时间：2022-02-11 23:02:08
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇物联网智能家居，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
智能家居・陈嘉炜・北京
著名智能家居企业南鹏科技总经理，资深智能家居专家，CEDIA中国区执委。
一般而言，有足够多的需要控制的产品和设备，才需要智能家居。因此，在豪宅，在影音室，才会用到智能家居。但在物联网的概念下，智能电饭煲、洗衣机、电视机等生活必需品的智能化出炉，也许会让智能家居变得更大众化、更普及？那要看待物联网和智能家居的关系？
目前在豪宅的环境中，由于子系统较多，而各个子系统本身需使用不同的控制手段及界面去进行控制，对用户的操作来说增加了不少难度，智能家居系统的整体应用正好为豪宅这种典型环境解决了操作的困难，让用户可以轻松的体验科技为生活带来的便利及舒适。
但在目前市场上，一套设计周全、功能完善的智能家居系统造价较高，因此令智能家居的应用主要局限在豪宅的市场。
在物联网的概念下，家里的所有电子及电器产品都会具有互联互通的功能，能通信的设备多了，自然需要有适当的手段去对这些互联的设备作统一管理，协调工作。我相信当物联网的应用逐渐普及后，将进一步带动智能家居的市场，最终目的是将智能家居的概念从豪宅应用的奢侈品转换为每个人生活中不可或缺的必需品，智能家居的造价及系统也会有更多选择，越来越多的便携终端如手机及平板电脑等都会加入智能家居的功能，让智能变得无处不在。
当前智能家居有很多不同的实现方式，不同的方式又各自更适合不同的应用环境，但大家当前最关心的是最适合中产普及的又是哪一种？
智能家居中有非常多的子系统，包括环境控制 (如灯光场景、暖通空调、地热、新风、热水、按摩浴缸)，电子娱乐媒体的分配及控制 (背景音乐、家庭影院、全宅音视频共享)、安防监控、门禁、网络、电话等非常多的子系统，消费者应该在所能负担的预算内，尽量满足自身对以上各子系统的需求及优先顺序，搭配出一套令家庭成员最满意的产品组合，其中需顾及产品功能及造价之间的平衡。由于每个用户的喜好及生活方式都不一样，我们很难定义最适合中产普及的是哪一种，简单来说能带给家人生活便利、愉快、提升生活素质，同时满足用户的预算就是最适合的系统。
众所周知，智能家居系统不是一次性的投入，后续的维护显得很必要、很重要。但当下智能小区里物业维修装备和维修资源无法匹配的问题依然困扰着很多智能家居用户，成为智能家居普及的绊脚石。这块我们需要做长远的考量，未雨绸缪。
一套比较贴合用户使用的智能家居系统，往往都加入较多的个性化设计，这些系统功能的设计、安装及维护是很难通过普通小区的物业部门来实施的。目前国内及国外的众多厂家以及行业协会 (如美国 CEDIA 协会) 等都在为中国的定制化安装市场做出大量的技术培训工作，旨在提高整个行业技术人员的设计、施工、调试、改造及维护等技术的水平，当整体行业的从业人员技术被提升后，才能保障客户的服务水平，也只有满意的客户，才能促进行业的持续发展。DHC
摘要：物联网技术是智能家居的核心技术支撑，智能家居是物联网技术在智能家庭中的应用体现。当前网络和智能技术高速发展融合的背景下，智能家居作为具有巨大市场潜力的新兴产业，无论是IT终端制造厂商、互联网运营商、服务商和传统家电制造商均把它视为新的增长爆发点。本文通过对物联网技术在智能家居领域的应用来说明物联网的运用对智能家居系统技术进步、功能扩展、服务、达到满足人们对安全、舒适、方便和绿色环保的需求的作用。
关键词 ：物联网技术；智能家居；应用
一、物联网概述
物联网的英文描述为“The Internet ofthings”，即“物——物相连的互联网”[1][2]。物联网的基础核心仍旧是互联网，它在传统互联网人与物互通的基础上，实现物与物互通，是互联网发展的应用和业务层面的拓展。其主要特征是全面感知、可靠传递和智能处理。全面感知是指利用RFID、二维码、传感器等随时随地获取和采集物体信息；可靠传递是指通过无线网络和互联网的融合将物体信息准确传递；智能处理是指利用云计算、数据挖掘及智能识别等人工智能技术对海量数据信息进行分析处理，完成对物体的智能化控制。
物联网的概念在1999 年被提出，是在互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等构造出的一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网。2005 年11 月17 日国际电信联盟《ITU 互联网报告2005：物联网》，重新提出了物联网的概念[3]，并对其进行了扩展，不仅局限于RFID技术。2009年1月28日，IBM 首次提出“智慧地球”的概念。随后，美国将物联网列为振兴经济的一个重点。此外，欧洲、韩国、日本等国家也把物联网产业作为振兴国家经济的一个核心产业[4]。2009年8月，温总理提出了“感知中国”的概念，自此物联网被列为国家五大新兴战略性产业之一，在中国受到了极大的关注[5]。
物联网是在网络技术、传感技术及通信技术日趋成熟的条件下出现的，它是一种体现物与物之间新型关系，将所有物品通过射频识别、二维码、无线数据通信等智能感知技术与互联网连接起来，的具有智能化识别、控制与管理功能的网络系统，其中可能涉及多种信息传感设备，比如射频识别装置、二维码扫描装置、红外感应装置、各种传感器等。
物联网从产生之初到现在，已经被应用到众多领域，如智能交通、智能消防、工业检测、老人护理、食品溯源和情报搜集等。毫无疑问，物联网也将对智能家居领域产生深远影响。基于物联网的智能家电必将为人们提供未来生活方式的全新解决方案。将物联网技术应用到家用电器中，可以使家电具有智能感知及信息网络功能，能使家庭中的家电设备之间信息交互、家电设备与产品和用户之间也可以进行信息交互，方便人们的日常家居生活，使生活方式更加合理，生活模式更舒适、健康、环保。
关于物联网的概念，目前没有统一的标准。但是综合来看，物联网是一种实现物-物相连的智能网络，它主要依赖于智能感知技术、无线通信技术、遥感技术、智能数据处理技术[5]等，是在互联网的基础上发展起来的。物联网从产生之初到现在已经被应用在越来越多的领域，如物流、交通、产品安全监测、路灯管理、智能电力[6]、医疗[7]等。智能家电与智能家庭的发展，用户新增的需求，使广大厂商和研究人员发现，智能家居也是物联网发展的一个重要领域。[8]IT终端制造厂商、互联网运营商、服务商和传统家电制造商正在进行此方面的研究，也逐渐推出基于物联网技术的产品。物联网技术使得家电在智能化控制的基础上，实现了商品与设备的关联及设备之间的关联，展现出了一种更加智能化的便捷、健康、环保的家居场景。
二、智能家居系统概述
目前，智能家居系统没有一个统一的定义或者概念，百度百科的解释是：“智能家居（英文：smart home, home automation）是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将与家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统。能提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。”
2012年4月5日中国室内装饰协会智能化委员会《智能家居系统产品分类指导手册》把智能家居系统产品共分为二十个分类包含了：控制主机（集中控制器）、智能照明系统、电器控制系统、家庭背景音乐、家庭影院系统、对讲系统、视频监控、防盗报警、电锁门禁、智能遮阳（电动窗帘）、暖通空调系统、太阳能与节能设备、自动抄表、智能家居软件、家居布线系统、家庭网络、厨卫电视系统、运动与健康监测、花草自动浇灌、宠物照看与动物管制。
由此可知，智能家居是一个系统的概念，融合了网络信息技术（有线、无线）、智能家电技术、自动控制技术等技术，将家庭平台上与信息相关的信息设备、智能家电和家庭安保装置，通过综合布线技术连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。这些功能都是通过智能家居系统中的家庭网络控制来实现的，通过家庭总线系统提供各种服务功能、并和住宅以外的外部世界相通连。智能家居系统通过网络化的综合管理家中设备，来创造一个优质、高效、舒适、安全、便利、节能、健康、环保的居住生活环境空间。[9]
笔者认为智能家居强调的是整体的环境，包括健康环境、人机互动的环境、安全的环境、经济的环境，以用户体验为核心的整体环境的创造。
健康的环境包含舒适的温度、优质的空气、适宜的水温等；人机互动的环境主要指智能化的体验、便捷的人机互动的界面和高集成度的人工智能应用；安全的环境包括家庭安防监控和网络环境自身的安全；经济的环境主要体现在系统本身的经济合理（如系统价格）及家庭应用的经济合理（如节水、节电、扩展方便）。
三、物联网技术在智能家居领域的应用
物联网技术主要包含三个层面，即感知层面、网络层面和应用层面。物联网常见的感知技术包括RFID 技术、二维码技术、传感器技术、摄像头、gps 等；进行网络传输的技术主要包括3G、Wi-Fi、蓝牙、接入网等；计算技术主要是指进行海量数据处理的技术包括数据挖掘和数据推送。网络层面包含电信运营（移动、有线、卫星通信网络等）、物联网运营（信息中心、管理中心等）、平台、软件、系统设备、系统集成及终端设备。应用层面包含环境监测、智能交通、智能建筑、智能家居、远程医疗、城市管理、公共安全、工业监控、绿色农业、资源管理等。
物联网技术在智能家居的应用包含了家居环境控制、家庭安防、智能家电等多个领域，一个完全的智能家居系统按照前文所述包含了20个子系统。在物联网技术支撑下，用户可以将家用电器之间组成一个物物相连的网络，然后在互联网的基础上，对家庭中的设备、产品进行监控；在家电或者产品发生故障时能够通过网络自动进行短信、电话等智能报警；家用电器能够智能地记录用户的生活习惯和生活方式，利用数据挖掘、情境感知等技术为用户进行合理的信息推送，实现人与家电、环境、产品的自然交互。
物联网技术贯穿智能家居从终端设备的研发、系统集成及运行到用户使用的全过程。从技术角度来看，物联网智能家居技术的核心技术是通讯或控制协议，涉及硬件接口和软件协议两部分，可以简单的划分为无线与有线技术。
有线技术包含了RS485、IEEE802.3(Ethernet)、EIB/KNX、LonWorks、X- 10、PLC-BUS、CresNet，AXLink 等。其中X-10，PLC-BUS 是专门针对智能家居行业制定的通讯技术。X-10电力线载波技术在上世纪70年代产生，在我国2000年前后引入并开始推广，该技术可以在电力线上通讯，免于智能家居系统部署的时候另外布线。该技术对电网运行环境依赖性较高，由于设备成本、技术稳定性及信息安全等问题市场局面一直难于打开。PLC-BUS 提高了一定的通讯稳定性，但是难以保证持续稳定的质量，对电网环境的依赖性仍旧很强，使用成本和信息安全的问题无法根本性解决。尽管电力线载波技术已经有40多年的技术积淀，但是由于成本和技术瓶颈，智能家居产品在有线技术开发方面不断地进行新的尝试，各种技术的优缺点暂时不能满足客户的需求，也许这也是今天多种有线技术并存的原因。
无线技术包含了RFID 智能识别技术、蓝牙(Bluetooth)、WiFi、Zigbee、ZWave、Enocean等。RFID是一种通过无线电波进行数据传输的非接触式的自动识别计技术，它通过无线电信号进行数据读写并识别特定目标，具有无接触、识别速度快、自动化程度高、抗干扰、识别多个物体等优点。RFID 是20 世纪90 年代兴起的，发展至今被认为是自动识别领域中应用最广泛的、识别效果最好、最重要的一项技术。[8] WiFi作为低成本、最易与互联网连接的智能家居技术解决方案被广为应用。ZigBee ZigBee 技术的特点包括：低功耗、成本低、低速率、时延短、高容量、工作可靠、高安全等。ZigBee的设计可用于支持特定应用软件的开发和部署。应用规范和ZigBee 的堆栈相连，让制造商更快、更容易地推出特别针对某些应用的无线产品。可用的应用规范包括家庭自动化、智能能源、通信、医疗、远程控制（RF4CE,或称消费电子射频）、建筑自动化和零售服务。Z-Wave主要针对家庭和小型商用建筑的监控和控制，广泛适用于照明控制、安全和气候控制。其它应用包括烟雾探测器、门锁、安全传感器、家电和远程控制。[10]
物联网智能家居系统从技术和应用的角度来说稳定性、可拓展性（灵活性）、安全性及经济性都是重要衡量指标。目前为止，无论是有线技术还是无线技术都没有一个得到广泛认可的技术标准。有线技术基于专用通讯线缆，某种程度上来说其稳定性较好，但是可拓展性较差（系统扩展、改良需要重新布线）、成本高也是其难以跨越的门槛。与之相比无线技术的高速发展在可拓展性（灵活性）及经济性方面都具有优势。稳定性和安全性方面两者各有千秋，都在不断发展完善。
四、国内智能家居的现状和问题
智能家居在中国经历了近6 年的起步阶段，发展速度缓慢，主要是因为没有投入大量的资金，开发技术短期内也不成熟。[9]目前整个智能家居行业发展主要的成果还是反映在智能化的摄像头、电视、电冰箱、传感器、手机、空调、医疗设备、穿戴设备等一系列终端产品，及一些分散的智能家庭控制子系统的研究上，比如，三表抄送系统、门禁系统、可视对讲系统、灯光控制系统、窗帘控制系统等。以“智能家居”系统作为产品目前仍没有在市场上大规模出现，基本停留在概念阶段。
随着物联网技术的日趋成熟，不断融入智能家居，其内容发展越来越丰富，想象空间越来越大。但由于早期开发技术的不成熟，智能家居发展至今仍没有普及，在技术、需求、经济适用性等方面仍有诸多的问题有待解决。
1．技术层面
如上文所述，由于稳定性、经济性、安全性、可拓展性等原因，当前无论有线技术还是无线技术都没有一个得到广泛认可的技术标准，处于百家争鸣的阶段。由于没有开放的协议、统一的接口和数据库，使得技术协调和系统整合比较困难。各设备之间、子系统之间难以实现互联、互通和互操作，使得各个子系统之间形成“信息孤岛”，且兼容性和可拓展性较差，难以实现真正智能化，也给系统集成商、服务运营商和客户使用带来困扰。
笔者认为，当前网络和智能技术高速发展融合背景下，智能家居作为具有巨大市场潜力的新兴产业，互联网相关企业无论IT终端制造厂商、互联网运营商，还是服务商和传统家电制造商均把它视为新的增长爆发点。在巨大的市场利益驱动下，各种技术创新、改良都向着好的方向发展。但相关标准的建立、接口的统一，需要一个适应淘汰的过程。它无法由哪个组织或部门单独完成，需要在市场竞合过程中由相关企业、科研院所、相关协会等组织在用户的认可下共同努力实现。
2．需求和经济适用层面
目前，智能家居产品在满足用户需求和经济适用方面存在的主要问题是，产品较为单一（受技术等原因限制）且价格高昂。笔者认为任何产品成功最核心的原因，是建立在满足客户需求的基础之上。对于智能家居而言，客户的需求具有多样性、时效性、经济合理性等特点。如前文所述，智能家居强调的是整体的环境，包括健康环境、人机互动的环境、安全的环境、经济的环境，以用户体验为核心的整体环境的创造。要满足上述需求，智能家居产品在技术满足的前提下，要能够做到解决方案多样化、系统扩展便利化、用户体验简单化、产品成本最低化。解决方案多样化与系统扩展便利化是指，系统方案灵活多样，既可以提供整体解决方案，也可以分部、分步提供。从客户角度来说，最好能够与不同品牌的系统解决方案兼容。客户经过初步体验后能有更大的选择空间，同时在增加新系统或改良现有系统时不会给客户造成过多不便。用户体验简单化是指产品的控制界面或人机交互界面应想用户所想，尽可能的“傻瓜”与智能，尽最大可能的从用户角度出发。产品成本最低化是指在保证质量和功能完整性的前提下，尽可能降低生产、开发成本，在合理的利润空间下投放市场。否则完美但溢价过高的产品是很难得到用户认同的。
五、结论
本文通过对物联网技术在智能家居领域应用的简要分析认为，智能家居强调的是整体的环境，包括健康环境、人机互动的环境、安全的环境、经济的环境，以用户体验为核心的整体环境的创造。基于物联网技术的智能家居需要从技术层面、满足用户需求和经济适用改善提高着手。技术层面的提高目前主要需要完成标准的建立和接口的统一，在市场竞合的过程中由相关企业、科研院所、相关协会等组织在用户的认可下共同努力实现。需求和经济适用层面，需要企业在以用户体验为核心的基础上不断努力提高。使物联网的运用在智能家居系统技术进步、功能扩展、服务方面，最终达到满足人们对安全、舒适、方便和绿色环保的需求。
参考文献
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关键词：ZigBee；S3C2410；GPRS；物联网；智能家居
中图分类号：TP273.5；TP872 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）07-0062-03
0 引 言
智能家居是物联网技术的第三大应用领域。物联网大潮下的智能家居行业在中国乃至全世界都有广阔的前景，是一个朝阳行业，蕴含着巨大的市场潜力[1]。本系统利用物联网的传感、互联、智能控制等技术特点构建新型智能家居系统[2]，将GPRS移动通信技术、嵌入式Internet技术与新一代无线网络通信技术ZigBee相结合，克服了有线布线的弊端，配置灵活、实时性好，势必是未来智能家居系统的发展趋势。
1 系统的结构特点
基于物联网的智能家居系统的结构如图1所示，本系统按照物联网的三层架构设计。其中，传感层包括搭载了ZigBee无线通信模块的各种传感器和家用电器，可与ARM9智能家居监控仪交互数据及命令，实现对家居环境的全面感知；互联层中，ARM9智能家居监控仪作为嵌入式网关和网络服务器[3]，用于连接传感层和监控层； 监控层包括远程电脑、小区监控中心和用户手机，可通过Internet登录监控仪IP访问监控网页，实时监测家居环境，控制家电的开启和关闭，真正实现智能控制。若出现异常，则执行预定的控制动作，例如启动蜂鸣器响铃、启动排风扇排风等，同时通过小区网络向小区监控中心报警，并通过GPRS自动给主人手机发报警短信，实现联合安防。
2 系统硬件设计
本系统采用的是Samsung 公司的基于ARM920T内核的处理器S3C2410，它不仅具有独立的16 KB指令和16 KB数据cache、全功能的MMU虚拟内存管理单元，还集成了大量的功能接口[4]，本系统对相应接口进行了配置和扩展。
图1 基于物联网的智能家居系统结构
ZigBee无线通信网络的组建依靠ZigBee模块芯片CC2430，每个传感器及家用电器均配置一个CC2430芯片构成通信节点[5]。S3C2410通过SPI总线与CC2430进行通信，接收传感器采集的信号及控制家用电器继电器的闭合和断开；利用DM9000芯片把网口外扩为以太网接口RJ45，与以太网连接，提供远程网络服务；通过串口连接GPRS模块提供GPRS移动通信功能；LCD控制器外挂LCD触摸屏；I2S总线控制器外扩蜂鸣器提供音频报警；通过USB HOST控制器外扩USB接口连接摄像头。系统硬件架构如图2所示。
图2 系统硬件架构图
3 系统软件架构
本系统的软件架构有三个层次：驱动层、系统层和应用层。在驱动层，移植I2S驱动、USB摄像头驱动、LCD驱动和以太网驱动，并编写ADC驱动，用以保证各个硬件模块能正常工作。在系统层，移植Linux操作系统、QT触摸屏界面开发环境及BOA嵌入式网络服务器。在应用层，采用多线程编程方法实现各个功能模块，并通过编写CGI程序和远程监控网页交互数据[6]。系统软件架构如图3所示。
图3 系统软件架构图
3.1 嵌入式Web服务器远程监控设计
要实现远程访问服务，必须先构建嵌入式Web服务器。本系统移植了BOA Web服务器，再通过CGI建立Web浏览器与Web服务器之间的交互。CGI程序能够嵌入HTML脚本，用C语言编写，使用ARM-GCC编译，采用GET、POST或直接的URL参数传递方法与远程客户端进行通信，实现动态监控[7]。首先，浏览器将远程客户端发送的请求送到Web服务器，Web服务器将数据使用STDIN送给CGI程序，执行CGI程序后获得缓冲区中的设备信息，最后，使用STDOUT输出包含家居环境信息的HTML形式的结构文件，经Web服务器送回浏览器，显示给远程客户端。CGI工作流程如图4所示。
图4 CGI工作流程图
3.2 ZigBee无线通信设计
ZigBee无线通信网络由若干个通信节点组成[8]，通信节点由传感器或家用电器配置一个ZigBee无线模块芯片CC2430芯片构成。其中，每个传感器通信节点的无线通信流程是：CC2430芯片完成硬件初始化以后，向监控仪发出入网申请，成为通信节点；为实现系统的低耗能性，在通信节点成功接入网络后立即转入低耗能等待模式，尽可能减少能量消耗；系统随时检测传感器信号状态，一旦接收到异常的中断请求即进入全功能状态，否则继续等待；处于全功能状态的通信节点接收传感器传递过来的信号，如果是模拟信号，需先进行A/D转换，再将数据通过ZigBee网络传输到监控仪；传输完毕后，返回低能耗等待模式。其通信流程如图5所示。
3.3 GPRS短信报警设计
本系统有现场声光报警和短信报警两种报警方式，当系统监测到有火灾或者有门禁入侵时，就会触发报警系统。其中，短信报警通过GPRS模块实现。GPRS模块通过串口与S3C2410连接，它具有一套标准的AT命令集，包括呼叫控制命令、网络服务相关命令、电话本命令、短信息命令等[9]。本系统通过对串口编程，给GPRS模块发送包含AT短信息命令的字符串[10]，从而实现发送固定内容的短信。GPRS短信报警流程如图6所示。
图5 ZigBee无线通信流程图
图6 GPRS短信报警流程图
4 系统测试结果
启动系统后，智能家居监控仪的触摸屏上可显示实时的监控界面，包括火警、烟雾、红外门禁入侵等报警状态及热水器等家用电器的开启或关闭状态，并可通过触摸屏上的按键对系统、家电等进行控制，触摸屏监控界面如图7所示。通过任一远程电脑的浏览器登录系统IP，可访问系统的远程监控页面，在线查看家居环境、控制家电、实时拍照及录像等，远程图像监控页面如图8所示。
图7 触摸屏监控界面
图8 远程图像监控页面
5 结 语
本系统基于物联网的全面感知、互联传输及智能控制三层架构设计，并使用ZigBee无线通信技术克服了有线布线的弊端，使得监控点配置灵活。GPRS移动通信技术、嵌入式Internet技术的综合应用，则实现了小区乃至更大区域的联合和实时安防，实现了多平台、多网络的无缝连接。
参 考 文 献
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关键词：物联网；智能家居；无线网络；ZigBee；WiFi；蓝牙；6LoWPAN
中图分类号：TB
文献标识码：A
doi：10.19311/ki.16723198.2017.01.085
1物联网
“物联网”的概念来自美国麻省理工学院的师生们开发出的RFID技术（网络无线射频识别系统）。这种技术的产生，使得日常的物品进入互联网成为了可能。最常见的一些RFID应用，如居民二代身份证、公交卡、门禁卡等等，这些卡内设有RFID芯片，通过刷卡完成信息识别和交互。通过各种信息传感设备、装置和技术，采集声、光、电、热、力、生化、位置等各种人们所需的信息，结合互联网形成一个个网络，最终实现物体与物体、物体与人之间的连接互通（Internet Of Things）。
当前，物联网的组成被主要被分成五个层次：感知层、接入层、互联网层、服务管理层和应用层。感知层，通过RFID、各种传感器、红外二维码技术完成信息收集；接入层，通过Wi-Fi、ZigBee、蓝牙等无线网络协议完成信息传输；应用层和服务管理层，通过网络管理、云计算、应用集成等等设计的信息处理系统，分别完成在不同场景下的应用。
2智能家居
智能家居就是将原本“静止”且需要人用物理按钮来操控的普通家居通过内部嵌入射频识别芯片（RFID）、全球定位系统（GPS）、红外线感应器、气体感应器、激光扫描器等传感设备，并且通过与之对应的协议连接至互联网，变成能“主动”且可远程按计划操控的智能家居。随着近年来信息化的高速发展、通信的自由化、业务量的高速增长以及人们对工作、生活环境的安全性、舒适性以及高效性要求的提高，社会对智能家居的需求大大增加。
现代智能家居系统一般可以分为内网、外网和网关三个部分。其中内网是负责连接各种家电和其他设备的局域网；外网一般是小区局域网、Internet等；而网关的作用是连接内网和外网，实现外网对内网的监测和控制。
一个基于物联网的智能家居系统，首先要选择合适的无线接入网络，智能家居系统对无线网络的主要要求是低功耗、使用寿命长、数据传输可靠等要求。目前常见的无线网络有ZigBee、WiFi、蓝牙、6LoWPAN等。
3现阶段主要无线技术的应用
3.1ZigBee
ZigBee是一个基于IEEE802.15.4的通信协议，IEEE802.15.4本身是用于处理物理层和底层MAC层的协议。IEEE802.15.4工作组正式成立于2000年12月，致力于一种提供便携、移动或固定设备使用的低成本、低复杂度、低速率、低功耗的无线连接技术。
IEEE802.15.4定义了两个物理层标准，分别是24GHz物理层和868/915MHz物理层，二者都是用相同的物理层数据包格式，区别在于工作频率、扩频码长、调制技术和传输速率。2.4GHz频段是全球统一的自由ISM频段，这有助于ZigBee设备的推广和使用；868MHz和915MHz分别是美国和欧洲的ISM频段，这两个频段的引入避免了2.4GHz附近各种无线通信设备的相互干扰。
Zigbee收发模块使用了2.4GHz的直序扩频技术，和一般的频移键控，幅移键控和跳频数传电台相比，具有更强的抗干扰能力；ZigBee协议对网络层和对应的API接口做了标准化的定义；ZigBee可以对数据是否完进行检查，并且拥有鉴别用户身份的功能，采用通用的AES-128加密算法，算法中长达128位的密码保障了通过ZigBee传输的信号的机密性；通过ZigBee传输的数据大多采用短帧的传送方式，实时性很强，传输速度也非常快；ZigBee组网容易，自恢复能力强，再加上低成本和小型设备对无线网络的带宽要求不是很高，因此，ZigBee对智能家居中的扩展，增加新设备非常的友好。
在拥有上述优点同时，ZigBee技术也存在一些问题。现阶段，国内应用的ZigBee技术主要还是在24GHz ISM频段的范围内，这个频段的信号衍射能力弱，穿δ芰θ酢T诩揖拥幕肪忱铮即使是一扇窗，一扇门或者是一堵墙都能让信号的强度衰减很多。虽然我们能够通过射频功放的方式，对2.4GHz频段的信号进行放大处理，但这样又造成了大量且不必要的辐射污染，这种方式和ZigBee本身节能、低功耗的初衷相悖。
Z-wave同样也是一种短距离无线传输的技术，它和ZigBee一样源自无线射频，都属于硬件协议和架构上的技术。Z-Wave是由一家名为Zensys的丹麦公司主导的一种无线组网规则。Z-wave Alliance（Z-wave联盟）虽然看起来不如ZigBee联盟规模大，但是其中的成员（厂商）都已经在智能家居的领域拥有成熟的产品，Z-Wave联盟已经获得来自全球各个国家和地区的160多家国际知名公司的支持。在美国，Z-Wave可以使用的频段是915MHz；而在欧洲，可以使用的频段是868.42MHz；915MHz和868.42MHz属于国际无线规则中的一区和二区的ISM频段，而在我国这两个频段都非民用，因此很可能在中国禁止使用。
3.2蓝牙
蓝牙（Bluetooth）技术始于爱立信公司的1994方案，它开始是研究在移动电话和其它配件间进行低功耗、低成本无线通信连接的方法。发明者希望为设备间的通讯建立一套统一规则，以解决用户间移动电子设备互不兼容的问题。每个蓝牙设备可同时维护8个链接，可以将每个设备配置为不断向附近的设备发送其存在的通知，以便创建连接。另外，可以对两个设备之间的连接设置密码保护，防止被其它设备接收。
蓝牙的标准是IEEE802.15.1，也工作在无需许可的ISM2.4GHz频段，最高速度可达723.1kb/s。为了避免干扰可能使用2.4GHz的其他协议，蓝牙协议将该频段划分成79个频道（带宽为1MHz），当检测到与其它信号冲突时自动跳转到其他频道，每秒的频道转换次数可达1600次。
近年来蓝牙的发展也比较迅猛，2015年年初的蓝牙4.2，在数据传输速率和传输距离的提高与错误率的降低上有了很大进步。而蓝牙技术联盟于2016年6月提出第五代蓝牙技术标准，蓝牙5的理论接收距离最远可达300米，在实际使用中的收发距离也可以达到120米，四倍于蓝牙4.2技术。
3.3WiFi
WiFi（Wireless Fidelity，无线保真），从1997年无线局域网标准802.11以来，在众多业界领先公司组成的WiFi联盟的大力推动下，发展迅猛。目前WiFi的使用范围非常广泛，基于WiFi技术的智能家居产品也最为常见，其优势在于传输速率快，且产品成本低。对于用户来说，基于WiFi的智能家居组合最为便捷，购买设备后可以自己进行组网。
在智能家居中使用WiFi也有一些显著的缺点。首先，安全性非常低是WiFi为最严重的问题，无线信号也不是很稳定；其次，WiFi的功耗还是很高的，这也限制了它在智能家居领域的应用；再次，WiFi组网能力低，扩展空间受限制。
3.46LoWPAN
6LoWPan是基于IPV6的低速无线个域网标准，即IPV6 over IEEE 802.15.4，于2004年提出。与ZigBee相比，都是基于IEEE 802.15.4 标准，都具有低功耗，低复杂度度，安全性强（都采用AES128加密标准）等优点。
提起物联网我们可能很容易联想到IPV6，IPV6是现行版本IP协议（IPV4）的下一代协议。由于网络地址资源有限成为了IPV4所面临的非常严峻的问题，这在很大程度上限制了互联网的发展和应用。IPV6有128位地址，IPV6的使用，不仅能解决网络地址资源数量的问题，而且也解决了多种设备连入互联网的障碍。IPV6也一直被认为是在物联网应用中最为理想的技术手段。由于IPV6庞大的协议栈和大量的数据分发包，无线传感网下的节点设备无法直接移植IPV6。6LoWPAN的诞生，就是发明了一种将IP报头压缩到只传送必要内容的小数据包的方法。
一直以来，大家普遍认为将IP协议引入无线通信网络是很不现实的。所以，到目前为止，前面提到的一些专用协议一直为无线网络采用。IP协议对带宽和内存都有着比较高的要求，为了适应微控制器及低功率无线连接而降低它的运行环境也是一件相当困难的事情。
IETF 6LoWPAN草案标准，基于IEEE 802.15.4实现了通过IPV6的通信，它的有望改变前面的困境。低功率运行的6LoWPAN，让它非常适合应用在手持机和各种仪器中，再加上它内置支持AES-128加密的方式，为强健的安全性和鉴权打下了坚实的基础。6LoWPAN所取得的突破是得到一N非常高效、紧凑的IP实现，消除了以前形成各种专有协议和专门协议的因素。其庞大的地址空间是最大的亮点，基本可以不考虑接入设备的上限。而另外一个亮点，就是当IPV6中的节点设备启动时，可以通过自动读取设备的MAC地址根据相关规则配置好设备的IPV6地址（从效果上类似局域网中的DHCP协议）。
4结语
我们国家一直很重视物联网技术的发展，但较之西方发达国家，我们的物联网技术还是有长的路要走的。
各国厂商为了在物联网市场上抢占更多的先机，纷纷推出自己研发和采纳的无线网络标准，ZigBee、Z-wave、WiFi、蓝牙等，它们有各自的优点，同时也有各自的不足。而从IPV6演化而来的6LoWPAN的横空出世，开源的理念和与下一代IP协议的对接，使标准的统一成为了可能，也让滞后发展的我们看到了希望。
每种技术都有它的优势，ZigBee的低功耗与安全、WiFi的便捷开发、蓝牙的高速传递速率、6LoWPAN的良好发展趋势。所以从长远的角度考虑，各种不同的技术在竞争中寻求合作，而非互设竞争壁垒，才是物联网的未来方式，才会带来物联网世界真正的繁荣。
参考文献
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[3]薛震南.基于物联网的智能家居研究[D].南京：南京大学，2013.
[4]贺安坤，张亮，宋长青等.基于ZigBee技术的智能家居系统的设计与实现[J].微计算机信息，2012，（09）.
[5]王锐华.ZigBee与Bluetooth的比较及共存分析[J].测控技术，2005，（24）.
[6]黎卓芳.蓝牙技术在物联网中的应用研究[J].现代电信科技，2012，（12）.
关键词：物联网 智能家居 安全性
概 述
近几年，物联网被认为是继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。围绕物联网的话题也是层出不穷。顾名思义，物联网就是“物物相连的网络”，即通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。[1]它比现行的互联网更为庞大，其应用覆盖电网、医疗、交通、RFID等多个领域。
智能家居行业是一种新兴行业，也是高新技术产业。它是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，旨在实现人与人、人与家中物品、家中物品与物品间的智能关联。这一特点与物联网的特质不谋而合，并且3G技术的推广、普及和三网融合的试点运行都为智能家居的发展奠定了良好的基础，使得智能家居成为物联网广泛应用的突破口。
1、基于物联网技术的智能家居发展现状
智能家居的发展大致经历了以下三个阶段：电子化、自动化和网络化。[2]自世界上第一幢智能建筑1984年在美国出现后，美国、加拿大、澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居的方案。在我国，自2000年提出智能家居的概念后，经过近15年的发展，我国智能化住宅的建筑面积目前已达到400亿平方米，预计到2020年还将新增300亿平方米。全国智能化住宅小区的建设数量，未来十年将达到上万个。而且，智能化家居的概念也不仅仅局限于家电设备联网、具备安防措施等初级智能化，随着3G技术的推广、和三网融合的试点运行，国内电信三大巨头，国家电网和地方有线公司纷纷推出自己的基于物联网技术的智能家居方案。如：国家电网公司在北京城区部分范围内推出电力“智能家庭计划”的试点。国家电网公司通过在电缆上铺设信息传送的光缆，再在试点家庭安装一个可双向互动的终端机，即可让这些家庭达到节电，最终节省电费支出的目的；[3]中国移动的“宜居通”此前已经在重庆和广东部分城市进行了试点，近期试点范围将扩大到北京市朝阳区；中国电信的“5A数字家庭”在广东东莞、江苏等地规模试点之后，即将在北京开始试点；中国联通的智能家居方案进入了江苏南京、无锡等地的部分中高档楼盘，并且得到了当地建设部门的支持；江苏有线也和当地部分楼盘开发商达成了合作协议，将方案推广到了部分小区；国家电网目前也在北京的莲香园和广华轩两个小区进行了试点。
与物联网智能家居相关的家电产品发展也较为迅猛。2010年1月，海尔了世界上首台“物联网冰箱”，让消费者亲眼感受到了物联网技术在家电领域的应用；短短3个月后，海尔又研制出全球首台无氟变频物联网空调，并通过报纸、杂志、电视、网络等各种传播渠道不断强化海尔在家电物联网领域的“桥头堡”地位。而美的旗下品牌小天鹅生产的首台物联网洗衣机也于去年在美国上市。
2、物联网技术在智能家居中的应用
以物联网技术为核心的智能家居是利用网络通讯、计算机、家电控制、综合布线等技术将家电智能控制、信息交流、消费服务、小区安防等家居生活有效地结合起来。物联网智能家居系统拓扑图如图1所示。
图1.物联网智能家居系统拓扑图
在物联网智能家居环境中，不论你是否在家都能够通过远程设备对家中的电器、灯光、以及门、窗进行控制。如果是出门在外，能够通过电话、手机或者互联网连线家中的智能终端，了解家中家电的使用情况，并随时监控家中状况。家中的电器可以识别电压的波峰和波谷，自动避开用电高峰。各电器间也可以实现按预定模式协作运行。如果家中来了访客，则可以通过可视对讲系统留言留影，也可以通过远程控制门打开。如果家中出现煤气泄漏或者小偷潜入，安防设备会自动报警和抓拍小偷图像信息，同时通知你和小区物业保安。当你在回家的途中，也可以通过手机提前开启家中的空调和热水系统，让你一到家就能享受惬意、舒适的智能化生活。[4]
总之，智能家居是一个多功能、综合性的系统，起支撑作用的物联网技术包括：传感器技术、RFID射频技术、多维码设别技术、GPS技术，互联和组网技术、以及与之相适应的各种应用开发技术等。
2. 基于物联网技术的智能家居发展所面临的问题
作为物联网重要的应用，智能家居涉及电子、计算机、通信、自动控制、建筑装饰等多个领域，相对于其它的物联网应用来说，拥有更广大的用户群和更大的市场空间。通过十几年的探索和发展，智能家居在中国的应用虽然取得了一定的进展，但是离大规模普及还有一大段距离。从当前的情况和市场反应来看，智能家居在我国现阶段的发展遇到了三大问题：系统复杂、价格昂贵、实用性差。[3]对于这三个问题，我们从技术和商业运作两个方面加以分析。
从技术方面来讲，首先，智能家居行业内缺乏统一的相关标准。目前有不少企业加入物联网研究的阵营中，造成物联网的相关产品较多，甚至是鱼目混杂。然而，由于没有统一的行业标准，大量的产品间互不兼容，这直接影响到产品间的相互识别和感应，给消费者造成较差的使用体验。同时也给一些厂商在生产、推销自己的产品时带来了很大的障碍。
其次，智能家居技术中的信息安全技术还有待提高。目前，物联网中非常重要的技术——RFID，其对数据保护能力比较脆弱。[4]如果攻击者截获标签信息并且对信息进行破解，就可以通过伪造等方式对RFID 系统进行非授权使用，从而给使用者带来安全威胁。
再者，智能家居产品虽然技术先进，但操作复杂，完全不像宣传时所说的那样“一键控制”，不符合广大普通消费者的使用习惯，
从商业运作方面来讲，由于智能家居的试点多是在经济较为发达的地区、城区或较为高档的小区，对广大普通消费者而言成本昂贵，令人望而却步。其次，智能化家居在中国现阶段的人民生活中还属于附加消费，如果产品价格、集成价格难以降低的话，规模化还需要时间。
3、物联网智能家居发展建议
基于以上的分析，可见我国智能家居乃至物联网要想实现规模化，产业化，还有很长的路要走。
首先，迫在眉睫的是解决技术问题。由政府牵头，抓紧制定行业统一标准，加强不同产品间的互联互通。尤其是要加快关键标准的制定、实施和应用。同时也积极参与国际标准制定，整合国内研究力量形成合力，推动国内自主创新研究成果走向国际市场，为大规模普及应用扫清障碍。另外，要加紧研究以物联网信息安全为主的相关技术，以技术为消费者筑起安全屏障，确保消费者的使用安全。
其次，从商业角度考虑，参与物联网、智能家居产品研发的各企业应积极寻找新的应用模式，改变单一的推广模式。政府可以参与推广物联网应用试点，大力发展公共物联网应用，为智能家居及物联网的发展提供有力保障。各企业则应该以开放的姿态积极寻求合作，提高产品集成度、降低产品价格，真正实现物联网的集成化、规模化、智能化和平民化。
4、结束语
科学技术的发展和生活水平的提升，使的越来越多的人坚定不移地追求更高品质的生活，智能家居作为高品质、信息化生活的代表得到越来越多的瞩目。从2000年首届峰会上提出智能家居的概念，到2011年第十二届中国国际建筑智能化峰会上提出发展实用型的智能化建筑，虽然中国房产智能化道路几经周折，但是建筑、家居智能化这一进程却不可阻挡地前进着。目前，虽然在利用物联网技术推进家居智能化的过程中面临许多问题，要在设备兼容性以及降低成本和设备安全性等方面做很多工作。[5]但是物联网技术的先天优势还是很有利的，与以往的智能家居标准相比，具有无需布线、网络容量大、能耗低等优点使得物联网智能家居技术拥有光明的应用前景。■
参考文献
[1]陈任、余征、梁金瑶.物联网时代的智能家居发展机遇和挑战[J].智能建筑与城市信息，2010，第5期：21-23；
[2]童晓渝、房秉毅、张云勇.物联网智能家居发展分析[J].移动通信，2010，第9期：16-20；
[3] 2011.8 中国智能家居网
[关键词]嵌入式操作系统；物联网；智能家居
[中图分类号]TP
[文献标识码]A
[文章编号]1671-5918（2015）13-0098-02
随着人计算机网络技术及通信技术的快速发展，人们对工作、生活的品质要求愈来愈高，其中对家居的智能控制成为人们的必然需求。智能家居系统的控制，就是按照我们的实际生活要求，结合个性化服务，通过无线网络及传感技术应用到与智能家居系统中，如安全防盗、音响控制、煤气水电控制、空调控制等，通过物联网技术进行管理，从而实现智能化的家居生活环境。
一、物联网家居概念
物联网家居又称物联网智能家居、智能家居物联网，是一个居住环境，是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境，实施智能家居系统的过程就称为物联网智能家居集成。
物联网家居集成是利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设备集成。由于物联网智能家居采用的技术标准与协议的不同，大多数物联网智能家居系统都采用综合布线方式，但少数系统可能并不采用综合布线技术，如电力载波，不论哪一种情况，都一定有对应的网络通信技术来完成所需的信号传输任务，因此网络通信技术是物联网家居集成中关键的技术之一。
安全防范技术是物联网家居系统中必不可少的技术，在小区及户内可视对讲、家庭监控、家庭防盗报警、与家庭有关的小区一卡通等领域都有广泛应用。自动控制技术是物联网家居系统中必不可少的技术，广泛应用在物联网家居控制中心、物联网家居设备自动控制模块中，对于家庭能源的科学管理、家庭设备的日程管理都有十分重要的作用。音视频技术是实现家庭环境舒适性、艺术性的重要技术，体现在音视频集中分配、背景音乐、家庭影院等方面。
又称智能住宅。通俗地说，它是融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统。物联网智能家居将让用户有更方便的手段来管理家庭设备，比如，通过家触摸屏、无线遥控器、电话、互联网或者语音识别控制家用设备，更可以执行场景操作，使多个设备形成联动；另一方面，物联网智能家居内的各种设备相互间可以通讯，不需要用户指挥也能根据不同的状态互动运行，从而给用户带来最大程度的高效、便利、舒适与安全。
二、物联网家居与传统智能家居的区别
提到传统智能家居与物联网家居的对比，大家第一个想到的便是是否采用了布线技术。当前，是否采用综合布线已经成为区别物联网智能家居与传统智能家居的一个重要标准。
传统的智能家居均采用有线的方式，不仅需要专业人员来施工、维护，而且施工周期长，费用也比较高，系统灵活性差、维护维修难、扩展能力低，很多项目建成后用户根本无法更新升级，让消费者苦不堪言，整个有线智能家居发展史甚至成了烂尾现象延续史。
而物联网时代下的智能家居，则摆脱了这些束缚。物联网的一个基本特征就是无处不在、无所不知。目标是发展绿色全无线技术，包括感知、通讯等等不仅要求极低功耗，而且要求全无线覆盖、高可靠连接、强安全通讯、大组网规模、能自我修复。具体到家庭应用就是要求安装非常简单，使用非常方便，维护不用操心，扩展随心所欲。简单地说，就是一个普通消费者看着简单的说明书就能够自己迅速组装完成整套智能家居系统，而且不需要专业人员的参与，这是物联网型智能家居产品的一个重要特点。
三、家居控制系统的设计
由于技术及成本等条件限制，我国目前大多数生活小区中的安全监控、小区管理等系统大多是独立的管理模式。这种环境下，会造成人员和设备的浪费，增加了维护、维修的成本。所以，本系统在设计中着重注意了以下四个原则。
第一，设计要考虑到兼容性及残存性。即尽量利用现有的软硬件资源，尽量少增加软硬件设备投资。
第二，设计要考虑到可扩展性。这就是说要采用成熟的技术，防止重复建设，少走弯路。
第三，设计要充分考虑安全性。以便有效地监控人们生活安全，如住户的水电气及其它家用设施的安全，
（一）系统的整体设计
系统主要由三层网络构成，在底层设计使用CAN现场总线，将电器设备连接到节点上；各节点通过以太网模块或GPRS模块连接到物联网或移动网上。这样就可以通过利用现有的电脑或手机控制的住户的家电设备，如，空调开关及温度的调节，调阅水电气表的读数等。
（二）各子系统设计
1.多媒体系统
考虑到用户对多媒体的享受需求，我们可以对用户配置一个多媒体接线箱，用于电话、有线电视及控制信息等信息插座链接。数量可以根据用户个性化进行设计。
2.可视对讲子系统设计
在每幢楼宇单元入口处门禁上设置编码式的可视对讲机系统，物业管理中心配置对讲管理主机。系统具有感应卡开起电控锁功能。
3.安全监控子系统
在生活住户内安装天然气泄露、火灾、非法入侵等报警功能设备。比如：可在厨房安装天然气报警装置，在客厅安装烟雾探测器及红外探测器，窗户及阳台加装红外栅栏。监控系统可以通过多种方式报警。如，电话语音报警或向小区管理中心报警等
4.控制子系统设计
家电智能控制系统提供两种控制方式：1）本地控制。通过智能键盘电话设备，对被控家电进行操作。2）电话控制。实现通过电话或手机拨打家里电话，控制系统能自动接听或并通过语音提示用户完成相关操作。
5.信息处理子系统的设计
此子系统可以将小区管理中心与用户的信息进行互联，系统可以向每个家庭的信息，如停水电通知等。住户也可以向管理中心主机发送相关求助信息，如服务请求等。
6.表具数据抄送功能
本子系统设计实现将住户的水、电、气等表具数据抄送至管理中心，当然用户可以随时查看相关表具数据，及时了解相关设备息的使用状况等。
四、系统实现方法
（一）硬件部分设计
主处理器采用ARM13，网络科利用家里现有的WiFI设备。GRPS模块采用SiRFStar ⅢGSC3F/LP.7979，捕获时为144dBm.I/fVGA接口：集成256M内存，采用液晶显示器，可播放高清视频。4个USB接口，能够实现平台扩展的功能；支持全速12Mbps）传输。使用10/100M以太网网络接口，底板上安装500万像素摄像机，CAN总线一个，支持CAN2.0A或CAN2.0B协议。
（二）软件部分设计
操作系统可采用Windows CE版；考虑到使用成本，网口驱动为10M/100M自适应模式；Wi-FI设备驱动采用支持802.11b/g；GPS驱动支持全球定位；视频驱动为支持JPEG CODEC等标准；TvOUT驱动为NTSC制式，3D驱动为Graphics；智能键盘驱动设计等，网络协议设计支持多种应用，如HTTP等。
（三）系统流程设计
系统流程设计主程序是系统的主要控制部分，由自检复位、采集数据、更新及数据处理等部分构成。数据采集部分的作用是及时收集监测点的信息；在系统中可以进行相关参数设置，比如数据采集时间间隔，以便有效地防止个别监测点出现故障时，使系统的功能失效，以便保证系统的工作正常。
关键词：物联网；智能家居；控制系统设计
中图分类号： S611 文献标识码： A
引言
随着现代化科学技术的快速发展，通信技术、自动控制和计算机技术被广泛的应用在各个领域，不仅明显地提高了企业的运营效率，而且在很大程度上改变了人们的生活方式。如今的人们更加注重家居环境的舒适、便捷、健康和安全，嵌入式智能家居可控制系统使传统家居发展为数字化、智能化和网络化的新型家居。本文分析了基于物联网智能家居控制系统的设计问题。
一、物联网与智能家居
1、物联网的内涵
物联网是在互联网的基础上，通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等数据通信为一式，按约定的协议，将万物互联或连接在一起进行信息和通信交换的一种网络概念。物联网将人与人、人与机、机与物、物与物相互连接，把感应器嵌人到一切日常牛活的物品中，使这此物品可识别。物体之间的互联不再单纯依靠互联网，而是强调将互联网、无线传感网和移动通信网等网络融为一体。通过这此物体网络连接组成物联网，以此为一便人类的工作和牛活，形成一个高度智能化的网络、
2、智能家居的定义
智能家居是指将家庭中各种与信息有关的通信设备、家用电器和安防设备通过HBS（Home Bus system，家庭总线技术）连接到家庭智能系统上进行集中监视、控制和管理，以建立舒适、安全与和谐的住宅环境、随着国民经济和科技的快速发展，仅仅舒适安全的普通家居已经不能满足人们的期望，人们渴望的是一个其有智慧的家庭环境，于是，智能家居应运而牛、比尔・盖茨在《未来之路》中提到，在不远的未来，没有智能家居系统的住宅会像今天不能上网的住宅一样不符合潮流。现阶段，物联网技术已成为智能家居重要的核心技术支撑，而智能家居则是物联网技术在家庭中的最好体现为方式。面向物联网的智能家居应用，是两者功能特点与技术优势的有机结合。
二、系统的方案设计
本文主要从系统的低耗性、经济性、简单性、适用性和易维护性等出发，结合现有物联网核心技术，提出该基于物联网的智能家居远程控制系统设计与实现方案。本智能家居系统由ARM模块，ZigBee模块，以太网模块，GSM模块组成，其中ARM模块为中心控制单元，通过各个传感器采集室内各信息，将数据通过互联网实时反馈到客户终端及手机终端。同时，用户可经过客户终端及手机终端远程操作家居，可达到实时监控与操作的目的。系统总体设计图如图1所示。
本系统主要实现功能：
（1）远程警报
当家庭突发火灾或是煤气泄漏时，相应传感器将检测到情况，立刻通过室内的ZigBee无线网络，将采集到的信号发送到ARM主控制器，再经过控制器处理，最后将警报信息通过GSM模块以短消息的方式发送到主人的手机上，从而实现了家庭的远程警报功能。
（2）远程控制
当我们需要远程控制家用电器的开关时，只要用手机发送指定命令的短信息，通过GPRS模块的接收，井将短信息翻译成为可以识别的命令传输给ARM控制器，控制器经过处理，通过ZigBee模块的无线传输将命令发送到与家电相连接的ZigBee智能开关上，以实现了对家电的控制。
（3）远程监控
当朋友或是陌生人来访时，门禁系统开始工作，摄像头采集来访者的头像信息，并传至ARM控制器，经过控制器处理，通过以太网模块传至云端，主人可以访问因特网查看来访者的信息；同时房子内部也可以安装摄像头，主人在外出时，通过电脑或是手机可以实时查看房间的情况，从而实现物联网的远程监控。
三、系统硬件总体设计
本文采用S3C2440微处理器芯片作为家庭网关AMR模块的控制器，其主要特点是低价格、低功耗、高性能，提供大量的寄存器，指令执行速度更快。在稳定性、通用性、完备性、可扩展能力等特点方面具有一定的优势。家庭网关模块是整个物联网智能家居系统的核心部分，它是家庭外部通讯网络（Internet、GSM）和家庭内部控制网络（ZigBee）之间一个桥梁。因此，家庭网关必须满足以下两方面的要求：第一，要实现Internet远程访问，家庭网关必须支持TCP/IP协议并且能够提供Web服务。第二，要实现内部控制网络对物联网智能家居中的智能终端设备进行监控和管理，家庭网关必须支持内部控制网络和家庭外部通讯网络之间的协议和信息等转换功能。家庭内部控制网络模块使用的是ZigBee作为其通信模块。ZigBee模块采用CC2430，其优点是低成本、灵敏度高、抗干扰能力强、功耗低；在ZigBee网络中存在三种逻辑设备类型：Coordinator（协调器），Router（路由器）和End-Device（终端设备）。以太网是物联网智能家居系统中一个很重要的功能模块，可以实现系统的远程登录，系统的资源分享和管理，以及完成系统的更新下载等功能。本系统以太网模块采用DM9000芯片完成网络接口的功能，其优点是DM9000是一款完全集成的和符合成本效益的专用的以太网MAC控制器，它支持8位、16位、32位的接口来访问内部存储器，以满足不同处理器的需求。DM9000物理协议层接口完全符合IEEE802.3u规格，并且还支持IEEE802.3x全双工流量控制，GSM模块采用高性能TC35芯片，模块符合GSM0705和GSM0707标准，能够通过AT指令来进行控制，提供标准的RS232接口，提供安全稳定的双频（GSM900/GSM1800）短消息数据通信，TC53芯片主要由GSM基带处理器、GSM射频部分、电源电路和FLASH存储部分组成。系统硬件结构图如图2所示。
四、系统软件设计
系统具体工作流程为，首先系统各模块初始化，传感器对各种参数进行采样。通过数模转换将其送入数据处理模块进行判断。若超出标准范围，判断故障类型，则由ARM控制中心控制蜂鸣器进行报警并发送警报短信。当户主接到发出的报警短信后，可以通过手机发送控制短信到GSM模块，ARM控制中心发送读取短信的AT指令到GSM模块读取收到的短信，并判断短信的指令是否符合标准。若不符合标准，则提醒用户重新发送，若指令正确，根据短信内容向ZigBee协调器发出相应的控制信息。协调器接收到信息后，将其传送到指定的ZigBee节点，节点根据信息的指示做出控制或者获取传感器信息，并将控制结果或传感器信息发送到协调器，协调器将其传给ARM控制中心。ARM控制中心根据收到结果信息后，发送AT指令控制GSM模块回复短信到用户，对用户的控制结果进行回复。ZigBee节点控制的煤气和人体感应传感器如果检测到煤气或有人入侵，会直接发送报警信息到协调器，协调器将报警信息传送至服务器，服务器控制GSM模块将报警信息发送到控制者的手机上。系统工作流程图如图3所示。
结束语
本文提出了智能家居系统的整体结构，讨论了智能家居系统的设计与实现，采用ZigBee组网、GSM无线通信技术及嵌入式的网关服务器，实现了家居安防和家居远程控制。通过本系统能够随时随地控制家电开关、对火灾和外人入侵进行报警，让家居更安全方便。并具有实现简单、性能稳定、成本低、适用范围广、安全可靠等优点，可以广泛应用于家庭住宅中，具有广泛的应用前景。随着现代化科学技术的快速发展，通信技术、自动控制和计算机技术被广泛的应用在各个领域，不仅明显地提高了企业的运营效率，而且在很大程度上改变了人们的生活方式。如今的人们更加注重家居环境的舒适、便捷、健康和安全，嵌入式智能家居可控制系统使传统家居发展为数字化、智能化和网络化的新型家居。
参考文献
[1]曾松伟，章云，邱伟强.基于物联网的智能家居控制系统设计[J].现代电子技术.2011（09）.
【关键词】物联网 智能家居 控制 单片机
何为智能家居？顾名思义就是以家为平台，将家庭建筑变得智能化、自动化于一体，塑造便捷、舒适、安全、高效的家庭环境。物联网技术的出现，为智能家居的发展提供了新的突破口，物联网就是在计算机技术的基础上，通过物品之间的射频自动识别技术进行“对话”，从而实现物品之间自动识别信息和共享的功能。
智能家居需要控制系统支持，其系统的主要框架包括以下几部分，家庭设备的自动控制、家庭安全防范，其中自动控制又包括了控制和数据采集模块，本文所讲的温湿度控制系统主要是对空调机、加湿器等进行监控，通过单片机，对其进行预先的设计，根据对家庭中空气温度和湿度等参数进行检测而自动通过空调机进行调节和控制。
系统设计原理方框图如图1所示。
1 温湿度控制系统单元简介
本文设计以单片机作为控制核心，温度和湿度传感器作为环境信息的采集源，以计算机网络作为控制源，通过无线遥控和计算机界面进行控制，对空调机组进行有效的控制。
其中温度控制通过温度传感器作为信息采集源，采集当前家庭中的温度，将采集到的温度信息转送到特定的软件中，通过与预设值进行对比，决定冷热水机水阀是否开启。湿度控制由湿度传感器采集当前家庭中的湿度信息，将采集到的信息送入软件中进行比对，并与预设值进行比对，从而决定了空气加湿器是否开启。为了方便控制，我们可以添加led显示屏，将温度和湿度的信息显示出来。
最后是模式控制。例如温度控制单元中，我们涉及到了空调的冷热控制，一般来讲，在夏季我们会用到空调制冷，冬天则会用到空调制热，我们不妨将空调制冷和夏天合并为一种模式，将空调制热和冬天变为另一种模式，此外还可以设置一种自由模式，可以任意的开关冷热水阀，这样在智能控制时就会变得更加简便。
2 温湿度控制系统的硬件设计
2.1 系统模块
单片机系统模块。我们以98C52单片机芯片为例，98C52共有40个引脚，包括了I/O接口、复位键接口、串行口接口、中断接口、地址总线接口、计数器和定时器接口以及电源和地线的接口等，以52单片机作为基本的控制器模块。其中串口模块我们选择了MAX232芯片，这种芯片具有以下特点：第一是符合该设计的技术标准。第二是其对供电电源的要求比较低，只需要+5V电源供电，并且其功耗较低。第三是片内的电荷泵有电压极性的反转能力。第四是内部的驱动器和集成器较为完善。
2.2 温度传感器的模块设计
温度传感器的选择较为广泛，本文采用了ds18b20型号的温度传感器。该型号的温度传感器具有以下特点：首先是在连接上，该温度传感器在于处理器相连接时仅需要一个口线就可以实现双向通讯，而一个处理器可以同时并联8个温度传感器，能够很好地实现多点测量。其次是温度测量上，在使用上则不需要附加的软件。其次是该传感器的温度检测范围可达零下55度到零上125度，完全适合所有的家庭，温度测量的分辨率只有0.5度，具有更好的温度检测正确度。最后一点是其工作电压较小，只需要3到5V的直流电源即可，其测量结构可以通过数字量的方式进行串行传送。
2.3 湿度传感器的模块设计
湿度传感器我们选择了th100hum型号的湿度传感器，其特点为：第一是该型号的湿度传感器只需要一条口线与处理器相连便可以实现双向通信，一个处理器上最多可以并联8个湿度传感器，组成多点组网功能，实现了多点测量，提高了检测效率。第二是湿度测量上，该型号的湿度传感器测量范围在百分之0到百分之百，湿度分辨率只有百分之0.5，可以很好地测量家庭的湿度情况，实现准确调控。第三是其工作的电源只要求3到5V的直流电源，其测量的结果可以通过数字量的方式进行串行传送。
2.4 led显示模块的设计
为了实现更准确的测量，我们选择构建了led显示模块，本文采用了型号为1602的led显示屏，它可以显示32个字符节，其接线方式可以依照说明书。其中VSS为电源地端，VDD为电源接线位置，电源选择为5V，接线位于电源的阳极。
2.5 继电器模块设计
继电器模块的作用是在电路中进行自动调节，保证电路安全、正常的运行，此外还起到了转换电路的作用。继电器本身是一种电子电力器件，拥有者控制系统和被控制系统，再电路的自动控制中，它可以以较小的电流来控制电流较大的电路，从而实现其功能。
随着电子技术的不断发展，智能家居的发展越来越迅速，在未来的研究中，将会有更多新型的设计问世，也会有更多的设计思想萌发。最终而言，智能家居是未来保证家庭生活环境的主要方向，我们需要不断的对其进行研究和创新，正确让智能家居更加便捷，让人们的生活质量越来越高。
参考文献
[1]闫林生.物联网家居环境智能监测系统的研究[D].湖南工业大学，2014.
[2]姜超.基于物联网的智能家居系统的设计与实现[D].吉林大学，2014.
[3]王文川.基于ARM的嵌入式智能家居系统的研究[D].合肥工业大学，2013.
【关键词】 Android平台 传感器 物联网 智能家居
前言：随着人们生活质量的不断提升，其对居住环境提出了更高的需求，不仅仅局限于对绿化及地理位置的考虑，同时更加倾向于对智能家居的应用。智能家居是以家庭为单位，采用综合网络技术、自动控制技术以及安全技术来有机的集成相关设备，使其可以完成日常管理，提升居住的安全性和便利性。在智能家居技术的运用中，物联网技术以及Android平台的传感器技术是技术的核心内容，人们加强对关键技术的认知，可以更好的提升智能家居技术的运用水平。
一、传感器、Android及物联网概述
传感器属于硬件检测装置，其硬件抽象层是通过C语言的编制来实现，通过特定的C语言，可以描述被测物体的具体信息，并且将信息数据转换成为电信号，最终实现数据的输出，在Android平台的运用中，C语言是主要的编程数据，而传感器则是重要的载体[1]。Android平台属于移动操作系统，主要运用在移动设备中，其由操作、中间件、用户界面及程序组成。在运用的过程中Linus提供操作内核，中间层包括函数数据库，上层是由公司根据实用需求进行设计，包括通话或者短信等。物联网是给予互联网的信息承载体系，可以实现网络的连接，可以分为感知层、网络层和应用层。感知层通过传感器进行数据收集；网络层主要用以数据的传输和连接；应用层则是物联网与用户之间的接口。
二、智能家居网络设计
在智能家居的网络设计过程中，本文主要是通过Android平台传感器的应用进行设计研究，智能家居网络在设计中，主要包括控制枢纽以及无线路由器网络两个重要的组成部分，在居家环境中，可以实现对环境的监控和应用控制。在家庭环境系统的设计中，其主要采用ZigBee协调器组成的无限传感器网络、家庭智能网络以及移动网络[2]。在运用的过程中，由Android平台的程序组成，可以对设备的数据进行全面的收集，继而将数据传输到服务器中，在系统运行时，中ZigBee中断接受数据信息，则可以发送相关的指令，传感器接受指令后，可以执行相关命令，从而达到智能控制的目的。在数据信息的传输中，需要通过网络进行数据的传输，因而物联网同样是重要的核心组成。
在智能家居网络设计中，网络信息的交互是系统的重要工作渠道，智能家居网络具有本地工作和远程工作两种形式，通过数据的采集和传输，可以提供远侧很难过查询及控制功能，通过移动网络及传感器的监测功能，在室内出现温度、湿度以及红外灯变化时，系统会迅速做出相应的反应，激发信息，通过短信或者微信的方式通知管理者，管理者通过Android平台，可以实现对网络的控制，最终实现对智能家居的控制。其设计图如图1所示。
三、基于Android平台的JNI设计与实现
JNI（Java Native Interface）是JAVA本地调用，在Android平台的运用中，其可以JAVA虚拟机中运行Java代码，通过C语言编程，可以实现应用程序和数据库的交互操作[3]。在传感器的驱动运用过程中，传感器会获取不同的信息，通知Java发生相应的变化，在此情况下，会出现重新获取的指令，Java服务线程会通过协调器发送指令，服务器进行接收，最终实现对家居智能系统的控制。其实现路径如图2所示。
从图中可以看出，在JNI实现的过程中，Android平台、JAVA服务以及硬件抽象层均服务于本地服务，最终目的是实现对智能家居系统的控制，通过编程手段以及硬件措施，可以较好的完成系统指令，最终为人们的家居生活带来便利。结语：随着科技的不断发展，智能家居必然会逐渐兴起，因而加强对基于Android平台传感器在物联网智能家居中的应用研究具有重要的意义。本文主要探究智能家居系统的组成、网络的设计以及JNI的实现。用户通过该系统，可以实现对家居设备的全面控制，提升家居生活的便利性和安全性。
参 考 文 献
[1]邵星，王翠香.基于安卓的智能家居移动终端设计[J].软件导刊，2015，12：72-74.
关键词关键词：物联网；智能家居；ZigBee技术
DOIDOI：10.11907/rjdk.162351
中图分类号：TP301文献标识码：A文章编号文章编号：16727800（2017）001018002
引言
随着国家经济发展，人民生活水平日益提高，生活智能化、个性化、便捷化越来越受关注，智能城市、智能交通、智能社区逐渐走入人们生活，智能家居崭露头角。智能家居拥有智能、便捷、个性、安全等优势，从时间、空间等方面提高人类生活质量，具有广阔的市场前景。1智能家居
智能家居（Smart Home）是利用综合布线技术、网络通信技术、自动控制技术等，将家居设备相关信息集成于一个以住宅为基础的平台，构建高效的住宅设施与家庭日常事务的管理系统。实现家居设备之间相互共享和交换，提升了家居的安全性、便利性、舒适性、艺术性，以及环保节能的居住h境[13]。2智能家居发展
物联网作为互联网的延伸融入人们生活，极大改变了人们的生活方式和理念。计算机技术、网络技术和控制技术逐渐向传统家居渗透，物联网冰箱、洗衣机、电视等智能家居出现在人们生活中，未来生活的智能化不再是遥不可及的梦想。2.1国外智能家居发展情况
智能家居技术是物联网发展的实践，最初起源于物联网技术迅速发展的美国，发达国家紧随其后并提出符合本国国情的相关智能家居建设方案。在国外，智能家居技术起步早、技术成熟，智能家居系统人机交互性以及UI设计可操作性良好。
1984年，美国诞生了世界上第一幢智能建筑――都市办公大楼 （City Place Building）。此楼最初并非“智能”，原因是联合技术建筑系统公司（United Technologies Building System Co， UTBS）参与此建筑的装修，获得该大楼的空调、电梯及防灾设备等建设工程。UTBS公司作为这幢大厦的住户，不仅将空调系统、电梯以及防火防灾等各子系统计算机相连，而且利用嵌入式通信技术连接计算机与用户通信终端，为大厦其他住户提供相关的计算机服务和通信服务。都市办公智能大厦在经济相对发达的国家引起强烈反响，各国先后提出本国的智能方案。
1997年，比尔・盖茨的智能化豪宅完工，首次引入智能化设备和系统，其中包括智能照明设备和智能温控系统。用户可根据需求通过智能设备设置相关参数，从而使生活环境达到最优。智能化设备和系统从此走进人们家中。
1998年，新加坡举办的电子消费品国际展览会上推出了家庭智能系统，是“未来之家”的缩略模式[4]。该系统包含三表抄送、安防报警、家电控制等功能。
据2000年不完全统计，新加坡约有5 000个家庭采用家庭智能化系统，美国有超过400万个家庭使用该系统。
国外智能家居发展至今，研究水平随着人们日益增长的物质文化需求而提高，智能家居系统普及成必然趋势。
2.2国内智能家居发展情况
中科院最早启动物联网研究和开发。虽然起步较晚，但我国的技术水平处于世界前列，具有研发优势和重大影响力[5]。
1999年，中国科学院研制出45Mbps的电力线高速通信产品，并运用于沈阳一个拥有200户规模的小区，极大方便了人们日常生活，这是中国最早将智能技术应用于国民生活的实例。
2014年，美的与小米达成战略合作协议，除资本层面外，小米与美的将在智能家居及生态链、移动互联网进行多种模式的战略合作，包括双方在智能家居、电商、物流和战略投资等领域的对接。
2015年初，海尔与魅族的跨界合作终于落地。魅族入驻海尔U智能家居平台，海尔将向魅族开放其U平台SDK，使魅族手机可控制所有海尔智能家居产品，同时魅族也将向海尔开放Apps系统级别权限。
智能家居发展迅速，但是各个厂家参照的标准不统一，产品兼容性差，导致智能化系统成本增加，影响消费。2005年，信息产业部正式家庭网络推荐标准，鼓励各大厂家对家庭网络进行全面综合研究，实现国家未来智能家居的发展规划。 3智能家居技术
智能家居技术从本质上而言是对网络技术、物联网技术和自动化控制技术的综合运用[6]。3.1网络技术
国务院于2010年公布了第一批“三网融合”试点城市，标志着三网融合拉开序幕。三网融合并不仅仅是传统的电信网、计算机网和有线电视网三大网络的物理结合，更是其通信业务的融合。它要求以光纤到户/光纤到小区（FTTH/FTTZ）为主要接入方式。光纤信息传输速度快，深入千家万户，运行成本低。三网融合使智能家居拥有更便利的传输方式、更高效的传输速率、更安全的传输环境，从实质上促进了智能家居产业的升级。
智能终端和无线网络的发展也推动了智能家居的发展[7]。智能终端拥有良好的人机操作界面，使用户达到更好的智能家居操作体验，完美地诠释“科技以人为本”的追求，成为最佳的人机交互窗口。以WiFi为主的无线网络技术的普及，不仅实现了移动网络的分流，而且承担移动网络的压力，成为有线网络的有益补充。这种技术支持在数百英尺范围接入互联网的无线电信号，减少布线麻烦，实现对家电的智能控制，具有良好的扩展性和移动性，让智能家居控制变得便捷、人性化。
3.2物联网技术
物联网起源于1990年，最早实践于施乐公司的网络可乐贩售机。2010年，国家发展与改革委员会、工信部等部委发文，推动新一代信息技术物联网的研究。
物联网（The Internet of Things），字面含义为物物相连的互联网，是互联网的拓展和延伸。由此可知，物联网的客户端不再仅限于传统终端，而是将其拓展和延伸到任何物体与物体之间，在物体与物体之间实现信息交换和共享。
物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等信息，实现物与物、物与人，所有物品与网络的连接，方便识别、管理和控制，并与互联网结合形成一个巨大网络，是新一代信息技术的集成。
在物联网还没有提出来时，智能家居处于数字化时代，单纯被动地接收数据。而物联网的兴起，给智能家居带来了第二次生命，重新定义了智能家居概念，主动控制和交互，使智能家居变“数字”为“智慧”。
在智能家居系统中，物联网将所有家电设备连接到一个网络，让设备状态、设备参数等信息共享和交换[8]。
物网技术架构大致分为3层，从下至上分别是感知层、网络层、应用层。下层为上层提供数据，上层为下层提供数据处理等服务，各层相互独立却又相互联系。
感知层运用各种传感器、传感网感知并收集外界信息。ZigBee智能家居系统要求用户只需将普通开关、插座更换为ZigBee智能开关、智能插座，然后安装ZigBee无线接收器等智能设备即可实现家居智能化控制。
网络层能高效无障碍地将感知信息传输给应用层。
应用层处理和管理数据，并将处理后的数据进行应用。智能家居系统应用层监控和管理家电设备工作情况，云计算可以跨网络平台工作，这就使得通过智能终端可以随时随地监控家居设备系统。
3.3自动化控制技术
自动化控制技术以控制理论为基础，通过具有一定控制功能的系统完成对所有设备的控制任务，保证家电设备运行过程按照预想进行，实现自动控制目标。在日常生活中，自动洗衣机是最早进入家庭的自动化设备。
在智能家居系统中，智能家居由6个子智能系统组成：①智能灯光控制系统（光暗传感器，通过进入房间光线强弱可判断每个房间明暗程度，通过无线设备将获得的参数传输到设备控制器，自动调节灯光）；②智能安防控制系统（光电传感器、烟雾传感器、燃气体探测器）；③智能背景音乐控制系统；④智能煤水电控制系统；⑤智能家电控制系统；⑥智能车库控制系统（车库拥有独立的温度湿度传感器与调节装置，功能是调节车库温度、湿度，但灯光仍由灯光控制系统独立控制），这6部分相互独立又相互联系。当用户发送请求时，子系统可以自动接收请求并作出相应处理，给予相应操作，从而调节用户家居环境，使之成为最适合用户居住或处于用户最为满意的工作状态。智能系统运用ZigBee技术连接定位，当用户进入某一房间，首先定位位置，然后使用手机或其它电子设备通过有线网络、无线WIFI或者移动网络获取房间定位，打开灯光或者调节灯光等；智能家电温控系统获取室内温度，通过温度传感器判断调控温度。同时，智能背景音乐系统根据用户喜好播放音乐。自动化控制技术让智能家居成为人们生活中减轻负担的自动化管理者，提高了人们物质、文化生活水平。
4结语
关键词：智能家居 嵌入式技术 物联网 Zigbee
中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（c）-0214-02
智能家居的概念形成甚早，而世界上首个成形的智能建筑案例要追溯到1984年由美国联合科技公司应用于美国康乃迪克州哈特佛市的CityPlaceBuilding。我国的智能家居业起步较晚，但近年到来发展势头迅猛。随着国家物联网十二五规划的出台，智能家居被明确作为几大重点示范应用之一。在信息化社会里，人们的生活方式与工作习惯有了很大的变化，使得家居系统的智能化成为一种消费需求。因此在未来几年内，智能家居业将会有非常广阔的市场发展前景，成为中国最具发展潜力的行业之一。而智能家居的发展又得益于嵌入式技术、物联网技术、Zigbee无线通讯技术等的日益成熟。
1 嵌入式技术的应用
国内普遍接受的嵌入式系统的定义为：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。因此，嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。
嵌入式微处理器对实时多任务具有有很强的支持能力，因此，对于稳定性要求甚高的智能家居系统，嵌入式技术便成了不二的选择。通过嵌入式微处理器即可完成智能家居系统中的大部分功能，如可视对讲、安防主机、信息处理终端、信息家电控制器、自动抄表、远程监控等。这些功能实现的背后，处处都离不开嵌入式技术的身影。
2 物联网技术的应用
根据国际电信联盟（ITU）在2005年的年度报告，物联网被定义为通过射频识别（RFID）、红外感应、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网拥有三大核心技术，分别是基于RFID的应用、基于传感器的应用、基于M2M的应用。嵌入式技术可实现智能家居中的单个功能，而要把每项功能结合到一起组成一个智能系统，将家庭中的所有物品纳入至一个庞大的智能网络中，这就需要物联网技术的支持。
物联网智能家居采用的是无线物联网技术，从而避免了传统有线方式需要专业人员的参与、专门公司维护，而且施工周期长，系统灵活性差的缺点。智能家居物联网可以分为感知层、网络层和应用层。而目前的物联网在智能家居中的应用还主要集中在感知层的应用方面，比如无线温湿度传感器，无线门磁、窗磁，无线燃气泄漏传感器。
3 ZigBee无线技术的应用
物联网的目的是要将各种信息传感传动单元与互联网结合起来从而形成一个巨大的网络，而这需要有传输技术的支持。近年来，红外、蓝牙、ZigBee、WiFi等一系列无线网络技术的发展大大促进家居设备无线化、智能化的进程。而在这当中使用最多的，最为人们所看好的即为ZigBee无线通讯技术。Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。
在无线通讯领域，ZigBee有其得天独厚的技术优势，包括了省电、可靠、成本低、时延短、节点通信设置易于配置、网络容量大、安全、全球通用性和完好的开放性。得助于物联网的兴起， ZigBee被广泛地应用于了智能家居中。因此，可认为Zigbee无线技术是物联网时代最尖端、目前综合性能最佳的智能家居无线联网技术。
4 智能家居发展趋势
智能家居作为与大众生活息息相关的智能应用，在未来必然有广阔的发展空间。智慧城市运营商贝尔信指出，在未来，智能家居将会更加简单实用，更加人性化操作，而不是单单追求技术的先进。智能家居的实用性将不断增加，其中将包括定时控制、远程控制、安防报警、智能模式、情景模式等人性化的功能。
据专业人士预测，在不久的将来，云计算将在智能家居中得到广泛的应用。云计算是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式。云计算拥有高速的计算分析功能和较大的存储空间，将云计算作为巨量的信息处理平台，使智能家居的智能功能明显增多，设备响应速度快捷， 这是传统智能家居难以比拟的。而且很多智能家居系统本身没有数据处理能力，但拥有了云端以后，用户即可利用云端将信息存储起来，通过连接到云端的手机或者嵌在墙上的终端，可以非常有效安全快捷地掌控家居的风吹草动。
同时，全方位的人性化也是未来智能家居发展的目标之一。而这一点可依靠智能家居软件实现，一键式控制，简单易懂。智能家居软件场景控制中还设有联动、定时、自动等功能，而这无疑会大大提升用户的体验感。
5 智能家居的存在意义
随着消费水平的提高，人们不仅仅满足于拥有一所房子， 而更致力于自身居住环境的改善及生活的享受。而智能家居的出现和发展，恰恰满足了人们在这一方面的需求。智能家居能够帮助人们解决许多问题，给生活带来很大的便利，其中包括了安全保护、环境调节、照明管理、健康监测、家电控制、应急服务等。例如在安全保护方面，当智能家居系统中的无线红外探测器检测到有人非法闯入时，连接至网络中的报警器就会及时把信息发送至主人的智能手机端，令主人及时了解情况，采取措施，保证财产不受损失。而智能家居能实现的功能远不至此，由此可以预见其未来的市场前景将十分广阔。
6 结语
从以上的分析可以看出，各种新技术的飞速发展不断地加快了智能家居的进程。然而在智能家居系统的发展过程中，同样存在了以下几方面的问题。
（1）目前各类智能家居产品在造价方面往往价格不菲，这对于智能家居能否最终在普通老百姓家庭中得到普及十分关键。因此，对厂商而言，进一步降低产品的成本是关键所在。
（2）就现阶段而言，智能家居系统还存在着操作复杂操作，缺乏人性化，产品稳定性低等问题，这需要厂商加大研发力度，提高产品技术水平，用可靠的产品赢得市场。
（3）在标准协议方面，各厂商和系统之间还没有一个标准的、统一的通讯协议，这给不同厂商产品之间的互联互通带来了很大障碍。今年《家用及建筑物用电子系统通用技术要求》的颁布，将有希望推动整个智能家居行业朝着标准化、规范化的方向发展。
（4）作为一项出门产品来说，售后服务是影响消费需求的重要因素。受限于规模，目前智能家居系统的维护体系尚未形成。这制约了智能家居市场的发展。
但作为国内的一项新兴产业，我们有理由相信，随着技术的进步和行业内各大厂商的沟通协作，智能家居在未来将拥有非常广阔的市场前景。
参考文献
[1] 向忠宏.智能家居[M].北京：人民邮电出版社，2002.
近年来物联网飞快发展，在各个国家都得到了高度的重视。而随着物联网的发展，物联网技术被应用于各个领域，与民生最为密切的应当属智能家居系统。智能家居系统就是通过互联网和物联网使家庭实现智能化、自动化。给用户带来轻松、愉悦、便捷的生活环境。随着物联网技术的革新和发展，成本逐渐降低，智能家居系统将得到更多用户的支持使用，智能家居将有更加广泛的商业市场。
所谓智能家居，顾名思义就是家庭实现智能化、自动化。“智能家居”是以家庭住宅为单位，利用先进的互联网络、电气自动化技术、RFID、ZIGBEE、无线电技术，将家庭设备有机的结合在一起，通过网络来管理家中设备和实时监控家中情况的系统，“智能家居”集系统服务和控制管理于一体，以此来为人们提供优质舒适、高效节能、健康环保居住环境，让人们更好的享受生活。
智能家居系统一般由以下几个部分组成：1.智能灯光控制系统;2.智能家电控制系统;3.智能监控系统;4.智能安全报警系统;5.访问控制系统;6智能家居网关子系统。
1 智能家居系统总体功能
1)安防监控：包括各种报警探测器的讯息采集，开关门报警等如无线门磁、无线紧急按钮、无线红外动作探测器、无线煤气探测、无线火警探测等，并完成与住宅小区物业管理和110报警的联网。
2)家电控制：利用计算机、移动电话、PDA通过高速宽带接入Internet，并对灯具、窗帘、空调、冰箱、电视、洗衣机等家用电器进行远程控制、定时控制。
3)家居商务和办公：实现网上购物、网上商务联系、视频会议。
基于Internet的电子商务使每天的工作事务变得更加容易和简单。网上娱乐同样简单方便。如家庭影院、无线视频传输系统、在线视频点播、交互式电子游戏等，在智能家居中，你可以和家庭成员或其它游戏爱好者一起通过计算机、电视、甚至可以用PDA在线玩各种网络游戏。
4)背景音乐：在居室的任何一间房里，包括厨房、卫生间和阳台，均安装背景音乐线，通过多个音源，可以让每个房间都听到美妙的背景音乐。
5)家庭医疗保健和监护：利用Internet，实现家庭的远程医疗和监护。Internet在智能家居医疗保健中的作用有很大的潜力，不仅助您身心更加健康，而且会降低医疗保健成本。每天，你都可以在家中将测量的血压、体温、脉搏、葡萄糖含量等参数传递给医疗保健专家，并和医疗保健专家在线咨询和讨论，省去了许多在医院排队等候的麻烦。而对于家有老人和孩子的家庭，配备求助系统(按键)，保障家人的健康和安全。
6)智能抄表：具有功能完善的三表(水、电、煤气)远程传送收费系统。
7)讯息服务：通过Internet可在任何时间任何地点获得和交换讯息，讯息传输可以以多种形式，从静态文本、图形到动态的音频、视频讯息。同时，Internet改变了人们的通讯交流方式，使人们能通过文本、图形、多媒体迅速地沟通讯息。E-mail、短讯息、聊天室等通讯方式对生活产生了很大影响;在旅行中父母可使用聊天工具和视频会议工具保持和孩子联系。在智能家居中，您还可以用手提电话或PDA通过无线网络收发E-mail，接受最新的股市行情。
8)网络教育。网络教学将课堂带进了家庭，可帮助老师巩固课程，激发孩子们的好奇心。现在学校和家长通过家居中的基于Internet的教育工具可以合作得更加紧密，并在家庭和课堂之间建立了桥梁。
2 智能家居给生活带来了很多便利
1)省费用：不需要时，家中能源消耗设备可以自动关闭，这样可以降低您的生活费用。
2)用方便：智能化系统提供远程遥控接口，在您外出时，还可以通过电话或上网来调整和控制家电设备。
3)全性高：套家庭智能化系统在紧急情况时可以防御坏人侵入并及时报警，有效保证您的家居安全。
4)变生活方式：你可以在家办公，在家炒股、炒汇、做期货以及进行远程会议、在家购物、在家培训等。
智能家居最基本的目标，也是唯一的目的就是为人们提供一个舒适安全、高效便捷的生活环境。对智能家居产品来说，其核心是以实用为主，去掉那些华而不实，只能作为摆设的功能，产品必须以实用性、易用性和人性化为主。
应根据用户对智能家居功能的需求来设计智能家居系统，整合以下几个最实用的家居控制功能：包括电动窗帘控制、防盗报警、门禁对讲、煤气泄露警报、智能家电控制、智能灯光控制等，同时还可以拓展诸如三表抄送、视频点播、点歌祝福等服务增值功能。
对很多个性化智能家居的控制方式很丰富多样，比如：本地控制、遥控控制、集中控制、手机远程控制、感应控制、网络控制、定时控制等等，其本意是让人们摆脱繁琐的事务，提高效率，如果操作过程和程序设置过于繁琐，就很容易让用户产生排斥心理。所以在对智能家居的设计时一定要充分考虑到用户体验，注重操作的便利化和直观性，最好能采用图形图像化的控制界面，让操作所见即所得。
整个家居的各个智能化子系统应能24小时运转，所以系统的安全性、可靠性和容错能力必须予以高度重视。对各个子系统，以电源、系统备份等方面采取相应的容错措施，最好对一些重要系统采取备份电源，以便能在突发断电情况下还能保证系统正常安全使用。而且质量高、性能良好，具备应付各种复杂环境变化的能力。
总而言之，智能家居正如初升的朝阳，在我国这还算是新兴行业，其市场价值巨大，现在很多公司致力于智能家居的开发，势必掀起人们改变生活方式的热潮，会有越来越多的家庭构建智能。舒适和高效的家居。智能家居也必将成为物联网时代下的一大高产产业，它所蕴含的巨大市场潜力，预示着智能家居行业前途一片光明，充满机遇和挑战。
