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关键字：物联网；智能家居；信息技术；发展方向
中***分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2012）11-0071-03
0 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***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[1]（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[2]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[3]。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 智能家居系统
智能家居是以住宅为平台，利用先进的计算机技术、网络通讯技术和综合布线技术，将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，并将与家庭生活有关的设备进行集成，以构建高效、舒适、安全的生活环境。除了提供舒适、安全、高品位的家庭生活空间外，智能家居还可将家居生活由原来被动静止的结构转变为具有能动智慧的工具，从而提供全方位的信息交换功能。事实上，智能家居系统是用于实现家居智能功能的设施，***1所示是一个智能家居系统功能示意***。
***1所示的智能家居系统主要包括8个子系统[4]。其中，智能照明控制系统可以实现灯光照明的多样控制、远程控制以及联动控制。其优越性：一是具有良好的节能效果，二是可延长光源寿命，三是可改善生活环境，四是可实现多种照明效果以及场景灯光控制。
智能安防系统可以实时监控非法闯入、火灾、煤气泄漏、紧急呼救的发生。一旦发生警情，系统可以向预设的电话或者110报警，同时启动本地的声光报警，并使相关电器进入应急联动状态；如果是非法入侵，还可以通过视频保留证据，最大程度地保护住户的生命财产安全。
家庭环境控制子系统可以集中控制家里的空调、采暖、热水供应以及水处理，实现环境的自动控制，提供一个舒适的生活环境。
背景音乐子系统就是在任何一间房子里，包括客厅、卧室、厨房以及卫生间，均可布上音乐线，通过1个或多个音源，使每个房间都可以听到美妙的背景音乐。
家庭娱乐子系统可以集游戏、家庭影院、家庭KTV为一体，让用户足不出户就可以在家里体验全方位的家庭娱乐。
家庭能量管理子系统主要就是实现电表、水表、燃气表的三表抄送，免去工作人员上门抄表的麻烦，同时，用户也可以实时监测家中水电燃气的使用情况。
家庭信息处理子系统主要提供家庭信息服务，如接受小区信息、管理家庭信息以及和物业管理公司的联系。
家庭网络子系统可将个人电脑、家用电器、三表、照明等安全防范系统与广域网相连接，从而实现智能家居的远程控制，让用户随时随地都可以通过网络智能控制家中的智能化设备。
2 物联网技术
1999年，美国麻省理工学院首次提出了物联网[5]的概念，国际电信联盟（ITU）在2005年的年度报告中对物联网的概念进行了扩展，认为物联网是通过射频识别（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。这样，在物联网时代，只要通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器，世界上的所有物体都可以通过Internet进行信息交换。从智能家居的角度，可以通过一个例子形象地描述物联网。周末的早晨，当你还在熟睡的时候，你预定的闹铃响了，如果你按掉了闹铃，这个时候，闹钟会送出一个信息给咖啡机说：“先等一会，这个家伙又赖床了，15分钟后再煮咖啡。”咖啡机接到信息的同时又会发送一个信息给烤面包机等15分钟再烤面包，通过这样的物与物的交流，我们的居家生活将变得智能和有趣。
物联网是通过许多技术实现的，从应用末端感知的核心技术[6]角度，物联网技术可以分为以下三大类：
第一，基于RFID的应用。在想要监控和管理的对象上嵌入RFID智能标签，这样，借助已有的网络技术、数据库技术、中间件技术，就可以构建一个由大量的读写器和无数移动的电子标签组成的物联网，也就是基于RFID的物联网。
第二，基于传感器[7]的应用。在想要控制和管理的对象周围布置大量的传感器节点，通过节点采集监控对象的信息，并将这些采集到的信息传送到信息处理中心，从而根据采集到的信息构建一个对“物”进行监控和管理的物联网。
第三，基于M2M的应用。这里的 M既可以是人（Man），也可以是机器（Machine），M2M泛指人、机器之间建立连接的所有手段和技术，涵盖了增强机器设备通信和网络能力的技术，其技术目标是促进设备的智能化。通过M2M技术，可以构建人对机器（Man to Machine）、机器对人（Machine to Man）、机器对机器（Machine to Machine）的物联网。
3 物联网在智能家居中的应用[8]
传统的智能家居[9]大部分是通过有线的方式组成智能家居系统，这种方式不仅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。而物联网智能家居则是将无线物联网技术和智能家居有机地融合在一起，从而构建一个安装简单、使用方便、维护容易、扩展随心所欲的智能家居系统。
依据业内普遍认为的物联网体系架构[10]，家居物联网可以分为感知层、网络层和应用层。***2所示是一个智能家居物联网的体系架构。
3.1 感知层
全面感知是物联网技术的一个特征，即利用射频识别（RFID）、二维码、GPS、摄像头、传感器等感知、捕获、测量技术手段，随时随地地对感知对象进行信息采集和获取。在智能家居中，感知对象分为人们所生活的家庭环境和人本身，传统智能家居中的8大子系统可作为感知层的执行设备。除此之外，物联网智能家居系统还应用了许多典型的感知技术，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[11]等。
3.2 网络层
物联网中的网络层[12]包括各种通信网络与互联网形成的融合网络，除此之外，还包括家居物联网管理中心、信息中心、云计算平台、专家系统等对海量信息进行智能处理的部分。在智能家居中，网络层不但要具备网络运营的能力，还要提升信息运营的能力，如对数据库的应用等。在网络层中，尤其要处理好可靠传送和智能处理这两个问题。
3.3 应用层
应用层[13]是将物联网技术和智能家居专业技术相结合来实现家居智能化应用的解决方案集。物联网通过应用层最终实现信息技术和传统家居的深度融合，这主要体现在智能电网应用、家庭医疗应用、多媒体娱乐应用、家庭安防应用和家庭控制应用等。除此之外，应用层还为家庭服务商提供有第三方借口，以提供便于人们生活的各种服务。
4 结 语
目前，严格地说，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，只能说应用了物联网当中的某项技术，离一个真正意义上、无处不在的物联网智能家居还有一段距离，尤其是在应用层的融合方面，还需要多行业深度合作，才能提供一个全方位的智能家居。此外，标准不统一也是制约物联网智能家居发展的一大瓶颈。而在未来，物联网智能家居离开云是不可想象的，每一个家庭其实就是一个“云家”，不管你身在何地，家里的风吹草动对你都是透明的，所以，除了制定标准，推动多行业的深度合作外，云技术[15]的研究和应用也是发展物联网智能家居的一个关键所在。
参考文献
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物联网智能家居范文2
什么是智能家居？
智能家居是一个居住环境，是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境，实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。
"智能家居"（SmartHome），又称智能住宅。通俗地说，它是融合了自动化控制系统、计算器网络系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统。将家中的各种设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电以及三表抄送等）通过家庭网络连接到一起。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间；还由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交互功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源消费节约资金。
智能家居在中国
智能家居的概念是从上世纪70年代末起源于美国，随后，欧洲、日本等国家住宅智能化也得到了飞速发展。智能智能家居在中国的出现要追溯到20世纪90年代，当时比尔・盖茨到中国推广“维纳斯计划”，这是微软专门为中国市场设计开发的预制软件平台，使消费者不用购买个人电脑，利用家里的电视机、VCD机就可以学习、游戏、在网上炒股……比尔・盖茨和他的助手模拟用户的家庭环境、在现场利用宾馆的电话线操作上网，“维纳斯”丰富的功能、像电视机一样即开即用的便利让人们眼界大开，随之“数字家庭”理念在中国正式推出，这就是智能家居在中国的前身！
智能家居在中国的培育期是时间为2000年初到2006年左右，由各大IT产品供应商组成的闪联，e家佳联盟形式。同时各种智能家居体验及专卖店开始在各大城市出现。
从2007年到现在，智能家居进入了发展初期，众多安防企业纷纷加入进来，具有多种功能控制的智能终端越发成熟，多样化的智能家居控制初步完成。但市场还在成长中。
我们为什么需要智能家居
随着科技的发展，出现了越来越多的智能产品，家居行业也有了智能家居的出现，也许有的人会问普通的家居也可以生活，也很舒适，那么我们为什么要安装智能家居呢？因为智能家居能够让生活变得安全、节能、便捷、舒适…
安全的居住环境（Safe）
智能家居首先是拥有完善的智能安防系统，它包括家庭整体安防系统和家居安全预警系统，内容有对非法入侵报警、火警、煤气泄漏等报警与紧急求助信号等，以及物业智能家居系统的智能入园识别、出入管理、门禁系统，停车场智能化管理等，为整个智能家居系统提供一个可靠更智能化的安全环境。
更加的节能环保（Energy Saving）
智能家居本身便具备环保意识，通过设定，系统便会在夏天阳光强烈的时候自动关闭门窗窗帘，在各类电器不使用的时候，自动切断电源，如此，即可随时随地实现节能。晚上睡觉的时候，睡眠模式下，空调模式自动切换，在凌晨两三点的时候，空调自动关闭，当因为太阳升起，外界气温升高，使得室温上升到某个阀值，人们感觉到炎热的时候，空调又会自动开启，如此，就可以有效降低空调的用电消耗。平常的时候，也可以将一些能耗比较高，但是并不急着用的设备，如洗衣机、消毒柜等放到谷电时段自动使用，不光减少了对电网的压力，也更加省钱。
便捷的家居网络（Convenient）
面向本世纪的智能家居系统，建立一个最方便的内外部网络系统是至关重要的。所以现在智能家居建设必须注意房屋的无线网络布置，必须建有方便的、能满足未来要求的内部家居与外部远程控制的联系，更能方便智能家居系统日后更新、升级的需求，否则就不是智能住宅，并被时代的发展所淘汰。
舒适的服务环境（Comfort）
智能家居系统就是用高科技智能化手段来提高生活品味，为家居住户提供高科技手段的舒适服务。比如利用无线布线系统来使家电更智能化，现在普遍发展打到智能灯控照明、智能家庭影音、智能电动窗帘、智能遥控电器等几大特色，通过智能家居系统来把家居的所有电气设备都连接起来，实现家电智能化模式。物业小区的智能系统包括智能物业管理、信息网络服务、娱乐服务、智能消费、家***服务、以及其他舒适服务等。
智能家居的组成
全功能的智能家居系统包含以后几个子系统：
1、 数字可视对讲系统
数字化可视对讲系统，它不仅可以实现可视对讲，而且还能实现多媒体信息发送、广播、安防报警、IP可视电话、VOD点播、影像监控以及增值业务等功能。
2、 室内安防报警系统
智能家居安防报警系统，为智能家居住户提供基础的家庭安保系统，具有住户室内智能报警、周界自动报警、视频监控、感应卡门禁及内部通讯等不同功能，无论主人身居何处，都能够及时了解家中电器的使用状况以及对它们进行控制。
3、 信息咨询系统
智能家居信息咨询系统为业主提供社区服务，便于物业通知信息，还为业主提供***商城服务，足不出户即可定购周边新鲜的蔬菜、水果、肉、蛋、奶等商品。
4、 环境控制系统
智能家居环境控制系统包含照度传感器，温湿度传感器、空气质量检测、新风控制、地暖控制等，可能智能的根据房间里的温湿度变化，调节窗帘的开度、空调的温度、以及新风和地暖。
5、 智能控制系统
智能控制系统提供全方位的灯光控制、电动窗帘控制、中央空调控制、燃气阀门控制、电梯控制、指纹门锁控制等；
6、 家庭影音控制系统
家庭影音控制系统提提供对液晶电视、家庭影院、天花喇叭、投影机、LED灯光魔幻、数字调频收音机等的无线控制；
7、 视频监控系统
视频家居自动监控系统”是一个以家庭用户为中心、将工业电视监控系统的部分功能移植过来，并根据现代家居的人文需求而特别设计的监控系统。
8、 远程控制系统
住户可通过手机或固定电话对家中的各种电器进行远程控制，例如在回家的路上，提前打开空调或热水器的电源等。住户还可用手机远程对家中的防区进行布撤防。
物联网的催化作用
物联网是我国战略性新兴产业的重要组成部分，引领了继计算机、互联网和移动通信之后的新一轮信息技术***，是未来科技竞争的制高点和产业升级的重要驱动力，是加速推进工业化、信息化融合的催化剂。
2013年，***了《***关于推进物联网有序健康发展的指导意见》，为我国物联网发展指明了方向。经过几年的技术和市场培育，加之我国在物联网领域的自主创新能力不断增强，可以预见物联网即将进入高速发展期，我国正在从物联网的应用大国向拥有更多自主知识产权的创新型强国迈进。
物联网智能家居范文3
关键词：物联网；智能家居；课程建设；项目式教学
中***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***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***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。
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物联网智能家居范文4
（广东技术师范学院天河学院）
摘 要：随着物联网技术的发展，无线智能家居系统将成为智能家居系统发展的主流之一。智能家居系统使用无线传感器网络技术不但克服了有线系统的高成本、不方便等缺点，而且使用方便，能够快捷地管理家务、监测家居环境、遥控家用电器等。
关键词：物联网；智能家居；传感技术
物联网家电为代表的家电智能化发展将给我国家电产业带来前所未有的发展机遇。物联网家电已经一步步走进消费者的家庭，并在逐步被消费者接受。从家电企业来看，物联网已经成为家电企业抢占未来战略制高点的焦点所在，如果企业不进行前瞻性研发，等到物联网产品时代真正来临时，必将处于落后地位甚至被淘汰。整个中国的家电制造业，应该消除浮躁并不断创新，扎扎实实给消费者提供质优、价廉、性能好的物联网家电产品，满足消费需求，引领市场的发展。
一、总体方案设计
本系统主要包括：主控模块、人机界面模块、GPRS通信模块、感知终端模块，整体方案设计如下***1.1所示：
***2.1 整体方案设计
在远端的移动智能终端或电脑通过Internet 访问到无线传感器网络，而嵌入式WEB 服务器提供了交互式的页面访问。在物联网框架下的智能家居是一个复杂的系统，需要多方合作完成，如Internet 数据库服务器的设计、建立感知层网络。
二、 硬件设计
1.控制主机采用 ARM 32位的Cortex?-M3内核STM32F103VB作为主控芯片，配有7寸显示屏，用户可以在主控机上设置或查询各个家电的工作状态。电路设计如***3.1所示。
***3.1 控制主机 ***3.2 控制主机 ***3.3 控制主机
2.G***模块选用Siemens公司推出的新一代无线通信GPRS模块MC35i，该模块主要由G***基带处理器、G***射频模块供电模块（ASIC）、 FLASH、ZIF连接器天线接口六部分组成，通过独特的40引脚的ZIF连接器实现电源、连接指令、数据、语音信号及控制信号的双向传输。其实物如***3.2所示。
3.物联网智能家居感知终端RF无线的设计采用UHF_4432_MDL100模块，此模块是一款组网型无线串口， 模块采用稳定的四层板半孔表贴工艺，生产时只需采用表面贴片安装到PCB板上就行了，这样可以节省空间，减少接插件，增加了板与板连接的可靠性和稳定性。其PCB***如3.3所示。
4.人机界面部分设计，为了操作上的方便，人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成，触摸检测部件安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，然后将相关信息传送至触摸屏控制器；而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再传送给CPU。它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。
三、 软件设计
1.感知终端无线网络通信软件设计
无线网络采用一主多从的方式进行组网，由主机轮询从机收集信息的形式，从机处于被动方式，由主机分配网络。当获得网络的从机在发送完一包数据后必须释放网络，从机之间不能相互传递数据。在软件上，通过自主定义通信协议，有效提高通信的稳定性、安全性。
2.G***模块通讯软件设计
控制主机通过GPRS短信形式发信息给用户的手机，可以绑定多个号码，信息的内容包括家里的电器有多少正在使用，门窗是否关闭，是否有人拜访，是否有险情发生（如火灾发生，煤气泄漏，有人非法闯入）等；用户可以编辑简单命令来控制电器的使用，打开或关闭门窗等。通信流程如4.1所示：
***4.1 G***模块通信流程***
四、结论
本文介绍物联网智能家居关键性技术，结合家庭自动化进行应用设计。在硬件方面，按照嵌入式板级硬件设计流程，设计并实现了一种基于ARM 处理器的低成本网关硬件。软件设计上采用自顶向下和分层的设计方法，结合网关硬件，利用嵌入式操作系统uCOS-II 和协议栈LwIP，搭建了一个物联网智能家居平台。家居智能化管理是信息社会发展的必然趋势，而物联网则是实现家居智能化管理的必要载体，因此，降低产品的成本，提高产品的稳定性，物联网智能家居管理系统才能更好的发展。
参考文献：
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作者简介：林显其，男（1988.11-），汉族，广东廉江人，工业中心研发员，研究方向：自动化控制、物联网控制
物联网智能家居范文5
关键词：ZigBee；S3C2410；GPRS；物联网；智能家居
中***分类号：TP273.5；TP872 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）07-0062-03
0 引 言
智能家居是物联网技术的第三大应用领域。物联网大潮下的智能家居行业在中国乃至全世界都有广阔的前景，是一个朝阳行业，蕴含着巨大的市场潜力[1]。本系统利用物联网的传感、互联、智能控制等技术特点构建新型智能家居系统[2]，将GPRS移动通信技术、嵌入式Internet技术与新一代无线网络通信技术ZigBee相结合，克服了有线布线的弊端，配置灵活、实时性好，势必是未来智能家居系统的发展趋势。
1 系统的结构特点
基于物联网的智能家居系统的结构如***1所示，本系统按照物联网的三层架构设计。其中，传感层包括搭载了ZigBee无线通信模块的各种传感器和家用电器，可与ARM9智能家居监控仪交互数据及命令，实现对家居环境的全面感知；互联层中，ARM9智能家居监控仪作为嵌入式网关和网络服务器[3]，用于连接传感层和监控层； 监控层包括远程电脑、小区监控中心和用户手机，可通过Internet登录监控仪IP访问监控网页，实时监测家居环境，控制家电的开启和关闭，真正实现智能控制。若出现异常，则执行预定的控制动作，例如启动蜂鸣器响铃、启动排风扇排风等，同时通过小区网络向小区监控中心报警，并通过GPRS自动给主人手机发报警短信，实现联合安防。
2 系统硬件设计
本系统采用的是Samsung 公司的基于ARM920T内核的处理器S3C2410，它不仅具有***的16 KB指令和16 KB数据cache、全功能的MMU虚拟内存管理单元，还集成了大量的功能接口[4]，本系统对相应接口进行了配置和扩展。
***1 基于物联网的智能家居系统结构
ZigBee无线通信网络的组建依靠ZigBee模块芯片CC2430，每个传感器及家用电器均配置一个CC2430芯片构成通信节点[5]。S3C2410通过SPI总线与CC2430进行通信，接收传感器采集的信号及控制家用电器继电器的闭合和断开；利用DM9000芯片把网口外扩为以太网接口RJ45，与以太网连接，提供远程网络服务；通过串口连接GPRS模块提供GPRS移动通信功能；LCD控制器外挂LCD触摸屏；I2S总线控制器外扩蜂鸣器提供音频报警；通过USB HOST控制器外扩USB接口连接摄像头。系统硬件架构如***2所示。
***2 系统硬件架构***
3 系统软件架构
本系统的软件架构有三个层次：驱动层、系统层和应用层。在驱动层，移植I2S驱动、USB摄像头驱动、LCD驱动和以太网驱动，并编写ADC驱动，用以保证各个硬件模块能正常工作。在系统层，移植Linux操作系统、QT触摸屏界面开发环境及BOA嵌入式网络服务器。在应用层，采用多线程编程方法实现各个功能模块，并通过编写CGI程序和远程监控网页交互数据[6]。系统软件架构如***3所示。
***3 系统软件架构***
3.1 嵌入式Web服务器远程监控设计
要实现远程访问服务，必须先构建嵌入式Web服务器。本系统移植了BOA Web服务器，再通过CGI建立Web浏览器与Web服务器之间的交互。CGI程序能够嵌入HTML脚本，用C语言编写，使用ARM-GCC编译，采用GET、POST或直接的URL参数传递方法与远程客户端进行通信，实现动态监控[7]。首先，浏览器将远程客户端发送的请求送到Web服务器，Web服务器将数据使用STDIN送给CGI程序，执行CGI程序后获得缓冲区中的设备信息，最后，使用STDOUT输出包含家居环境信息的HTML形式的结构文件，经Web服务器送回浏览器，显示给远程客户端。CGI工作流程如***4所示。
***4 CGI工作流程***
3.2 ZigBee无线通信设计
ZigBee无线通信网络由若干个通信节点组成[8]，通信节点由传感器或家用电器配置一个ZigBee无线模块芯片CC2430芯片构成。其中，每个传感器通信节点的无线通信流程是：CC2430芯片完成硬件初始化以后，向监控仪发出入网申请，成为通信节点；为实现系统的低耗能性，在通信节点成功接入网络后立即转入低耗能等待模式，尽可能减少能量消耗；系统随时检测传感器信号状态，一旦接收到异常的中断请求即进入全功能状态，否则继续等待；处于全功能状态的通信节点接收传感器传递过来的信号，如果是模拟信号，需先进行A/D转换，再将数据通过ZigBee网络传输到监控仪；传输完毕后，返回低能耗等待模式。其通信流程如***5所示。
3.3 GPRS短信报警设计
本系统有现场声光报警和短信报警两种报警方式，当系统监测到有火灾或者有门禁入侵时，就会触发报警系统。其中，短信报警通过GPRS模块实现。GPRS模块通过串口与S3C2410连接，它具有一套标准的AT命令集，包括呼叫控制命令、网络服务相关命令、电话本命令、短信息命令等[9]。本系统通过对串口编程，给GPRS模块发送包含AT短信息命令的字符串[10]，从而实现发送固定内容的短信。GPRS短信报警流程如***6所示。
***5 ZigBee无线通信流程***
***6 GPRS短信报警流程***
4 系统测试结果
启动系统后，智能家居监控仪的触摸屏上可显示实时的监控界面，包括火警、烟雾、红外门禁入侵等报警状态及热水器等家用电器的开启或关闭状态，并可通过触摸屏上的按键对系统、家电等进行控制，触摸屏监控界面如***7所示。通过任一远程电脑的浏览器登录系统IP，可访问系统的远程监控页面，***查看家居环境、控制家电、实时拍照及录像等，远程***像监控页面如***8所示。
***7 触摸屏监控界面
***8 远程***像监控页面
5 结 语
本系统基于物联网的全面感知、互联传输及智能控制三层架构设计，并使用ZigBee无线通信技术克服了有线布线的弊端，使得监控点配置灵活。GPRS移动通信技术、嵌入式Internet技术的综合应用，则实现了小区乃至更大区域的联合和实时安防，实现了多平台、多网络的无缝连接。
参 考 文 献
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物联网智能家居范文6
关键词：ZigBee；嵌入式；物联网
中***分类号：TN92-34
进入21世纪后，数字化技术发展迅猛并渗透到各个领域，将安防设备、家用电器与通讯设备等各自***的设备功能综合为一体，而形成了住宅自动化概念简称智能家居。普通的家居系统由于当前技术的限制，管理缺乏智能化，家庭布线复杂，后期的改装和安装成本都偏高，系统的升级麻烦，系统的工作效率低下。而智能家居系统合理设计可以克服传统的家居系统的系统缺陷。通过无线组网的方式，将家庭内部设备与中央控制器智能结合，无须考虑繁琐的布线约束，降低安装成本的同时也提高了家庭内部网络的扩展性。
1 智能家居系统总体方案设计
1.1 智能家居的系统需求分析
目前我国的智能家居行业发展还处于兴起阶段，国内还没有统一的行业设计标准可以参照。智能家居的系统设计一般要依据用户的需求和家居环境进行差别式设计，满足不同用户的需求。智能家居系统需要满足以下基本要求：1、数据传输的可靠性。无线数据的信息传输必须保证安全可靠，才能使中央控制中心对内完成对其它家居模块的信息处理，对外向用户端传输数据或接受指令。2、无线的信息传输。智能家居系统的安装，考虑到不影响整体家居的美观，施工便捷，需采用无线数据传输技术。3、成本低廉。智能家居系统要推广普及，就要考虑普通消费者的实际消费能力。所以系统选择的技术和硬件选型，应在消费者的承受范围之内。4、整体功能系统集成。整体功能系统的集成，是将上述的功能都集中在系统的中央控制平台上管理，包括家中状态的查询，设备的管理。通过中央控制平成对各个分散功能的集中管理。
1.2 智能家居功能结构
在智能家居系统中，中央平台控制器是整个系统的核心。智能家居系统可以理解为以家庭中央控制器为基础，通过其对各种网络数据进行分析、转换、转发和管理的过程，实现智能家居系统的人性化及智能化功能。智能家居系统的网络组织结构模型如***1所示：
***1 智能家居网络组织结构模型
在智能家居的网络组织结构中，中央控制器通过无线的ZigBee、WiFi网络或者其它的通信方式，完成对灯光，安防和家居环境监控系统的交互信息连接。用户可以通过中央控制器，完成对各个子系统的统一管理和数据采集。控制中心还需要有统一的家电联网接口，完成家电设备的组网，这样用户可以通过智能手机、电脑，完成对家中电饭煲、空调、加湿器等电器的状态查询和控制。
2 智能家居系统子网设计
2.1 基于ZigBee技术的智能家居网络组建
在ZigBee技术组建的网络中，每个节点上的设备都有个64位的IEEE长地址和一个16位的网络短地址。长地址是由设备生产厂商，在设备出厂前就设定好的，是其在全球设备识别的唯一地址。而在一般的个域网组建中，为了使用方便，是以短地址作为其网络标识。ZigBee网络建立过程如***2所示。
2.2 ZigBee网络组建
ZigBee网络协调器主要负责网络的组建和维护，也对网络中的数据接受和转发。协调器上电工作后回自动扫描DEFAULT_CHANLIST指定的通道，在其上建立起网络。若ZDAPP_CONFIG_PAN_ID被定义为0xFFFF，则协调器将会依据自身的IEEE地址建立一个随机的PANID；否则协调器建立的网络的PANID将由ZDAPP_CONFIG_PAN_ID来指定。网络建立成功后，协调器查询周围是否有其他节点申请加入，若有其他节点加入网络，则由协调器为该设备分配网络地址等信息。当ZigBee网络建立成功后，网络中的各个设备之间就可以实时的进行数据的传输和信息的共享了。
3 智能家居系统部分模块的设计与实现
3.1 中央控制器人机交互界面的实现
在ARM-Linux系统下，利用QT***形用户开发工具，实现对硬件模块的控制和传感器数据采集的人机交互界面程序设计。
（1）人机交互界面的软件设计
通过测试，用户可以通过触摸屏控制各个传感器的开关，并可以查看其状态。
中央控制器主要可以实现以下功能：（1）在本设计系统中，中央控制器主要通过各个ZigBee模块，实现对家居内部网络节点设备的控制和信息采集。（2）通过QT强大的跨平台***形界面开发框架，在中央控制器上实现***形界面的触摸操作，便于用户体验。
4 结论
物联网智能家居范文7
摘要：物联网技术是智能家居的核心技术支撑，智能家居是物联网技术在智能家庭中的应用体现。当前网络和智能技术高速发展融合的背景下，智能家居作为具有巨大市场潜力的新兴产业，无论是IT终端制造厂商、互联网运营商、服务商和传统家电制造商均把它视为新的增长爆发点。本文通过对物联网技术在智能家居领域的应用来说明物联网的运用对智能家居系统技术进步、功能扩展、服务、达到满足人们对安全、舒适、方便和绿色环保的需求的作用。
关键词 ：物联网技术；智能家居；应用
一、物联网概述
物联网的英文描述为“The Internet ofthings”，即“物——物相连的互联网”[1][2]。物联网的基础核心仍旧是互联网，它在传统互联网人与物互通的基础上，实现物与物互通，是互联网发展的应用和业务层面的拓展。其主要特征是全面感知、可靠传递和智能处理。全面感知是指利用RFID、二维码、传感器等随时随地获取和采集物体信息；可靠传递是指通过无线网络和互联网的融合将物体信息准确传递；智能处理是指利用云计算、数据挖掘及智能识别等人工智能技术对海量数据信息进行分析处理，完成对物体的智能化控制。
物联网的概念在1999 年被提出，是在互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等构造出的一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网。2005 年11 月17 日国际电信联盟《ITU 互联网报告2005：物联网》，重新提出了物联网的概念[3]，并对其进行了扩展，不仅局限于RFID技术。2009年1月28日，IBM 首次提出“智慧地球”的概念。随后，美国将物联网列为振兴经济的一个重点。此外，欧洲、韩国、日本等国家也把物联网产业作为振兴国家经济的一个核心产业[4]。2009年8月，***提出了“感知中国”的概念，自此物联网被列为国家五大新兴战略性产业之一，在中国受到了极大的关注[5]。
物联网是在网络技术、传感技术及通信技术日趋成熟的条件下出现的，它是一种体现物与物之间新型关系，将所有物品通过射频识别、二维码、无线数据通信等智能感知技术与互联网连接起来，的具有智能化识别、控制与管理功能的网络系统，其中可能涉及多种信息传感设备，比如射频识别装置、二维码扫描装置、红外感应装置、各种传感器等。
物联网从产生之初到现在，已经被应用到众多领域，如智能交通、智能消防、工业检测、老人护理、食品溯源和情报搜集等。毫无疑问，物联网也将对智能家居领域产生深远影响。基于物联网的智能家电必将为人们提供未来生活方式的全新解决方案。将物联网技术应用到家用电器中，可以使家电具有智能感知及信息网络功能，能使家庭中的家电设备之间信息交互、家电设备与产品和用户之间也可以进行信息交互，方便人们的日常家居生活，使生活方式更加合理，生活模式更舒适、健康、环保。
关于物联网的概念，目前没有统一的标准。但是综合来看，物联网是一种实现物-物相连的智能网络，它主要依赖于智能感知技术、无线通信技术、遥感技术、智能数据处理技术[5]等，是在互联网的基础上发展起来的。物联网从产生之初到现在已经被应用在越来越多的领域，如物流、交通、产品安全监测、路灯管理、智能电力[6]、医疗[7]等。智能家电与智能家庭的发展，用户新增的需求，使广大厂商和研究人员发现，智能家居也是物联网发展的一个重要领域。[8]IT终端制造厂商、互联网运营商、服务商和传统家电制造商正在进行此方面的研究，也逐渐推出基于物联网技术的产品。物联网技术使得家电在智能化控制的基础上，实现了商品与设备的关联及设备之间的关联，展现出了一种更加智能化的便捷、健康、环保的家居场景。
二、智能家居系统概述
目前，智能家居系统没有一个统一的定义或者概念，百度百科的解释是：“智能家居（英文：smart home, home automation）是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将与家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统。能提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。”
2012年4月5日中国室内装饰协会智能化委员会《智能家居系统产品分类指导手册》把智能家居系统产品共分为二十个分类包含了：控制主机（集中控制器）、智能照明系统、电器控制系统、家庭背景音乐、家庭影院系统、对讲系统、视频监控、防盗报警、电锁门禁、智能遮阳（电动窗帘）、暖通空调系统、太阳能与节能设备、自动抄表、智能家居软件、家居布线系统、家庭网络、厨卫电视系统、运动与健康监测、花草自动浇灌、宠物照看与动物管制。
由此可知，智能家居是一个系统的概念，融合了网络信息技术（有线、无线）、智能家电技术、自动控制技术等技术，将家庭平台上与信息相关的信息设备、智能家电和家庭安保装置，通过综合布线技术连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视、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和谐与协调。这些功能都是通过智能家居系统中的家庭网络控制来实现的，通过家庭总线系统提供各种服务功能、并和住宅以外的外部世界相通连。智能家居系统通过网络化的综合管理家中设备，来创造一个优质、高效、舒适、安全、便利、节能、健康、环保的居住生活环境空间。[9]
笔者认为智能家居强调的是整体的环境，包括健康环境、人机互动的环境、安全的环境、经济的环境，以用户体验为核心的整体环境的创造。
健康的环境包含舒适的温度、优质的空气、适宜的水温等；人机互动的环境主要指智能化的体验、便捷的人机互动的界面和高集成度的人工智能应用；安全的环境包括家庭安防监控和网络环境自身的安全；经济的环境主要体现在系统本身的经济合理（如系统价格）及家庭应用的经济合理（如节水、节电、扩展方便）。
三、物联网技术在智能家居领域的应用
物联网技术主要包含三个层面，即感知层面、网络层面和应用层面。物联网常见的感知技术包括RFID 技术、二维码技术、传感器技术、摄像头、gps 等；进行网络传输的技术主要包括3G、Wi-Fi、蓝牙、接入网等；计算技术主要是指进行海量数据处理的技术包括数据挖掘和数据推送。网络层面包含电信运营（移动、有线、卫星通信网络等）、物联网运营（信息中心、管理中心等）、平台、软件、系统设备、系统集成及终端设备。应用层面包含环境监测、智能交通、智能建筑、智能家居、远程医疗、城市管理、公共安全、工业监控、绿色农业、资源管理等。
物联网技术在智能家居的应用包含了家居环境控制、家庭安防、智能家电等多个领域，一个完全的智能家居系统按照前文所述包含了20个子系统。在物联网技术支撑下，用户可以将家用电器之间组成一个物物相连的网络，然后在互联网的基础上，对家庭中的设备、产品进行监控；在家电或者产品发生故障时能够通过网络自动进行短信、电话等智能报警；家用电器能够智能地记录用户的生活习惯和生活方式，利用数据挖掘、情境感知等技术为用户进行合理的信息推送，实现人与家电、环境、产品的自然交互。
物联网技术贯穿智能家居从终端设备的研发、系统集成及运行到用户使用的全过程。从技术角度来看，物联网智能家居技术的核心技术是通讯或控制协议，涉及硬件接口和软件协议两部分，可以简单的划分为无线与有线技术。
有线技术包含了RS485、IEEE802.3(Ethernet)、EIB/KNX、LonWorks、X- 10、PLC-BUS、CresNet，AXLink 等。其中X-10，PLC-BUS 是专门针对智能家居行业制定的通讯技术。X-10电力线载波技术在上世纪70年代产生，在我国2000年前后引入并开始推广，该技术可以在电力线上通讯，免于智能家居系统部署的时候另外布线。该技术对电网运行环境依赖性较高，由于设备成本、技术稳定性及信息安全等问题市场局面一直难于打开。PLC-BUS 提高了一定的通讯稳定性，但是难以保证持续稳定的质量，对电网环境的依赖性仍旧很强，使用成本和信息安全的问题无法根本性解决。尽管电力线载波技术已经有40多年的技术积淀，但是由于成本和技术瓶颈，智能家居产品在有线技术开发方面不断地进行新的尝试，各种技术的优缺点暂时不能满足客户的需求，也许这也是今天多种有线技术并存的原因。
无线技术包含了RFID 智能识别技术、蓝牙(Bluetooth)、WiFi、Zigbee、ZWave、Enocean等。RFID是一种通过无线电波进行数据传输的非接触式的自动识别计技术，它通过无线电信号进行数据读写并识别特定目标，具有无接触、识别速度快、自动化程度高、抗干扰、识别多个物体等优点。RFID 是20 世纪90 年代兴起的，发展至今被认为是自动识别领域中应用最广泛的、识别效果最好、最重要的一项技术。[8] WiFi作为低成本、最易与互联网连接的智能家居技术解决方案被广为应用。ZigBee ZigBee 技术的特点包括：低功耗、成本低、低速率、时延短、高容量、工作可靠、高安全等。ZigBee的设计可用于支持特定应用软件的开发和部署。应用规范和ZigBee 的堆栈相连，让制造商更快、更容易地推出特别针对某些应用的无线产品。可用的应用规范包括家庭自动化、智能能源、通信、医疗、远程控制（RF4CE,或称消费电子射频）、建筑自动化和零售服务。Z-Wave主要针对家庭和小型商用建筑的监控和控制，广泛适用于照明控制、安全和气候控制。其它应用包括烟雾探测器、门锁、安全传感器、家电和远程控制。[10]
物联网智能家居系统从技术和应用的角度来说稳定性、可拓展性（灵活性）、安全性及经济性都是重要衡量指标。目前为止，无论是有线技术还是无线技术都没有一个得到广泛认可的技术标准。有线技术基于专用通讯线缆，某种程度上来说其稳定性较好，但是可拓展性较差（系统扩展、改良需要重新布线）、成本高也是其难以跨越的门槛。与之相比无线技术的高速发展在可拓展性（灵活性）及经济性方面都具有优势。稳定性和安全性方面两者各有千秋，都在不断发展完善。
四、国内智能家居的现状和问题
智能家居在中国经历了近6 年的起步阶段，发展速度缓慢，主要是因为没有投入大量的资金，开发技术短期内也不成熟。[9]目前整个智能家居行业发展主要的成果还是反映在智能化的摄像头、电视、电冰箱、传感器、手机、空调、医疗设备、穿戴设备等一系列终端产品，及一些分散的智能家庭控制子系统的研究上，比如，三表抄送系统、门禁系统、可视对讲系统、灯光控制系统、窗帘控制系统等。以“智能家居”系统作为产品目前仍没有在市场上大规模出现，基本停留在概念阶段。
随着物联网技术的日趋成熟，不断融入智能家居，其内容发展越来越丰富，想象空间越来越大。但由于早期开发技术的不成熟，智能家居发展至今仍没有普及，在技术、需求、经济适用性等方面仍有诸多的问题有待解决。
1．技术层面
如上文所述，由于稳定性、经济性、安全性、可拓展性等原因，当前无论有线技术还是无线技术都没有一个得到广泛认可的技术标准，处于百家争鸣的阶段。由于没有开放的协议、统一的接口和数据库，使得技术协调和系统整合比较困难。各设备之间、子系统之间难以实现互联、互通和互操作，使得各个子系统之间形成“信息孤岛”，且兼容性和可拓展性较差，难以实现真正智能化，也给系统集成商、服务运营商和客户使用带来困扰。
笔者认为，当前网络和智能技术高速发展融合背景下，智能家居作为具有巨大市场潜力的新兴产业，互联网相关企业无论IT终端制造厂商、互联网运营商，还是服务商和传统家电制造商均把它视为新的增长爆发点。在巨大的市场利益驱动下，各种技术创新、改良都向着好的方向发展。但相关标准的建立、接口的统一，需要一个适应淘汰的过程。它无法由哪个组织或部门单独完成，需要在市场竞合过程中由相关企业、科研院所、相关协会等组织在用户的认可下共同努力实现。
2．需求和经济适用层面
目前，智能家居产品在满足用户需求和经济适用方面存在的主要问题是，产品较为单一（受技术等原因限制）且价格高昂。笔者认为任何产品成功最核心的原因，是建立在满足客户需求的基础之上。对于智能家居而言，客户的需求具有多样性、时效性、经济合理性等特点。如前文所述，智能家居强调的是整体的环境，包括健康环境、人机互动的环境、安全的环境、经济的环境，以用户体验为核心的整体环境的创造。要满足上述需求，智能家居产品在技术满足的前提下，要能够做到解决方案多样化、系统扩展便利化、用户体验简单化、产品成本最低化。解决方案多样化与系统扩展便利化是指，系统方案灵活多样，既可以提供整体解决方案，也可以分部、分步提供。从客户角度来说，最好能够与不同品牌的系统解决方案兼容。客户经过初步体验后能有更大的选择空间，同时在增加新系统或改良现有系统时不会给客户造成过多不便。用户体验简单化是指产品的控制界面或人机交互界面应想用户所想，尽可能的“傻瓜”与智能，尽最大可能的从用户角度出发。产品成本最低化是指在保证质量和功能完整性的前提下，尽可能降低生产、开发成本，在合理的利润空间下投放市场。否则完美但溢价过高的产品是很难得到用户认同的。
五、结论
本文通过对物联网技术在智能家居领域应用的简要分析认为，智能家居强调的是整体的环境，包括健康环境、人机互动的环境、安全的环境、经济的环境，以用户体验为核心的整体环境的创造。基于物联网技术的智能家居需要从技术层面、满足用户需求和经济适用改善提高着手。技术层面的提高目前主要需要完成标准的建立和接口的统一，在市场竞合的过程中由相关企业、科研院所、相关协会等组织在用户的认可下共同努力实现。需求和经济适用层面，需要企业在以用户体验为核心的基础上不断努力提高。使物联网的运用在智能家居系统技术进步、功能扩展、服务方面，最终达到满足人们对安全、舒适、方便和绿色环保的需求。
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物联网智能家居范文8
关键词：智能家居；物联网；课程设计；项目化教学
0引言
智能家居（SmartHome）以住宅为平台，利用计算机技术、综合布线技术、网络通信技术、自动控制技术、音视频技术等将家居生活有关的各子系统结合在一起，统筹管理，让家居生活更具安全性、便利性、舒适性。智能家居在中国的发展历经四个阶段，分别为萌芽期、开创期、徘徊期、融合演变期[1]。物联网已写进国家“十三五”规划，将助力物联网的典型应用智能家居快速发展，物联网智能家居的爆发期已经来临。
1课程开发
为了体现校企合作，工学结合的办学特色，我院通过对物联网企业及相关企业的调研，得出其主要岗位群、典型工作任务和核心能力要素，具体见表1所列。课程建设坚持以职业核心岗位能力要素为目标，构建体现工学结合的物联网应用技术专业课程体系，根据职业岗位人才需求，强化专业技能的培养，依托国企办学优势，形成颇具特色的“教培融合”人才培养模式。实施“生产过程与教学过程对接，真实应用驱动教学”的教学模式。以职业综合能力培养为主线，设计教学过程，突出实践教学。物联网通常包括智能家居、智能交通、智能农业、智能医疗、智能电网等，我院依托国企办学优势，形成了颇具特色的“教培融合”人才培养模式，其中“物联网智能家居系统设计与实现”是课程体系中颇具行业背景的一门课程。
2课程设计
2.1学习情境设计
（1）体现“项目引导、任务驱动”的教学特点。从实际应用出发，从工作过程出发，从项目出发，以智能家居系统的构建及管理为主线，采用“项目引导、任务驱动”的方式，围绕“提出问题→分析问题→解决问题→拓展提高”展开。在教学设计上改变传统以知识点递进为体系的模式，以岗位工作过程为参照，将工作过程标准化，依据工作过程来组织和讲解知识，培养学生的职业技能和职业素养[2]。（2）体现“教、学、做”合一的教学思想。以学到实用技能、提高职业能力为出发点，以“做”为中心，教和学都围绕着做，在学中做，在做中学，从而完成知识学习、技能训练和提高职业素养的教学目标。（3）设计采用项目、任务形式。以智能家居系统作为学习情境，设立若干项目，每一个项目包含若干任务。由简单到复杂安排教学内容，由易到难、循序渐进。学生能够通过项目学习，完成相关知识的学习和技能训练。智能家居课程学习情境设计[3-5]见表2所列。
2.2教学设计
教学设计按照情境导入、项目分析、制定方案、实施项目、项目小结五个教学环节进行。以智能家居系统中的灯控为例进行的教学设计如***1所示，各院校对项目的选取可根据相关的实训设备以及师资情况来决定。
2.3教学方法
智能家居课程是一门理论联系实际的课程，在教学过程中以实践操作为主，理论够用即可，考虑到很多学生对于物联网智能家居应用方面了解较少，教学过程按如下几方面进行：（1）实际项目参观体验，在课程教学过程中可联系相关企业组织参观，或者到相关实训样板间参观体验；（2）项目分析、参观体验后，在课堂上由教师带领学生共同分析项目涉及的知识要点，并对相关知识要点进行讲解；（3）实践操作，学生分组根据教师对项目知识要点的分析讲解进行实践操作，学生在实践操作过程中，教师要进行现场指导；（4）项目评价，学生分组完成项目任务后，各小组之间进行相互检测与评价，取长补短，共同学习；（5）拓展学习，每次项目任务完成后，教师都会布置进行拓展学习，物联网是一门新兴学科，仅课堂上的学习是不够的，要鼓励学生利用网络等渠道进行自主学习。
2.4教学评价
强化实训教学效果的科学考核将重点放在考核“学生是否学得好而非教得好”上。采用知识和技能双重考核，技能考核比例应高于知识，同时技能考核应根据应职岗位技能要求，确定其相应的主要技能考核项目。“物联网智能家居系统设计与实现”采取过程性考核与终结性考核相结合的方式。
3教学效果及不足
3.1教学成效
提高学习兴趣，变被动学习为主动学习。学生不再需要死记硬背理论知识，项目涉及的理论知识由教师与学生共同分析得来，学生在不断的实践中理解相应的知识点，学习兴趣大大提高，能够积极主动地进行学习实践。团队合作精神增加，提高了职业素养。智能家居课程在教学过程中分组进行，每组成员分工合作才能更好地完成任务，同时还与其他组形成竞争，即有竞争也有合作，提前在校完成职业素养的培养，为学生进入工作岗位快速适应工作打下坚实基础。
3.2存在的不足
本课程采用项目化教学，对于实训设备及场地都有一定要求，今后应加强物联网实训室建设，增强与相关企业的合作建设。分组教学可以提高学生相互协作的能力，但也不排除组内有一部分同学依赖性较强，因此在分组教学过程中应加强引导与监督，并制定相应的奖惩机制。项目化教学对于指导教师的要求也较高，教师要有能力进行现场指导。该课程涉及的知识点广泛，因此提升师资培养也是当前的首要任务之一。高职智能家居方面的教材目前比较缺乏，适合项目化教学的教材就更少，很多院校多以自编教材为主，因此编写适合高职院校智能家居课程的项目化教材迫在眉睫，目前关于智能家居还没有形成统一的标准，尚在不断完善中，相关教材也要实时关注标准，不断改进与完善。
4结语
物联网在“十三五”期间发展成为国家战略，进入跨界融合、集成创新和规模化发展的新阶段，智能家居行业应用是物联网技术应用的一个重要组成部分，当前，国家对物联网的大力推动以及智能家居行业市场自身的巨大需求，使得智能家居行业的快速发展时代已经来临。
参与文献
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物联网智能家居范文9
智能家居是物联网技术应用发展的重要方向，本文主要介绍了智能家居系统的几个功能模块设计与研究。利用ZigBee组网技术和Android平台实现了系统的监控和数据交互。具有结构灵活、操作便捷、安装调试方便的特点。
【关键词】物联网 智能家居 Android
1 需求分析
目前，智能家居还处于行业发展的初步阶段。不同的实际环境对智能家居有着不同的要求。有些着重家庭电器控制，有些可能关心家庭安全健康，还有用户希望建立各个方面的智能化家居环境。常见的智能家居模块有：智能照明系统、智能门禁系统、安防工程系统等。
2 系统总体设计
2.1 系统网络架构
智能家居系统的网络结构采用物联网中的三层分层体系架构，分别为感知层、网络传输层、应用层。
感知层：主要负责家居环境中相关传感器、控制器、识别装置、有线或者无线网络的物理连接构成。是物联网的核心层，主要对物品标识和信息智能采集。
网络传输层：主要分为外部网络接入和家庭内部组网传输。在家居系统中可通过IEEE802.3、无线局域网、RFID射频技术、ZigBee等进行组网。实现不同协议之间的规范互联，并与外部骨干网络连接。
应用层：把家居系统中感知和传输来的信息进行分析和处理，并作出判断，实现智能化的管理、应用和服务。
本系统的无线传感网络采用星型拓扑连接。主要包括控制中心、家庭网关主节点、若干的传感器无线通信子节点、服务器。通过传感器子节点上的ZigBee模块与网关上的ZigBee无线收发模块之间通信，进行采集的数据传输。系统结构如***1所示。
2.2 功能模块设计
系统坚持模块化设计原则，有利于以后对功能模块进行扩展。智能家居系统主要模块由：智能门禁系统、环境监控系统、安全监控系统、智能灯光控制系统。
2.2.1 智能门禁系统
通过RFID和指纹识别技术改变传统的钥匙开门方式。
2.2.2 环境监控系统
该模块通过无线传感网络实时采集房间内的环境数据，用户可以直接在终端上进行查看相关信息，如温湿度、光线明暗程度、有害气体浓度等，并分析环境舒适度，根据数据库提供建议。
2.2.3 智能灯光控制系统
通过红外传感器、光线传感器、无线控制等完成设计。当有人进入房间时，红外传感器接收判断数据，对房间的灯光进行打开。同时通过移动控制端对灯光直接进行操控。
2.3 系统数据库设计
智能家居系统数据库主要分为两部分，用户相关数据和采集数据部分。用户相关数据包括了用户信息表、RFID卡表。用户信息表主要用于门禁管理，对用户身份进行识别，同时对系统进行管理。用户表结构如表1。
采集数据表主要用于存放各类传感器采集到的数据，方便控制中心进行访问处理。
3 系统实现
3.1 门禁模块实现
智能门禁系统利用RFID射频识别技术和指纹识别传感器进行设计。用户首先对卡进行数据注册，同时将指纹信息存入数据库中。
在工程项目中，通过创建RFID.java类，编写readData（）、writeData（）、selectCard（）、downloadKey（）、authenticationExternKey（）等方法实现对门禁系统的RFID的读写、寻卡、密钥验证等操作。创建SerialPort.java类，实现门禁系统模块中和RFID模块的串口连接操作。
3.2 环境监控模块实现
本模块通过温度传感器、湿度传感器、光照传感器、烟雾传感器、火焰传感器等实现数据的实时采集监控。将数据通过ZigBee模块将数据发送给网关节点。在监控中心页面上可以实时显示出来，根据系统设置的阈值进行判断数据是否合理，并进行报警提醒。
传感器的数据采集后使用Modbus通信协议的RS232串口进行数据通信，Modbus通过编写线程ReceiveThread.java类实时获取传感器数据。
由于传感器采集到的值不是十进制，因此需要对传感器值进行转换。封装DataCovert.Java类进行转换和校验。
3.3 灯光控制模块的实现
通过手机控制中心向服务器发送开关灯的命令请求，服务器接收到后将数据命令转发到家庭网关主节点，通过ZigBee网络向各个灯节点传输控制信息，实现灯光的控制。同时系统根据光线传感器采集到的数据，结合系统预制定的相关参数，进行灯光最优合理化调节。为用户提供舒适的光感环境，同时节约能源。
4 结束语
通过物联网技术对家居系统进行智能化改造，能够大大提高生活质量、具有安全可靠、设备灵活添加等优点。但目前只是初步实现家居智能化，距离真正的实现智能化还有很长的路要走。
参考文献
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