衣文娟

(青岛酒店管理职业技术学院，山东 青岛 266100)

0 引言

在物联网技术中应用传感器，可以更加精准、及时地完成数据的获取、处理以及传输等工作，能够为物联网系统应用提供良好的数据支持。现阶段，将物联网系统与传感器技术进行结合，能够更好地将两者的优势发挥出来，从而广泛应用于各行各业，并取得良好的效果。在智能家居中应用物联网传感技术，可以对智能家居进行全面的监控，为人们提供更好的服务，促进智能家居更快、更好发展。

1 物联网传感器技术的发展概述

物联网中的传感器不仅可以有效检测相应的信息，同时能够将检测到的信息以其他信号形式进行对外输出。应用传感器，可以准确、快速地获得需要的信息。传感器的灵敏程度甚至超过了人的感官[1]。传感器具有较多类型，如红外热释传感器、气敏传感器以及温度传感器等等。智能家居系统一般需要掌握室内环境的气体浓度以及温湿度情况等，传感器能够检测到此类信息，将信息转化为电信号，在模数转换电路作用下，将电信号转化为数字信号传输至计算机中进行后续处理，最终完成对相关家用设备的控制。传感器技术主要的信息处理流程如图1所示。

图1 传感器技术处理流程

物联网传感器技术不断发展，其应用领域也在不断拓宽。常见的物联网传感器网络技术主要有嵌入式网关技术以及无线通信技术。其中，嵌入式网关技术的重点部分是软件与硬件，在软件方面，可采用Android以及Windows CE等权威操作系统，具备较高的可靠度。硬件方面主要包括微处理器、微控制器以及可编辑逻辑器件，其中微处理器具备较强的功能，其设计采用冯诺依曼以及哈佛结构，整体运行效率较高。物联网传感器使用的无线通信技术主要有红外通信技术和蓝牙通信技术[2]。

2 基于物联网的智能家居控制系统设计

2.1 系统硬件设计

对于系统硬件设计上，本文选择S3C2440微处理器芯片，将其作为家庭网关AMR模块控制器，其具备较多特点，如高性能、低功耗、低价格等，存在大量寄存器，会以更快的速度执行各项指令。并且，在可扩展能力、完备性、通用性以及稳定性上也存在较大优势。整个物联网智能家居系统中，家庭网关模块属于核心部分，能够实现家庭外部通信网络与内部控制网络的良好衔接。所以，家庭网关应满足以下要求：首先，可以进行Internet远程访问，一方面，家庭网关需要支持TCP/IP协议，另一方面，家庭网关还应提供Web服务。其次，可以通过内部控制网络，监控并管理物联网智能家居中的智能终端设备，家庭网关应具备家庭外部通信网络与内部控制网络间信息与协议等的转换功能。家庭内部控制网络模块中，通信模块为ZigBee，ZigBee模块应用CC2430，其具备高灵敏度、低成本、低功耗以及较强的抗干扰能力。ZigBee网络中，共包括以下几种逻辑设备类型：第一种为协调器；第二种为路由器；第三种为终端设备。物联网智能家居系统中，以太网属于较为重要的功能模块，能够实现远程登录，分享并管理系统资源，并且，还具备更新下载等功能。本系统中的以太网模块，主要是通过DM9000芯片进行网络接口连接，存在较为突出的优势，其属于一款能够完集成的以太网MAC控制器，成本效益较高，支持8位、16位、32位的接口进行内部存储器访问，从而对不同处理器需求加以满足。DM9000物理协议层接口与IEEE802.3u规格完全符合，同时，还支持IEEE802.3x全双工流量控制，此外，在GSM模块上，选择的是TC35芯片，具备较高的性能，能够更好地满足GSM0705以及GSM0707标准要求，可在AT指令下做出具体控制，并且具备RS232接口，会实现双频短消息数据通信，安全性及稳定性较高。TC53芯片的组成部分包括：电源电路、GSM基带处理器、FLASH存储部分以及GSM射频部分。

2.2 系统软件设计

基于物联网的智能家居控制系统工作中，主要会经历以下流程:系统各模块属于初始化状态，工作时传感器会采集各种参数，在数模转换功能下，数据处理模块会详细判断各种数据参数。如果其不在标准范围内，会对故障类型做出判断，通过ARM控制中心对蜂鸣器进行控制，从而发出报警提示，同时会向户主发送警报短信。报警短信发送给户主后，户主可用手机向GSM模块发送控制短信，ARM控制中心会向GSM模块发送AT指令，从而读取收到的短信，对短信指令是否符合标准进行判断。如果不符合标准，需要向用户发送提醒，要求重新发送控制短信，如果指令正确，会按照短信内容，将控制信息发送给ZigBee协调器。当ZigBee协调器获得信息后，向指定的ZigBee节点传送，节点收到指令后，会根据指示进行控制操作，或者获取传感器信息，同时，相协调器中发送控制结果或者传感器信息，再由协调器向ARM控制中心传送，ARM控制中心会通过GSM模块，向用户回复控制结果。利用ZigBee节点进行控制的人体以及煤气感应传感器，当发现有人入侵或煤气时，会向协调器发送报警信息，协调器会将其传送至服务器，最终在GSM模块控制下，使用户接收到报警信息。

3 物联网传感器技术在智能家居中的具体应用

3.1 智能家居照明

智能照明系统主要由4个部分构成，如表1所示。其中，感知层属于照明系统的最前端，功能是进行数据采集，常用的设备包括电流电压传感器、温度传感器以及光敏传感器等。结合家居特点，家庭需要照明的区域包括：车库、庭院、走廊、客厅以及卧室等，按照不同的用灯习惯，可以使用相应的采集设备，如走廊与卫生间可应用人体红外探测；楼梯可应用声控延时控制；卧室与客厅可应用红外遥控控制等。家居照明控制器包括调光控制器、成组控制器以及单灯控制器，其功能是按照感知层传感器传输的信号进行相应的亮灯或者灭灯处理。可以选择无线控制器，也可以选择有线控制器，控制器连接对应的网关，接收到控制指令后，对照明灯进行控制。网络层面主要由网关节点构成，具备传递信息功能。网管节点接收到传感器接收到的信息后，会将其传至服务中心，并且会在服务器的控制命令下，将相应命令下发至控制器，对灯进行控制。数据经过感知层与网络层后，会到达控制中心，通过控制中心做出集中的处理，具体包含移动端以及PC端的应用。应用层的主要功能包括：单灯控制、分组控制、定时控制、单灯状态监测、单灯调光以及故障报警[4]。

表1 智能照明系统结构

3.2 智能家居安防

智能家居安防系统中，报警器会对家居安防系统综合传感器采集到的信息进行分析与计算，随后做出报警决策，通过报警器发出警示。所用到的传感器有：门禁、烟感、视频监控、玻璃破碎探测、燃气控制以及温度探测电能，在家居环境的各个位置，均可安置传感器，以实现区域性的布防，通过传感器采集相应子系统的状态数据，随后会由网络传输设备将这些数据传输给系统平台，最终统一的分析并处理这些数据，以此作为决策的主要依据，下发相应的指令。物联网传感器技术用于智能家居安防中，用户应用一部手机就会完全掌握家中所有电器设备的状态，也可以进行相应的控制操作，比以往的防盗网更为智能化与人性化。视频监控系统应用下，用户可以通过终端设备，对家居环境情况进行实时监控，设备不但具备远程访问功能、自动录像功能、图片视频保存功能，并且，还具备报警抓拍以及联动功能，保障家居安全。

3.3 智能家庭控制

智能家庭控制方面，可以应用相应的传感器、ZigBee技术及芯片进行软硬件设计，同时构建相应的管理平台，监督并控制家中的所有电器设备。具体包括智能遥控技术、一键情景控制技术以及远程监控技术，用户即便不在家，也可以通过终端进行远程控制，实现对家中水、家电以及外来人员的监督，提升家居安全性[5]。实际工作中，是经过各类传感设备接纳各类传感信号，并触发控制命令或许经过人的自觉遥控、手动触发对应的发射类智能设备来收回控制命令，例如：温湿度传感器会搜集室内的温湿度变化数据，根据实际需求，进行温湿度变化触发要求设定，当温度或湿度到达预设的触发要求时，就联动收回控制命令;当温度高时，空调开端制冷；当温度低时，空调开端制热。如果装置了亮度传感器，则当室内光照亮度充足时，预设的灯光主动封闭，当室内光照亮度不够时，预设灯光主动打开。如果安防人体感应器，当设防时，监测到有人在活动时，马上触发电话报警，当非设防形态时，感应到人，主动开启预设的灯光，当监测到无人时，主动封闭灯光。以上这少许场景的完成，都是经过各类传感器来主动感应触发完成智能控制，当然，也可以间接人为手动触发控制命令，例如：通过墙上智能面板、各类智能遥控器等间接触发控制命令，如果人不在室内，还能够经过电话或Internet长途控制来控制室内的全部设备。

4 结语

综上所述，我国社会经济实力不断提升下，计算机技术、物联网技术以及传感器技术得以不断发展，进一步促使人们的家居生活向着智能化的方向发展，更好地满足人们的现代化生活需求。现阶段，物联网传感器技术已被广泛应用于智能家居中，在家居照明、家居安防以及家居控制等方面发挥着较大作用，在未来，物联网传感器技术势必还会不断向着更好的方向发展。