李萌　安娜　王磊

摘要： 自从进入21世纪以来，互联网与信息技术的发展以及应用对各行各业的高效管理和服务起到了巨大的推动作用。物联网技术作为新兴的前沿技术，在智能家居设计中也得到了很好的应用，对提高人民群众的生活质量，改善家居环境以及氛围具有积极的作用。

关键词：物联网;智能家居;设计与实现

前言

在信息技术与互联网的高度覆盖的新形势下，应用智能化技术实现现代化成为当前生活与工作的主流方式。与此同时，各行各业的设计以及制造都在朝智能化方向发展，建筑行业中重要的家居设计也是如此。不断应用新的技术与工艺，才能满足当下人们的舒适居家需求，以及对资源的合理利用。本文就物联网概念，以及物联网技术在智能家居设计中的应用策略进行简要探讨，以供参考。

1 物联网概念

物联网技术顾名思义就是通过利用智能化设备如：射频识别、传感器、GPS、网络通讯等实现物与物之间的有效相联。物联网技术是以信息技术为载体和依托来实现非智能设备的并网与接入中央信息系统的一种互联网技术。接入后，可利用电脑或是智能终端实现物体与物体间的信息传播、通讯与以及交换功能。其强大之处在于，物品与物品之间不需要人过多的干预，即可完成信息的交流、产品的自动识别、自动定位以及跟踪等，信息与信息之间能够实现高度的互联与共享。物联网技术是一种先进的服务技术，其对提高企业生产效率，改善生活质量、降低生产成本等方面有非常显著的优势。

2 智能家居的特点及功能

所谓智能家居是指应用先进的物联网技术与外部的平台系统和设备相结合，以住宅为核心来实现对家居环境的各种电器设备以及安防设备等进行统一的、智能化的管理与监控，并根据用户的习惯以及喜好来调整或调节智能家居平台下各个设备相应的设置参数。智能家居设计的目的是营造更舒适、更个性化、更安全、更便捷，同时艺术与环保功能兼具的家居环境。如自动窗帘、烟感煤气泄漏监测、智能仪表、室内温度及湿度的自动控制、智能化起居、照明、厨卫等等，使各款家居设备在基础功能之上实现智慧功能，能够自动调节，智能化控制，主人通过远程设备或是移动终端便能够实现自动化的统一管理。从而最大化的改善用户的居住体验，使之更安心、省心。智能家居还可与社区智能平台系统连接，向社区平台传输相关的仪表数据。如水、电、燃气等数据，以及接收和发布灾害信息，求助信息等，同时智能家居通常与智能安防相连通，可以针对家中的燃气泄漏、烟感火灾等信息第一时间与社区平台连接，以得到第一时间的处理，避免事故扩大而导致财产损失。同时，智能家居与社区平台相连接，进一步扩展社区的智慧功能，通过信息的交互使得服务功能更完善，有利于为住户提供个性化的生活配套服务。如：家政、购物、天气、交通等等，为用户提供智能家居与智慧生活完美结合的服务与体验。

3 当前智能家居存在的不足

智能家居的概念虽然由来以久，但一直受设备以及技术的局限无法大范围的普及和应用，未能真正融入市场并发挥出其最好的功能。随着新世纪以来，经济水平和信息技术的不断提高，互联网的全面覆盖，人们的生活水平有了质的提升。所以，智能家居也被越来越多的人所接受并认可，以围绕智能家居有关的概念和产品研发及出品呈现出百花齐放之势，产品多且杂，貌似涵盖了方方面面。但是，当前智能家居行业内并没有统一的标准，不同厂家所制造的家居设备和电器设备也无法实现全面控制和兼容其它的智能家居系统，各自为政、互不融入的现象较为突出，这就导致智能化家居的发展受到制约，始终停留在厂家的激烈層面，无法促进产品质量的提升。所以，智能家居一直停留在远程调控和区域联通的水平上，而没能针对智慧系统的实用性、可操作性、便捷性进行深入研究。

4 基于物联网的智能家居设计与实现

4.1智能家居系统的组成

智能家居系统通常由传感监测系统和控制系统组成，监测系统主要是通过各种传感器来进行数据的感知和采集，监测范围一般包括家居环境中的温度和湿度、光照强度，以及燃气、烟雾、空气指数状态如PM2.5以及二氧化碳含量等等数据的采集，之后利用网络将数据传输至智能平台服务器，服务器会对接收到的数据进行计算和分析，之后将相关数据传送至用户移动终端，从而构建起在线监测系统。控制系统主要通过用户的使用终端来进行控制。现阶段网络如此发达，一部手机便可实现对家居情况的掌握与控制，通过手机终端对服务器发出相应的控制指令，服务器会对指令进行分解、识别并反馈终智能网关，智能网关会对相应的指令进行功能分配，由网关中的协调器下发控制命令给执行器，执行器执行用户操作。如光照强时关闭窗帘，如提前为用户打开空调等等。监测和控制系统通过对家居环境中各种电器设备的运行情况及运行状态进行远程预警监测，实时掌握各设备的相关运行参数和运行状态，及时发现设备或家居环境中的异常情况，并进行智能化的报警与响应，以实现全天候不间断的在线监测、数据采集、传输以及调节控制的目的，为用户创造更贴心舒适的家居环境。

4.2智能家居的结构体系

智能家居的传感监测结构，传感器为上层的云服务提供传感数据，并根据传感器所传回的数据做出相应的分析与决策。通过无线传感器网络进行连接，包括传感器、接收节点和管理节点。传感器数据通过多跳中继的形式由汇节点进行传输。用户操作传感器网络通过管理节点释放任务。智能家居的网络层主要用于构建实现数据转发的有效拓扑架构。从功能和场景需求方面考虑，根据各系统的要求选择契合的联网模型，可采用ZigBee、GPRS与Wi-Fi技术进行系统组网，采用星型网络、树形网络和混合网络来连接传感器层。最终通过汇节点或中继单元将数据传输到云服务。云服务基于云计算技术与大数据技术，通过云数据中心来处理物联网中的海量数据，提高网络的处理能力，减少由于不同系统之间协议的不兼容带来的时延或内存开销等问题，有效提高各系统之间的连接效果。智能家居中的应用程序层以融合多种应用程序为目的。用户可通过移动设备，如手机等利用无线网络、MCN等通信方式接入平台。通过用户界面或是小程序进行操作，这样便不受时间与空间的限制随时随地的家居环境内的情况进行查看与控制。比如：用户可以通过智能仪表功能来获取家庭内用水量、用电量以及燃气等各类资源的消耗。与此同时，当住宅内发生燃气泄漏或是不明原因的火灾等危险事故时，传感器会及时的通过网络将数据上传至云服务，通过远程通信直接将判断结果发送到智慧社区平台中，以便及时采取相应的处理，降低损失。

5 结束语

随着现代化、智能化社会的持续推进，各种智能设备的普及与应用，人工智能大数据时代已然来临，信息技术正在改变着人们的生产生活的方式与习惯。显而易见，传统的家居设计已经无法满足信息化时代人们对居家环境智能化与舒适性兼具的要求了。物联网技术的应用为智能家居的实现与发展开辟了新路径，让智能化家居生活成为可能。同时，对带动经济的发展和人们的生活水平提高有着重要的推动作用。

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