行数据路由，速率最高可达38.4kbps，能够达到目前国内产品的最好性能，完整体现了最新ZigBee网络层的强大功能。

3 结论

本系统通过FPGA构建了一个嵌入式控制处理平台， 利用FPGA技术低功耗、定制性高、扩展性强、接口灵活等优点，实现了物联网智能家居控制部分的设计。最终通过Altera公司的DE2开发板验证，本控制系统在板载50MHz的时钟频率下稳定运行，实验结果达到了预期目标。该系统中的部分模块已在我学院SMT实训基地自主开发研制并生产。另外以该系统项目为例，通过翻转课堂教学模式激发了学生的实践操作能力、创新能力，对在研课题具有较好的理论价值和实际意义。

参考文献：

[1]韩德强.嵌入式家庭控制器系统的设计与实现[J].电子技术应用，2008（3）：23-25.

[2]文璧，张洁，徐谦.基于无线射频与FPGA技术的数据采集系统[J].中国测试，2009.

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【关键词】 Android平台 传感器 物联网 智能家居

前言：随着人们生活质量的不断提升，其对居住环境提出了更高的需求，不仅仅局限于对绿化及地理位置的考虑，同时更加倾向于对智能家居的应用。智能家居是以家庭为单位，采用综合网络技术、自动控制技术以及安全技术来有机的集成相关设备，使其可以完成日常管理，提升居住的安全性和便利性。在智能家居技术的运用中，物联网技术以及Android平台的传感器技术是技术的核心内容，人们加强对关键技术的认知，可以更好的提升智能家居技术的运用水平。

一、传感器、Android及物联网概述

传感器属于硬件检测装置，其硬件抽象层是通过C语言的编制来实现，通过特定的C语言，可以描述被测物体的具体信息，并且将信息数据转换成为电信号，最终实现数据的输出，在Android平台的运用中，C语言是主要的编程数据，而传感器则是重要的载体[1]。Android平台属于移动操作系统，主要运用在移动设备中，其由操作、中间件、用户界面及程序组成。在运用的过程中Linus提供操作内核，中间层包括函数数据库，上层是由公司根据实用需求进行设计，包括通话或者短信等。物联网是给予互联网的信息承载体系，可以实现网络的连接，可以分为感知层、网络层和应用层。感知层通过传感器进行数据收集；网络层主要用以数据的传输和连接；应用层则是物联网与用户之间的接口。

二、智能家居网络设计

在智能家居的网络设计过程中，本文主要是通过Android平台传感器的应用进行设计研究，智能家居网络在设计中，主要包括控制枢纽以及无线路由器网络两个重要的组成部分，在居家环境中，可以实现对环境的监控和应用控制。在家庭环境系统的设计中，其主要采用ZigBee协调器组成的无限传感器网络、家庭智能网络以及移动网络[2]。在运用的过程中，由Android平台的程序组成，可以对设备的数据进行全面的收集，继而将数据传输到服务器中，在系统运行时，中ZigBee中断接受数据信息，则可以发送相关的指令，传感器接受指令后，可以执行相关命令，从而达到智能控制的目的。在数据信息的传输中，需要通过网络进行数据的传输，因而物联网同样是重要的核心组成。

在智能家居网络设计中，网络信息的交互是系统的重要工作渠道，智能家居网络具有本地工作和远程工作两种形式，通过数据的采集和传输，可以提供远侧很难过查询及控制功能，通过移动网络及传感器的监测功能，在室内出现温度、湿度以及红外灯变化时，系统会迅速做出相应的反应，激发信息，通过短信或者微信的方式通知管理者，管理者通过Android平台，可以实现对网络的控制，最终实现对智能家居的控制。其设计图如图1所示。

三、基于Android平台的JNI设计与实现

JNI（Java Native Interface）是JAVA本地调用，在Android平台的运用中，其可以JAVA虚拟机中运行Java代码，通过C语言编程，可以实现应用程序和数据库的交互操作[3]。在传感器的驱动运用过程中，传感器会获取不同的信息，通知Java发生相应的变化，在此情况下，会出现重新获取的指令，Java服务线程会通过协调器发送指令，服务器进行接收，最终实现对家居智能系统的控制。其实现路径如图2所示。

从图中可以看出，在JNI实现的过程中，Android平台、JAVA服务以及硬件抽象层均服务于本地服务，最终目的是实现对智能家居系统的控制，通过编程手段以及硬件措施，可以较好的完成系统指令，最终为人们的家居生活带来便利。结语：随着科技的不断发展，智能家居必然会逐渐兴起，因而加强对基于Android平台传感器在物联网智能家居中的应用研究具有重要的意义。本文主要探究智能家居系统的组成、网络的设计以及JNI的实现。用户通过该系统，可以实现对家居设备的全面控制，提升家居生活的便利性和安全性。

参 考 文 献

[1]邵星，王翠香.基于安卓的智能家居移动终端设计[J].软件导刊，2015，12：72-74.

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家居智能物联网系统就好比我们以前组装的电脑，各个智能家居就是电脑的各个外设配件，多模信息网关就是电脑的MCU，智能家居中间件就是各个硬件设备驱动，开发的应用服务平台就是我们的软件系统。家居智能物联网系统的发展就会像几十年前的电脑发展一样，进入多元化时代，家居智能物联网的应用时代也会随之到来。

家居智能物联网发展现状

近几年金融危机之后的复苏时期，物联网概念迅速风行，受到各国政府的重视。物联网是通信网和互联网的拓展应用和功能延伸，它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别，通过网络传输，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝衔接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策目的。通过物联网与智能家居结合形成家居智能物联网，其如何实现对生活有用的业务和应用将是我们关注的重点。

智能家居发展过程中，2007年微软推出的“未来之屋”系统有着重大影响力。该系统中：进入房屋时，安全系统会对来访者的面部进行扫描，确认身份后自动打开房门；客厅冰箱上的液晶显示器能列出保存的食物清单，厨房水槽能够根据使用者的身高调节高度，而排风机会根据油烟浓度自动开启；此外，每个房间的墙壁颜色、装修风格和温度都可以根据家庭成员的喜好和情绪自动更换。该系统是智能家居的一个样板。

由于智能家居受产品生产厂家的限制，在短时间内还没有统一的标准协议，所以一般都是一个厂家单独做系统研发方案的。各个系统相对独立，并不相互交换信息，整个系统更像是多个智能家居系统的简单堆积。随着物联网技术的发展，与智能家居结合，形成家居智能物联网是智能家居系统未来发展的必然趋势。

家居智能物联网的特点与瓶颈

家居智能物联网是一个以住宅为平台、以智能家居为节点，利用物联网技术为纽带的家居系统。其典型应用场景如图1所示。根据功能不同智能家居节点可分为三个部分：负责对家居环境及相关人员信息采集的信息采集系统，如采集住宅内外人员信息的视频监控系统，采集家居环境的烟雾采集器、温湿度采集器和三表读数采集器；负责对家居环境进行相关改变的智能控制系统，如打开房门的门禁系统，改变室内光亮、温湿度的空调、电灯和电动窗帘，提供主人相关服务的电视、冰箱和洗衣机等家电设备；负责信息交互，提供远程访问与控制功能的家庭信息平台。

一体化的集成控制平台。随着时代的发展，家中电器设备越来越多，越来越智能化，人们常为种类繁多的操作头痛不已，家居智能物联网就是智能家居一体化的集成控制平台。首要的一个功能就是家居设备操作的集成化，将家中的设备集中在一个界面平台上进行操作控制，省去了用户寻找和熟悉各种控制操作的烦恼。其次是家居设备操作的一键化，目前越智能的家电设备的操作也越复杂，这便给有老人孩子的家庭带来诸多不便，家居智能物联网提供一键设置功能，能以功能需求为单元保持对相关设备的一系列操作，用户仅需一键操作，就可完成相关功能。

全方位的信息监控平台。随着人们生活节奏的加快，希望能快速简便的得到家居的一切相关信息。家居智能物联网就是全方位的信息监控平台。不仅为您显示家中所有设备的状态以及温湿度状况、电路电流电压状况，让您对家中的所有状况一目了然，还能为用户提供家中的视频图像，闯入报警和烟雾报警的紧急情况报警。并拥有事件记录功能，能对家居环境的变化进行记录，以便事后进行相关分析与追踪处理提供信息基础。

智能化的信息交互平台。单独的智能家居系统的堆积，无法发挥出智能家居的潜力，反而增加了智能家居的使用复杂度，家居智能物联网就是智能化的信息交互平台。不仅为您提供远程接入的控制能力，让您无论身处何处都能控制家中的任何智能家居系统，而且还能为各个智能家居系统提供信息交互的平台，就像家居系统的管家一样，根据主人的相关设定，管理和协调相关智能家居进行相关操作。

家居智能物联网要想发展并推广，目前面临着巨大挑战。家居智能物联网的对象是结构和特性完全相异的各种家用电器，相互之间兼容性比较差，没有统一的标准与协议，各个厂家生产的智能家电之间的数据共享比较困难。因此，家居智能物联网不易扩充和相关兼容，制约其被广大用户接受。

家居智能物联网所处的运行环境有很大差异，个体性比较强，如果采用单个用户单个设计调试的模式，成本就将成为制约其推广的重要因素。而让用户根据自身条件进行相关系统调整的话，用户的能力就将成为制约其推广的重要因素。

家居智能物联网发展方向

随着物联网技术的发展，与智能家居结合，形成家居智能物联网是智能家居系统未来发展的必然趋势。基本目标是将家庭中各种与信息相关的信息采集设备、家用电器和家庭安防装置等通过物联网技术连接到一个家庭智能信息系统上进行集中或者异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的协调。如图2所示为家居智能物联网的系统架构。

其中，智能家居中间件的开发，确切地解决了各个厂商设备之间兼容性差的问题，它就像电脑中软件驱动的概念，为家居智能物联网系统提供了一个开发的应用平台。

基于该系统架构，家居智能物联网产业的发展主要集中在四个方面。首先是内含通用的智能家居通信协议的嵌入式通信模块。物理层上可选用不同的通信制式，但基于其上的通信协议将是通用的，即通用的智能家居通信协议将向TCP/IP协议一样，被植入各个智能家居的通信模块中。

其次是多模信息网关的研发。它是家居智能物联网的核心部件，它的开发将使智能家居变成即插即用的配件，直接接入家居智能物联网中。因此，具有各种功能的、面向各种方向的多模信息网关，将像无线AP一样不断涌现出来。

第三，智能家居中间件的开发。它就像硬件厂商需要提供驱动一样，未来智能家居厂商也必须向用户提供智能家居中间件。

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【关键词】物联网；软件工程；智能家居；应用

1引言

随着我国电子科学信息技术的飞速发展，智能家居行业在近年来有了很大进步，但目前我国智能家居相关行业在国内市场起起落落，主要由于部分行业技术认知混沌和诸多关键技术缺陷无法真正得到有效推广利用，使得部分企业智能家居相关产品价格高昂，不能得到普及应用。本文从分析物联网与智能家居的相关基本概念入手，对智能家居的构成和产品应用进行论述，从而明确物联网在智能家居领域的应用价值。

2物联网和智能家居简介

2.1物联网简介

物联网这一词最早起源于传媒领域，目前，物联网的定义和范围已经发生了变化，有了较大的覆盖范围。物联网也就是物与物相连的移动互联网，是基于移动互联网、广播网和电视网、传统移动电信网等移动信息网络载体，让所有需要能进行独立寻址的普通人和物理信息对象都能实现信息互联、互通的信息网络，是我国新一代信息技术的重要组成部分。物联网主要包含两层意思：一层是以移动互联网应用为技术为核心，在其技术基础上向各个领域进行延伸和扩展网络；二来就是通过它将物联网的技术延伸出来实现物与物之间的各种信息相互交换。物联网具有计算、感知和识别的功能，可以通过各种信息传感器、全球卫星定位系统、红外图象感应器等各种装置与信息技术，实时分析采集各类需监控、连接的物品信息，通过物与物、人与物之间的广泛连接，实现对物品的智能化感知、识别和管理。物联网的核心主要有三个：一是装置的智能化，日常生活中的智能电视、智能手环所能实现的多种功能主要在于物联网卡，智能电视尽管看起来只是普通的电视设备，但是它本身的任务处理范畴已经不仅仅局限于收看电视的功能了，它通过物联网实现了装置的智能化，满足了使用者的更多需求。二者是联机以及移动通讯融合技术，物联网技术可以让移动设备本身具有更强联机通讯能力，提供用户个性化的通讯服务，大大提升用户的体验感。三是设备的云端服务，联网可以将数据传送到云端，实现远程控制、远程监控的功能，可以完成更复杂的计算任务，提供更加智能的服务[1]。

2.2智能家居简介

智能家居，也称为家庭自动化，可以实现家居电子设备自动控制、远程控制、语音控制和一键控制等功能需求，提升家居生活的便利性、舒适性和安全性。智能家居可以简单的理解为一个管理体系，它以家庭住宅为管理基础，通过传感器将智能家居电子产品与家用电子信息紧密的结合起来，通过相应管理软件对智能家居配套设施进行智能化流程管理，带来节能、环保、舒适、安全的居住环境。智能家居有多重功能，它可以实现智能灯光控制，用智能的控制方式对全宅灯光的开关、调光等场景进行控制；可以设置安防监控系统，进行自动化的监控管理，当住宅发生危害人身安全的问题时，安防监控系统能够自动报警，保证住宅的安全[2]。

3物联网时代软件工程在智能家居中的应用

3.1家庭安防系统

门禁、报警和监控是智能安防系统的基础组成部分，常见的安防产品还有智能锁、烟雾报警器、煤气感应、无线感应报警器、智能主机带防盗一体网关、无线感应门等。门锁是家居安全的第一道防线，智能门锁可以最大的保障家居生活的安全性，智能家居改变传统的门锁方式，使得开锁的方式变得多种多样，防盗、安全性大大提升。当安防设备接入到物联网后，设备可通过智能云摄像进行24小时实时监控，记录每一时刻家中发生的情况，用户可以通过手机在任何时刻任何地点远程查看家中的状况，大大提高了家居生活的安全性。随着信息技术的成熟，我国安防智能产品类型不断丰富，通过安防系统的使用，可以带给人们更贴心、舒适、安全的生活体验。

3.2家庭数据中心

家庭数据中心，是以一台综合网络数据储存处理设备为基础平台，利用先进的综合计算机处理技术、网络通讯管理技术、综合网络布线管理技术，将与各种家居生活信息有关的各种信息子系统，有机的结合在一起，将其打造成为各种家用信息的存储与处理中心。家庭数据中心相比与传统的存储方式更加稳妥、安全，因为它并非本地设备，不会出现硬盘坏掉、信息丢失的情况。未来，家庭数据中心或将成为数字家庭环境的必需品、成为家庭成员分享信息的重要中心[3]。

3.3家庭医疗中心

家庭医疗中心可以保证用户时刻检测身体各项健康指标，使我们老人与小孩足不出户，在家中也能省时省力、高效的实施就诊与日常健康护理。随着现代电子科技的发展，电子体温计、血糖测试仪等家用医疗器械走入千家万户，为人们的日常生活带来极大的便利。Chainway移动式医护系统融合了多项技术，可详细记录用户的身体健康状况，并通过互联网络与附近的医院医护系统相连接，在病人就诊时，可极大的提升就诊效率，保障病人的生命安全。

3.4家庭照明中心

在家庭日常生活中，灯光是我们十分依赖的东西，灯光主要分为：室外照明、室内照明、舞台灯具和车用灯具等，不同的对象在不同的空间、场合需要应用不同的照明方式和灯具，并保证恰当的室内照度和灯光亮度，智能家居可实现灯光的智能化自动控制，采用它的智能照明控制管理系统，使照明系统处于全自动工作状态使智能照明控制系统始终处于全自动化的工作运行状态，可以根据天气昏暗程度调整灯光强度，根据主人的不同喜欢选择灯光的类型、颜色，通过智能操控可以不必要上下床就控制好灯光的亮度设置，同时智能灯光系统通过它的先进的智能电子化和电力控制技术，对一个控制指定区域内的所有灯具进行智能调光，使室内的照度始终保持在恒定值数值附近，从而充分利用更多自然光源实现环保节能的目的。

3.5家庭娱乐中心

随着生活水平的提高，人们更加注重精神追求和生活品味。家庭电器的智能化，能够让人们根据自己的个性，随心所欲地设置各种娱乐应用，给生活带来新的体验，满足每个人不同的需求。例如，智能家居中的影音娱乐应用场景，它是以家庭影音娱乐终端产品为依托，给用户家庭提供音频视频相关的服务，常见的影音娱乐产品包括：智能电视、智能机顶盒、智能音响、媒体服务器等，通过影音娱乐的应用，可实现视频播放的智能性，同时智能音响系统可实时进行家庭语音提醒和智能语音控制，为众多用户家庭提供家庭视频信息，真正实现了智能家居的个性化服务。

3.6家庭控制中心

智能家居控制中心是结合软硬件、网络、各类通讯控制接口的整体解决方案，集成当前智能家居领域的各类设备接口技术，结合成熟的外部网络通讯技术，达到对大部分家居产品进行监控的目的。智能家居控制中心可以实现人机交互或者远程交互，对家庭中的空调、窗帘、窗户、电视、灯、监控摄像头、地热系统、花园灌溉装置等各类智能家居设备进行状态查询和控制，减少了许多繁琐的操作，化繁为简，它可以以智能音响和手机为中心，通过智能音箱和手机控制，为用户进行语音播报，满足用户的一切想象，实现智能家居的全方位服务，提升用户体验感。

4结语

智能家居不只是一个行业、更是一个产业，是诞生在互联网+时代的类工具产业，是一种对于传统产业附加值的变革，目前，智能家居仍处于初步发展阶段，很多技术还不成熟、厂家标准不统一、成本费用大。随着科技的发展，一系列创新应用和服务应用应运而生，智能家居的技术难题将会不断被突破，产品的价格也会随之下降，其巨大的市场潜力也将逐渐显现出来，在未来，物联网在智能家居中的使用将会给我们的生活带来巨大的变化，提高生活品质，为日常的生活提供更多的便利。

【参考文献】

[1]何国樑.试论物联网时代软件工程在智能家居中的应用[J].电子乐园，2019（3）:91.

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关键词：物联网；智能家居；信息技术；发展方向

引 言

随着国民经济和科学技术的发展，仅仅舒适安全的普通家居已经不能满足人们的期望。在当今这个电气技术、自动化技术、网络通讯技术被广泛应用的世纪，人们期望的是一个具有能动智慧的家庭环境，于是，智能家居（Smart home）应运而生。1984年，美国联合科技首次将智能家居的概念应用于美国康乃狄克州哈特佛市的一座建筑，从此，全世界争相建造智能家居的序幕便被拉开。目前，发达国家的智能家居已经获得长足发展，如美国的x-10、CEBus和Lonwork，日本的HBS，欧洲的EIB和EHS，都在国际上比较有影响。国内的智能家居借助国外的智能家居技术也相继出现了北京博泰克的ehouse智能家居系统、上海奥卓电子的“智居时代”、天津瑞朗的专业X-10智能家居系统。虽然我国的智能家居经过了多年的发展，但是依然没有普及，这主要有以下几个原因：

第一，尽管目前国内以电信为首的中国通信标准化协会（CCSA）、以联想为首的国内闪联信息设备资源共享协同服务（IGRS）和以海尔为首的e家佳等组织都各自提出了符合中国国情的智能家居协议标准，但是，行业内一直都没有很好的遵循过。由于产品通讯协议不统一，各厂商都按照不同的接口标准和协议进行生产，所以产品之间还不能实现互联、互通和互操作，各子系统之间的信息也不能交换，这些都使得很多家庭服务成为海市蜃楼。

第二，智能家居产业在国内已经发展了10个年头，智能家居产品市场还主要集中在两个方面：安防报警和智能控制，产品种类有限。智能家居系统相关产品的研发多采用高新科技，更新换代快，风险较大，很多企业不愿意也没有足够的资金投入研发。

第三是市场接受程度低。目前，大多数的普通居民还认识不到智能家居的便利，在对智能家居关注的人群中，比较关注的也只是一些与自己日常生活切身相关的安防、物业、家居服务等功能，而对一些超前的控制功能，如信息家电等感觉太遥远。此外，新技术的不成熟，问题多以及成本较高，也让一般客户望而却步。

第四，智能家居系统在未来是一个多行业合作的平台，而目前我国的社会化合作体系还不够健全，各行业之间基于传统的经营理念和巨大的市场竞争压力，都想在自己的行业甚至别的相关行业抢占先机，扩大自己的市场份额而不愿公开自己的产品接口技术和相关的协议。除此之外，和智能家居相关的产业发展缓慢，产业链不完善，也是跨行业合作困难的一个原因。

1 嵌入式技术的应用

国内普遍接受的嵌入式系统的定义为：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。因此，嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。

嵌入式微处理器对实时多任务具有有很强的支持能力，因此，对于稳定性要求甚高的智能家居系统，嵌入式技术便成了不二的选择。通过嵌入式微处理器即可完成智能家居系统中的大部分功能，如可视对讲、安防主机、信息处理终端、信息家电控制器、自动抄表、远程监控等。这些功能实现的背后，处处都离不开嵌入式技术的身影。

2 物联网技术的应用

根据国际电信联盟（ITU）在2005年的年度报告，物联网被定义为通过射频识别（RFID）、红外感应、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网拥有三大核心技术，分别是基于RFID的应用、基于传感器的应用、基于M2M的应用。嵌入式技术可实现智能家居中的单个功能，而要把每项功能结合到一起组成一个智能系统，将家庭中的所有物品纳入至一个庞大的智能网络中，这就需要物联网技术的支持。

物联网智能家居采用的是无线物联网技术，从而避免了传统有线方式需要专业人员的参与、专门公司维护，而且施工周期长，系统灵活性差的缺点。智能家居物联网可以分为感知层、网络层和应用层。而目前的物联网在智能家居中的应用还主要集中在感知层的应用方面，比如无线温湿度传感器，无线门磁、窗磁，无线燃气泄漏传感器。

3 ZigBee无线技术的应用

物联网的目的是要将各种信息传感传动单元与互联网结合起来从而形成一个巨大的网络，而这需要有传输技术的支持。近年来，红外、蓝牙、ZigBee、WiFi等一系列无线网络技术的发展大大促进家居设备无线化、智能化的进程。而在这当中使用最多的，最为人们所看好的即为ZigBee无线通讯技术。Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。

在无线通讯领域，ZigBee有其得天独厚的技术优势，包括了省电、可靠、成本低、时延短、节点通信设置易于配置、网络容量大、安全、全球通用性和完好的开放性。得助于物联网的兴起， ZigBee被广泛地应用于了智能家居中。因此，可认为Zigbee无线技术是物联网时代最尖端、目前综合性能最佳的智能家居无线联网技术。

4 智能家居发展趋势

智能家居作为与大众生活息息相关的智能应用，在未来必然有广阔的发展空间。智慧城市运营商贝尔信指出，在未来，智能家居将会更加简单实用，更加人性化操作，而不是单单追求技术的先进。智能家居的实用性将不断增加，其中将包括定时控制、远程控制、安防报警、智能模式、情景模式等人性化的功能。

同时，全方位的人性化也是未来智能家居发展的目标之一。而这一点可依靠智能家居软件实现，一键式控制，简单易懂。智能家居软件场景控制中还设有联动、定时、自动等功能，而这无疑会大大提升用户的体验感。

5 智能家居的存在意义

随着消费水平的提高，人们不仅仅满足于拥有一所房子， 而更致力于自身居住环境的改善及生活的享受。而智能家居的出现和发展，恰恰满足了人们在这一方面的需求。智能家居能够帮助人们解决许多问题，给生活带来很大的便利，其中包括了安全保护、环境调节、照明管理、健康监测、家电控制、应急服务等。例如在安全保护方面，当智能家居系统中的无线红外探测器检测到有人非法闯入时，连接至网络中的报警器就会及时把信息发送至主人的智能手机端，令主人及时了解情况，采取措施，保证财产不受损失。而智能家居能实现的功能远不至此，由此可以预见其未来的市场前景将十分广阔。

篇9

回顾2010年，中国智能家居行业实现了蜕变，上海世博会的成功举行、国家关于物联网与三网合一政策的大力支持，各个国内外优秀IT、家电、通讯、安防等行业领军企业开始全面涉足智能家居行业，一时百发齐放，亮点一波接一波。

关键词一：物联网

2009年“物联网”成为全球瞩目的关键词，相关技术在世界各地以迅雷不及掩耳的速度蓬勃发展起来，并被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。2010年国家明确提出大力发展"三网融合"以及"物联网"产业，并开始全面实施"三网合一"城市试点方案，同时物联网试点城市也已开始全面部署，信息化产业已经成为中国未来经济发展的最重要产业。智能家居作为家庭信息化的实现方式已成为社会信息化发展的重要组成部分，物联网因其巨大的应用前景，将是智能家居产业发展过程中一个比较现实的突破口，对智能家居产业的发展具有重大意义。

有了物联网， 居家生活智能化其实很简单。首先你需将家中的热水器、空调与相当于“遥控器”的信息采集器连接，再安装温湿度传感器、红外传感器、水浸变送器、烟雾传感器等，并将“遥控器”及这些传感器全部接入“一体化采集器”，通过网络与物联网综合平网，这样，物联网形式下的智能居家系统便大功告成了。

这套系统能做什么？当你还在下班途中的时候，就可以通过手机短信等方式开启家里的空调，提前设置房间舒适的温度；或者提前打开家里的热水器，一回家就能洗热水澡。出差在外，家里的安全问题最让人担心。有了这套智能系统，当您的家中有外人进入、火灾隐患等情况时，系统会以手机短信等方式第一时间向你和物业报警。如果家中发生燃气泄漏或者水龙头溢水，通过感知探头，系统也会马上向您报警，能在最大程度上减少财产损失。“目前，这套技术已经非常成熟了。”具据知情人士介绍，以150平方米的房子为例，包括全部设备在内，整个费用只需1万元左右。 居家生活智能化，对物联网技术来说，简直是小菜一碟。随着物联网技术的发展，它将影响包括我们衣、食、住、行在内的生活的方方面面。

关键词二：iPad

随着iPad的问世和火爆，iPad几乎已成为全球时尚人士必备之物，这也让各大智能家居厂商纷纷把其关注热点转向iPad，其内部控制软件几乎和IPhone类似，拥有iPad就可以直接控制整个中控系统。iPad潮流的引导，让原本繁琐不堪的系统操控变得时尚又简洁。利用iPad智能家居中控系统的具体控制功能包括环境照明系统、家庭影院影音系统、安防监控系统、公共广播、背景音乐系统、空调系统、电动窗帘等一系列家居控制系统的智能集中控制。如回到家中，只需手指轻点触摸屏的一个按钮，即可实现灯光打开、空调调至合适温度、音响播放悦耳的乐曲；睡觉前用无线触摸屏的面板轻触“睡眠模式”，便可让窗帘关闭、灯光调至合适的亮度、电视机自动关闭等你所需要的设置。

同时iPad还能把不同的设备的不同端口进行集中，然后按照不同的控制协议对设备进行集中的控制，从而可以替代很多繁杂的操作，排除误操作对设备的损害，使得控制简便快捷，安全高效。

配备适用于iPad与iPhone的内置智能控制软件，已成为各大智能家居厂商必须考虑的问题之一。早在iPhone刚出来之际，作为全球首屈一指的快思聪与AMX就内置了适用于iPhone的智能控制软件，时至今日，苹果触控机型内置中控软件已成为智能控制系统厂商的标配系统，CONTROL4、快思聪、霍尼韦尔、Savant、Lifeware等都可通过iPad轻松实现家居的一切控制。随着近年来智能家居的不断走红，智能控制软件的嵌入无形中为苹果触控机型增添了新的应用功能。

关键词三：Wi-Fi

Wi-Fi是由AP(Access Point)和无线网卡组成的无线网络，AP一般称为网络桥接器或接入点，是传统的有线局域网络与络之间的桥梁，因此任何一台PC均可通过AP去分享有线局域网络甚至广域网络的资源，其工作原理相当于一个内置无线发射器的HUB或者是路由器， 而无线则是负责接收由AP所发射信号的CLIENT端设备。相比较传统智能家居系统采用的有线布网方式，Wi-Fi技术的应用则减少布线麻烦，具有更好的可扩展性、移动性。因此采用无线智能控制模式是智能家居发展的必然选择。

中国的智能家居行业2010年可以说在曲折中前进，推出了新品，引进了新技术，也尝试了改变，现在也逐渐被普通百姓所熟知。希望这些新技术在智能家居行业能得到普及，更早的进入百姓们的生活中。

篇10

智能家居并不是新鲜概念。世界第一座智能建筑可以追溯到1984年的美国，智能家居也已广泛应用多年，包括中国。过去，智能家居以灯光遥控控制、电器远程控制和电动窗帘控制为主，这更多是行业方案，直接客户是企业或政府，而不是家庭和个人。

消费者以前并不知道这些，现在家电行业决定让智能化功能直接惠及用户。首当其冲的便是家电，它们在过去数年间已在物联网方面有所探索，现在开始谋变。最典型的是空调，内置SIM卡和传感器，将温度、湿度和开关情况上传至云端。空调厂商可以随时追踪设备使用情况，进行远程故障处理，分析和预防。

3月17日，阿里巴巴和美的宣布进行战略合作，构建基于阿里云计算的物联网开放平台，首款物联网智能空调。物联网家居时刻在线，通过云计算和大数据处理使家居设备实现高度智能化。互联网企业还可以将自身业务与智能家居结合，例如电商、社交等。物联网家居实际也是互联网家居，这将重新定义智能家居产业。

谁将成为智能家居的Google？

智能家居缺少一统天下的某样“东西”：平台接入协议和应用协议标准。基于统一的协议和标准，家居设备厂商开放接口，应用开发商则基于接口开发应用。没有厂商互相设置的壁垒，开发者的应用可以适配到任何品牌的同类设备。这是任何一个智能生态繁荣的基础。

现在，家电企业、互联网巨头和创业者均期望可以主导这样的协议或者标准。阿里是一种思路，做云物联网开放平台。与厂商各自做各自的标准、协议不同的是，第三方平台的定位使阿里可以跨越厂商之间的隔阂。在技术能力方面，它拥有比家电厂商更强的云计算和大数据能力。根据其物联网开放平台设计，未来可支持数十亿设备的接入，提供数十PB（1PB=1024TB）数据的存储、计算和挖掘能力。此外，百度云也推出dulife这样的面向智能穿戴设备的平台。

阿里云和百度云是中国云计算的双强。阿里云在智能硬件云上走得更快，电商渠道对硬件厂商吸引力自不必说，大数据处理能力在国内也是数一数二，在硬件厂商中也有其号召力。最终谁能成功，关键还是技术实力、产业号召力和合作模式的比拼。

智能家居，爆发还有多久？