摘要：我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷完善，現(xiàn)已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡闹匾M成部分。在智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計中融入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)十分重要，不僅可以提高設(shè)計的整體水平，還可將家居環(huán)境與人之間形成緊密連接，從而提高家具的智能化水平。現(xiàn)如今人們以舒適生活為主，在此背景下應(yīng)進(jìn)一步創(chuàng)新物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，從而優(yōu)化智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計，使其與當(dāng)前時代接軌。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);智能家居;控制系統(tǒng);設(shè)計;實(shí)踐

智能家居現(xiàn)已成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，其不僅能夠?yàn)槿藗兊纳钐峁┍憷?，且可以提高居住舒適度，這樣的改變符合當(dāng)前時代人們的需求。與普通家居相比，智能家居能夠多家中的物品進(jìn)行控制，通過系統(tǒng)設(shè)計使物品智能化，以此提高家居舒適度和安全性。因此，應(yīng)將物聯(lián)網(wǎng)有效融入到智能教具控制系統(tǒng)設(shè)計中，以此實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，進(jìn)而提高當(dāng)前時代人們的生活水平。本文對物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，并提出了具體策略，以供參考。

一、物聯(lián)網(wǎng)在智能家居控制中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（一）感知控制層

物聯(lián)網(wǎng)智能家居需要以感知控制層為基礎(chǔ)，其在智能家居中不僅承擔(dān)著感物體的基本功能，還承擔(dān)著信息記錄的責(zé)任。在物聯(lián)網(wǎng)智能家居中，感知控制層通常會利用傳感器節(jié)點(diǎn)組成傳感網(wǎng)絡(luò)，常見的傳感器節(jié)點(diǎn)有CC2530等，通過節(jié)點(diǎn)采集物體信息，隨后通過 Zig Bee 協(xié)議完成信息通信，最后送至匯聚端，實(shí)現(xiàn)智能家居控制[1]。

（二）接入層

感知控制層的數(shù)據(jù)會傳輸至接入層，由接入層發(fā)送至終端，在此過程中會集成多種協(xié)議，因此需要通過 TCO/IP 協(xié)議進(jìn)行相互通信。智能網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用可以使相關(guān)數(shù)據(jù)得到儲存，使住宅信息更加方便，但網(wǎng)關(guān)的內(nèi)存有線，因此會定期將老舊數(shù)據(jù)上傳至管理層，有效保存數(shù)據(jù)。

（三）互聯(lián)網(wǎng)層

互聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)⑿畔鬏斀o外界，通過網(wǎng)絡(luò)接口或 WIFI 等設(shè)備將智能網(wǎng)關(guān)與互聯(lián)網(wǎng)相連接，以此為服務(wù)管理層提供數(shù)據(jù)支持。當(dāng)前的 WIFI 技術(shù)已經(jīng)較為成熟，因此可以將此技術(shù)有效應(yīng)用在互聯(lián)網(wǎng)層中，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信[2]。

（四）服務(wù)管理層

服務(wù)管理層是核心部分，其存儲了大量的中心數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的服務(wù)管理層為單臺管理服務(wù)器，而物聯(lián)網(wǎng)下的服務(wù)管理層則可以將多個單臺服務(wù)器串聯(lián)，形成云服務(wù)，以此進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和保存。在服務(wù)管理層中，會對所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，通過虛化技術(shù)實(shí)現(xiàn)一對一的服務(wù)模式。

（五）應(yīng)用層

應(yīng)用層是智能家居控制系統(tǒng)應(yīng)用的主要部分，常見的應(yīng)用控制設(shè)備如 PC 機(jī)、手機(jī)、APP、客戶端等，用戶能夠隨時隨地進(jìn)行訪問，如下達(dá)命令會將數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)管理層，由服務(wù)管理層解析當(dāng)前數(shù)據(jù)，最后發(fā)送給網(wǎng)關(guān)，以此控制智能家居設(shè)施。當(dāng)前主流的操作系統(tǒng)有安卓、蘋果和 win- dows。

二、物聯(lián)網(wǎng)在智能家居控制系統(tǒng)中的框架設(shè)計

（一）總體結(jié)構(gòu)和模塊

將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在智能家居控制系統(tǒng)中需要建立總體的結(jié)構(gòu)和模塊，具體方式如下。

（1）?????? 常見的家用電器：智能控制會為家用電器提供接口，并且能夠?yàn)榧抑兄悄芑O(shè)備配置獨(dú)立的 ID，從而實(shí)現(xiàn)集中控制。

（2）?????? 安防設(shè)備：智能控制終端與家中的安全監(jiān)控設(shè)備相互連接，使人們不在家中也可以了解到安防信息，監(jiān)控當(dāng)前家里的狀態(tài)[3]。

（3）?????? 家用醫(yī)療設(shè)備：家用醫(yī)療設(shè)備會通過獨(dú)立端口進(jìn)行連接，以此實(shí)現(xiàn)對病人的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

（4）?????? 設(shè)備接口：RS-485是家中智能設(shè)備的重要輔助，去不僅可以為家中智能設(shè)備分配獨(dú)立 ID，還可以集中控制和管理設(shè)備。

（5）?????? 遠(yuǎn)程監(jiān)控：遠(yuǎn)程監(jiān)控能需要利用互聯(lián)網(wǎng)和 GPRS 技術(shù)，其不僅可以通過終端通知用戶，還可以利用短信的形式進(jìn)行通知，使家中信息更加直觀。

（6）?????? 人機(jī)交互：人機(jī)交互是實(shí)現(xiàn)智能化體驗(yàn)的基礎(chǔ)，該技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮作用的關(guān)鍵。

（二）主要硬件選型

物聯(lián)網(wǎng)智能家居控制系統(tǒng)的硬件選型十分重要，具體可以從以下幾點(diǎn)入手，從而提高智能控制的效率。

（1）?????? 核心處理器：核心處理器可以利用 LPC23783，該處理器中包含仿真的內(nèi)核結(jié)構(gòu)，不僅端口豐富，且傳輸效率快，性價比極高。該處理器非常適合協(xié)議轉(zhuǎn)換，滿足智能家居控制系統(tǒng)的大量接口需求。

（2）?????? RS-485總線：家居設(shè)備必須通過微控制器、檢測電路和電流調(diào)理電路來接入 RS-485網(wǎng)絡(luò)，而 SN75176芯片能夠?qū)纹瑱C(jī)中的串行接口轉(zhuǎn)換成為 RS-485接口，從而將家具電器和嵌入式開發(fā)版進(jìn)行串口通信，不僅不就成本低、傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，還具有高實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)型，滿足了大部分智能家居電器的需求。

（3）?????? 遠(yuǎn)程報警：遠(yuǎn)程報警主要為了提高智能家居控制系統(tǒng)的安全性，其中 GPRS 模塊不僅可以在三頻、四頻備上工作，且整體結(jié)構(gòu)緊湊，滿足智能家居的需求。

（4）?????? 人機(jī)交互：人機(jī)交互終端硬件主要包括顯示屏、狀態(tài)指示燈和語音提示等，芯片可以應(yīng)用 DS1302芯片，該芯片的效率高能耗低，極具性價比。液晶屏則可以使用 OCM1264，雙語操作方便日常所需;語音提示則可以使用 HMA-TTS 運(yùn)營合成模塊，該模塊的音質(zhì)好且能耗低，可以提高人機(jī)交互的質(zhì)量。

（三）環(huán)形網(wǎng)絡(luò)分層控制

環(huán)形網(wǎng)絡(luò)分層控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)接入，結(jié)構(gòu)的是由規(guī)范各節(jié)點(diǎn)之間的分層來確定的，這樣可以降低資源的浪費(fèi)，合理控制爆炸風(fēng)險。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)分層控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的目的，建立集成控制系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)中每一環(huán)都使協(xié)調(diào)者，且不會隨著層數(shù)的增多而降低效率。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)分層控制系統(tǒng)在智能家具規(guī)劃中應(yīng)用范圍最廣，利用分布技術(shù)方式，讓用戶實(shí)現(xiàn)自己控制家具的運(yùn)行，不僅使用戶居住更加方便，而且還大大提高了家長智能物品的控制效率[4]。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)分層控制系統(tǒng)不僅應(yīng)用于日常中，它還可以應(yīng)用于遠(yuǎn)程控制等多個方面，為智能化家具控制提供了可靠保障。

具體的分層方式是可從以下幾點(diǎn)入手：

（1）?????? 在建立網(wǎng)絡(luò)之后，所有層數(shù)都從零開始其次，從協(xié)調(diào)者節(jié)點(diǎn)出發(fā)，確保所有節(jié)點(diǎn)的信息都能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)通。

（2）?????? 協(xié)調(diào)者節(jié)點(diǎn)輸送到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之后，本身層次和分層確定幀可取其小，如果目標(biāo)節(jié)點(diǎn)本身層數(shù)是零，需要以分層確定幀的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)。

（3）?????? 目標(biāo)節(jié)點(diǎn)自身層數(shù)會不斷變化，需要分層確定幀之后再轉(zhuǎn)發(fā)處理，且系統(tǒng)當(dāng)中的所有節(jié)點(diǎn)都存在接受分布確定幀的可能性，因此要想確?？刂葡到y(tǒng)過多消耗資源，那么就必須加強(qiáng)轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)的控制。

三、結(jié)束語

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前時代的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用在智能家居的系統(tǒng)控制中?；谖锫?lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計需要滿足當(dāng)前時代人們的生活需求，且在應(yīng)用中需要不斷創(chuàng)新，以此推動智能家居的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)智能家居市場的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]??? 孫曉葉，李攀，劉穎.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J]. 電子技術(shù)與軟件工程，2019（11）：33.

[2]??? 李倩.基于物聯(lián)網(wǎng)對智能家居遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（05）：2.

[3]??? 鄭駿.基于物聯(lián)網(wǎng)對智能家居遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（07）：41+61.

[4]??? 王朝玉，王建衛(wèi)，王順勇，周昌鴻，凌愷.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計[J].電子制作，2017（01）：37-38.

作者簡介：

張立欣（1997—），男，漢，安徽人，本科在讀，研究方向：物聯(lián)網(wǎng)工程.