李萌　安娜　王磊

摘要： 自從進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)與信息技術(shù)的發(fā)展以及應(yīng)用對(duì)各行各業(yè)的高效管理和服務(wù)起到了巨大的推動(dòng)作用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為新興的前沿技術(shù)，在智能家居設(shè)計(jì)中也得到了很好的應(yīng)用，對(duì)提高人民群眾的生活質(zhì)量，改善家居環(huán)境以及氛圍具有積極的作用。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);智能家居;設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

前言

在信息技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)的高度覆蓋的新形勢(shì)下，應(yīng)用智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化成為當(dāng)前生活與工作的主流方式。與此同時(shí)，各行各業(yè)的設(shè)計(jì)以及制造都在朝智能化方向發(fā)展，建筑行業(yè)中重要的家居設(shè)計(jì)也是如此。不斷應(yīng)用新的技術(shù)與工藝，才能滿足當(dāng)下人們的舒適居家需求，以及對(duì)資源的合理利用。本文就物聯(lián)網(wǎng)概念，以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略進(jìn)行簡(jiǎn)要探討，以供參考。

1 物聯(lián)網(wǎng)概念

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)顧名思義就是通過(guò)利用智能化設(shè)備如：射頻識(shí)別、傳感器、GPS、網(wǎng)絡(luò)通訊等實(shí)現(xiàn)物與物之間的有效相聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是以信息技術(shù)為載體和依托來(lái)實(shí)現(xiàn)非智能設(shè)備的并網(wǎng)與接入中央信息系統(tǒng)的一種互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。接入后，可利用電腦或是智能終端實(shí)現(xiàn)物體與物體間的信息傳播、通訊與以及交換功能。其強(qiáng)大之處在于，物品與物品之間不需要人過(guò)多的干預(yù)，即可完成信息的交流、產(chǎn)品的自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)定位以及跟蹤等，信息與信息之間能夠?qū)崿F(xiàn)高度的互聯(lián)與共享。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一種先進(jìn)的服務(wù)技術(shù)，其對(duì)提高企業(yè)生產(chǎn)效率，改善生活質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本等方面有非常顯著的優(yōu)勢(shì)。

2 智能家居的特點(diǎn)及功能

所謂智能家居是指應(yīng)用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與外部的平臺(tái)系統(tǒng)和設(shè)備相結(jié)合，以住宅為核心來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)家居環(huán)境的各種電器設(shè)備以及安防設(shè)備等進(jìn)行統(tǒng)一的、智能化的管理與監(jiān)控，并根據(jù)用戶的習(xí)慣以及喜好來(lái)調(diào)整或調(diào)節(jié)智能家居平臺(tái)下各個(gè)設(shè)備相應(yīng)的設(shè)置參數(shù)。智能家居設(shè)計(jì)的目的是營(yíng)造更舒適、更個(gè)性化、更安全、更便捷，同時(shí)藝術(shù)與環(huán)保功能兼具的家居環(huán)境。如自動(dòng)窗簾、煙感煤氣泄漏監(jiān)測(cè)、智能儀表、室內(nèi)溫度及濕度的自動(dòng)控制、智能化起居、照明、廚衛(wèi)等等，使各款家居設(shè)備在基礎(chǔ)功能之上實(shí)現(xiàn)智慧功能，能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)，智能化控制，主人通過(guò)遠(yuǎn)程設(shè)備或是移動(dòng)終端便能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的統(tǒng)一管理。從而最大化的改善用戶的居住體驗(yàn)，使之更安心、省心。智能家居還可與社區(qū)智能平臺(tái)系統(tǒng)連接，向社區(qū)平臺(tái)傳輸相關(guān)的儀表數(shù)據(jù)。如水、電、燃?xì)獾葦?shù)據(jù)，以及接收和發(fā)布災(zāi)害信息，求助信息等，同時(shí)智能家居通常與智能安防相連通，可以針對(duì)家中的燃?xì)庑孤?、煙感火?zāi)等信息第一時(shí)間與社區(qū)平臺(tái)連接，以得到第一時(shí)間的處理，避免事故擴(kuò)大而導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)損失。同時(shí)，智能家居與社區(qū)平臺(tái)相連接，進(jìn)一步擴(kuò)展社區(qū)的智慧功能，通過(guò)信息的交互使得服務(wù)功能更完善，有利于為住戶提供個(gè)性化的生活配套服務(wù)。如：家政、購(gòu)物、天氣、交通等等，為用戶提供智能家居與智慧生活完美結(jié)合的服務(wù)與體驗(yàn)。

3 當(dāng)前智能家居存在的不足

智能家居的概念雖然由來(lái)以久，但一直受設(shè)備以及技術(shù)的局限無(wú)法大范圍的普及和應(yīng)用，未能真正融入市場(chǎng)并發(fā)揮出其最好的功能。隨著新世紀(jì)以來(lái)，經(jīng)濟(jì)水平和信息技術(shù)的不斷提高，互聯(lián)網(wǎng)的全面覆蓋，人們的生活水平有了質(zhì)的提升。所以，智能家居也被越來(lái)越多的人所接受并認(rèn)可，以圍繞智能家居有關(guān)的概念和產(chǎn)品研發(fā)及出品呈現(xiàn)出百花齊放之勢(shì)，產(chǎn)品多且雜，貌似涵蓋了方方面面。但是，當(dāng)前智能家居行業(yè)內(nèi)并沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家所制造的家居設(shè)備和電器設(shè)備也無(wú)法實(shí)現(xiàn)全面控制和兼容其它的智能家居系統(tǒng)，各自為政、互不融入的現(xiàn)象較為突出，這就導(dǎo)致智能化家居的發(fā)展受到制約，始終停留在廠家的激烈層面，無(wú)法促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的提升。所以，智能家居一直停留在遠(yuǎn)程調(diào)控和區(qū)域聯(lián)通的水平上，而沒(méi)能針對(duì)智慧系統(tǒng)的實(shí)用性、可操作性、便捷性進(jìn)行深入研究。

4 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

4.1智能家居系統(tǒng)的組成

智能家居系統(tǒng)通常由傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是通過(guò)各種傳感器來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的感知和采集，監(jiān)測(cè)范圍一般包括家居環(huán)境中的溫度和濕度、光照強(qiáng)度，以及燃?xì)?、煙霧、空氣指數(shù)狀態(tài)如PM2.5以及二氧化碳含量等等數(shù)據(jù)的采集，之后利用網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至智能平臺(tái)服務(wù)器，服務(wù)器會(huì)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分析，之后將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送至用戶移動(dòng)終端，從而構(gòu)建起在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。控制系統(tǒng)主要通過(guò)用戶的使用終端來(lái)進(jìn)行控制?，F(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)如此發(fā)達(dá)，一部手機(jī)便可實(shí)現(xiàn)對(duì)家居情況的掌握與控制，通過(guò)手機(jī)終端對(duì)服務(wù)器發(fā)出相應(yīng)的控制指令，服務(wù)器會(huì)對(duì)指令進(jìn)行分解、識(shí)別并反饋終智能網(wǎng)關(guān)，智能網(wǎng)關(guān)會(huì)對(duì)相應(yīng)的指令進(jìn)行功能分配，由網(wǎng)關(guān)中的協(xié)調(diào)器下發(fā)控制命令給執(zhí)行器，執(zhí)行器執(zhí)行用戶操作。如光照強(qiáng)時(shí)關(guān)閉窗簾，如提前為用戶打開(kāi)空調(diào)等等。監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)家居環(huán)境中各種電器設(shè)備的運(yùn)行情況及運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程預(yù)警監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)掌握各設(shè)備的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備或家居環(huán)境中的異常情況，并進(jìn)行智能化的報(bào)警與響應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)全天候不間斷的在線監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)采集、傳輸以及調(diào)節(jié)控制的目的，為用戶創(chuàng)造更貼心舒適的家居環(huán)境。

4.2智能家居的結(jié)構(gòu)體系

智能家居的傳感監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)，傳感器為上層的云服務(wù)提供傳感數(shù)據(jù)，并根據(jù)傳感器所傳回的數(shù)據(jù)做出相應(yīng)的分析與決策。通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，包括傳感器、接收節(jié)點(diǎn)和管理節(jié)點(diǎn)。傳感器數(shù)據(jù)通過(guò)多跳中繼的形式由匯節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸。用戶操作傳感器網(wǎng)絡(luò)通過(guò)管理節(jié)點(diǎn)釋放任務(wù)。智能家居的網(wǎng)絡(luò)層主要用于構(gòu)建實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的有效拓?fù)浼軜?gòu)。從功能和場(chǎng)景需求方面考慮，根據(jù)各系統(tǒng)的要求選擇契合的聯(lián)網(wǎng)模型，可采用ZigBee、GPRS與Wi-Fi技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)組網(wǎng)，采用星型網(wǎng)絡(luò)、樹(shù)形網(wǎng)絡(luò)和混合網(wǎng)絡(luò)來(lái)連接傳感器層。最終通過(guò)匯節(jié)點(diǎn)或中繼單元將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆品?wù)。云服務(wù)基于云計(jì)算技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過(guò)云數(shù)據(jù)中心來(lái)處理物聯(lián)網(wǎng)中的海量數(shù)據(jù)，提高網(wǎng)絡(luò)的處理能力，減少由于不同系統(tǒng)之間協(xié)議的不兼容帶來(lái)的時(shí)延或內(nèi)存開(kāi)銷(xiāo)等問(wèn)題，有效提高各系統(tǒng)之間的連接效果。智能家居中的應(yīng)用程序?qū)右匀诤隙喾N應(yīng)用程序?yàn)槟康?。用戶可通過(guò)移動(dòng)設(shè)備，如手機(jī)等利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、MCN等通信方式接入平臺(tái)。通過(guò)用戶界面或是小程序進(jìn)行操作，這樣便不受時(shí)間與空間的限制隨時(shí)隨地的家居環(huán)境內(nèi)的情況進(jìn)行查看與控制。比如：用戶可以通過(guò)智能儀表功能來(lái)獲取家庭內(nèi)用水量、用電量以及燃?xì)獾雀黝?lèi)資源的消耗。與此同時(shí)，當(dāng)住宅內(nèi)發(fā)生燃?xì)庑孤┗蚴遣幻髟虻幕馂?zāi)等危險(xiǎn)事故時(shí)，傳感器會(huì)及時(shí)的通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至云服務(wù)，通過(guò)遠(yuǎn)程通信直接將判斷結(jié)果發(fā)送到智慧社區(qū)平臺(tái)中，以便及時(shí)采取相應(yīng)的處理，降低損失。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著現(xiàn)代化、智能化社會(huì)的持續(xù)推進(jìn)，各種智能設(shè)備的普及與應(yīng)用，人工智能大數(shù)據(jù)時(shí)代已然來(lái)臨，信息技術(shù)正在改變著人們的生產(chǎn)生活的方式與習(xí)慣。顯而易見(jiàn)，傳統(tǒng)的家居設(shè)計(jì)已經(jīng)無(wú)法滿足信息化時(shí)代人們對(duì)居家環(huán)境智能化與舒適性兼具的要求了。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用為智能家居的實(shí)現(xiàn)與發(fā)展開(kāi)辟了新路徑，讓智能化家居生活成為可能。同時(shí)，對(duì)帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們的生活水平提高有著重要的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]梁藝瓊.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電腦知識(shí)與技術(shù).2020（01）：185-186.219.

[2]謝林利.智慧城市中基于異構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的智慧家居[J].軟件工程與應(yīng).2020（01）：255-255.

[3]顧新萍.基于微信小程序的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].青島大學(xué).2020（02）：0071-0071.

[4]劉棟.智能家居云平臺(tái)服務(wù)器的高可靠性設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].南京郵電大學(xué).2020（03）：0070-0070.

[5]韋發(fā)清，楊永源，趙芝杰，黃廣揚(yáng)，陳智科，陳靜芬.基于ESP8266WiFi模塊的智能窗簾設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子世界.2020（01）：135-136.