時(shí)間：2022-10-19 14:04:33
導(dǎo)語(yǔ)：在物聯(lián)網(wǎng)智能家居的撰寫(xiě)旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
【關(guān)鍵詞】智能家居 物聯(lián)網(wǎng) 技術(shù) 應(yīng)用 分析
通過(guò)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)充分的應(yīng)用到智能家居中，推動(dòng)智能家居的發(fā)展以及逐漸完善，從而不斷提高智能家居的智能化程度，使智能家居的可靠性以及便捷性等方面得到相應(yīng)提高，促進(jìn)智能家居行業(yè)的全面發(fā)展，為人們生活水平的提高提供物質(zhì)基礎(chǔ)。
1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述分析
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)從概念提出到目前為止只有短短的十幾年時(shí)間，但是在這段期間物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)得到較快發(fā)展，對(duì)人們的生活方式進(jìn)行積極的改變。物聯(lián)網(wǎng)在一定程度上是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)過(guò)程中的發(fā)展產(chǎn)物，可以將其簡(jiǎn)單地理解為物與物相連的互聯(lián)網(wǎng)，它主要是在互聯(lián)網(wǎng)核心基礎(chǔ)上，通過(guò)相應(yīng)的無(wú)線傳感技術(shù)以及智能技術(shù)，保證物與物之前的相互連通。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中具有一系列的相關(guān)特征，主要分為：全面感知、可靠傳遞以及智能處理等。
2 智能家居系統(tǒng)發(fā)展的不足分析
對(duì)于智能家居而言，其發(fā)展動(dòng)機(jī)主要來(lái)自于人們對(duì)于高品質(zhì)生活的追求，并且通過(guò)將智能家居系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，可以為人們提供出更加便捷以及舒適的居住環(huán)境，同時(shí)也能將人們從繁重的家庭事務(wù)中解放出來(lái)，享受高品質(zhì)的生活。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，為智能家居發(fā)展提供先決條件，并且將其作為基礎(chǔ)，將住宅作為一個(gè)較大的應(yīng)用平臺(tái)，通過(guò)采用綜合布線技術(shù)以及自動(dòng)化控制技術(shù)等相關(guān)設(shè)施進(jìn)行集成，構(gòu)建出一個(gè)高效率住宅設(shè)施以及家庭日常事務(wù)智能化管理系統(tǒng)，從而為人們提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
智能家居系統(tǒng)在我國(guó)的普及程度不高，對(duì)于這一點(diǎn)而言，主要和我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水平存在直接關(guān)系，并且因?yàn)橹悄芗揖酉到y(tǒng)價(jià)格相對(duì)來(lái)說(shuō)比較高，目前影響智能家居市場(chǎng)的普及。由于智能家居自身也存在一定不足，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
（1）智能家居系統(tǒng)中的每個(gè)子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，整個(gè)系統(tǒng)互聯(lián)互通設(shè)計(jì)難度大，使很多智能化家庭服務(wù)僅僅只停留在設(shè)計(jì)層面上，無(wú)法得到實(shí)現(xiàn)。
（2）現(xiàn)如今應(yīng)用智能家居系統(tǒng)中的子系統(tǒng)多數(shù)都是執(zhí)行器，而智能化執(zhí)行必須依靠對(duì)家庭的全面感知才可以得到相應(yīng)實(shí)現(xiàn)，全面感知設(shè)備以及技術(shù)應(yīng)用則存在一定不足，這樣給子系統(tǒng)智能化程度的提高帶來(lái)影響，使智能家居功能以及服務(wù)難以得到有效開(kāi)展。
（3）現(xiàn)如今智能家居系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行都是一些比較簡(jiǎn)單的感知?jiǎng)幼?，缺少?duì)于感知數(shù)據(jù)的分析了解，同時(shí)也沒(méi)有對(duì)人工智能進(jìn)行有效的推理和分析。
通過(guò)上述問(wèn)題分析，智能化家居在滿足人們生活品質(zhì)提高的同時(shí)依然存在較多的曲線，并且實(shí)用有待于提高，然而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展以及應(yīng)用技術(shù)也逐漸成熟，推動(dòng)和完善智能家居系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)存在的問(wèn)題采取有效的控制措施。
3 智能家居物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用分析
3.1 關(guān)于在感知層面上的應(yīng)用
對(duì)于這一點(diǎn)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，主要體現(xiàn)在全面感知上，然而全面感知主要是為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用主要特征，在智能家居中發(fā)揮重要作用，應(yīng)用射頻識(shí)別以及攝像頭和二維碼等感知以及測(cè)量等技術(shù)手段，從而能夠更好的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備對(duì)家庭環(huán)境以及其他方面感知對(duì)象信息的收集和獲取。然而智能家居系統(tǒng)中每個(gè)子系統(tǒng)都可以成為物聯(lián)網(wǎng)全面感知的一個(gè)執(zhí)行設(shè)備，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行全面感知，能夠使每個(gè)子系統(tǒng)智能化程度進(jìn)行提高，實(shí)現(xiàn)智能化服務(wù)，使智能化家庭系統(tǒng)在設(shè)計(jì)以及功能優(yōu)化上得到創(chuàng)新，將更多的服務(wù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。在此之外，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能家居系統(tǒng)所應(yīng)用的典型感知技術(shù)包括無(wú)線溫濕度傳感器以及無(wú)線門(mén)磁等，在保證安全的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)監(jiān)控作用。
3.2 在網(wǎng)絡(luò)層面上的應(yīng)用
網(wǎng)絡(luò)層面上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在智能家居中通信網(wǎng)絡(luò)以及互聯(lián)網(wǎng)所組成的融合網(wǎng)絡(luò)，并且對(duì)智能家居系統(tǒng)中大量信息進(jìn)行智能化處理的各種信息計(jì)算、管理中心及平臺(tái)。同時(shí)融合網(wǎng)絡(luò)是智能家居系統(tǒng)中各部分信息連通的基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居網(wǎng)絡(luò)層面中的應(yīng)用，不僅要求其具有較大的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)能力，與此同時(shí)也要保證信息數(shù)據(jù)處理應(yīng)用能力，信息傳送的可靠性以及數(shù)據(jù)處理智能化是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)層面應(yīng)用中的重要內(nèi)容。通過(guò)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用，能夠更好的解決傳統(tǒng)智能家居智能化程度低等問(wèn)題，有效解決信息數(shù)據(jù)分析能力差等問(wèn)題。
3.3 應(yīng)用層面應(yīng)用分析
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居系統(tǒng)應(yīng)用層面的功能發(fā)揮，在一定程度上是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)智能家居系統(tǒng)進(jìn)行完善的重要體現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳統(tǒng)智能家居的深度融合主要通過(guò)應(yīng)用層面進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過(guò)應(yīng)用層面能更好的實(shí)現(xiàn)智能家居生活中智能檢測(cè)以及智能安防等智能化服務(wù)，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行有效應(yīng)用，能更好的提高家居生活中的智能化水平，對(duì)人們的家居生活進(jìn)行有效改善，提高人們生活質(zhì)量。
4 總結(jié)
總而言之，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展以及應(yīng)用可以更好的對(duì)人們的生活質(zhì)量進(jìn)行改善，所以在智能家居日后發(fā)展過(guò)程中必須要提高對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)，并且找到合適的智能家居發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用措施，通過(guò)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展以及融合，保證日后智能家居得到更加全面以及完善的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：ZigBee；S3C2410；GPRS；物聯(lián)網(wǎng)；智能家居
中圖分類號(hào)：TP273.5；TP872 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2013）07-0062-03
0 引 言
智能家居是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的第三大應(yīng)用領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)大潮下的智能家居行業(yè)在中國(guó)乃至全世界都有廣闊的前景，是一個(gè)朝陽(yáng)行業(yè)，蘊(yùn)含著巨大的市場(chǎng)潛力[1]。本系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)的傳感、互聯(lián)、智能控制等技術(shù)特點(diǎn)構(gòu)建新型智能家居系統(tǒng)[2]，將GPRS移動(dòng)通信技術(shù)、嵌入式Internet技術(shù)與新一代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)ZigBee相結(jié)合，克服了有線布線的弊端，配置靈活、實(shí)時(shí)性好，勢(shì)必是未來(lái)智能家居系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。
1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，本系統(tǒng)按照物聯(lián)網(wǎng)的三層架構(gòu)設(shè)計(jì)。其中，傳感層包括搭載了ZigBee無(wú)線通信模塊的各種傳感器和家用電器，可與ARM9智能家居監(jiān)控儀交互數(shù)據(jù)及命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)家居環(huán)境的全面感知；互聯(lián)層中，ARM9智能家居監(jiān)控儀作為嵌入式網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器[3]，用于連接傳感層和監(jiān)控層； 監(jiān)控層包括遠(yuǎn)程電腦、小區(qū)監(jiān)控中心和用戶手機(jī)，可通過(guò)Internet登錄監(jiān)控儀IP訪問(wèn)監(jiān)控網(wǎng)頁(yè)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)家居環(huán)境，控制家電的開(kāi)啟和關(guān)閉，真正實(shí)現(xiàn)智能控制。若出現(xiàn)異常，則執(zhí)行預(yù)定的控制動(dòng)作，例如啟動(dòng)蜂鳴器響鈴、啟動(dòng)排風(fēng)扇排風(fēng)等，同時(shí)通過(guò)小區(qū)網(wǎng)絡(luò)向小區(qū)監(jiān)控中心報(bào)警，并通過(guò)GPRS自動(dòng)給主人手機(jī)發(fā)報(bào)警短信，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合安防。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)采用的是Samsung 公司的基于ARM920T內(nèi)核的處理器S3C2410，它不僅具有獨(dú)立的16 KB指令和16 KB數(shù)據(jù)cache、全功能的MMU虛擬內(nèi)存管理單元，還集成了大量的功能接口[4]，本系統(tǒng)對(duì)相應(yīng)接口進(jìn)行了配置和擴(kuò)展。
圖1 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
ZigBee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的組建依靠ZigBee模塊芯片CC2430，每個(gè)傳感器及家用電器均配置一個(gè)CC2430芯片構(gòu)成通信節(jié)點(diǎn)[5]。S3C2410通過(guò)SPI總線與CC2430進(jìn)行通信，接收傳感器采集的信號(hào)及控制家用電器繼電器的閉合和斷開(kāi)；利用DM9000芯片把網(wǎng)口外擴(kuò)為以太網(wǎng)接口RJ45，與以太網(wǎng)連接，提供遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；通過(guò)串口連接GPRS模塊提供GPRS移動(dòng)通信功能；LCD控制器外掛LCD觸摸屏；I2S總線控制器外擴(kuò)蜂鳴器提供音頻報(bào)警；通過(guò)USB HOST控制器外擴(kuò)USB接口連接攝像頭。系統(tǒng)硬件架構(gòu)如圖2所示。
圖2 系統(tǒng)硬件架構(gòu)圖
3 系統(tǒng)軟件架構(gòu)
本系統(tǒng)的軟件架構(gòu)有三個(gè)層次：驅(qū)動(dòng)層、系統(tǒng)層和應(yīng)用層。在驅(qū)動(dòng)層，移植I2S驅(qū)動(dòng)、USB攝像頭驅(qū)動(dòng)、LCD驅(qū)動(dòng)和以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)，并編寫(xiě)ADC驅(qū)動(dòng)，用以保證各個(gè)硬件模塊能正常工作。在系統(tǒng)層，移植Linux操作系統(tǒng)、QT觸摸屏界面開(kāi)發(fā)環(huán)境及BOA嵌入式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。在應(yīng)用層，采用多線程編程方法實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能模塊，并通過(guò)編寫(xiě)CGI程序和遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)頁(yè)交互數(shù)據(jù)[6]。系統(tǒng)軟件架構(gòu)如圖3所示。
圖3 系統(tǒng)軟件架構(gòu)圖
3.1 嵌入式Web服務(wù)器遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)計(jì)
要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問(wèn)服務(wù)，必須先構(gòu)建嵌入式Web服務(wù)器。本系統(tǒng)移植了BOA Web服務(wù)器，再通過(guò)CGI建立Web瀏覽器與Web服務(wù)器之間的交互。CGI程序能夠嵌入HTML腳本，用C語(yǔ)言編寫(xiě)，使用ARM-GCC編譯，采用GET、POST或直接的URL參數(shù)傳遞方法與遠(yuǎn)程客戶端進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控[7]。首先，瀏覽器將遠(yuǎn)程客戶端發(fā)送的請(qǐng)求送到Web服務(wù)器，Web服務(wù)器將數(shù)據(jù)使用STDIN送給CGI程序，執(zhí)行CGI程序后獲得緩沖區(qū)中的設(shè)備信息，最后，使用STDOUT輸出包含家居環(huán)境信息的HTML形式的結(jié)構(gòu)文件，經(jīng)Web服務(wù)器送回瀏覽器，顯示給遠(yuǎn)程客戶端。CGI工作流程如圖4所示。
圖4 CGI工作流程圖
3.2 ZigBee無(wú)線通信設(shè)計(jì)
ZigBee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)由若干個(gè)通信節(jié)點(diǎn)組成[8]，通信節(jié)點(diǎn)由傳感器或家用電器配置一個(gè)ZigBee無(wú)線模塊芯片CC2430芯片構(gòu)成。其中，每個(gè)傳感器通信節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信流程是：CC2430芯片完成硬件初始化以后，向監(jiān)控儀發(fā)出入網(wǎng)申請(qǐng)，成為通信節(jié)點(diǎn)；為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的低耗能性，在通信節(jié)點(diǎn)成功接入網(wǎng)絡(luò)后立即轉(zhuǎn)入低耗能等待模式，盡可能減少能量消耗；系統(tǒng)隨時(shí)檢測(cè)傳感器信號(hào)狀態(tài)，一旦接收到異常的中斷請(qǐng)求即進(jìn)入全功能狀態(tài)，否則繼續(xù)等待；處于全功能狀態(tài)的通信節(jié)點(diǎn)接收傳感器傳遞過(guò)來(lái)的信號(hào)，如果是模擬信號(hào)，需先進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，再將數(shù)據(jù)通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控儀；傳輸完畢后，返回低能耗等待模式。其通信流程如圖5所示。
3.3 GPRS短信報(bào)警設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)有現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警和短信報(bào)警兩種報(bào)警方式，當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到有火災(zāi)或者有門(mén)禁入侵時(shí)，就會(huì)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)。其中，短信報(bào)警通過(guò)GPRS模塊實(shí)現(xiàn)。GPRS模塊通過(guò)串口與S3C2410連接，它具有一套標(biāo)準(zhǔn)的AT命令集，包括呼叫控制命令、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)相關(guān)命令、電話本命令、短信息命令等[9]。本系統(tǒng)通過(guò)對(duì)串口編程，給GPRS模塊發(fā)送包含AT短信息命令的字符串[10]，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)送固定內(nèi)容的短信。GPRS短信報(bào)警流程如圖6所示。
圖5 ZigBee無(wú)線通信流程圖
圖6 GPRS短信報(bào)警流程圖
4 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果
啟動(dòng)系統(tǒng)后，智能家居監(jiān)控儀的觸摸屏上可顯示實(shí)時(shí)的監(jiān)控界面，包括火警、煙霧、紅外門(mén)禁入侵等報(bào)警狀態(tài)及熱水器等家用電器的開(kāi)啟或關(guān)閉狀態(tài)，并可通過(guò)觸摸屏上的按鍵對(duì)系統(tǒng)、家電等進(jìn)行控制，觸摸屏監(jiān)控界面如圖7所示。通過(guò)任一遠(yuǎn)程電腦的瀏覽器登錄系統(tǒng)IP，可訪問(wèn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控頁(yè)面，在線查看家居環(huán)境、控制家電、實(shí)時(shí)拍照及錄像等，遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控頁(yè)面如圖8所示。
圖7 觸摸屏監(jiān)控界面
圖8 遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控頁(yè)面
5 結(jié) 語(yǔ)
本系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)的全面感知、互聯(lián)傳輸及智能控制三層架構(gòu)設(shè)計(jì)，并使用ZigBee無(wú)線通信技術(shù)克服了有線布線的弊端，使得監(jiān)控點(diǎn)配置靈活。GPRS移動(dòng)通信技術(shù)、嵌入式Internet技術(shù)的綜合應(yīng)用，則實(shí)現(xiàn)了小區(qū)乃至更大區(qū)域的聯(lián)合和實(shí)時(shí)安防，實(shí)現(xiàn)了多平臺(tái)、多網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接。
參 考 文 獻(xiàn)
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根據(jù)國(guó)脈物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究中心在《2010~2015中國(guó)智能家居產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)與投資機(jī)會(huì)研究報(bào)告》中的預(yù)測(cè)：2015年我國(guó)建筑總面積將達(dá)到632.7億平方米，較2010年新增132.2億平方米。同時(shí)，中國(guó)2010年智能家居市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到420億元，預(yù)計(jì)2010~2015五年市場(chǎng)規(guī)模增速將超過(guò)20%，2015年有望達(dá)到1380億元。
機(jī)遇不僅在C端
隨著市場(chǎng)的擴(kuò)展，越來(lái)越多的廠商加入到智能家居戰(zhàn)爭(zhēng)中。除了海爾、小米等傳統(tǒng)家電和IT企業(yè)，目前市場(chǎng)上玩家還有傳統(tǒng)可視對(duì)講廠家和智能控制類廠商。
對(duì)于資金充足、資源豐富的傳統(tǒng)家電巨頭，要進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)的改造并不困難。成立智能家居研究院或者與互聯(lián)網(wǎng)巨頭企業(yè)形成聯(lián)盟都能形成有效幫助。然而，對(duì)于中小型家電企業(yè)來(lái)說(shuō)，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上投入過(guò)多并不是一件明智的事情。
因此也催生了一批為傳統(tǒng)家電企業(yè)轉(zhuǎn)型提供物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持的服務(wù)類公司。這些公司也得到資本的大力支持。
2014年4月Broadlink獲得京東與360的1000萬(wàn)美元投資，8月機(jī)智云也獲得經(jīng)緯320萬(wàn)美元融資。
這類服務(wù)升級(jí)公司都能夠給企業(yè)提供一套完整的硬件設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)，幫助傳統(tǒng)硬件廠商做產(chǎn)品升級(jí)換代。
行業(yè)內(nèi)大部分的企業(yè)服務(wù)大多針對(duì)大型企業(yè)硬件提供升級(jí)解決方案，而更大的市場(chǎng)潛藏在中小型傳統(tǒng)家電中。
攀多物聯(lián)就是為B端客戶提供這樣一種升級(jí)解決方案。
目前的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包括感知層、傳輸層和應(yīng)用層。應(yīng)用層分硬件和軟件，硬件是基礎(chǔ)的底層，軟件與硬件相連，屬于驅(qū)動(dòng)層，一般是靠線路操縱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。而上面一層傳輸層則是決定產(chǎn)品以何種方式連入互聯(lián)網(wǎng)，最上面一層就是云端。
業(yè)內(nèi)大部分的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)主要集中在某一層技術(shù)上，而攀多則是著力在打通各個(gè)技術(shù)層，從而給企業(yè)提供全套的解決方案。這對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)說(shuō)存在一定創(chuàng)新意義。
攀多物聯(lián)CEO田龍強(qiáng)告訴《第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào)》記者：“目前也沒(méi)有在這塊形成技術(shù)的，這是全新的業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景，但沒(méi)有很好用的技術(shù)，我們的技術(shù)針對(duì)這塊?！?/p>
這種解決方案能夠快速提高傳統(tǒng)家電企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)改造的時(shí)間。田龍強(qiáng)介紹道：“如果是針對(duì)企業(yè)已有硬件產(chǎn)品做升級(jí)，只需要在企業(yè)原有的硬件產(chǎn)品上加上我們的聯(lián)網(wǎng)模塊，整個(gè)的過(guò)程只需要1周以內(nèi)?！?/p>
裝置聯(lián)網(wǎng)模塊的家電設(shè)備能夠用下載App的移動(dòng)端工具實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。
傳統(tǒng)企業(yè)如何借力互聯(lián)網(wǎng)
除了提供物聯(lián)網(wǎng)解決方案，攀多同時(shí)聯(lián)手這些企業(yè)開(kāi)發(fā)全新的硬件產(chǎn)品，除了聯(lián)網(wǎng)模塊，這個(gè)過(guò)程還涉及到設(shè)計(jì)硬件電路板。田龍強(qiáng)畢業(yè)于中科院硬件與嵌入式開(kāi)發(fā)專業(yè)，負(fù)責(zé)攀多硬件部分的設(shè)計(jì)。
目前，業(yè)內(nèi)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)商業(yè)模式還在探尋。雖然硬件設(shè)備能夠吸引更大的資本青睞，但是由于技術(shù)尚處在探索階段，對(duì)于商業(yè)模式，攀多團(tuán)隊(duì)也有更多嘗試。在一些家用的小擺件上通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)植入一些有趣的創(chuàng)意。
攀多運(yùn)用硬件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了針對(duì)情侶市場(chǎng)的擺件情書(shū)。通過(guò)移動(dòng)設(shè)備，情侶間可以通過(guò)編輯情話發(fā)送到硬件上顯示。加強(qiáng)熱戀期情侶持續(xù)交互?！耙郧扒閭H禮品都是走商業(yè)禮品渠道，里面沒(méi)有更多的交互內(nèi)容，像這種內(nèi)容產(chǎn)品一方面是個(gè)硬件，但同時(shí)也有互聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)模式在，就是增值的一些，編輯賀卡等可以體現(xiàn)產(chǎn)品的不同的體驗(yàn)，這是不同的商業(yè)模式?！碧稞垙?qiáng)說(shuō)道。
這款產(chǎn)品在8月開(kāi)始眾籌。這些嘗試讓攀多發(fā)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)從B端推向C端的可能。
[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng) 智能系統(tǒng) 應(yīng)用
[中圖分類號(hào)]TP311.52
[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A
[文章編號(hào)]1672-5158（2013）05-0100-01
物聯(lián)網(wǎng)其定義為把所有對(duì)象透過(guò)無(wú)線射頻識(shí)別（RFID）及感測(cè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將感測(cè)設(shè)備與網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智慧化的識(shí)別和管。
一、物聯(lián)網(wǎng)在智能家居中的應(yīng)用發(fā)展
物聯(lián)網(wǎng)是把所有對(duì)象透過(guò)無(wú)線射頻識(shí)別等訊息，將感測(cè)設(shè)備與網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)智慧化的識(shí)別和管？的技術(shù)。在整個(gè)網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，用RFID自動(dòng)識(shí)別和信息獲取、無(wú)線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，將架構(gòu)一個(gè)包含世界上所有事物的相連結(jié)。互聯(lián)網(wǎng)是對(duì)象間互相聯(lián)絡(luò)，溝通的形式將擴(kuò)大從人際到人際，人類事物與事物，事物。這將改變?nèi)藗兊纳顜?lái)一個(gè)新的無(wú)處在的計(jì)算和通信的時(shí)代。無(wú)線射頻率識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency IDentification，RFID）及相關(guān)識(shí)別技術(shù)將成為物聯(lián)網(wǎng) （Internet of Things，IoT）的基礎(chǔ)。在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，所有的對(duì)象能夠自動(dòng)識(shí)別，互相進(jìn)？信息交流。以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)運(yùn)用在居家照護(hù)的電子網(wǎng)絡(luò)化，結(jié)合各類的醫(yī)療照護(hù)儀器，識(shí)別其中的信息，來(lái)達(dá)到和照護(hù)者的溝通，甚至透過(guò)網(wǎng)絡(luò)可與遠(yuǎn)程的醫(yī)療機(jī)構(gòu)進(jìn)？被照護(hù)者的實(shí)時(shí)信息交換?？沙浞莸墓?jié)時(shí)間，提高救護(hù)的效率，在互聯(lián)網(wǎng)的東西，異質(zhì)性的設(shè)備和技術(shù)，帶來(lái)一些挑戰(zhàn)，由于同的設(shè)備在管異構(gòu)數(shù)據(jù)具有同特點(diǎn)。在這種情況下，物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)分析，數(shù)據(jù)管框架的物聯(lián)網(wǎng)也基于Web服務(wù)的設(shè)計(jì)。也有研究出以環(huán)境智能基礎(chǔ)為架構(gòu)的家庭護(hù)系統(tǒng)，來(lái)克服目前所需面對(duì)的居家護(hù)識(shí)別的困難。
二、基于物聯(lián)網(wǎng)的智能居家照護(hù)方法
居家照護(hù)架構(gòu)可分為四層，說(shuō)明如下：
1.設(shè)備層：也就是指照護(hù)所使用到的設(shè)備，主要是辨識(shí)被照護(hù)者的標(biāo)簽、血糖機(jī)及血壓計(jì)等設(shè)備，這些設(shè)備經(jīng)測(cè)后會(huì)將資傳至控制層。
2.控制層：這部份主要在接收設(shè)備層傳感器（sensor）傳出的資，有RFIDReader用來(lái)取tag的資辨別是否為被照護(hù)者本人，IEEE 1451 i’nterrace是用在接收各類的照護(hù)設(shè)備傳感器資。
3.傳輸層：是用接收傳送資至應(yīng)用層，大部份是使用Bluetooth，Wi Fi，Zigbee，COM等。
4.應(yīng)用層：包括ALE，EPCIS Capture Application，EPCIS Query Interface，還有Complex Event Process Engine針對(duì)所接收到的照護(hù)設(shè)備資的事件資過(guò)濾、篩選后透過(guò)EPCIS Repository進(jìn)事件處理后產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的事件狀況。
依據(jù)相關(guān)居家照護(hù)醫(yī)療設(shè)備其傳輸界面為Bluetooth，RS 232，USB或紅外線，必須使用IEEE 1451.x的協(xié)議來(lái)當(dāng)作接口進(jìn)連結(jié)及資的傳輸接收，被照護(hù)者的RFID tag則需以ALE Middie進(jìn)資辨識(shí)接收。再者將所接收到的資傳NEPCIS，觸發(fā)EPCIS～Object Event，這些事件將被儲(chǔ)存于EPCIS事件儲(chǔ)藏庫(kù)中（Event Repository），此為儲(chǔ)存EPc資的資庫(kù)，也存放EPCIS Object Event所定義的event type之資，或者是使用者自定義vocabulary之資，Object Event依EPCglobal標(biāo)準(zhǔn)所定義的格式。
PCIS僅僅是一個(gè)實(shí)體的資庫(kù)，重要的是還有各種的接口，以來(lái)連到各種同的資庫(kù)實(shí)體。
針對(duì)居家照護(hù)的醫(yī)療設(shè)備，如血糖機(jī)、血壓計(jì)可依被照護(hù)者的原本歷史檢驗(yàn)檢查值定義出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值，像血糖過(guò)高應(yīng)進(jìn)么對(duì)應(yīng)的處理狀況，針對(duì)這些事件然后產(chǎn)生一個(gè)單一事件處理程序，進(jìn)而心跳過(guò)低和血糖低于標(biāo)準(zhǔn)二種狀況發(fā)生需進(jìn)么處理程序，定義出所謂的復(fù)合事件處理程序。
以目前的居家照護(hù)平臺(tái)所使用的方法大為較封閉式的架構(gòu)，被照護(hù)者的一些相關(guān)照護(hù)資沒(méi)有一個(gè)很明確的處理方式，也可能無(wú)法達(dá)到與其它的照護(hù)系統(tǒng)的交互作用連結(jié)處理。本研究提出的方法為一個(gè)較開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)化的居家照護(hù)處理，而非一般封閉式之處理，資？接收后進(jìn)人引擎中，可以針對(duì)如血糖、血壓等資進(jìn)相對(duì)應(yīng)的單一事件處理或者血糖與心跳資二者的復(fù)合事件處理，這個(gè)引擎平臺(tái)是可方讓其它的居家護(hù)平臺(tái)將照護(hù)的資傳送進(jìn)來(lái)加以分析產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的處理事件，如此一來(lái)可達(dá)到一個(gè)照護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化可達(dá)到一個(gè)開(kāi)放式的處理引擎平臺(tái)。
基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)，對(duì)住宅內(nèi)的家用電器、照明燈光等進(jìn)行智能控制，并實(shí)現(xiàn)家庭安全防范，并結(jié)合其他系統(tǒng)為住戶提供一個(gè)溫馨舒適、安全節(jié)能、先進(jìn)高尚的家居環(huán)境，讓住戶充分享受到現(xiàn)代科技給生活帶來(lái)的方便與精彩。
物聯(lián)網(wǎng)與智能家居
想要實(shí)現(xiàn)物體的智能控制，只有通過(guò)物與物的聯(lián)網(wǎng)才能實(shí)現(xiàn)，也就是通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)智能家居控制。物聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)充了網(wǎng)絡(luò)的范圍，單個(gè)的物體不再孤獨(dú)，而是與他周圍的物體聯(lián)動(dòng)起來(lái)。比如，當(dāng)家中發(fā)生煤氣泄漏時(shí)，窗戶自動(dòng)打開(kāi)，新風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)，報(bào)警信息自動(dòng)發(fā)送，相關(guān)的物體都來(lái)處理這個(gè)事件，讓您及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并預(yù)防事故的發(fā)生。這就需要各個(gè)系統(tǒng)之間相互配合和合作，只有整個(gè)體系都互聯(lián)了，才能實(shí)現(xiàn)智能化控制。
物聯(lián)網(wǎng)是指通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備和技術(shù)，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
智能家居是以住宅為平臺(tái)，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)，將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。
智能家居物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)居住環(huán)境，是以住宅為平臺(tái)安裝有智能家居系統(tǒng)的居住環(huán)境，實(shí)施智能家居系統(tǒng)的過(guò)程就稱為智能家居集成。
智能家居系統(tǒng)的組成
智能家居系統(tǒng)可以向用戶提供家電統(tǒng)一管理、照明控制、供電控制、室內(nèi)無(wú)線遙控、防盜報(bào)警、家居安全保障、溫度光照檢測(cè)與調(diào)節(jié)、電話遠(yuǎn)程控制及INTERNET遠(yuǎn)程遙控等功能，將給人們的居家生活帶來(lái)更多安全、舒適和便利。
智能安防系統(tǒng)。安裝在室內(nèi)外各處的紅外探測(cè)器、紅外對(duì)射、門(mén)磁為您的家庭構(gòu)建了第二道防線。當(dāng)有警情發(fā)生時(shí)，能自動(dòng)撥打電話，并聯(lián)動(dòng)相關(guān)電器做報(bào)警處理，您可通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)隨時(shí)了解家中的情況并決定如何處理。如當(dāng)室內(nèi)發(fā)生燃?xì)庑孤┗蛞兹嘉锂a(chǎn)生煙霧時(shí)，傳感器感知情況后，報(bào)警系統(tǒng)立即發(fā)出警報(bào)，自動(dòng)以信息的方式告知你，以便做出最快反應(yīng)。
智能照明系統(tǒng)?？蛷d和起居室具有多種燈光模式組合，使環(huán)境光線更為舒適，同時(shí)亦可作較多的變化，以適應(yīng)不同的情況，例如：當(dāng)您下班時(shí)走近光線昏暗的過(guò)道時(shí)，過(guò)道照明自動(dòng)緩慢點(diǎn)亮，在人員離開(kāi)后2分鐘，燈光將會(huì)自動(dòng)緩慢關(guān)閉。
智能窗簾系統(tǒng)。本系統(tǒng)可以使用墻壁開(kāi)關(guān)控制窗簾開(kāi)合，并且可以使窗簾停留在軌道任意位置。同時(shí)，可以讓用戶在床上休息時(shí)利用遙控器或其它的控制方式來(lái)對(duì)窗簾進(jìn)行控制，也可以配合家庭智能終端對(duì)窗簾進(jìn)行定時(shí)控制，使得家庭裝修的更具智能個(gè)性化。
智能娛樂(lè)系統(tǒng)。智能娛樂(lè)系統(tǒng)，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是在居室的任何一間房里，包括廚房、衛(wèi)生間和陽(yáng)臺(tái)，均安裝背景音樂(lè)線，通過(guò)多個(gè)音源，可以讓每個(gè)房間都聽(tīng)到美妙的背景音樂(lè)。如果有的房間不想聽(tīng)可以獨(dú)立控制這間房的開(kāi)關(guān)，還可調(diào)節(jié)音量大小及享受自己的MP3。如果家長(zhǎng)在客廳放音樂(lè)，不想影響在臥室休息的小孩，可以通過(guò)控制器直接將臥室的音樂(lè)關(guān)上，這樣別的房間就不會(huì)受到干擾，不會(huì)影響到家人的學(xué)習(xí)或休息。
家電控制系統(tǒng)。目前大部分的家庭電器都通過(guò)電源插座獲得交流電能的供應(yīng)。智能家居把注意力放在暖氣、熱水器、空調(diào)、冰箱和洗衣機(jī)等這些能源消耗較多的家用電器上。比如當(dāng)您在下班前半小時(shí)，只要撥動(dòng)手機(jī)按鍵，就可以開(kāi)啟空調(diào)，慢慢調(diào)節(jié)，把室溫調(diào)節(jié)到適宜人體的溫度。要實(shí)現(xiàn)手機(jī)遙控空調(diào)，在手機(jī)發(fā)出指令給智能家居的網(wǎng)關(guān)，再傳輸?shù)接糜诳照{(diào)系統(tǒng)的zigbee網(wǎng)絡(luò)化改造的無(wú)線控制模塊，無(wú)線控制模塊內(nèi)嵌在空調(diào)系統(tǒng)中，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)空調(diào)進(jìn)行操縱。
遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。遠(yuǎn)程醫(yī)療是信息技術(shù)與醫(yī)學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，它使用遠(yuǎn)程通信和計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)為患者提供醫(yī)學(xué)信息和醫(yī)療服務(wù)，主要應(yīng)用在臨床會(huì)診、檢查、診斷、監(jiān)護(hù)、指導(dǎo)治療、醫(yī)學(xué)研究、交流、醫(yī)學(xué)教育和手術(shù)觀摩等方面。遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)作為遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)中的一部分，是將采集的被監(jiān)護(hù)者的生理參數(shù)與視頻、音頻以及影像等資料通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳送到社區(qū)監(jiān)護(hù)中心，用于動(dòng)態(tài)跟蹤病態(tài)發(fā)展，以保障及時(shí)診斷、治療。隨著當(dāng)今社會(huì)老年人口的劇增，醫(yī)療資源中監(jiān)護(hù)的作用更加突出。
關(guān)鍵詞：智能家居；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)
中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
在智能家居的發(fā)展應(yīng)用中，將智能家居與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合是智能家居發(fā)展應(yīng)用的一個(gè)重要的發(fā)展方向。本文將對(duì)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析介紹，通過(guò)充分利用WIFI和4G技術(shù)將智能家居系統(tǒng)各層之間有機(jī)的聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)智能家居系統(tǒng)各系統(tǒng)層之間的信息交互，從而實(shí)現(xiàn)智能家居系統(tǒng)中人與物、物與物的交互性控制。
1.智能家居系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)分析
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一種應(yīng)用于物與物之間相互連接通信的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以將虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和物理實(shí)體網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效的連接，從而使得用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)于家中智能設(shè)備的控制。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中其有著廣闊的發(fā)展前景。而智能家居系統(tǒng)則是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)于家居設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)控制。物聯(lián)網(wǎng)和智能家居系統(tǒng)之間有著極強(qiáng)的互補(bǔ)性，兩者之間的結(jié)合將會(huì)迸發(fā)出“1+1>2”的效果?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居控制系統(tǒng)將利用分布于被控設(shè)備上的各種信息傳感器來(lái)對(duì)各種信息進(jìn)行收集、判斷、傳遞的基礎(chǔ)上構(gòu)建起連接家中所有家具設(shè)備（諸如家居安全控制系統(tǒng)、家用電器）的控制網(wǎng)絡(luò)，從而形成一整套的安全與家具設(shè)備控制系統(tǒng)。基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)具有如下的特點(diǎn)：
（1）極強(qiáng)的實(shí)施聯(lián)網(wǎng)性，通過(guò)這一系統(tǒng)能夠有效地將家中的各種設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)通信。
（2）及時(shí)性，業(yè)主可以隨時(shí)隨地的通過(guò)移動(dòng)終端來(lái)對(duì)家居進(jìn)行監(jiān)控并對(duì)一些突發(fā)事件進(jìn)行遠(yuǎn)程操控處理，通過(guò)這一方式能夠?qū)⒏鞣N損失的影響降至最低。
（3）極強(qiáng)的靈敏性。基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)依靠多種傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)于周邊環(huán)境的實(shí)時(shí)信息監(jiān)控，傳感器通過(guò)將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理以便根據(jù)設(shè)定完成相關(guān)的控制功能。
2.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建
在嵌入式智能家居系統(tǒng)的構(gòu)建上需要通過(guò)家庭網(wǎng)關(guān)完成智能家居系y所連接的各設(shè)備的信息交互。因此在基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)的構(gòu)建中需要在每個(gè)家庭中設(shè)置一個(gè)集中式的家庭網(wǎng)關(guān)，而在拓展基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)的系統(tǒng)功能時(shí)則需要對(duì)家庭設(shè)置進(jìn)行更改，從而使得智能家居系統(tǒng)的拓展難度大為增加。本系統(tǒng)將嵌入式智能家居系統(tǒng)作為構(gòu)建的基礎(chǔ)，并輔助以中間件技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、WIFI技術(shù)等，從而使得基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)在信息處理、整合等方面的能力大為提高，相較于傳統(tǒng)智能系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)所存在的信息孤島問(wèn)題，新的基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)在智能信息構(gòu)建中發(fā)揮著極為重要的作用。在基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)的構(gòu)建中主要分為以下主要的體系結(jié)構(gòu)：
（1）組成系統(tǒng)的各級(jí)傳感設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備。在基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)的構(gòu)建中需要使用各種傳感設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備用以實(shí)現(xiàn)對(duì)于信息的采集，這些傳感器包含聲、光、化學(xué)等類型的傳感器，通過(guò)這些傳感器所采集到的信號(hào)整個(gè)智能家居系統(tǒng)能夠?qū)ν饨缧畔⒂兄浞值恼J(rèn)識(shí)。
（2）基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)中各基礎(chǔ)類型的傳感器將采集到的信息發(fā)送至中央控制系統(tǒng)，通過(guò)中央控制系統(tǒng)來(lái)對(duì)智能家居系統(tǒng)中的各種設(shè)備進(jìn)行管理和控制。在基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)工作時(shí)，首先，中央控制系統(tǒng)接收到各傳感器所采集到的各種外界數(shù)據(jù)，將各類數(shù)據(jù)與智能家居系統(tǒng)中所存儲(chǔ)的相關(guān)設(shè)定進(jìn)行比對(duì)，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)中的各類設(shè)備進(jìn)行控制。此外，該控制系統(tǒng)能夠在系統(tǒng)遭遇緊急情況時(shí)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，并在自動(dòng)報(bào)警時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。同時(shí)基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)在工作時(shí)的各種傳輸信息將會(huì)被記錄在用戶數(shù)據(jù)庫(kù)中，以備后續(xù)查看。
（3）應(yīng)用層。應(yīng)用層是用戶圖形界面的接口，也是用戶與基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)進(jìn)行直接交互的窗口。在基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中，用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)APP等完成對(duì)于基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)的登錄，并在完成系統(tǒng)登錄后對(duì)組成基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)中的各家居設(shè)備進(jìn)行管理操作，通過(guò)對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行刪除、添加等操作用以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。
此外，在構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)的過(guò)程中還可以使用Android平臺(tái)來(lái)完成對(duì)于智能家居系統(tǒng)的構(gòu)建。通過(guò)這一構(gòu)建方式將能夠使得基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)得到極大的擴(kuò)展。利用Android平臺(tái)與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的方式使得控制系統(tǒng)能夠依靠無(wú)線的方式來(lái)對(duì)組成智能家居的各設(shè)備進(jìn)行控制。因此，可以構(gòu)建起以物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)為核心并輔助以基于Android平臺(tái)的手機(jī)控制終端的模式來(lái)完成整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)的構(gòu)建。在構(gòu)建Android客戶端的過(guò)程中，Android客戶端的控制系統(tǒng)包括有用戶界面UI、Socket通信、SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)等的組成部分。此外，基于Android平臺(tái)所開(kāi)發(fā)的手機(jī)、平板等移動(dòng)終端所開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序包含一部分的組件并可以根據(jù)需要予以激活。在網(wǎng)絡(luò)編程上，Android的通信模式十分友好，通過(guò)結(jié)合TCP的傳輸通信方式以及UDP的傳輸，Android平臺(tái)中可以通過(guò)采用其中所帶有的Dategram Socket或是Dategram Package類的組件用以實(shí)現(xiàn)Android控制系統(tǒng)的編制。Socket的編程方式是一種底層結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行Android平臺(tái)通信模塊的組建時(shí)可以將其作為整個(gè)Android控制系統(tǒng)中應(yīng)用協(xié)議的基礎(chǔ)。憑借Socket對(duì)象的創(chuàng)建就能夠?qū)崿F(xiàn)以打開(kāi)輸入輸出流的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)與用戶、智能家居設(shè)備之間的信息交互。整個(gè)控制系統(tǒng)中客戶端與服務(wù)器之間主要是按照以下的模式進(jìn)行工作的。首先，用戶服務(wù)器通過(guò)以Serversocket為對(duì)象實(shí)現(xiàn)對(duì)于服務(wù)器的初始化，而后等待客戶端的接入鏈接。此后，構(gòu)建Socket對(duì)象完成對(duì)于客戶端的初始化操作。服務(wù)器在接收到客戶端所發(fā)出的控制請(qǐng)求后做出反應(yīng)并使得兩者之間進(jìn)行相互的鏈接。待到鏈接完成后，通過(guò)客戶端即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制操作。而后服務(wù)器將會(huì)對(duì)客戶的操作做出相應(yīng)的回應(yīng)。這一過(guò)程直至客戶端中止操作為止。在完成對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建中，由于智能家居所需處理的信息量較少且相應(yīng)的時(shí)間也較短，因此無(wú)需高要求的數(shù)據(jù)庫(kù)。在構(gòu)建智能家居系統(tǒng)時(shí)可以使用Android平臺(tái)中所內(nèi)置的SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)完成數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建。SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)能夠?qū)ULL、INTEGER等類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行良好的管理。
結(jié)語(yǔ)
在通信技術(shù)不斷發(fā)展的今天，基于物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建起智能家居系統(tǒng)并通過(guò)采用手機(jī)APP作為智能家居系統(tǒng)的控制終端將極大地拓展智能家居系統(tǒng)的應(yīng)用范圍和使用的交互性。本文在分析智能家居系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)如何做好基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)的構(gòu)建進(jìn)行了分析介紹。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】智能家居；物聯(lián)網(wǎng)；GPRS；ARM；Zigbee
Abstract：This article use the ARM platform and GPRS technologies to achieve the remote monitoring and control household，use Zigbee wireless communication technology and the CC2430 chip to achieve the constitution of the family internal LAN，use AT89C51 single-chip microcomputer to control the node control chip and the control mode for the corresponding interrupt control.The central controller ARM，GPRS module，Zigbee module through serial communication between way realization，so that make the whole system combined into as a whole.Through the control system，users can control of household equipments and obtain various data of household using the Internet or mobile at any time.
Key Words：Smart Home；The Internet of Things；GPRS；ARM；Zigbee
1.引言
2009年1月，IBM公司提出了“智慧地球”的理念；2009年8月，總理在中科院無(wú)錫高新微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心考察時(shí)，提出了“感知中國(guó)”的目標(biāo)[1]。物聯(lián)網(wǎng)是以感知為核心的物物互聯(lián)，從技術(shù)角度又稱為傳感網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)將成為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò)之后的信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮[2]。
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，世界迎來(lái)了信息化時(shí)代?，F(xiàn)如今，可以把信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來(lái)應(yīng)用于建筑及住宅，于是出現(xiàn)了智能建筑及住宅。
2.智能家居的概述
智能家居概念的起源很早，但一直未有具體的建筑案例出現(xiàn)，直到1984年美國(guó)聯(lián)合科技公司（United Techno1ogies Building System）將建筑設(shè)備信息化、整合化概念應(yīng)用于美國(guó)康乃迪克州（Conneticut）哈特佛市（Hartford）的City Place Building時(shí)，才出現(xiàn)了首棟的“智能型建筑”，從此揭開(kāi)了全世界爭(zhēng)相建造智能家居的序幕[3]。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，尤其是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)和發(fā)展，智能家居逐步進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代。它能提供照明控制、遠(yuǎn)程家電控制、安防報(bào)警、室內(nèi)外遙控、自動(dòng)窗簾、可編程定時(shí)控制等多種功能和手段，使人們的生活更加安全、舒適和便捷。
3.系統(tǒng)總體方案
3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及主要功能
系統(tǒng)主要由家庭智能控制模塊、圖像處理單元、ARM中央控制平臺(tái)、Zigbee無(wú)線傳輸模塊[4]、GPRS無(wú)線通信模塊和因特網(wǎng)通信等部分組成，其總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示。
其中家庭智能控制模塊主要包括智能安防報(bào)警模塊、智能照明控制模塊及空調(diào)遠(yuǎn)程控制模塊。各控制模塊通過(guò)Zigbee模塊與ARM中央控制平臺(tái)實(shí)現(xiàn)連接，組成一個(gè)星形家庭智能控制網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，ARM中央控制平臺(tái)可連接一個(gè)USB攝像頭，實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控[5]。ARM中央控制平臺(tái)通過(guò)GPRS和因特網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與外部的連接，用戶出門(mén)在外也可以隨時(shí)隨地的通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或者手機(jī)對(duì)智能家居進(jìn)行控制。
3.2 系統(tǒng)硬件架構(gòu)
中央控制器采用了ARM920T S3C2400作為主控芯片，S3C2400內(nèi)部集成的TFT/STN LCD觸摸屏控制器主要用于傳輸顯示數(shù)據(jù)和產(chǎn)生控制信號(hào)，支持屏幕水平和垂直滾動(dòng)顯示。該LCD接口利用S3C2440內(nèi)部集成的LCD控制器，可直接和大多數(shù)TFT液晶顯示屏直接相連，通過(guò)IIC接口利用IIC總線可以控制液晶顯示屏的背光、對(duì)比度等，從而實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交換界面的建立[6]。
Flash存儲(chǔ)芯片可通過(guò)接口總線直接與S3C2400相連，用戶可以在其內(nèi)部存放系統(tǒng)啟動(dòng)代碼、根文件系統(tǒng)及內(nèi)核代碼，從而形成隨機(jī)存儲(chǔ)器，用戶可在Flash上執(zhí)行啟動(dòng)代碼，在SDRAM上執(zhí)行主程序。系統(tǒng)硬件電路框圖中與中央控制器相連的CC2430芯片為Zigbee無(wú)線傳輸芯片，負(fù)責(zé)傳感器節(jié)點(diǎn)、控制器終端節(jié)點(diǎn)以及中央控制器的各種數(shù)據(jù)信息的接收和傳輸。
3.3 系統(tǒng)軟件架構(gòu)
系統(tǒng)主程序主要運(yùn)用C語(yǔ)言編寫(xiě)，結(jié)合一些主要函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊對(duì)應(yīng)的功能，如系統(tǒng)主程序的初始化、系統(tǒng)設(shè)置等。主程序主要由各子程序組成，包括Zigbee無(wú)線通信程序、GPRS無(wú)線通信程序、各終端模塊控制程序等[7]。系統(tǒng)主程序流程圖如圖3所示。
4.各部分功能及構(gòu)成
4.1 智能安防報(bào)警模塊
此模塊的作用是通過(guò)煙霧傳感器對(duì)室內(nèi)氣體進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，若有異常則向中央控制器CC2430發(fā)送數(shù)據(jù)信息，以短信的形式向用戶手機(jī)發(fā)送警報(bào)，從而起到安防的作用[8]。
煙霧傳感器可以有效地檢測(cè)環(huán)境中可燃?xì)怏w或有毒氣體的濃度，對(duì)家居中的安全隱患進(jìn)行檢測(cè)，從而防止火災(zāi)或事故的發(fā)生。針對(duì)家用可燃性氣體如液化氣或天然氣等氣體的檢測(cè)，選擇采用TGS813氣敏傳感器，TGS813傳感器外觀如圖4所示。
4.2 智能照明控制模塊
照明控制器采用AT89C51單片機(jī)做為控制芯片，與CC2430采用串口異步通信的方式進(jìn)行信息的傳遞。模塊結(jié)構(gòu)框圖如圖5所示。
此部分主要由延時(shí)選擇電路、光照檢測(cè)電路、熱釋電傳感器及處理電路、單片機(jī)系統(tǒng)和輸出控制電路組成。工作時(shí)，光照檢測(cè)電路和熱釋電紅外線傳感器采集光照強(qiáng)弱、室內(nèi)是否有人等信息傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，單片機(jī)根據(jù)信息通過(guò)輸出控制電路對(duì)照明設(shè)備進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作，從而實(shí)現(xiàn)智能照明控制，達(dá)到節(jié)能的目的。并且，和空調(diào)控制器類似，本模塊中Zigbee通信模塊CC2430收發(fā)模塊終端通過(guò)串口通信方式與照明系統(tǒng)控制器相連，從而用戶用手機(jī)即可控制照明控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各種控制命令[9]。
照明控制模塊選擇AT89C51單片機(jī)作為終端控制，其系統(tǒng)硬件電路如圖6所示。當(dāng)外界環(huán)境光照強(qiáng)時(shí)，光敏電阻R13阻值較小則A點(diǎn)電平較低；當(dāng)外界環(huán)境光照弱時(shí)，光敏電阻R13阻值較大，則A點(diǎn)電平較高，將此電平送到單片機(jī)，由程序控制是否實(shí)現(xiàn)照明。
4.3 空調(diào)遠(yuǎn)程控制模塊
此模塊設(shè)計(jì)使用Zigbee通信模塊CC2430通過(guò)串口通信方式與空調(diào)控制器相連，從而用戶可以直接用手機(jī)即可控制空調(diào)主機(jī)實(shí)現(xiàn)各種控制。例如，在炎熱的夏季，在回家之前提前半小時(shí)用手機(jī)遙控開(kāi)啟空調(diào)系統(tǒng)，使得到家后室溫涼爽。
在當(dāng)今空調(diào)品牌中，大部分都采用的HBS總線，因?yàn)橐话愕闹悄芗揖涌刂葡到y(tǒng)和HBS總線不兼容，所以想把空調(diào)加入到智能家居控制系統(tǒng)中需要通過(guò)單片機(jī)和HBS通信模塊MM1192芯片連接從而實(shí)現(xiàn)智能家居對(duì)空調(diào)的控制[10]。
MM1192是由日本的MITSUMIG公司研發(fā)的專為HBS總線控制模塊設(shè)計(jì)的一種解碼譯碼芯片，其自身帶有編碼和解碼電路，可與單片機(jī)直接相連。在設(shè)計(jì)單片機(jī)I/O控制口時(shí)，令P1口作為各種控制按鍵的控制口，不同的按鍵對(duì)應(yīng)不同的控制功能，具體分為：開(kāi)機(jī)、高溫、低溫、除濕、送風(fēng)、制冷、加熱、關(guān)機(jī)。控制狀態(tài)的顯示輸出可利用P2口進(jìn)行連接，當(dāng)前的命令也可通過(guò)八個(gè)不同的LED發(fā)光二級(jí)管顯示。
5.小結(jié)
使用ARM S3C2440和ARM-Linux系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)的中央控制平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)家居各種信息的檢測(cè)和控制；利用無(wú)線短距離Zigbee通信模塊建立家庭內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)中央控制平臺(tái)與各職能控制器終端的無(wú)線通信；利用GPRS模塊實(shí)現(xiàn)了對(duì)職能家居的遠(yuǎn)程監(jiān)控，使用戶無(wú)論何時(shí)何地都能通過(guò)手機(jī)了解家中的情況，并且對(duì)家電設(shè)備進(jìn)行控制。
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關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；ZigBee；無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)；智能家居
DOIDOI：10.11907/rjdk.161600
中圖分類號(hào)：TP319
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)文章編號(hào)：16727800（2016）009009702
作者簡(jiǎn)介作者簡(jiǎn)介：孫會(huì)民（1990-），女，山東菏澤人，山東科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院碩士研究生，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)軟件理論。
0引言
智能家居利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、綜合布線技術(shù)，融合個(gè)性需求，將與家居生活有關(guān)的各個(gè)子系統(tǒng)如安防、燈光控制、空調(diào)控制、窗簾控制、信息家電、場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等有機(jī)地結(jié)合在一起，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)綜合智能控制和管理，實(shí)現(xiàn)以人為本的全新家居生活體驗(yàn)。
本方案用電腦作為客戶端，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò) （WiFi、GPRS） 對(duì)家居系統(tǒng)進(jìn)行控制，做到方便、快捷、觸手可及。
1智能家居監(jiān)控系統(tǒng)
本系統(tǒng)以CC2530為控制核心，完成信息的采集與電器的控制等操作。終端節(jié)點(diǎn)把采集的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式發(fā)給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器通過(guò)A8網(wǎng)關(guān)把打包好的數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器供外部調(diào)用[13]。平臺(tái)上配有液晶顯示模塊，人機(jī)交互界面能方便進(jìn)行相關(guān)操作。
數(shù)據(jù)傳輸既可以通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，也可以利用現(xiàn)有的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，如WiFi網(wǎng)絡(luò)[4]。在家庭內(nèi)網(wǎng)中，只需與一個(gè)具有無(wú)線接口管理功能的ZigBee模塊相連，通過(guò)人機(jī)交互界面，便可通過(guò)PC終端進(jìn)行設(shè)備控制與狀態(tài)查詢。
系統(tǒng)通過(guò)上位機(jī)與A8網(wǎng)關(guān)配合，采集溫濕度傳感器、光照采集傳感器、煙霧采集傳感器、紅外反射傳感器的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電器的控制功能。智能家居監(jiān)控系統(tǒng)流程如圖1所示。
2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
系統(tǒng)分為上位機(jī)軟件控制和下位機(jī)ZigBee控制器兩大部分。上位機(jī)通過(guò)人機(jī)交互界面發(fā)送控制信息并接收下位機(jī)ZigBee控制器發(fā)送的檢測(cè)信號(hào)；下位機(jī)ZigBee控制器根據(jù)上位機(jī)軟件給出的指令發(fā)出控制信號(hào)，控制相應(yīng)的家居場(chǎng)設(shè)備，同時(shí)將檢測(cè)到的信號(hào)發(fā)送到上位機(jī)圖形界面上[5]。
軟件部分主要是C#編寫(xiě)的圖形界面進(jìn)行人機(jī)交互。上位機(jī)通過(guò)人機(jī)交互界面，將控制信號(hào)通過(guò)網(wǎng)線或者WiFi把相應(yīng)的命令或者信號(hào)傳送到A8網(wǎng)關(guān)上，然后通過(guò)A8網(wǎng)關(guān)發(fā)送信息給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器把命令傳送到各個(gè)終端節(jié)點(diǎn)上，以此接收數(shù)據(jù)或者對(duì)中斷節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制[6]。
2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路及關(guān)鍵技術(shù)
智能家居系統(tǒng)上的軟件包括PC軟件和嵌入式軟件。PC軟件基于VS2010平臺(tái)的C#語(yǔ)言編寫(xiě)。硬件程序在Windows下基于IAR集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的C語(yǔ)言編寫(xiě)[78]。
（1）PC應(yīng)用軟件（智能客戶端）。PC機(jī)軟件通過(guò)各個(gè)模式的設(shè)定實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。在PC端接受底層硬件傳來(lái)的數(shù)據(jù)并顯示[910]，同時(shí)把顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)處理，使其智能化。如當(dāng)天氣炎熱達(dá)到預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，空調(diào)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)制冷降溫；當(dāng)處于離家模式時(shí)，家里的燈泡、風(fēng)扇、空調(diào)等會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，以此通過(guò)客戶端來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化。
（2） 嵌入式應(yīng)用軟件。①M(fèi)ain：獲取傳感器的溫濕度值、煙霧值，并作相應(yīng)處理，同時(shí)還監(jiān)聽(tīng)和處理PC軟件發(fā)送的請(qǐng)求；②ZigBee：處理Main下的指令。
2.2軟件子系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.2.1PC端軟件功能設(shè)計(jì)
C#客戶端通過(guò)調(diào)用各模塊實(shí)現(xiàn)各種模式。在Client端有回家模式、離家模式、電視模式、工作模式、會(huì)話模式、電影模式、全開(kāi)模式、省電模式、上網(wǎng)模式以及自定義模式等各種功能，見(jiàn)圖2。
（1）登錄模塊。在登錄模塊中，需要通過(guò)驗(yàn)證用戶名和密碼才能登錄。
（2）注冊(cè)模塊。需要輸入用戶名和兩次密碼輸入完成注冊(cè)。
（3）主模塊。在主模塊下定義了各種模式，以此實(shí)現(xiàn)智能化。
（4）回家模式。①回家時(shí)，門(mén)禁系統(tǒng)會(huì)打開(kāi)，通過(guò)繼電器開(kāi)關(guān)打開(kāi)大門(mén)；②進(jìn)入大門(mén)時(shí)有溫馨的智能提示，提示內(nèi)容用語(yǔ)音播報(bào)，如“您有一個(gè)未接電話”等；③家里的電器會(huì)打開(kāi)，如：空調(diào)、電燈、電視等。
（5）離家模式。①離家模式下，家里的電器會(huì)關(guān)閉。首先查看電器開(kāi)關(guān)狀態(tài)，比如燈泡處于打開(kāi)狀態(tài)，則通過(guò)繼電器模擬關(guān)閉；②安防系統(tǒng)會(huì)打開(kāi)，比如紅外感應(yīng)打開(kāi)用來(lái)防范小偷、煙霧感應(yīng)系統(tǒng)和溫度感應(yīng)系統(tǒng)打開(kāi)以預(yù)防火災(zāi)；③有緊急情況時(shí)，安防系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)送信息到手機(jī)，并根據(jù)緊急情況等級(jí)設(shè)定手機(jī)接收信息的鈴聲或響鈴時(shí)間長(zhǎng)短。
（6）電視模式。通過(guò)繼電器開(kāi)關(guān)電視。
（7）工作模式。在工作模式下，窗簾會(huì)關(guān)閉，所有背景音樂(lè)也會(huì)關(guān)閉，還會(huì)啟動(dòng)部分安防系統(tǒng)。比如有人來(lái)了會(huì)有提示，此功能通過(guò)繼電器模擬實(shí)現(xiàn)。
（8）會(huì)客模式。①在會(huì)客模式下會(huì)響起背景音樂(lè)，調(diào)節(jié)氣氛；②電話或短信會(huì)根據(jù)內(nèi)容的緊急情況，以及相同聯(lián)系人發(fā)送短信的數(shù)量來(lái)確定短信的重要程度，以此選擇是否通知；③選擇操作繼電器模擬實(shí)現(xiàn)。
（9）電影模式。①在電影模式下，可以打開(kāi)想看的電影，還可以選擇重復(fù)播放，可從列表框中刪除影片；②在此模式下通過(guò)繼電器模擬實(shí)現(xiàn)燈泡的關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)智能控制。
（10）全開(kāi)模式。①在全開(kāi)模式下，打開(kāi)所有必要的電器和系統(tǒng)；②此處通過(guò)繼電器來(lái)模擬實(shí)現(xiàn)。
（11）省電模式。①在省電模式下，關(guān)閉不必要的電器開(kāi)關(guān)；②關(guān)閉背景音樂(lè)。
（12）上網(wǎng)模式。在上網(wǎng)模式下關(guān)閉不必要的流量。
（13）自定義模式1。①在此模式下可以查看用戶設(shè)定城市3天的天氣預(yù)報(bào)，還可以查詢其它城市的天氣；②通過(guò)天氣的溫度值給用戶提供一些指導(dǎo)信息；③通過(guò)繼電器的打開(kāi)與關(guān)閉進(jìn)行模擬。
（14）自定義模式2。此模塊為視頻監(jiān)控模塊，通過(guò)視頻監(jiān)控可以記錄下一些視頻，比如不在家時(shí)的訪客，通過(guò)調(diào)用視頻可以知道誰(shuí)來(lái)過(guò)[11]。
2.2.2下位機(jī)軟件功能設(shè)計(jì)
（1）任務(wù)與事件添加。在任務(wù)初始化函數(shù)中添加任務(wù)（OSAL_SampleApp.c中），方式如下：
void osalInitTasks（ void ）
{
……………
ZDApp_Init（ taskID++ ）；
SampleApp_Init（ taskID++ ）；
GenericApp_Init（ taskID++ ）；//添加任務(wù)初始化函數(shù)
}
任務(wù)的處理函數(shù)地址：
const pTaskEventHandlerFn tasksArr[] = {
……………..
ZDApp_event_loop，
SampleApp_ProcessEvent，
GenericApp_ProcessEvent //添加任務(wù)處理函數(shù)
}；
注：這兩個(gè)函數(shù)的順序是對(duì)應(yīng)的，還要在SampleApp.c中定義這兩個(gè)函數(shù)。
（2）ZigBee節(jié)點(diǎn)程序流程。協(xié)調(diào)器主要負(fù)責(zé)建立網(wǎng)絡(luò)、維護(hù)網(wǎng)絡(luò)。上電初始化完成后，協(xié)調(diào)器建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。一旦建立網(wǎng)絡(luò)成功，協(xié)調(diào)器的網(wǎng)絡(luò)地址、簇ID、網(wǎng)絡(luò)編號(hào)以及傳輸通道等信息就確定了，這時(shí)它會(huì)進(jìn)入空閑狀態(tài)，等待其它節(jié)點(diǎn)加入。若接收到節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)申請(qǐng)，則允許其加入網(wǎng)絡(luò)并分配網(wǎng)絡(luò)地址等信息。當(dāng)加入網(wǎng)絡(luò)成功后，終端節(jié)點(diǎn)將進(jìn)入應(yīng)用層處理函數(shù)[12]。
3結(jié)語(yǔ)
本文將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和嵌入式系統(tǒng)A8相結(jié)合，構(gòu)成一個(gè)無(wú)線智能家居控制系統(tǒng)。對(duì)智能家居內(nèi)部ZigBee網(wǎng)絡(luò)、智能家居的上位機(jī)進(jìn)行了分析研究。由于設(shè)備節(jié)點(diǎn)有限，只采集了溫濕度、光照、煙霧等節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)。
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關(guān)鍵詞 圖像處理；物聯(lián)網(wǎng)；圖像識(shí)別；圖像提取
中圖分類號(hào)TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2011）47-0233-02
1 物聯(lián)網(wǎng)定義
物聯(lián)網(wǎng)是未來(lái)因特網(wǎng)的綜合部分之一，可以被定義為一個(gè)動(dòng)態(tài)的全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。基于標(biāo)準(zhǔn)的和互操作的通信協(xié)議，無(wú)論物理的還是虛擬的“物”均有身份、物理屬性和虛擬特質(zhì)，具備自配置能力且使用智能接口，可以無(wú)縫地集成到信息網(wǎng)絡(luò)中去。”
本文認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)實(shí)質(zhì)上是將真實(shí)世界映射到虛擬世界的過(guò)程：真實(shí)世界中的事物，通過(guò)傳感器采集一定的數(shù)據(jù)，在虛擬世界中形成與之對(duì)應(yīng)的事物?！跋嚓P(guān)物體可能在虛擬電子空間中被創(chuàng)造出來(lái)，源于物理物體空間，且與物理空間的物體有關(guān)聯(lián)。”現(xiàn)在一提物聯(lián)網(wǎng)，就談RFID，傳感器，天線，好像物聯(lián)網(wǎng)就是給所有東西裝上一個(gè)射頻芯片，就組建了物聯(lián)網(wǎng)。都以為物聯(lián)網(wǎng)是射頻感應(yīng)，其實(shí)最終的物聯(lián)網(wǎng)是圖像識(shí)別。事實(shí)上，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展如人類的進(jìn)化一樣，還是靠眼睛感知整個(gè)世界的，進(jìn)化史上沒(méi)有出現(xiàn)幾個(gè)用電磁波進(jìn)行溝通的動(dòng)物，在進(jìn)化樹(shù)上感應(yīng)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有識(shí)別能力枝繁葉茂。
從概念上來(lái)說(shuō)，電磁感應(yīng)與光學(xué)識(shí)別很相似，目的都是快速準(zhǔn)確地確認(rèn)追蹤目標(biāo)物體。相比之下，識(shí)別屬于"可視技術(shù)"，只能對(duì)進(jìn)入視野范圍內(nèi)的圖像進(jìn)行處理，而感應(yīng)不要求看見(jiàn)目標(biāo)，且可同時(shí)進(jìn)行多目標(biāo)的處理。為什么射頻技術(shù)被人們看好，應(yīng)該就是RFID可想象的應(yīng)用范圍更為廣泛。
但從整個(gè)世界范圍看，識(shí)別的應(yīng)用領(lǐng)域肯定大于感應(yīng)，因?yàn)槿吮臼且蕾囇劬Φ膭?dòng)物，我們的大腦思維也是對(duì)這個(gè)色彩斑斕的世界一幕幕投影；在不久的將來(lái)，通過(guò)你的眼睛把任何物體連接上物聯(lián)網(wǎng)就可以實(shí)現(xiàn)。
2 模式識(shí)別與圖像識(shí)別
圖像識(shí)別（Image Recognition）的過(guò)程，主要由以下四個(gè)步驟組成：圖像預(yù)處理、圖像分割、圖像特征提取以及圖像分類。
圖像識(shí)別中4個(gè)主要步驟功能如下：
1）圖像預(yù)處理
圖像識(shí)別的第一步就是進(jìn)行圖像預(yù)處理。圖像預(yù)處理的主要目的就是增強(qiáng)圖像目標(biāo)信息，減弱無(wú)關(guān)信息，以便人機(jī)分析；對(duì)于圖像中文字的識(shí)別處理，一般首先要定位和分離文字，然后進(jìn)行細(xì)化、平滑和邊界跟蹤處理。細(xì)化的目的是獲取文字的骨架或輪廓，即將字符的筆道寬度減少為一個(gè)像素的寬度，這樣剩下來(lái)的是原字符的骨架。平滑的目的是消除噪聲、改善圖像質(zhì)量，即去掉筆道邊沿小的凹凸處以及筆道中孤立的黑點(diǎn)。
2）圖像分割
根據(jù)所選用的算法及圖像特征情況，將圖像分割成需要的幾個(gè)部分。
3）圖像特征提取
圖像分割后，在所需要的分割圖像上提取有效的特征，并對(duì)其中的某些參數(shù)進(jìn)行測(cè)量、計(jì)算，為圖像分類提供依據(jù)。
4）圖像分類
依據(jù)提取出的圖像特征值，運(yùn)用模式識(shí)別的方法對(duì)圖像進(jìn)行分類。確定分類結(jié)果后，對(duì)圖像的重要信息進(jìn)行深入解釋。在分類過(guò)程中輸入的是圖像特征信息，輸出的是圖像類別名稱。
3 圖像格式的選擇
圖像有多種存放格式，其中各有特色。其中BMP用于Windows下的位圖（Bitmap）格式，文件幾乎不用壓縮，占用磁盤(pán)空間較大，它的顏色存儲(chǔ)格式有l(wèi)位、4位、8位及24位。開(kāi)發(fā)Windows下的軟件時(shí)，BMP格式是最不容易出問(wèn)題的格式，并且DOS和Windows環(huán)境下的圖像處理軟件都支持該格式。
4 圖像預(yù)處理
圖像流程圖如圖1所示：
圖像預(yù)處理過(guò)程包括許多技術(shù)，例如：圖像的灰度化、圖像二值化、字符的細(xì)化等，要根據(jù)圖像特征的特點(diǎn)采用針對(duì)性的預(yù)處理技術(shù)。
1） 灰度轉(zhuǎn)化
灰度化處理，即將一幅彩色圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像的過(guò)程。彩色圖像比較復(fù)雜，許多算法不能對(duì)彩色圖像實(shí)施，灰度圖像比較簡(jiǎn)單，容易處理，所以圖像處理中灰度化處理是很重要的一步，是后續(xù)處理的基礎(chǔ)。由于彩色圖像的每個(gè)像素的R，G，B值是不相同的，所以顯示出紅綠藍(lán)等各種顏色?；叶然褪鞘共噬腞，G，B分量相等的過(guò)程，而R，G，B分量相等時(shí)的顏色是黑白色，沒(méi)有顏色差異，有的只是亮度上的不同。在RGB顏色模型中，R=G=B的值叫做灰度值?；叶戎翟酱笙袼攸c(diǎn)越亮，灰度值越小像素點(diǎn)越暗。
圖像灰度化有多種不同的算法，概括起來(lái)主要有如下3種：
（1）最大值法：使R，G，B的值等于3個(gè)值中最大的一個(gè)，即
R=G=B=max（R，G，B）
最大值法會(huì)形成亮度很高的灰度圖像。
（2）平均值法：使R，G，B的值求出平均值，即：
R=G=B=（R+G+B）/3
平均值法會(huì)形成較柔和的灰度圖像。
（3）加權(quán)平均值法：根據(jù)重要性或其他指標(biāo)給R，G，B賦予不同的權(quán)值，并使R，G，B的值加權(quán)平均，即
R=G=B=（VRR+VGG+VGB）/3
其中VR、VG、VB分別為R，G，B的權(quán)值。VR、VG、VB取不同的值，加權(quán)平均值法就將形成不同的灰度圖像。由于人眼對(duì)綠色的敏感度最高，對(duì)紅色的敏感度次之，對(duì)藍(lán)色的敏感度最低，因此使VG>VR>VB將得到較合理的灰度圖像。實(shí)驗(yàn)和理論推導(dǎo)證明，當(dāng)VR=0.30，VG=0.59，VB=0.11時(shí)，即
Vgray=0.30R+0.59G+0.11B
R=G=B=Vgray
時(shí)，能得到最合理的灰度圖像。
我們讀入如圖2所示。
采用加權(quán)平均值法進(jìn)行圖像的灰度處理。經(jīng)過(guò)灰度處理后的256色位圖如圖3所示。
2） 圖像二值化
圖像進(jìn)行灰度化處理后，每個(gè)像素的灰度值大小決定了圖像中像素的亮暗程度。圖像二值化就是把圖像中不同亮暗程度的像素根據(jù)某個(gè)閾值分成黑白兩種顏色，一般圖像中的字符用黑色表示，其余部分用白色表示。經(jīng)過(guò)此步驟后灰度圖像就被轉(zhuǎn)化為只包含黑、白兩個(gè)灰度的二值圖像。在絕大多數(shù)字符識(shí)別系統(tǒng)當(dāng)中圖像二值化處理是一個(gè)必需的過(guò)程。二值化方法的優(yōu)劣直接影響著字符識(shí)別系統(tǒng)的性能指標(biāo)。在進(jìn)行圖像二值化處理過(guò)程中會(huì)損失圖像的許多有用信息，因此，能否保留原圖的主要特征非常關(guān)鍵。算法如下：
定義原始圖像上的點(diǎn)為。設(shè)給定一個(gè)判定閾值為T(mén)，變化后的圖像定義為：
方法的關(guān)鍵是選取一個(gè)灰度級(jí)判定闕值T，像素灰度大于T的重新分配以最大灰度，小于T的分配以最小灰度，這樣就可以重新組織一個(gè)新的二值圖像，并成功地把字符對(duì)象從背景中分離出來(lái)，分割閾值的準(zhǔn)確性選擇很重要，它直接影響分割的精度。
5特征選擇和提取
經(jīng)過(guò)前面一系列的圖像預(yù)處理和圖像分割后，下一步就是特征選擇和提取。下面從處理完畢的字符圖像中提取最能體現(xiàn)字符特點(diǎn)的特征向量，代入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)然后對(duì)其進(jìn)行訓(xùn)練。對(duì)待識(shí)別的樣本進(jìn)行以上相同處理，最后提取特征向量代入訓(xùn)練好的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，就可以對(duì)字符進(jìn)行識(shí)別分類。以下是幾種比較簡(jiǎn)單常用的特征提取方法。
5.1 逐象素特征提取法
對(duì)圖像進(jìn)行逐行逐列的掃描時(shí)當(dāng)遇到白色象素點(diǎn)時(shí)取其特征值為0,遇到黑色象素點(diǎn)時(shí)為1，掃描結(jié)束以后就形成了一個(gè)圖像與維數(shù)中象素點(diǎn)的個(gè)數(shù)相同的特征向量矩陣。
逐象素特征提取法的特點(diǎn)是運(yùn)算起來(lái)速度快，算法比較簡(jiǎn)單，可以使BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)很快地收斂，訓(xùn)練效果好。缺點(diǎn)是適應(yīng)性不強(qiáng)，只有通過(guò)加大訓(xùn)練樣本數(shù)目的方法來(lái)增強(qiáng)其適應(yīng)性。
5.2骨架特征提取法
骨架又稱中軸，是一種重要的圖像幾何特征。兩幅圖像線條粗細(xì)的不同使得兩幅圖像差別很大，在對(duì)圖像進(jìn)行細(xì)化處理，統(tǒng)一到相同的寬度（如一個(gè)象素），這時(shí)兩幅圖像的差別就不是特別明顯了。原圖與細(xì)化后的圖像對(duì)比如圖4和圖5所示：
骨架特征提取的方法當(dāng)圖像一旦出現(xiàn)偏移就難以識(shí)別了，但是對(duì)于線條粗細(xì)不同的字符有一定的適應(yīng)性。
5.3 垂直方向數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)特征提取法
這種特征提取方法的算法就是自上而下逐行掃描，統(tǒng)計(jì)每行的黑色象素點(diǎn)的個(gè)數(shù)，然后自左向右對(duì)圖像進(jìn)行逐列的掃描，統(tǒng)計(jì)每列的黑色象素點(diǎn)的個(gè)數(shù)，將統(tǒng)計(jì)結(jié)果作為字符的特征向量，如果字符的寬度為h，長(zhǎng)度為w，則特征向量的維數(shù)就是h+w。
6 圖像識(shí)別的應(yīng)用
圖像識(shí)別技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、林業(yè)、機(jī)械、勘探、天文氣象、交通、公安、醫(yī)學(xué)、郵電等部門(mén)，以及許多工礦企業(yè)中。下面簡(jiǎn)單列舉出一些圖像識(shí)別技術(shù)應(yīng)用。
1）文字和字符識(shí)別應(yīng)用：卡片輸入，稿件輸入，文件處理，支票查對(duì)，信函分揀，期刊閱讀，自動(dòng)排版等；
2）機(jī)器視覺(jué)識(shí)別：通過(guò)相機(jī)捕捉圖像，分析數(shù)字圖像的特征信息，應(yīng)用于自動(dòng)化視覺(jué)檢測(cè)或裝配線的自動(dòng)化；
3）遙感和航空照片分析，指紋、掌紋、臉部、唇紋等生物器官的識(shí)別，熱成像及超聲圖像檢查等；
4）聲音識(shí)別：偵聽(tīng)和機(jī)器故障判斷，以及語(yǔ)音識(shí)別和鑒定等；
5）生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用：白血球、癌細(xì)胞、染色體檢查以及修復(fù)手術(shù)控制設(shè)計(jì)等；
6）工業(yè)應(yīng)用：產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)，圖形設(shè)計(jì)，集成電路設(shè)計(jì)以及自動(dòng)鍵合等；
7）預(yù)報(bào)問(wèn)題：天氣預(yù)報(bào)，地震預(yù)報(bào)，經(jīng)濟(jì)預(yù)報(bào)和工業(yè)煙霧預(yù)報(bào)等。
參考文獻(xiàn)
[1]董長(zhǎng)虹.Matlab圖像處理與應(yīng)用[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2004.