基于物联网技术的智能家居设计与应用研究

基于物联网的智能家居控制系统设计研究　

杨　强　

摘要：随着科技的发展和进步，社会生产生活逐渐朝着智能化的方向发展。基于物联网所设计的智能家居控制系统，为住宅居民提　供了更加舒适的家居环境，充分满足人们对于生活质量的要求。智能家居控制系统主要应用无线传感网络技术和嵌入式系统设计技术，结　

合网络通信技术和音视频处理技术，具有信号传输和远程监控的功能，让智能家居控制系统更好的为人们的生活服务。　

关键词：物联网；智能家居；控制系统　

前言　

智能家居是利用信息技术、网络技术及布线技术将家居生活中琐　碎、繁杂的内容有序的组织起来，应用智能家居控制系统进行管理。在　

智能家居控制系统设计当中，应用物联网技术，能够有效解决布线麻　

烦、安装困难等问题，应用Ｚｉｇｂｅｅ技术、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ及太网技术，实现　无线通信，使智能家居控制系统更为完善，促进现代住宅建筑智能化的　

发展。　

一、智能家居控制系统结构及其特点　

家居智能控制模块、图像处理单元、ＡＲＭ中央控制平台、Ｚｉ　ｇｂｅｅ无　线传输模块及无线通信和互联网通信等组成了智能家居控制系统的基本　

结构。家居智能控制模块主要具有安防报警、照明控制及空调远程控制　

等功能，并与Ｚｉｓｂｃｅ模块和ＡＲＭ中央控制平台联接。在家庭智能控制　

网络当中，利用ＵＳＢ摄像头进行家庭环境的实时监控。与此同时，利　用ＧＰＲＳ技术和互联网技术将ＡＲＭ中央控制平台与外部终端设备相连，　

使居民出门在外能够了解家居环境的情况，并进行有效的控制。　在智能家居控制系统的设计当中，需要应用到物联网技术，利用视　

频处理技术和语音识别技术，提升了智能家居系统的人机交互能力，通　

过网路可以随时进行访问。智能感知传感器可以对光照、温度、湿度和　室内空气进行检测检测，并得准确的数据，更加方便快捷的进行传输。　

智能控制空调、卷帘、电饭煲等电器，利用远程人机交互对家居状态予　以反馈。与此同时，在智能家居控制系统中增加用户登录身份验证，进　

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物联网技术在智能家居中的应用研究

作者：朱伟

来源：《西部论丛》2018年第09期

摘 要：本文首先阐述了物联网技术及智能家居系统的相关概念，其后提出了一系列物联网技术在智能家居中的应用策略和方式，希望以此提升智能家居的舒适性、智能性、可靠性。

关键词：物联网技术；智能家居；应用

随着科学技术的发展和国家经济水平的不断提高。物联网技术的研究与应用，得到了社会各界的高度重视。尤其是在物联网智能家居中的应用，推动了智能家居的进步和发展。

一、物联网技术及智能家居系统的相关概念

（一）物联网技术

物联网技术是一种信息管理技术。物联网技术将实物与互联网连接起来，进行信息交流和交换，从而改变人与设备、机器之间的联系方式，实物与实物之间进行智能化识别、追踪定位、管理。同时物联网技术也是基于互联网应用技术发展的产物，它通过在某个固定的物体上安装设备和设施，利用各种无线传感技术来获取物体的信息，并将其传送至统一的数据处理中心进行云计算、数据挖掘等智能识别和分析处理。其也可以对一个物体进行远程操控和定位服务。使得各设备之间协同工作，大大提高了资源的利用率，实现了人与实物之间的数字交流让物体更好的为人类服务。

（二）智能家居系统

现目前我国智能家居程度普遍较低，主要存在两个原因：其一是当前我国社会经济发展水平与智能家居系统的价格不相符；第二，是智能家居系统自身存在着一定的缺陷，其功能性与实用性都还需要进一步的提升。主要表现在各个系统之间的信息互联网效果较差；现目前的智能家居达不到人们想要追求的服务；缺少对数据整合分析的计算平台。导致我国的智能家居主要停留在设计层面，难以利用物联网技术实现预计的良好效果。

二、物联网技术在智能家居中的应用

物联网技术作为一种信息管理技术，是指将射频识别技术、全球定位系统以及传感器等设备按照一定的协议，把实物与互联网直接进行连接，进行信息和通讯的交换，从而达到人为指令来控制设备和机械，同时也使人更加容易方便的操作机器。物联网技术在智能家居中的应用主要体现在以下三个层面： 龙源期刊网

基于物联网技术的智能家居系统设计

摘要：基于物联网设计的一套智能家居系统。该系统能用手机通过GSM平台检测家电状态，并控制家电的开合。能实时测量室内温度、烟雾情况。当室内烟雾浓度偏高时，系统可以打开室内抽风机把室内有害气体抽出室外，当烟雾浓度或温度高过一定阈值时，系统启动火灾报警模块，提示家居主人预防火灾的发生。

当有小孩靠近窗户时，系统自动关闭窗户，避免小孩可能发生坠楼的危险；小孩离开时，系统又自动打开窗户。同时，系统具有防盗功能。在家居的门口安装了4*4键盘，用户输入正确的密码，可以把门打开。用户通过其他非法手段，比如撬开锁时，系统会及时启动报警模块。

关键词：GSM平台；智能家居；报警；通信

引言

蒸汽机的发明掀起了人类历史迈向工业的新篇章，而网络的出现无疑将信息化深深的烙印在了人类文明的璀璨长卷上。家居智能化系统的概念起源于上世纪70年代的美国，随后，传播到欧洲、日本等国并且得到了很好的发展。在我国，智能家居这一概念推广较晚，约在90年代末家居智能化系统才得以进入国内，但发展速度惊人，至今已存在相当数量的智能化小区及住宅。

1 整体设计方案

家居主人能与GSM平台相互通信，GSM平台与单片机相互通信，单片机和家居主人能通过GSM平台间接的实现通信，单片机能控制与它连接的各个模块。其中用STC89C52单片机作为主控，报警模块由蜂鸣器组成，让蜂鸣器发出刺耳的声音就是启动了报警模块，防盗模块主要是放在门前做门禁系统，输入正确的密码后才能打开门，检测模块由温度传感器、烟雾传感器、红外避障传感器共同组成，并用LED灯模拟了家电。图1为智能家居系统整体构架图。

[3]郭天祥.51单片机C语言教程 [M]. 北京：电子工业出版社

[4]童诗白，华成阴.模拟电子技术基础 [M].北京：高等教育出版社

基于物联网技术的智能家居系统设计

智能家居是指通过网络和通信设备，将家庭设备、家具和家居设施互联互通，实现智能化控制和管理的系统。随着物联网技术的不断发展和普及，智能家居系统正成为越来越多家庭的选择。本文将基于物联网技术，探讨智能家居系统的设计。

一、引言

随着信息技术的迅速发展，物联网应用在各个领域得到广泛的应用。智能家居系统作为物联网技术的一个重要应用领域，为人们的生活带来了极大的便利和舒适。本文将重点介绍基于物联网技术的智能家居系统的整体设计和实施方案。

二、智能家居系统的概述

智能家居系统是将家庭各种设备和家居设施互联互通，实现集中控制和管理的系统。它通过传感器、通信设备和控制系统，收集和处理各类信息，让用户可以通过手机、电脑等终端设备对家庭进行远程控制和监测。智能家居系统不仅提供了家居设备的智能化控制，还可以实现能源管理、安防监控、健康养老等多种功能。

三、智能家居系统的设计要素

1. 传感器技术

智能家居系统需要依靠各类传感器来采集环境信息和用户行为数据。温度传感器、湿度传感器、光照传感器等可以收集环境参数，红外感应器、门窗传感器等可以感知用户的行为。传感器的选择和布局需要根据实际情况进行合理设计。

2. 通信技术

智能家居系统依靠无线通信技术进行数据传输和远程控制。目前常用的通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等。选择合适的通信技术需要考虑传输距离、传输速率、功耗和安全性等因素。

3. 控制系统

智能家居系统的控制系统是实现设备控制和管理的核心。它可以是基于云平台的远程控制系统，也可以是本地控制系统。控制系统需要具备良好的用户界面和易用性，并能够实现灵活的定制化设置和场景模式。

4. 安全技术

智能家居系统涉及到家庭隐私和安全问题，因此安全技术是设计中不可忽视的要素。采用合适的数据加密、身份认证和访问控制等技术可以保障系统的安全性。

四、智能家居系统的实施方案

1. 设备互联