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摘 要：随着物联网、移动通信、互联网+等技术的快速发展及应用，时尚、便捷与智能的家居生活体验已不再是幻想。智能家居是指利用物联网的技术，为普通家庭住房为操作平台，通过综合布线技术、网络通信技术、自控技术、音频技术、视频技术以及安防技术等技术手段，把家庭里所有的电器设施等全部集成在同一网络系统中，建构成一个高效、舒适、快捷、便利、环保、安防以及具有艺术性的家居日常事务的管理系统。智能家居的技术支持主要是依靠物联网的技术。
关键词：物联网;智能家居;应用;原理
物联网是新一代信息技术的关键环节，也是信息化时代和数字化时代的重要发展阶段，物联网技术被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网技术发展的核心是用户体验的创新，随着物联各种关键技术的不断进步，在各种各类生活场景下的应用也越来越丰富。在“云、大、物、智”各种新型技术互相促进下，物联网技术的发展推动了在智能家居行业应用的丰富化，进一步带动了居民住宅电子集成行业与智能家居行业的快速增长，物联网技术作为智能家居的核心技术支持，发挥着举足轻重的作用。
1.物联网技术在智能家居中的优势
传统的智能家居灵活性非常差，在兼容方面的性能也较差，而物联网技术凭着其完整的系统，把各种家电等通过无线的方式有机地结合起来，在智能家居方面发挥着无比的优势。以ZigBee为例。ZigBee在智能家居具有“四低”和“两高”的特点，安全可靠，成本低，能够在数千个自由微小的传感单元之间进行协调通信等，通信效率非常高。从技术层面看，ZigBee智能家居方面具有很大的融合性，能够与云端无缝链接，方便管理、溯源和及时感知并控制，必将在物联网型智能家居领域获得更广泛的应用。
2.智能家居控制系统的硬件组成部分
2.1传感器节点设计
传感器节点包括温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、光传感器、气敏传感器，通过Zigbee采集节点对用户住所环境的检测，进行数据分析，做到对异常情况的探测及传送。
2.2智能网关设计
物联网网关作为系统监视与人工控制的基础，是智能家居智能化系统的核心环节。智能家居系统的的正常工作、网络通信和用户的远程操作、控制都需要一个稳定的网络环境。ZigBee，也称紫蜂，是一种低速短距离传输的无线网上协议，底层是采用IEEE 802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层。且功耗低、低成本、支持大量网络节点、支持多种网络拓扑，在部分设备节点故障的情况下，ZigBee技术支持自组网，是智能家居控制系统网关的理想选择。目前，该种技术是各类房屋、酒店、公寓等各类全屋场景下的最核心的通信方式，是系统集成的首选解决方案。
2.3智能控制软件设计
通过智能移动终端与智能家居控制系统相结合，用户在户外也可以了解到住所环境的实时信息，通过智能家居控制系统实现对窗帘、绿植灌溉系统、空调、冰箱等设备进行远程查看与操控，提高用户使用舒适度。
3.智能家居控制系统的软件组成部分
3.1终端模块的软件设计
安全控制、消防控制、智能家居三种模块共同组成终端模块的软件设计。各个模块的设计流程都是大同小异，只是在软件输入输出和运行的流程上略有不同。如安全模块的设计流程：接通电源后，系统进入初始化阶段再到CAN控制初始化，然后复位输入通过上位机指令进行各个开关的控制，模块会根据室内实际情况进行控制及报警提示，如果出现死机或者故障重启后可通过上位机数据传达到直接进行CAN控制初始化。
3.2 PC机监控软件设计
PC机监控软件设计是根据电脑常用的Windows操作系统进行的升级化操作软件，是通信程序设计和智能家居控制系统软件的有效结合。由于充分考虑到传统的PC机没有装备CAN通信接口，本软件设计将CAN总信号通过CAN卡转换成无线PC连接USB控制信号，实现了PC机与终端模块组成的CAN网络。通过数据通信可以实时监控控制，方便快捷。
4.物联网技术在智能家居中的运用
4.1无线温湿度传感器：主要用于探测室内、室外温湿度。虽然绝大多数空调都有温度探测功能，但由于空调的体积限制，它只能探测到出风口空调附近的温度，这也正是很多消费者感觉其温度不准的重要原因。有了无线温湿度探测器，你就可以确切地知道室内准确的温湿度。其现实意义在于当室内温度过高或过低时，能够提前启动空调调节温度。无线温湿度传感器对于你早晨出门也有着特别意义，当你呆在空调房间时，你对户外的温度是没有感觉的，这时候装在墙壁外的温湿度传感器就可以发挥作用，它可以告诉你现在户外的实时温度，根据这个准确温度你就可以决定自己的穿着，而不会出现出门后才知道穿多或者穿少的尴尬。
4.2无线红外防闯入探测器：这个功能主要是用于防非法入侵，比如当你按下床头的无线睡眠按钮后，关闭的不仅是灯光，同时它也会启动无线红外防闯入探测器自动设防，此时一旦有人入侵就会发出报警信号并可按设定的自动开启入侵区域的灯光吓退入侵者。或者当你离家后它会自动设防，一旦有人闯入，会通过无线网关自动提醒你的手机并接受你手机发出的警情处理指令。
4.3无线空气质量传感器：这主要是探测卧室内的空气是否混浊，这对于要回家休息的你很有意义，特别是对有婴幼儿的家庭尤其重要。它通过探测空气质量告诉你目前室内空气是否影响健康，并可通过无线网关启动相关设备优化调节空气质量。
4.4无线门铃：这种门铃对于大户型或别墅很有价值。出于安全考虑，大多数人睡觉时会关闭房门，此时有人来访按下门铃，在房间内很难听到铃声。这种无线门铃能够将按铃信号传递给床头开光提示你有人造访。另外在家中无人时，按门铃的动作会通过网关传递给你的手机，而这对你了解家庭的安全现状和来访信息非常重要。
4.5无线门磁、窗磁：主要用于防入侵。当你在家时，门、窗磁会自动处于撤防状态，不会触发报警，当你离家后，门、窗磁会自动进入布防状态，一旦有人开门或开窗就会通知你的手机并发出报警信息。与传统的门、窗磁相比，无线门、窗磁无需布线，装上电池即可工作，安装非常方便，安装过程一般不超过2分钟。另外对于有保险柜的家庭来说，这种传感器还能够侦测并记录下保险柜每次被打开或者关闭的时间并及时通知授权手机。
4.6无线燃气泄漏传感器：该传感器主要是探测家中的燃气泄漏情况，它无需布线，一旦有燃气泄漏会通过网关发出报警并通知授权手机。
4.7无线辐射传感器、无线空气污染传感器：对于一些对太阳辐射敏感的人来说，这种传感器具有特别的意义，通过它你可以准确知道出门前是否需要采取防太阳辐射或者防污染防尘措施。
结语：物联网的出现，给智能家居走进千家万户带来了希望。国内已有一些小区建立了“云社区”，对物联网技术在智能家居进行了初步尝试。然而这只是初步的应用，未来物联网会在智能家居中发挥越来越重要的作用，其强大的感知技术，使智能家居更加“智能”，甚至具备人的某些思维功能，会给人们提供实用、具有粘性的服務，从而使智能家居行业更快的发展。
参考文献：
[1]武奇生，姚博彬，高荣，等.物联网技术与应用[M].机械工业出版社，2016.
[2]佘昉.基于物联网技术的家居安全性设计[J].设计，2016（1）：72-73.
关键词：物联网;智能家居;应用;原理
物联网是新一代信息技术的关键环节，也是信息化时代和数字化时代的重要发展阶段，物联网技术被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网技术发展的核心是用户体验的创新，随着物联各种关键技术的不断进步，在各种各类生活场景下的应用也越来越丰富。在“云、大、物、智”各种新型技术互相促进下，物联网技术的发展推动了在智能家居行业应用的丰富化，进一步带动了居民住宅电子集成行业与智能家居行业的快速增长，物联网技术作为智能家居的核心技术支持，发挥着举足轻重的作用。
1.物联网技术在智能家居中的优势
传统的智能家居灵活性非常差，在兼容方面的性能也较差，而物联网技术凭着其完整的系统，把各种家电等通过无线的方式有机地结合起来，在智能家居方面发挥着无比的优势。以ZigBee为例。ZigBee在智能家居具有“四低”和“两高”的特点，安全可靠，成本低，能够在数千个自由微小的传感单元之间进行协调通信等，通信效率非常高。从技术层面看，ZigBee智能家居方面具有很大的融合性，能够与云端无缝链接，方便管理、溯源和及时感知并控制，必将在物联网型智能家居领域获得更广泛的应用。
2.智能家居控制系统的硬件组成部分
2.1传感器节点设计
传感器节点包括温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、光传感器、气敏传感器，通过Zigbee采集节点对用户住所环境的检测，进行数据分析，做到对异常情况的探测及传送。
2.2智能网关设计
物联网网关作为系统监视与人工控制的基础，是智能家居智能化系统的核心环节。智能家居系统的的正常工作、网络通信和用户的远程操作、控制都需要一个稳定的网络环境。ZigBee，也称紫蜂，是一种低速短距离传输的无线网上协议，底层是采用IEEE 802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层。且功耗低、低成本、支持大量网络节点、支持多种网络拓扑，在部分设备节点故障的情况下，ZigBee技术支持自组网，是智能家居控制系统网关的理想选择。目前，该种技术是各类房屋、酒店、公寓等各类全屋场景下的最核心的通信方式，是系统集成的首选解决方案。
2.3智能控制软件设计
通过智能移动终端与智能家居控制系统相结合，用户在户外也可以了解到住所环境的实时信息，通过智能家居控制系统实现对窗帘、绿植灌溉系统、空调、冰箱等设备进行远程查看与操控，提高用户使用舒适度。
3.智能家居控制系统的软件组成部分
3.1终端模块的软件设计
安全控制、消防控制、智能家居三种模块共同组成终端模块的软件设计。各个模块的设计流程都是大同小异，只是在软件输入输出和运行的流程上略有不同。如安全模块的设计流程：接通电源后，系统进入初始化阶段再到CAN控制初始化，然后复位输入通过上位机指令进行各个开关的控制，模块会根据室内实际情况进行控制及报警提示，如果出现死机或者故障重启后可通过上位机数据传达到直接进行CAN控制初始化。
3.2 PC机监控软件设计
PC机监控软件设计是根据电脑常用的Windows操作系统进行的升级化操作软件，是通信程序设计和智能家居控制系统软件的有效结合。由于充分考虑到传统的PC机没有装备CAN通信接口，本软件设计将CAN总信号通过CAN卡转换成无线PC连接USB控制信号，实现了PC机与终端模块组成的CAN网络。通过数据通信可以实时监控控制，方便快捷。
4.物联网技术在智能家居中的运用
4.1无线温湿度传感器：主要用于探测室内、室外温湿度。虽然绝大多数空调都有温度探测功能，但由于空调的体积限制，它只能探测到出风口空调附近的温度，这也正是很多消费者感觉其温度不准的重要原因。有了无线温湿度探测器，你就可以确切地知道室内准确的温湿度。其现实意义在于当室内温度过高或过低时，能够提前启动空调调节温度。无线温湿度传感器对于你早晨出门也有着特别意义，当你呆在空调房间时，你对户外的温度是没有感觉的，这时候装在墙壁外的温湿度传感器就可以发挥作用，它可以告诉你现在户外的实时温度，根据这个准确温度你就可以决定自己的穿着，而不会出现出门后才知道穿多或者穿少的尴尬。
4.2无线红外防闯入探测器：这个功能主要是用于防非法入侵，比如当你按下床头的无线睡眠按钮后，关闭的不仅是灯光，同时它也会启动无线红外防闯入探测器自动设防，此时一旦有人入侵就会发出报警信号并可按设定的自动开启入侵区域的灯光吓退入侵者。或者当你离家后它会自动设防，一旦有人闯入，会通过无线网关自动提醒你的手机并接受你手机发出的警情处理指令。
4.3无线空气质量传感器：这主要是探测卧室内的空气是否混浊，这对于要回家休息的你很有意义，特别是对有婴幼儿的家庭尤其重要。它通过探测空气质量告诉你目前室内空气是否影响健康，并可通过无线网关启动相关设备优化调节空气质量。
4.4无线门铃：这种门铃对于大户型或别墅很有价值。出于安全考虑，大多数人睡觉时会关闭房门，此时有人来访按下门铃，在房间内很难听到铃声。这种无线门铃能够将按铃信号传递给床头开光提示你有人造访。另外在家中无人时，按门铃的动作会通过网关传递给你的手机，而这对你了解家庭的安全现状和来访信息非常重要。
4.5无线门磁、窗磁：主要用于防入侵。当你在家时，门、窗磁会自动处于撤防状态，不会触发报警，当你离家后，门、窗磁会自动进入布防状态，一旦有人开门或开窗就会通知你的手机并发出报警信息。与传统的门、窗磁相比，无线门、窗磁无需布线，装上电池即可工作，安装非常方便，安装过程一般不超过2分钟。另外对于有保险柜的家庭来说，这种传感器还能够侦测并记录下保险柜每次被打开或者关闭的时间并及时通知授权手机。
4.6无线燃气泄漏传感器：该传感器主要是探测家中的燃气泄漏情况，它无需布线，一旦有燃气泄漏会通过网关发出报警并通知授权手机。
4.7无线辐射传感器、无线空气污染传感器：对于一些对太阳辐射敏感的人来说，这种传感器具有特别的意义，通过它你可以准确知道出门前是否需要采取防太阳辐射或者防污染防尘措施。
结语：物联网的出现，给智能家居走进千家万户带来了希望。国内已有一些小区建立了“云社区”，对物联网技术在智能家居进行了初步尝试。然而这只是初步的应用，未来物联网会在智能家居中发挥越来越重要的作用，其强大的感知技术，使智能家居更加“智能”，甚至具备人的某些思维功能，会给人们提供实用、具有粘性的服務，从而使智能家居行业更快的发展。
参考文献：
[1]武奇生，姚博彬，高荣，等.物联网技术与应用[M].机械工业出版社，2016.
[2]佘昉.基于物联网技术的家居安全性设计[J].设计，2016（1）：72-73.