智能家居综述..docVIP

智能家居的物联网技术及其应用综述 摘 要 在经济发展的大背景之下，我国的智能家居也出现了蓬勃的发展局面， 智能家居本身具有高效能，便利，智能化以及安全性能较佳的特性，可以为人们的生活营造出安全，舒适的氛围。因此其发展对于社会发展具有重要意义。就目前的形势来看，智能家居在我国的发展趋势十分乐观。本文通过分析国内近期的智能家居论文，解读了我国智能家居的发展现状，物联网在家居方面的应用技术，对智能家居的概念进行概述，阐述了我国智能家居的发展趋势。 关键词 智能家居 物联网 应用 综述 1 引 言 智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、智能家居 - 系统设计方案安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成, 构建高效的住宅设施与家庭日程事物的管理系统,提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并实现环保节能的居住环境。随着人们生活水平的提高以及计算机技术、通信技术和网络技术的发展,智能家居逐渐成为未来家居生活的发展方向。智能家居不仅能给用户提供安全、健康和舒适的生活环境,而且用户能够远程监控自己的家居状态和控制家庭电器设备。在智能家居控制系统中,采 用无线网络技术可以解决有线网络布线麻烦,网络节点多,使用电缆数量庞大等问题,更符合家庭网络简洁性、灵活性、模块化、扩展性及独立性的通信特点,将无线网络技术应用于家庭网络已经成为主流趋势[1] 本文分析了当前比较流行的几种的智能家居控制方案，和相应控制系统硬件、通信协议及软件流程。综合分析了当下国内的智能家居物联网技术，对当下的技术做了一个综述。 2.系统总体设计 物联网的体系架构通常分为感知层，网络层和应用层，如图1。感知层由各种传感器构成，是物联网识别物体，采集信息的来源。网络层由各种网络，包括互联网，广电网，网络管理系统和云计算平台等组成，是整个物联网的中枢，负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联网和用户的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。目前，我国智能家居系统内部以房地产开发商为主建设，构建家庭网络及家居控制系统；延伸至智能家居的小区通信网络以通信运营商为主建设，并与公共通信网络互联。综合我国智能家居领域的应用，可将物联网智能家居系统分为智能家居感知层，公共通信网络层，智能家居应用层[2]。文结合技术体系架构，分析其各层次的技术应用与趋势。 图1 无线智能家居网络示意图 2.1 智能家居感知层 智能家居感知层由各种终端设备传感器及智能家居网关组成。包括了各种与家电、家居相关的传感器、控制器、执行器及识别装置等，以及有线网络结合无线泛在网络的物理连接。这一层还包括不同接入方式的MAC子层和链路控制子层，对上层网络层提供统一的接口，屏蔽异构网络之间的差异；进行不同形式家庭通信网络间的MAC协议数据单元(PDU)映射，以支持不同网络间进行方便互通；支持动态智能的有线及多种无线网络的接入及选择 智能家居网关支持家庭内的通过有线O无线方式构成的网络，包括各类现场总线，以太网， G.hn，WAPI，ZigBee，RFID，Bluetooth等; 支持公共通信网络接入家庭，其中，有线接入方式可支持 FTTH，xDSL，xPON等，无线接入方式可支持2.5G，3G，4G等。 2.2智能家居网络层 主要包括家庭内部网络和骨干网络接入两个部分。家庭内部组网支持的有线方式包括：电子载波X-10和CEBUS、电话线HomePNA、以太网IEEE802.3和802.3u、串行总线USB1.1、USB2.0和IEEE1394等；无线方式包括：无线局域网、家庭射频技术、蓝牙、 红外、Zigbee等。网络接入层通过家庭网关与业务网关，实现不同应用协议规范的互联互通互操作，并与骨干网络实现无缝连接。 2.3智能家居应用层 家庭终端是各类家庭控制设备的控制与管理平台，实现家居传感器信号的采集，控制与传输。家庭终端应具备各类家庭情景控制模式，具备移动控制终端( 如平板电脑，手机等功能，且平板电脑，手机还可作为智能家居的远程控制终端。此外，家庭终端还应具备泛在物联服务延伸至智能家居的管理平台功能。 3.系统硬件设计 3.1 主控模块 主控模块是智能家居的大脑，子系统是智能家居的四肢。主控模块，负责子系统的信息集中、存储、分析和决策。嵌入式芯片发展使主控模块越来越精巧，功能日益丰富。 嵌入式技术的发展，特别是嵌入式控制芯片在功耗、速度、集成度方面的持续发展，使用单片控制芯片完成整个系统的控制成为可能。主控模块从图2中可以看出要完成以下工作：和子系统的联网、GPRS通信功能、以太网通信功能、显示功能、监控软件等。 图2 主控模块框图 3.2 GPRS模块 GPRS模块主要实现在智能家居中的远程信息采集及控制，