陸厚成

（南通同洲電子有限責任公司，江蘇 南通 226014）

引言

在二十世紀八十年代，智慧家庭系統(tǒng)的概念就已經初步得到了形成，西方發(fā)達國家也逐漸開始普及，因此同時，傳感器件的發(fā)展速度也逐漸加快，這為整個社會都帶來了直觀的經濟效益和巨大的影響，在當時國內的經濟為落后，但是隨著我國社會的發(fā)展，人們生活水平的快速提高，生活質量逐漸受到了人們的重視，這在一定程度上為智慧家庭能源中心的發(fā)展提供了相應的基礎。隨著人們對能源的需求量不斷提升，全球能源的儲備量不斷下降，智慧家庭能源中心開始基于物聯(lián)網技術，建立起一個智能平臺，在實現(xiàn)智能化的同時達到節(jié)約能源的目的，達到資源的最大化利用。

一、智慧家庭能源中心概念

智慧家庭能源中心指的是一種將智慧家庭終端與配電箱相結合在一起的一類產品，其架構總共包括電源、自動開關、空氣開關以及電壓電流互感器等等，它可以將記錄得到的各個數(shù)據(jù)以及檢測得到的信息上傳到相應的數(shù)據(jù)平臺之上，將智慧家庭與實際的各種家庭設備進行有效的結合。建立起智慧家庭能源中心，包括智能插座、空調等等，能源中心對于整個智慧家庭的建設有著至關重要的作用，很好地實現(xiàn)了信息流的交互。

二、物聯(lián)網技術的智慧家庭能源系統(tǒng)設計

在進行智慧家庭能源中心設計的過程中，根據(jù)目前技術的發(fā)展現(xiàn)狀并充分結合住宅區(qū)居民樓的能源使用情況，從而分析得到最終的設計結果，其中包括家庭網關、PC機、手機、燃氣表、水表以及電表，同時包括硬件和軟件，其基本的運行原理在于：家庭網關會通過PC機對各個儀表進行控制，對其表盤上的示數(shù)進行記錄，同時將這些數(shù)據(jù)同步傳輸?shù)交ヂ?lián)網上，使用者就可以通過移動設備對儀表示數(shù)進行查詢，實時了解能源的使用情況，同時移動設備還可以在電費、水費和燃費不足的時候對使用者進行欠費提醒。就整個系統(tǒng)來看，家庭網關屬于核心部分，在一定程度上保證了系統(tǒng)設備的有序進行，同時也充當著連接中轉的作用，所以在對家庭網關進行設計的時候應該完成相應的通信協(xié)議，保證通訊協(xié)議之間的順利轉換。

三、物聯(lián)網技術的智慧家庭能源系統(tǒng)實現(xiàn)

（一）硬件實現(xiàn)

基于物聯(lián)網技術的智慧家庭能源系統(tǒng)應該包括有MCU、以太網、顯示模塊、RF模塊、儲存模塊、GPRS、電源模塊、IrDA以及ZigBee這個個部分共同組成，廣泛使用的是ARM9系列的微處理器，而中央控制器使用的往往是將ARM920T看作是中心部分，其頻率最高能夠有533MHz，，其外圍接口也比較良好，能夠支持多個通信模塊，包括WiFi、GPS等等。

（二）無線傳感網絡實現(xiàn)

無線傳感網絡比方說IrDA技術，就可以明確看出無線傳感網絡的整體設計，IrDA技術同時也被稱作紅外數(shù)據(jù)組織技術，就目前來看，紅外數(shù)據(jù)組織技術的傳輸速率有了大幅度的提高，在過去其傳輸速率只有115.2kbps，而現(xiàn)在已經有了16Mbps，在遙控領域的應用也逐漸變得廣泛。紅外數(shù)據(jù)組織技術的工作原理就是將信號發(fā)射出去，與載波之間形成脈沖，之后轉換成為紅外信號發(fā)射出去，其過程包括光電轉換、放大濾波、解調和二進制輸出信號。

（三）軟件實現(xiàn)

基于物聯(lián)網技術的智慧家庭能源系統(tǒng)主要針對家庭網關來設計的智能網關管理系統(tǒng)，系統(tǒng)軟件對于整個家庭寬帶都具有至關重要的影響，在一定程度上能夠為實現(xiàn)遠程控制奠定基礎。本操作系統(tǒng)是在Linux的系統(tǒng)平臺上得到的，為了搭建系統(tǒng)的環(huán)境用到了嵌入式的Qt以及BootootLoader平臺以及相應的文件和數(shù)據(jù)庫等。然后在此之上做了與之配套的網關的設計研發(fā)。能夠較好的應對不同通信協(xié)議之間的相互轉換，具有較好的兼容性。其主要功能是實現(xiàn)對家庭的用電的統(tǒng)計，及時的進行危險預警比計算其能效量。該系統(tǒng)的統(tǒng)計能夠便于對方案進行分析和掌控。

四、物聯(lián)網技術的智慧家庭能源中心應用

基于物聯(lián)網技術的智慧家庭能源系統(tǒng)不僅能夠應用于窗簾控制、家電控制、報警功能以及燃氣控制等等，同時還可以應用于健康醫(yī)療方面，有相關學者曾提出一種基于物聯(lián)網技術的智慧家庭健康醫(yī)療系統(tǒng)，這種系統(tǒng)主要由三個部分組成：網關、服務器以及醫(yī)療終端，醫(yī)療終端可以用來對人體的各項活動數(shù)據(jù)進行收集記錄，包括使用者的血壓、血脂和血糖等等，而網關就可以通過各種無線傳輸技術，比方說WiFi、藍牙等將使用者的身體數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒掌髦?，幫助醫(yī)生完成工作，這樣也可以給予醫(yī)生一個較為準確的治療方案，最終實現(xiàn)遠程醫(yī)療。基于物聯(lián)網技術的智慧家庭能源系統(tǒng)能夠很好地幫助實現(xiàn)生活的便捷性和舒適性，其功能也在不斷地進行完善，同樣的，基于物聯(lián)網技術的智慧家庭能源系統(tǒng)對于生態(tài)環(huán)境的構建也十分重要，有學者曾提出一種智慧家庭體系，實現(xiàn)了物聯(lián)網信息的充分融合，為基于物聯(lián)網技術的智慧家庭能源系統(tǒng)的具體應用提供了更好地服務。

結語

綜上所述，智慧家庭能源系統(tǒng)是順應時代發(fā)展的產物，在一定程度上改善了人們的生活質量，隨著需求量的不斷提高，越來越多的智能化系統(tǒng)開始涌入到市場中，基于物聯(lián)網技術的智慧家庭能源系統(tǒng)的應用也逐漸廣泛，我們也逐漸習慣身邊這些智能家居的存在，在未來可能我們的家庭中大部分都是智慧家居，甚至會擁有思考的能力，它們不僅能夠了解我們的生活軌跡，同時還可以為我們的飲食起居提供幫助，給予我們一種舒適的居住環(huán)境，因此有關于基于物聯(lián)網技術的智慧家庭能源中心的研究已經迫在眉睫。