关键词智能家居；物联网
中图分类号TP39文献标识码A文章编号1674-6708（2013）89-0214-02
物联网是在现有网络基础上的扩展，其将互联网、通信网、广电网融合后与传感器技术进行结合，将这种网络结构扩展到人们的日常生活中，形成物联网。物联网的这种特性为智能家居的发展提供了可靠的技术支持：借助物联网中的射频技术、计算机技术、等将家居中所使用的物品应用身份标识进行网络化处理，进而利用通信网络实现数据的传输和指令的控制，推动了家居的智能化发展。智能家居突破了传统的家居控制方式，一定程度上实现了物品之间的自由交流，是物联网技术的具体应用。
1物联网和智能家居概述
所谓物联网是指一种处于动态环境的基础设施网络。该网络应用标准的和互通性的通信协议对现实环境中的物品进行组织分类，按照物品的身份标识、物理属性、网络特性等与信息网络进行整合。物联网打通了传统网络之间的物理限定，构成了一个有机融合的未来互联网体系。
智能家居涉及到人们家庭内部生活的各个层面的各种形式的家电或者家居。人们生活中的家居设备如空调、电视机等具有遥控功能，冰箱、热水器等不具遥控功能。这些家居的共同特点是，彼此之间相互独立，信号或者资源等不共享。家居的智能化就是利用物联网网关技术等将这些独立家居进行联网互通，实现各家居间的资源和信息共享。智能家居的特性有3个方面。首先是安全防护特性。应用智能家居中接入的摄像头、探测器、传感器等，家庭的安全动态可以通过互联网络被用户随时随地掌握。其次是方便性能。物联网的最大优势在于将不同的物品进行联网处理，只要在网络覆盖的地方即控制智能家居的工作状态，获得所需家庭信息等。再次是健康生活特性。物联网不仅将家居纳入到网络中，还能够将家庭整体纳入到网络中，家用医疗器械所获取的信息可以快速准备的与网络内的医疗部门进行共享，方便医生远程了解家庭中每个人的身体状况，维持家庭生活的健康。
2物联网智能家居中的关键技术分析
综合考虑物联网和智能家居的发展特性和产业结构，可以看出，在物联网中发展智能家居还需要解决如下几点关键技术。
首先，在感知层技术方面，物联网的数据采集是基于物品的，因此需要应用到大量的传感器技术。在传感器信号采集完毕后还需要对原始采集数据进行处理，才能够获得所需的事物信息，这就要求基于物联网的信号处理技术应该足够处理日常中所涉及的多种多样的事物。
其次，在网络层技术方面，物联网中的感知器具有多样性，而对于这种多样性的设备之间的通信已经无法使用传统的通信协议，因此制定更适合物联网应用的网络协议是在网络技术层方面所面临的重点问题。基于ZigBee技术的无线通信技术具有实时性高，数据传输量不是非常大，但是网络容量大等特性，足够满足智能家居的需求，是一种理想的通信方式。
第三，在应用层技术方面，物联网最主要的应用目的是为人们的生活提供便捷高效的服务。根据人们的生活需求对物联网中的多种数据进行智能化处理和应用是实现人机交互、应用物联网进行社会变革的具体实施。在物联网的实际应用层面还有很多工作要做。
4物联网智能家居的发展趋势
物联网智能家居的应用发展趋势可以概括为以下几个方向：
首先是基于物联网的家居远程监控。应用互联网通信平台，用户可以使用手机远程调控家庭中的摄像头对家居的状态进行监视。即便用户不在家庭内部，也可以应用通信网络控制家居的工作状态，设定智能家居的工作时间等，如远程调整空调工作温度，控制空调提前工作；远程控制热水器提前烧好洗澡水等。若家中出现盗窃或者意外事故，安装在家庭中的报警系统还能够及时记录事故现场的状况并发送给用户，供用户决定处理方式或者向用户发出警告等。
其次是基于物联网的家庭医疗。应用物联网，可以方面的将家庭医疗设备所测得的健康状况数据传递给医生，医生根据测量数据向用户提供治疗方案，这就大大减少了人们排队等候的时间。
第三是基于物联网的网络教育。未来的教育应该是走入家庭的。家庭中的每个年龄段的人都可以根据个人需求获得教育资源，与老师进行沟通和合作，实现终生教育和学习。
智能家居的技术发展趋势可以概括为以下几个方向：
首先，硬件控制系统向更强的性能拓展。当前的智能家居只能实现安防、三表采集、简单的家电控制等。但是随着硬件平台的不断拓展，先进的处理器架构和感知网络分布结构可以使得智能家居想多媒体信息处理和显示甚至是增值服务方面发展。而现有的功能则可以进行平台整合，使得家居平台成为一个融安防、对讲、信息、家电控制、家庭数字影音为一体的智能化家居平台。
其次，在组网方面的改进与提高。虽然ZigBee技术基本可以满足当前的组网需求，但是在网络容量，网络覆盖，抗干扰性等方面还存在不足。如何使网络的覆盖范围更广而又不对人体造成伤害，如何提高信号的传输带宽和传输速度以便于适应今后更大容量的数据传输和更复杂的设备控制，如何满足电器设备的灵活化使用需求等都是今后组网方面的所需要解决的。
最后是家电网络化。这种发展特征主要有以下几方面要素。一是家电的网络接口逐渐向标准化和整理化方向发展；二是家电的应用终端可以轻松的获取；三是实现家电功能的第三方开发和提供。
5结论
物联网的飞速发展不断推动着智能家居走入人们的生活，使人们的生活向智能化、自动化方向发展。智能家居作为物联网的最广泛应用形式，具有强大的市场潜力。
参考文献
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[2]童晓渝，房秉毅，张云勇.物联网智能家居发展分析[J].移动通信，2010，34（9）.
[3]李莎.物联网技术及智能家居应用研究[J].现代电子技术，2012，35（21）.
【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.
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。
2.2ZigBee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（WORLDWIDEWEB），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：
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