管理信息化物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)智能家居論述

管理信息化物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)智能家居論述基于物計能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。智能家居是以住宅為平臺，術將家居生活有關的設備集成形成智能家居系統(tǒng)的居住環(huán)境。物聯(lián)網(wǎng)智能家居通過家居智能管理系統(tǒng)的設備來實現(xiàn)家庭安全、舒適、信息交互與通信的能力。本文結合了物聯(lián)網(wǎng)和智能家居的相關技術，將傳感器、件設計進行詳細的介紹。作出相應的控制，以提升家居環(huán)境的安全性、舒適性、便利性。AbstractThingsasasunriseindustry,islistedasoneofthecountryfiveemergingstrategicindustries.TheInternetofThingsthroughradiofrequencyidentification,infraredsensors,globalpositioningsystems,laserscannersandothersenscurity,fort,informationexchangeandmunicationscapabilities.Thisarticlegdatausingthesensortocollecttheindoortemperatureonmodule.Thedesignisdividedintothefollowingsections:afirstanalysisoft1.1.1物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)開發(fā)背景11.1.2物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)意義21.1.3物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)現(xiàn)狀2隨著人們生活水平的提高和科技的發(fā)展，家居智能化已成為一種必然趨勢而深入無線等技術將所有不同的設備應用和綜合功能互連于一體的系統(tǒng)。它以住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡家電、通信、家電設備自動化、遠程醫(yī)療、家庭辦公、娛樂等功能，集系統(tǒng)、結構、服務、管理為一體的安全、便利、舒適、節(jié)能、娛樂、高效、環(huán)保的居住環(huán)境。這個章節(jié)主要分三個部分介紹：物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的開發(fā)背景，開發(fā)意義和應1.1.1物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)開發(fā)背景為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的世界信息產業(yè)第三次浪潮，一時間很多人預見到了一場新的技術革命。現(xiàn)代社會努力創(chuàng)造著舒適的環(huán)境，空調的出現(xiàn)讓人們得到了舒暢的體驗。在使用空調時，人們出現(xiàn)了兩種心態(tài)，有的人怕浪費電，在家里沒人的時候把空調關掉，可是回到家時卻不得不面對冷冰冰或熱烘烘的情況；也有的人為了舒適一直開著空調，長時間地讓空調運轉既費電又影響使用壽命。進入新世紀，我國人民的物質文化生活眾所周知，越來越多的人擁有自己的手機，而我國移動網(wǎng)絡的鋪建將使我們更好地在移動網(wǎng)絡的世界里遨游，如果能夠通過手機來遠程控制家里的空調，讓人們在到家之前把家里的空調打開，當我們邁進家門時，舒適的溫度會使我們的心情更加愉悅[1]。在互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)普及的今天，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)聯(lián)系起了每一個人，隨著各種消費電子的2智能化，還有無線傳感器的迅速發(fā)展，人們想到了是否可以用網(wǎng)絡將每一個物體都聯(lián)系起來，以實現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。這樣就形成了一種新的網(wǎng)絡，被稱為物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)的核心仍然是互聯(lián)網(wǎng)，通過各種有線和無線網(wǎng)絡與而且具有了很高的智能化。這時人們便開始追尋一種更加智能的家庭管理方式，希望實現(xiàn)安保，防災，家電一體化控制，這就是智能家居的原型。對于物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，大大加快了智能家居的發(fā)展。在國家大力推動工業(yè)化與信息化兩化融合的大背景下，物聯(lián)網(wǎng)將是家居行業(yè)乃至更多行業(yè)信息化過程中一個比較現(xiàn)實的突破口。一旦物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模普及，無數(shù)的物品需要加裝更加小巧智能的傳感器，用于家居設備的傳感器與電子標簽及配套的接口裝置數(shù)量將大大超過目前的手機數(shù)量，物聯(lián)網(wǎng)是下一個超過萬億的行業(yè)。1.1.2物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)意義社會經(jīng)濟的發(fā)展，信息化程度的不斷提高，人們生活節(jié)秦的不斷加快，使人們對居家環(huán)境智能化的程度也提出了更高的要求。當人們離開自已的居住環(huán)境時，如何獲方向。利用互聯(lián)網(wǎng)傳輸信息具有信息量大、直觀等優(yōu)勢，但目前實現(xiàn)成本相對較高，網(wǎng)絡覆蓋范圍的不斷擴大，得到了迅速發(fā)展，它具有傳輸速度快，費用低，不占用語可擴展性好的智能家居控制系統(tǒng)[2]。物聯(lián)網(wǎng)智能家居產品融合自動化控制系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)和網(wǎng)絡通訊技術于一體，將各種家庭設備(如音視頻設備、照明系統(tǒng)、窗簾控字影院系統(tǒng)、網(wǎng)絡家電等)通過智能家庭網(wǎng)絡聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)自動化，通過寬帶和無線網(wǎng)絡，可以實現(xiàn)對家庭設備的遠程操控。與普通家居相比，智能家居不僅提供舒適宜人且高構轉變?yōu)榫哂心軇又腔鄣墓ぞ?，提供全方位的信息交互功能。物?lián)網(wǎng)中的無線傳感器應用對家庭的智能防災，燈光控制，以及家電聯(lián)網(wǎng)都提供了一種很好的解決辦法。而3這樣就極大降低了家庭意外災難的損失[3]。1.1.3物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)現(xiàn)狀智能家居是利用微處理電子技術，來集成或控制家中的電子電器產品或系統(tǒng)。家廣域網(wǎng)相連接的一種新技術。網(wǎng)絡家電是將普通家用電器利用數(shù)字技術、網(wǎng)絡技術和智能控制技術設計改進的新型家電產品。網(wǎng)絡家電是一種價格低廉、操作簡便、實用居受產品生產廠家的限制，在短時間內還沒有統(tǒng)一的標準協(xié)議，所以一般都是一個廠家單獨做系統(tǒng)研發(fā)的。智能家居產品大規(guī)模批量化生產還需要時間加之協(xié)議不統(tǒng)一，隨之帶來的就是產品成本相對較高。國內從事智能家居行業(yè)的生產廠家魚龍混雜，良莠不齊，有獨立從事智能家居系統(tǒng)的生產企業(yè)，有家電行業(yè)兼做智能家居系統(tǒng)，有安防企業(yè)兼做智能家居系統(tǒng)的，還有運營商也參與到智能家居行業(yè)的，各自的出發(fā)點不同，所以生產出的產品也就各不相同產品質量參差不齊，影響了消費者對智能家居產品的信任；再者智能家居行業(yè)的售后服務水平較低，智能家居系統(tǒng)相對比較復雜，系統(tǒng)之間的關聯(lián)性較大，出問題的幾率相對較高，這時候如果售后服務不能到位的話則所以目前在中國只有少部分用于試點研究安裝，真正用于生活的還不多見。論文的結構主要分四個部分：1.緒論。主要介紹物聯(lián)網(wǎng)智能家居的背景、意義、現(xiàn)狀。2.系統(tǒng)開發(fā)工具。主要介紹系統(tǒng)設計需要的技術工具。3.需求分析。主要介紹系統(tǒng)功能需求性。4.系統(tǒng)設計。主要介紹系統(tǒng)各個部分設計。該部分主要介紹系統(tǒng)所采用的技術及開發(fā)工具，涉及,采用的架構Zig4無線傳感器技術是目前無線通信領域內研究的一個熱點技術，它綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、現(xiàn)代網(wǎng)絡及無線通信技術、分布式信息處理技術等，能夠通過各類集成化的微型傳感器協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，通過嵌入式系統(tǒng)對信息進行處理，并通過隨機自組織無線通信網(wǎng)絡以多跳中繼方式將所感知的信息傳送到用戶終端。所謂傳感器網(wǎng)絡是由大量部署在一定區(qū)域內的、具有無線通信與計算能力的微小傳感器節(jié)點通過自組織方式構成的能根據(jù)環(huán)境自主完成指定任務的分布式智能化網(wǎng)絡傳感器網(wǎng)絡可以在獨立的環(huán)境下運行，也可以通過網(wǎng)關連接到互聯(lián)網(wǎng)，使用戶遠程訪問[4]。低成本和可靠性高的雙向無線網(wǎng)絡通信技術，主要適合于自動控制領域，可以嵌入各5種LLC標準，其功能包括設備間無線鏈路的建立、維護和拆除、確認模式的幀傳送與接收、信道接入控制、幀校驗、預留時隙管理和廣播信息管理。權、多個業(yè)務數(shù)據(jù)流的匯聚、設備發(fā)現(xiàn)和業(yè)務發(fā)現(xiàn)。應用層定義了各種類型的應用業(yè)務是協(xié)議棧的最上層用戶。式大量部署在被感知對象內部或者附近。這些節(jié)點通過無線自組織傳輸網(wǎng)絡，以協(xié)作的方式感知、采集和處理網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中的信息，可以實現(xiàn)對任意地點的信息在任意實線表示有線鏈路)。節(jié)點可以隨時加入或離開網(wǎng)絡，任何節(jié)點的故障不會影響整個網(wǎng)絡的運行，具有很強的抗毀性。6時。將可以更遠。7.高安全。ZigBee提供了三級安全模式，包括無安全設定、使全屬性。8.免執(zhí)照頻段。采用直接序列擴頻在工業(yè)科學醫(yī)療2.4GHz(全球)(ISM)頻段。量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡系7統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中被感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。傳感器、感知對象和觀察者構成了無線傳感器網(wǎng)絡的三個要素。SystemonChip）、無線通信和低功耗嵌入式技術的飛速發(fā)展,來了信息感知的一場變革。無線傳感器網(wǎng)絡就是由部署在監(jiān)測區(qū)域內大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網(wǎng)絡[6]。訪問各種數(shù)字信息而可以不管其保存在什么地方，傳感器網(wǎng)絡將能擴展人們與現(xiàn)實世界進行遠程交互的能力。它甚至被人稱為一種全新類型的計算機系統(tǒng)，這就是因為它區(qū)別于過去硬件的可到處散布的特點以及集體分析能力。然而從很多方面來說，現(xiàn)在學和軍事實驗室，并且研究者還在試驗各種通訊協(xié)議和尋址方案。而現(xiàn)在，大多數(shù)傳感器網(wǎng)絡只連接了不到100個節(jié)點，纏而無法正常工作。另外一個原因是單個傳感器節(jié)點的價格目前還并不低廉，而且電池壽命在最好的情況下也只能維持幾個月。不過這些問題并不是不可逾越的，一些無線傳感器網(wǎng)絡的產品已經(jīng)上市，并且具備引人入勝的功能的新產品也會在幾年之內出現(xiàn)。噪聲、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等周邊環(huán)境中多種多療、保健、家居、工業(yè)、商業(yè)等領域。8有的基站系統(tǒng)進行部分改造來實現(xiàn)分組交換，這種改造的投入相對來說并不大，但得到的用戶數(shù)據(jù)速率卻相當可觀。而且，因為不再需要現(xiàn)行無線應用所需要的中介轉換器，所以連接及傳輸都會更方便容易。如此，使用者既可聯(lián)機上網(wǎng)，參加視訊會議等出去。在這種傳送方式中，數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收方同信道之間沒有固定的占用關系，信現(xiàn)出一種突發(fā)性的業(yè)務特點，對信道帶寬的需求變化較大，因此采用分組方式進行數(shù)瀏覽狀態(tài)，而真正用于數(shù)據(jù)傳送的時間只占很小比例。這種情況下若采用固定占用信道的方式，將會造成較大的資源浪費。戶手機上。全性、舒適性、效率性、透明性提出了更高的要求。同時越來越多的家庭要求家居產品不僅要具備簡單的智能，更要求整個系統(tǒng)在功能擴展、外延以及服務方面能夠做到簡單、方便、輕松、安全。很顯然我們的家居生活需要改變，智能家居系統(tǒng)提供廣泛的信息交互功能，優(yōu)化居住環(huán)境，幫助人們有效地利用網(wǎng)絡的便捷性各種實現(xiàn)了對家居環(huán)境的控制。智能家居產品為家居環(huán)境、家電設備提供一個共享的接入中心，實現(xiàn)對家庭環(huán)境及其設備的智能管理、遠程管理、集中管理和資源共享。隨著網(wǎng)絡科技的高速發(fā)展，9在可以預見的未來，在智能化住宅中，以寬帶網(wǎng)絡將家里的電腦、電視機、家電、安防系統(tǒng)等連成一體的自主控制、擴展、享用的工作、學習、娛樂家庭綜合信息服務平信模塊及其他裝置。其中傳感器節(jié)點網(wǎng)絡中包含了多個無線傳感器節(jié)點，每個節(jié)點都由于住宅設計情況比較多種多樣性，信號的覆蓋采取整體設計，局部進行設計實施，由于每個房間的封閉性，可能會引起信號的衰減，采取信號覆蓋區(qū)域連接，各個行加密，保證了無線傳輸數(shù)據(jù)的安全性。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的需求進行開發(fā)設計，主要實現(xiàn)如下設計目標：制器實現(xiàn)了對空調的控制。2.當用戶需要遠程控制窗簾的開關時，只要用手機發(fā)送指定命令的短過控制器實現(xiàn)了對窗簾的控制。3.當用戶需要遠程控制窗戶的開關時，只要用手機發(fā)送指定命令的器實現(xiàn)了對窗戶的控制。過控制器實現(xiàn)了對電視機的控制。上，通過控制器實現(xiàn)了對空氣加濕器的控制。整。被廣泛認可和接受。的功能要求，設計不同家電的智能水平(比如說，如果讓電燈也共享Internet資源，顯然沒有必要，但是家中的煙霧設備則需要較高的智能水平)。組建智能家庭網(wǎng)絡時需要考慮的問題有很多。基于設計的特點，列出了系統(tǒng)設計原則：1.標準化:家庭自動化產品應當依照國際上流行的相關協(xié)議進行設計，充分保證各廠家產品間的兼容性和相互操作能力。發(fā)的局面，而實際上用戶不可能全部使用同一廠家生產的產品，這將極大阻礙互聯(lián)互通和長遠發(fā)展。因此，家庭自動化系統(tǒng)應該具有開放的協(xié)議、統(tǒng)一的接口。3.模塊化:采用模塊化的設計可以適應各種場合的需要，保障用戶的利益并允許系統(tǒng)的逐步到位。模塊之間遵循一定的協(xié)議，可以相互通訊和協(xié)調。4.實用性:人們購買家庭自動化產品是為了享有更加便利舒適的生活，絕非追逐潮5.普及化:家庭自動化系統(tǒng)應該面向低成本、高性能的目標設計，住戶對價格較為敏感，所以智能住宅采用的技術要較為經(jīng)濟。同時，家庭自動化系統(tǒng)應該能最大程度兼容用戶原有電器設備，保護用戶投資。品應該簡便易用、用戶界面友好，并且不需要使用者花上太多的精力就能掌握。3.5功能需求對于家居生活環(huán)境，因每個人的不同，要求得也不盡相同。功能的設計要求主人物聯(lián)網(wǎng)智能家居要將各成體系，互不相連的子系統(tǒng)協(xié)調起來，就必須有一個兼容性強的中央家居處理平臺，接受并處理控制設施發(fā)出的信息，然后傳送信號給你希望控制中央處理平臺職能就是在家庭智能局域網(wǎng)中，引導和規(guī)劃家居子系統(tǒng)中的各種信號，有了它，你可以通過手持無線遙控設備來和家居子系統(tǒng)進行快速的溝通。中央家目前已經(jīng)出現(xiàn)的主流中央家居處理平臺分為兩類，其中一類平臺是網(wǎng)關式中央家居處理平臺。這種方式推出的家庭網(wǎng)關集成智能家居系統(tǒng)中，網(wǎng)關與中央家居處理平實現(xiàn)家電控制、娛樂、交流和信息分享等方面的智能化。第二種則直接利用家用電腦去控制各種家電設備。智能家居系統(tǒng)將家庭中各種與信息相關的通訊設備、家用電器和家庭保安裝置，通過家庭總線技術連接到一個家庭智能化系統(tǒng)上進行集中的或異地的監(jiān)視、控制和家庭事務性管理，并保持這些家庭設施與住宅環(huán)境的和諧與協(xié)調。這些功能都是通過智能家居系統(tǒng)中的家庭網(wǎng)絡控制器未實現(xiàn)的，家庭網(wǎng)絡控制器具有家庭總線系統(tǒng)、通過家庭總線系統(tǒng)提供各種服務功能、并和住宅以外的外部世界相通連。可以這樣說，智能家居系統(tǒng)是智能住宅的核心。由此可見，智能家居系統(tǒng)在智能住宅中的重要地位。信號采集，其中包括溫度、濕度、光線、煙霧有害氣體等信號的檢測，如煙霧傳感器煙霧傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導率較低的二氧化錫。當傳感器所處環(huán)境中存在可燃氣體時，傳感器的電導率隨空氣中可燃氣體濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導率的變化轉換為與該氣體濃度相對應的輸出信號。所以系統(tǒng)采用煙霧傳感器對家用的天然氣、煤氣、煙霧進行監(jiān)控檢測。在這里只要有信號輸出，繼電器就閉合，其余的時間都是斷開的,喇叭有報警的作4.2嵌入式服務器終端模塊設計中中心控制器是單片機，單片機為本系統(tǒng)的核心部件，它除了具備單片機最小系統(tǒng)的包括數(shù)據(jù)的采集與控制命令的發(fā)出，是整個智能家居控制的核心，采用Linux嵌入式系統(tǒng)為家居總中心監(jiān)控系統(tǒng)，能夠自動運行、處理數(shù)據(jù)，通過串口管理、無線網(wǎng)絡來整個系統(tǒng)以智能家居中心控制臺做為信息的控制中心，負責各個模塊的協(xié)調其中手機終端可以向主機發(fā)送查詢與命令信息，空調控制模塊與窗簾控制模塊等為智能控制模塊，具有單獨的模塊控制程序，它們向主機發(fā)送溫濕度信息，同時分別接收主機發(fā)送的空調控制信號，主機通過程序查詢的方式獲取此信息。人體感應模塊與液化氣泄露檢測模塊則只能向主機發(fā)送信號，主機通過中斷方式獲取其信息[9]。因此系統(tǒng)中主機的軟件控制成為關鍵因素。輸一個指令的數(shù)據(jù)包由以下幾部分組成：起始編碼bite[0][1],地址編碼bite[2],數(shù)據(jù)類型編碼bite[4],功能編碼bite[5],效驗編碼bite[6],結束編碼bite[7].每個編止相互信號的干擾，每個接收終端在接收到數(shù)據(jù)后，都進行地址碼判斷是否為自己接收的數(shù)據(jù)包，是則接收，否則不接收，接收到數(shù)據(jù)包后，對數(shù)據(jù)要執(zhí)行的功能進行校能終端在正確接收到中心控制器的控制信號后，必須根據(jù)信號完成相應家庭內部的控制工作，所以家電設備的控制信號都是由統(tǒng)一的嵌入式服務器終端模塊外編碼完成的存儲器的引入便于以軟件方式，在斷電的情況下保存系統(tǒng)的狀態(tài)變量，如各種模式開片機的初始化數(shù)據(jù)設置：{LCD_init();//LCD初始化Uart1_init();//串口初始化Device_init();//中斷初始化LCD_Display();//液晶顯示rF905_init();//rf905模塊初始化while(1){switch(state){caseDehumidifier://自動抽濕狀態(tài)Dehumidifier_75();break;Receive_Check();break;break;break;break;Receive_Ans();break;default:break;}}}為了保證電路的可靠性，復位電路是必不可少的一部分，復位操作有手動復位和供復位信號，直到系統(tǒng)電源穩(wěn)定撤銷復位信號。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的演示才撤銷復位信號，以防止電源開關或電源插頭分合過程中引起的抖動而影響復當按鍵按下的時候，開關導通，這個時候電容兩端形成了一個回路，電容被短路，所以在按鍵按下的這個過程中，電容開始釋放之前充的電量。隨著時間的推移，電容的片機系統(tǒng)自動復位。設計 BA 1234567891234567892 \通信鏈路，進行雙向數(shù)據(jù)通信。 6 615GNDVCC162 15GNDVCC162 4 l l82631574 4 l l82631574 R4R4接的電路圖范要求。單片機與鍵盤相連，可以通過鍵盤來向單片機發(fā)送數(shù)據(jù)。該單片機的振蕩器時復位。輸出端。致，二者之間要用電平轉換電路連接。儲手機發(fā)送的短消息。正是存儲數(shù)據(jù)所必需的。在單片機通過I2C總線擴展了一個Flash存儲器，系統(tǒng)選用字庫信息。命令中或命令間的空格會被忽略，命令行的最多字符數(shù)以從此數(shù)組讀到命令。然后要對這組命令的內容進行識別。要保證對信息內容的正確識別，需要一部分繁瑣的程序和算法[13]。系統(tǒng)的每個指令都可以同過嵌入式的指令方式，存儲在單片機的存儲芯片中，當無線手持設備遠程發(fā)送信息指令時，單片機芯片進行信息的讀取，分析，處理，做出如指令需求的所相應的操作。0共11位，不包括補足的‘F’協(xié)議標識(TP-PID)7-bit編碼“ktopen”以其協(xié)議簡單、成本低、功耗小、組網(wǎng)容易等特點，在家用系統(tǒng)控制、樓宇自動化、行業(yè)的技術發(fā)展和應用方面的研究具有前沿性和實用性。線距離的約束，達到遠距離接收、發(fā)送通訊信息，并且具有很高的模塊化程序和可擴影音娛樂等功能，滿足家庭的娛樂需求。由于時間和資源有限，這里并沒有將自己所有的想法都付諸實踐。其實物聯(lián)網(wǎng)和智能家居都是很大的項目，它們涉及了太多的內容，這個系統(tǒng)只是實現(xiàn)了其中的很小一部分功能。而且，由于知識水平所限，在系統(tǒng)設計當中也必然存在著很多漏洞和不足。不過，我始終覺得這是一個很好的項目，很具有實際意義，如果有可能，我會繼續(xù)將它完善，做得更好。嵌入式系統(tǒng)的搭建:官網(wǎng)下載linux版本的Qt開發(fā)框架，這里使用4.7.2版本，下載的安裝包文件為譯，最后使用makeinstall命令來安裝Qt。我們再從Qt官網(wǎng)下載linux版本的嵌入式終端軟件平臺的搭建，包含以下幾步。載到板子上。標平臺上。#include<intrins.h>ucharcodesuccessfully[]="OperateSuccessfully!";//發(fā)送操作成功信息到目標號碼ucharcodefail[]="Operatefailed,tryagain!";//發(fā)送操作失敗信息到目標號碼ucharidataSystemBuf[RxIn];//儲存出口接收數(shù)據(jù)ucharidatast