时间：2022-09-29 02:00:27
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篇物联网与智能家居，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。
智能家居就是以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。智能家居系统可以为您提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、以及可编程定时控制等多种功能和手段，使您的生活更加舒适、便利和安全。笔者所在的课题组利用当前智能家居技术的新理念与技术，开发技术先进、性能卓越、实用性强的物联网智能家居实现系统，并指导学生掌握其管理与维护技术。
1 物联网智能家居实训系统组成和内涵
物联网智能家居实训系统由智能照明、智能安防、人脸识别门禁、智能音响、智能冰箱、能耗监测、环境监测、智能窗帘等子系统，及物联网应用上位机管理软件组成，各子系统通过连接电缆进线连接，采用 ZigBee、wifi、3G 多种网络技术传输传感及控制信息。系统支持智能家居设计、安装、调试以及应用编程等多种方式来锻炼师生的技术水平，是一套既能展示物联网智能家居应用，又能掌握相应技能和知识的实训系统。
本开发平台实现对物联网三层（感知层，网络层，应用层）的全方位技术运用，比较全面的兼顾了物联网所涉及的各类技术，包括无线传感器硬件、嵌入式软件系统、Wifi、Internet 端应用软件开发教学，设计提供了智能家居多个子系统的应用实训，该系统所涉及到的技术主要包括：电子电路、2.4GHz 高频通讯、ZigBee 无线网络、无线传感器、无线 SoC、嵌入式 ARM、UHF RFID 射频识别、3G、Ethernet、服务端软件开发。
开发平台提供了功能强大的以 ARM 处理器为内核的网关硬件和自主研发的网关核心软件，不仅能完成多种无线网络管理，传感器和射频识别信息处理，而且可以通过不同无线和有线网络路径，将数据传输到上位机管理平台，并存入数据库，支持远程访问，并运用虚拟技术仿真智能家居场景及设备解决场地及设备制约因素。
2 系统功能
针对职院学生，主要锻炼的是学生的动手能力和实际操作的技能。学生可以根据自己的设计想法改变模拟房间内环境，也可以通过一体式计算机通过因特网访问房间内自动化服务器，对智能设备、视频监控等远程控制、访问。该装置能进行智能家居系统设计、线路的设计与连接、调试、故障排除、系统配置等实验和实训。
在打分环节考虑到人为因素对比赛结果的影响，在系统中，特别设计了自动评分功能，对各个系统网络连通性、电源接线、软件配置进行自动化检测，为实训成绩提供客观的依据。
2.1 智能照明
包括智能照明管理软件模块、灯控模块/调光模块、通信模块、灯具，通过和网关通信，支持本地控制和管理软件远程控制，本地可以设置感应开/关闭，并和光敏检测模块联动，实现自动化。
2.2 智能安防
包括智能安防管理软件模块、窗磁、烟雾感应器、主动红外入侵探测器、摄像机、双鉴探测器对非法入侵、火情、烟尘等监测，针对突发事件做出紧急处理，与 GSM/GPRS 短息猫联动，当发现有异常时摄像机自动截取画面并发送消息至指定手机或报警。
2.3 人脸识别门禁
人脸识别门禁系统由主人脸识别门禁机、门禁控制器和电锁组成（联网时外加电脑和网络通讯设备），使用方式属非接触方式，出入人只要在人脸识别门禁机附近（30-80 厘米）晃动一次，人脸识别门禁机就能将识别结果发送到门禁控制器上，然后由门禁控制器进行检查核对合法性，决定是否进行开门动作。整个过程只要在有效的使用范围内均可实现门禁管理功能。人脸识别门禁机安装门边墙内外，而不影响其工作。
人脸作为每个人身体的一部分、不能复制、安全可靠。并通过网络与电脑进行实时监控（可由电脑发指令开/关所有门，并可实时查看所有门的状态）、数据处理、查询、报表输出等。
2.4 智能音响
包括智能音响管理软件模块、情景音乐系统主机、高保真音箱，通过软件平台来控制音乐的播放。
2.5 智能冰箱
包括智能冰箱管理软件模块、RFID 读写器、食物冷藏柜。通过 RFID 技术实现食物管理功能，通过 PC管理平台访问，配合食品图示，能看到冰箱内的食物信息，食品提醒设置，一旦冰箱内食物短缺或过期，就会发送短息到指定手机。
2.6 能耗监测
包括能耗管理软件模块、智能插座、能耗统计模块。通过智能插座实现所有电器通过数据采集终端，无线网络，实现无线抄表、管理功能。可以定制统计分析功能，并通过监控系统控制台、智能手机实现可视化查看和管理，体现绿色节能理念。
2.7 环境监测
本系统包括环境监测管理软件模块、温湿度、光敏无线通信模块。实现温度、湿度、光敏等监测，针对环境参数设备智能开启相关设备自动调节环境温湿度或与其他系统进行联动，对突发事件做出紧急处理。
2.8 智能窗帘
本系统包括智能窗帘管理软件模块、窗帘控制器、电动窗帘，通过和网关通信，支持本地和管理软件远程控制， 本地可以设置感应开/关闭，并和光敏检测模块联动，实现自动化。
2.9 上位机管理软件
系统包括照明、窗帘、能耗、电器、安防、环境监测、实训评估模块，本实训管理平台是以上各个系统的一个综合性、集中管理平台。内容包括：系统的实时状态查看、远程控制、数据存储、统计分析、参数设置、预警。如图1所示。
3 系统特色
真实的家居环境需要投入大量的人力物力，从实训的角度来说，需要耗费大量的时间和经历建造样板房，投入巨大。因此，设计采用模拟家居环境的智能家居系统，将涉及到的应用及控制模块和设备安装部署在可收缩的网孔板机柜上，减少对空间的占用，并可应用于以后的实训教学中。
智能家居实训系统安装在一个网孔板机柜上，可以收拢展开，展开后尺寸为 2.4m*0.8m*1.9m（长*宽*高），收拢后尺寸为 0.8m*0.8m*1.9m（长*宽*高），实训设备可以自由安装，具有很大的灵活性。
各系统的控制模块均安装在 86 盒内，可灵活部署在网孔板的任意位置，方便师生根据自己的设计完成施工。
4 总结
本文介绍了一个物联网智能家居实训系统的设计与实现，系统中模拟了智能家居中的部分场景，并在实验室环境中做了大量的模拟测试，程序运行良好。总之，进行基于 ZigBee 技术的物联网智能家居系统的设计分析，有利于提升基于物联网智能家居系统设计水平，促进在实际中的推广应用，具有积极作用和价值意义。
参考文献
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[2]向忠宏.智能家居[M].北京：人民邮电出版社.2002.
[3]陈龙涛，罗桂娥，周卫等.基于ZigBee 技术智能家居系统的研究与设计[J].微型机与应用，2010.29（20）：100-102.
作者简介
江进（1981-），男，江苏省句容市人。硕士学位。现为江苏农林职业技术学院信息工程系教师。研究方向为计算机技术。
【关键词】物联网 智能家居 ZigBee 远程控制
物联网，顾名思义，就是将任何物品像互联网一样相互连起来。第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。是一种通过射频识别（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，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
智能家居是以各种家电设备为基础平台，采用先进的计算机、通信和控制技术，实现全面的安全防护、便利的通讯网络以及舒适的居住环境的家庭住宅系统。它包括可视对讲、家电控制、家庭内部的安全防范、远程的视频监控等等。随着“物联网”网络技术和智能家用电器设备的飞速发展，越来越多的家庭追求更加便捷的家居生活方式，实现电器互联互通，通过家电控制器、家庭网关将家电连接到广域网，从而实现随时随地的远程控制。
1 系统的总体方案
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。
2 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IEEE 802.3u规格，并且还支持IEEE 802.3x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。
3 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。
4 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。
参考文献
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[4]习刘，举平，余为清.基于GSM技术的智能家居远程控制器设计[J].嵌入式系统应用，2010，26（4）：45-46.
作者简介
屈伟明（1989-），男， 陕西省人。大学本科学历。主要研究方向为计算机网络和移动通信技术。
[关键词]物理网 智能家居 应用现状 开发
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0249-01
传感器技术的逐步应用和网络技术的全面拓展，外加性能优良的传感器的大力应用，使得智能感知有所实现。无论是家居系统产品，还是网络概念家居均表明智能家居取得了一定的成效。因此，本文将依托物联网，重点探讨智能家居开发问题，不断增强家居功能，达到远程网络互联。
一、物联网的内涵
物联网形成于研究人员在不同领域的探索成果的汇总，研究人员在普适计算机方面开展的探索活动是物联网问题的根本原因。各个学者面向物联网给出了不同的定义，其中欧洲项目组认为物联网是商业和信息交流之间的参与者，可促进社会的前进，是可有效互动、和外部环境发生交换获取的信息数据，免受人为干预，能够自发做出某些行为，提供所需服务，可精准展现和作用真实生活的某些事件。但RFID项目组将物联网看作形成于标准通信协议之上，通过具备位移地址对应互联网物体组建的网络。物联网能够划分成不同的层次，其核心技术为射频识别以及纳米技术等。
二、智能家居概述
智能家居系统主要包含内网、外网以及网关这三个部分。对于内网主要是在家电及其余设施之间建立联系，属于局域网，而外网通常为小区局域网，可进行远距离传输。对于网关主要联系内网与外网，达到外网对内网的全面控制。
当下智能家居系统通常具备下述功能：其一，灯光智能控制。参照室内光线强度合理调整照明设备开光，进而让室内光线处于理想状态；其二，家电智能控制。围绕家电实施自动控制，可参照室内温度合理开关空调；其三，智能安防功能。现有家庭安防系统具备火警异常情况监控功能，如果出现异常，则安防系统便即发出警示，通过紧急处理将损失减小到最低程度。
另外，也涉及家居设线系统等内容。因在技术水平与经济成本等内容上存在制约，现下并未研制出成熟的家居系统，然而借助无线传感器自身突出的扩展能力，当设计系统时提前保留扩展接口，即便要增设设备或优化技术也无需面向现有系统开展改造调整活动，只要经由FIRMWARE升级，利用节点扩充便能够达到系统升级的目的。
三、物联网当前的应用情况
现阶段，对智能家居而言，物联网应用一般表现在家庭自动化以及安防系统等内容中。家庭自动化主要指代面向传统家用电器装设传感器，配置执行器，转变为智能家电，是传感器网络的基本节点，同时，利用互联网和外部网络形成互联，让用户能够面向家电实施远程操作。而安防系统主要指代针对住宅设置传感器节点，以此来监控火警等异常状况，如果出现意外，上述节点便把危险信息传输至终端，第一时间警报，进而能够马上处理险情，以免进一步扩大。
四、基于物联网的智能家居开发
形成于互联网之上的智能家居具体包含居住环境体会和互动、相关数据传送以及应用服务层。其中居住环境体会和互动指代把所有的传感器构建连接，以此来提供赢得居住环境主要物理信息与居民基本生活状态等项目。网络数据输送可实现居住环境状态与居民信息的有效传输。而应用服务层可依照收集的数据达到自主支配家居设备这一目的。
（一）整体设计
1.智能网关设计
家庭智能网关在智能家居设计活动中占据着核心位置，可采集并整合各个网段的信息。从内部家居网络层面而言，其和ZigBee协调器紧密相连，且为住宅信息的基本出口；从外部网络层面而言，其和互联网紧密相连，它为远程操作指令连进家庭内部网的末尾工序。因内部及外部信息均借助家庭智能网关完成传输，由此可知，该设计可提升智能家居的可靠性和安全性；
2.网络层设计
形成于物联网之上的智能家居内部的网络传输主要负责管理每一个住宅设备自身的网络信息传送，且具备远距离控制平台的关联系统。对于网络层设计主要涵盖家庭智能网关以及控制中心等多项内容，其中传输的信息强调控制与数据信息，具体存在有线及无线传输类型。比较有线及无线传输发现，无线传输更容易管理，由此可知，无线传输将更为常用；
3.感知层设计
依托ZigBee节点构建形成的ZigBee主要分布在感知层中。其内部的传感器可借助ZigBee节点把居住环境信息发送至智能网关，同时，应用层自身的指令信息可借助ZigBee节点传达给执行设备，进而完成预定操作。借助一系列传输，达到底层ZigBee节点的有效连通；
4.应用层设计
应用层设计在智能家居设计活动中占据着重要位置，当下的智能家居，其应用层设计以家居安防监管、家庭信息规划、家庭信息加工和家庭环境监控。
（二）硬件设计
具体分部如图-1，形成于物联网之上的智能家居，其硬件设计一般把节能看作重点内容进行探究。局域网自身的微处理元件及通信设备选取关乎智能家居系统实际功耗与具体的传输效率，且末端节点的可靠性及工作效率关乎着整个系统的稳步工作时间与安全性。因此，形成于物联网之上的智能家居自身的硬件设计需重视微处理元件以及通信方式自身的节能设计。
结语：
我国在智能家居中的起步较晚，然而因生活水平的不断提升，人们在家居环境方面提出了严格的要求，通过国家政策的支撑，智能家居的探索越来越频繁。一些大企业更是争相推广、大力宣传智能家居，部分通信商甚至把物联网服务看作主要发展方向，这为智能家居的提升与发展创造了难得的契机。
参考文献：
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[4]吕显朋，刘彦隆，王相国等.基于物联网的智能家居系统设计[J].电视技术，2015，37（24）：43-48.
[5]赵勇.基于物联网的智能家居远程监控子系统软件设计分析[J].数字技术与应用，2016，（4）：162，165.
作者简介：
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 ZIGBEE；物联网；智能家居系统设计
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）17-0032-01
智能家居系统的发展和更新换代已经经历了四代的变革，智能家居系统也在实践中不断的完善和优化。当今，智能家居系统的发展趋势是朝着自动化、实时化、高效化、稳定化的方向逐步发展。基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统的建立正是对前几代智能家居系统的继承和发展，它也在不断的发现问题、解决问题，实现智能家居系统的更新换代升级。这么做就是为了更好地满足人们对智能家居系统的高品质、高品位的需求。用户通过对智能管理系统的充分利用，可以让家居生活变得更舒适、更安全、更有品位。
1 ZIGBEE技术的解析
ZIGBEE技术是一种新型的技术升级，它介于无线标记技术和蓝牙之间，主要用于近距离的无线连接，其目标是为了实现低能耗、低成本、近距离、高安全性的双向通信。它的标准是由IEEE802.15技术委员会制定的。它有三种可供使用的频段，分别针对的是美国、欧洲和其他地区。ZIGBEE技术作为一种新兴的技术，它具有以下技术特点。
1.1 是网络容量大
通过ZIGBEE技术建立起来的网络最多可以包含255个网络节点，如果再加上网络协调器，整个网络最多可以容纳6400个ZIGBEE网络节点。
1.2 强大的兼容性
使用ZIGBEE技术可以与现有的控制网络交互链接，无任何抵制。
1.3 数据传输可靠
ZIGBEE技术采用了碰撞避免机制来保障传输数据的可靠性，通过一定的技术支持，可以实现避免发送数据的竞争和冲突，同时每个发送的数据必须保证接收方接收信息并予以确认。
2 基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统的技术结构
以ARM微处理器为中心，建立家庭网关平台，对外通过互联网连入公共网络，对内通过ZIGBEE的物联网在家用电器和其他设施中通过局域网连接。
使用ARM微处理器芯片S3C2440作为智能家居系统的主要控制器，利用ZIGBEE芯片JN5121组成只能家居控制系统，将家庭中的其他控制器与ZIGBEE无线节点模块相结合，拓展出更多的功能模块。
在WEB服务器和通用网管程序的基础上实现家庭主控制器对家用电器与安全防卫的本地和远程监控，完善嵌入式家庭网关设计程序。
3 基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统
ZIGBEE技术应用在家居系统上，它的主体结构主要是由一个ZIGBEE协调器分节点和3个ZIGBEE终端器组成，3个ZIGBEE终端器节点分别连接门禁系统、电气系统和温湿度传感器，然后通过无线信号传输器把传感器数据传输给协调器节点，再由家居智能系统终端控制器和处理器作出处置。
在基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统中，ZIGBEE家庭无线网络是这个智能系统中最重要的部分，它的主要功能是对家庭中的各种信息进行监控，采集各种数据并收集各种有用信息，保存并传输给家庭网关中。家庭网关是家庭内部网与外部网进行信息交换的核心，它的主要功能就是保证通信协议的转换和信息的实时传递。用户可以通过互联网、移动通信网络与智能家居系统的互通，对家中的信息实行实时监控。
在一个ZIGBEE网络中，ZIGBEE的网络拓扑结构主要有星形网、网状网和混合型。基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统主要采用T1公司开发出的CC2430芯片来实现ZIGBEE网络通信。在这几种结构中，以网络网的功能最强大，它可以通过“多级跳”的方式来实现通信；星形网则具有简单、简洁和能耗低的优点，它的使用对象主要针对家庭的小规模应用，适合距离较近、复杂度较低的情况；而混合型的网络则介于两者之间。
通过利用T1公司的CC2430的ZIGBEE协议线，再通过设计出的各个节点的应用层软件，协调器节点上的系统进行初始化工作，等待家庭网关发送命令建立网络，ZIGBEE通信网网络建立后，等待终端的加入。在接收到家庭网关的命令后，在网络中发送监测的命令。这样形成循环模式，在收到终端的监测数据后再实时传送给家庭网关。
4 结束语
基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统的设计和更新顺应了智能家居系统的发展趋势，在不断的优化、更新中，不断满足人们对于智能家居系统的高品质、高品位的需求。虽然，从前来看，基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统仍旧存在这样和那样的问题，但从总体上看，基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统基本上满足了人们对于家居系统的特定需求。
基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统凭借着ZIGBEE技术的低能耗、低成本、近距离、高安全性的优点，对人们提高家居生活的品质和品位提供了一个很好的手段，它完全能够适应今后智能家居的发展需求。
参考文献
[1]周珊，蔡长青，舒英利.基于ZIGBEE的智能家居系统设计[J].科技论坛，2013（42）.
【关键词】智能家居；物联网；行业分析；发展前景
科技改变生活，引领时尚。在过去的一年里，谷歌眼睛、三星gear智能手表，以及还未的苹果iwatch始终吸引着大众的眼球。科技不断飞速发展，新技术层出不穷，科技领域相应也发生翻天覆地的变化。与科技相关的信息产业和IT技术逐渐呈现出五大趋势――“云物移大智”，即云计算、物联网、移动互联网、大数据、智慧城市。这五个要素相互促进、相互融合，无孔不入的从各个角落影响和改变着我们的生活。其中让我们感受最深的是基于物联网的智能家居，其必将给我们的生活带来前所未有的改变。
智能家居，通俗地讲，是将计算机网络、自动控制系统和网络安全通讯技术融为一体的智能化网络化的家居控制系统。用户可以方便的通过便携设备管理家庭设备。比如，通过触摸设备、电话、互联网、无线遥控器或者语音识别设备控制家用设备，执行场景模式操作，多个设备相互联动，并且家居内的设备可以相互通讯，根据预设的模式或环境自发运行，给用户带来最大限度的舒适、便利、高效与安全。
比尔・盖茨的“未来之屋”可以算的上最早最全的智能家居的应用代表：进入盖茨家前给访客配备特制的电子胸针，进入“未来之层”后，电子胸针会自动记录访客个人的相关资料，并且可以透过胸针内建的微型发讯器，自动连接中央控制器，电脑通过分析胸针传来的数据进行分析处理，再分别对空调、音响及灯光系统等下达指令，在不知不觉间展开一连串的惊奇互动。
其实，物联网智能家居的概念很早已经被提起，也经过了十几年的发展，并且曾经得到过国家的大力推广，但由于当时技术的所限，未能在市场上大面推广，迟迟没有像人们预期的那样深入到百姓的日常居家生活中。近两年来，智能手机终端的大量普及、3G网络性能的提升以及最近国家紧锣密鼓的4G网络的推进、国家对物联网各个关键技术的突破，为物联网智能家居走入寻常百姓家提供了机遇。
新技术的成熟和发展给智能家居产品带来了革命性的变化，产品由原来的有线连接改为现在的无线连接，在得到通讯技术的发展与支持，产品更加智能化。从产品角度来讲，以后的智能家居产品会朝着实用化、傻瓜化、模块化的方向发展。所谓模块化就是产品开发商把智能家居产品做成模块化的，可以根据用户的实际需要任意搭配，不仅可满足不同层次用户的需要，而且可以节约成本，也可以节约不必要的端口模块的浪费。
根据国内智能家居市场的相关调查，消费者比较关注关心的是安防报警、对讲、灯光控制和空调控制等功能，一般有需求的用户会优先选择与家庭安防相关的产品。影响智能家居潜在需求的关键因素是需求意愿，而影响需求意愿的关键因素是感知有用性。所以要从消费者最关注、感觉对他们最有用的产品入手来促进智能家居的发展。支付能力是影响智能家居市场的关键因素，企业应该不断进行技术创新，降低供给成本，进而降低产品价格；同时推出差异化产品，根据不同收入水平的消费者推出不同层次的服务产品。
智能家居是住宅智能化的核心部分，目前我国的智能家居市场有三个特点：一是市场潜力大，现在有房地主企业在全国的发展都很火爆，作为其下游产业，智能家居市场前景还是非常乐观的；二是产品多，厂家多，大部分集中在上海、北京、深圳、广州等地。但到目前为止还没有一家形成规模化；三是目前国家对智能家居行业还没有统一的行业标准，使得很多中小企业各自为政，按自己对市场的理解来开发产品，相互间的产品不具备兼容性，这种局面就像春秋战国时代诸侯争霸。
当然，智能家居的发展自然少不了安防、家电、IT和系统集成商的密切合作，只有这样才可以整合各自特有的优势，尽快打出一片天地。今后几年智能家居市场会进入一个行业整合阶段，最终将会出现几家规模比较大，品牌影响力好的厂家。
我国现阶段正处于居民消费升级，工业化、城镇化、信息化、农业现代化加快融合发展的阶段。国家为了推动信息化、智能化数字化城市发展，国家了关于促进信息消费扩大内需的若干意见，并出台了一系列政策进行扶持，这些都为智能家居、物联网行业的发展奠定了坚实的基础。移动新技术的出现和国家的大力扶持，智能家居会迎来一个新的春天。在大的房地产受到调控的行业背景下，智能家居市场仍然明显增长，势头良好。这说明智能家居行业进入了一个新的发展阶段。
在接下来的几年里，智能家居将进入快速的发展阶段，一方面关于智能家居相关的协议与技术标准开始主动互通和融合，另一方面智能家居的行业并购现象开始出来甚至成为主流。虽然未来的几年是智能家居行业发展极为快速的几年，但也是最不可琢磨的时期，由于住宅家庭成为各行业争夺的焦点市场，智能家居作为一个承接平台成为各方力量首先争夺的目标。谁能最终胜出，我们可以作种种分析，但最终结果，也许只有到时才知。但不管如何发展，这个行业内将诞生多家大型的智能家居企业。
智能家居肯定是改变生活的一种趋势，现在关于智能家居的产品也随处可见，除了日常的家用电器设备外，智能家居也向更深更广的方向延伸，如智能手环检测健康，智能珠宝来监测室外的紫外线强度，雨伞根据天气变化提示是否有雨，这些都是智能家居生活的一部分。
在中国城镇化、信息化、智能化等国家政策与产业趋势下，相信智能家居一定会得到迅速发展，在未来，没有智能家居系统的住宅将像今天不能上网的住宅那样不合潮流。相信不远的将来，智能家居一定会更好地造福人类。
参考文献
[1]向忠宏.智能家居[M].人民邮电出版社，2002.
[2]顾牧君.智能家居设计与施工[M].同济大学出版社，2004.
[3]王凯明.智能家居系统的研究[D].西安科技大学，2005.
关键词：物联网；智能家居；示范工程；家庭组网
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：2095-1302(2012)05-0058-03
0引言
智能家居，或称智能住宅，在英文中常被称为Smart Home。与智能家居的含义近似的还有家庭自动化（Home Automation）、电子家居（Electronic Home）、数字家园（Digital Family）、家庭网络（Home Networking）、网络家居（Network Home）及智能家庭/建筑（Intelligent home/building），在香港和台湾等地区还有数码家庭和数码家居等称法[1]。
物联网时代的智能家居表现为利用信息传感设备（同居住环境中的各种物品设备松耦合或紧耦合）将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，并与传输网络连接起来，进行监控、管理信息交换和通讯，实现家居智能化。智能家居系统一般包括智能家居控制管理系统、终端（家居传感器终端、智能控制器）、家庭网络、信息中心等。
与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，能提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间，还应由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至能够节约各类能源等。
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。就目前的发展趋势分析，预计在今后的几年内，全世界将有近亿的家庭构建智能、舒适、高效的家居生活[2]。
1推动智能家居示范工程建设
随着信息化技术的不断发展和国家政策的不断导向，面对智能家居的巨大市场，各行业中的领军企业均推出了具有各自特色的智能家居产品。例如，霍尼韦尔、海尔、三大移动运营商、有线运营商、国家电网等[3]，均在大大小小的物联网展会上出现智能家居应用展示的身影，全方位地宣传及真实场景的演示，使普通民众对智能家居有了非常直观的了解。但是，如果智能家居仅仅停留在应用演示上，而没有真正深入到普通群众生活中，不能真正为普通群众提供便利服务，就必然会丧失智能家居所产生的初衷，也就更谈不上推动社会的发展进步。
步入2012年以来，国家及各省、市级政府都着力推动物联网应用示范工程的建设。工信部制定的《物联网“十二五”发展规划》中明确提出开展面向社会管理和民生服务领域的物联网应用示范，重点支持公共安全、医疗卫生、智能家居等领域的物联网应用示范工程。发挥物联网技术优势，提升人民生活质量和社会公共管理水平，推动面向民生服务领域的应用创新”[4]。智能家居应用示范不仅是目的，更是手段，通过应用需求牵引，推动智能家居各项技术创新、标准研制和产业培育。在智能家居应用示范过程中，通过创新应用模式来构建与各类智能家居应用相适应的运营模式和市场化运作机制，形成一批模式新颖、机制灵活的成功案例和应用模板，并逐步向更大范围内规模化推广。
2家庭组网技术的选择
智能家居示范工程建设与智能家居应用演示有着本质的区别。应用演示主要用于展现各项夺人眼球的新应用、新产品，展现智能家居的创新发展思路。但是，智能家居示范工程建设却必须要求能够为普通民众提供实实在在的生活服务。家庭组网作为智能家居中的一项核心关键技术[5]，必然要根据应用演示和示范工程的目标不同而产生相应的变化，进而从不同的角度对技术进行研究和验证。
在各类展会上的智能家居应用演示中，具体组网技术的选择只需要能确保相应的演示效果即可。而在智能家居示范工程中，家庭组网技术需要针对如下几个方面进行研究验证后再进行选择使用。
2.1家庭安防
智能家居要能够真正为普通民众提供生活服务，就要从普通民众的具体需求出发，以民众的基本生活需求和感兴趣的业务应用作为选择技术实现手段的驱动力。在智能家居的发展过程中，运营商、家电厂商、IT企业等纷纷推出了丰富多样的智能家居体验应用，不断拓展智能家居所涵盖的内容。
家庭安防一般由两方面内容组成：家庭安防传感节点监控以及视频监控。其中，家庭安防传感节点包括门窗磁传感器、水漫传感器、烟雾传感器、燃气传感器等。家庭安防传感节点与家庭内部核心控制节点之间需要有信息的交互，由于交互信息数据量较小，提供窄带传输即能满足要求。而视频监控则要求传输视频流，对于数据传输速率要求较高，因而需要能够提供宽带传输。便利生活服务则是将后端服务平台提供的信息在家庭内部显示终端上进行展现，该项功能仅仅要求家庭内部能够接入到外部互联网即可。
可见，从普通民众对智能家居的需求出发，要求家庭组网能够同时满足宽带加窄带的网络传输能力。在组网技术中，有线组网技术均能提供较高的数据传输速率；而无线组网技术中，特别是一般设计用于设备控制、节点间通信的组网技术（如ZigBee、Z-Wave等），通常只具备较低的数据传输速率[6]；Wi-Fi、Bluetooth4.0、UWB等技术所提供的数据传输速率一般较高[7-8]。因此，要同时满足智能家居各项应用需求，往往需要结合多种组网技术，单纯依靠一种组网技术是无法达到全部目标的。
2.2家庭内部建筑结构
在智能家居应用演示中，展示厅通常都是设在同一平面的一块相对较小的敞开区域内的，因此，对于家庭组网技术的网络拓扑无需做太多要求。但是，智能家居示范工程是要在实际的居民家庭中进行建设，家庭内部的建筑结构必然需要纳入到网络系统设计的考虑范围之内。
家庭内部建筑结构根据房产开发商的设计可以有多种户型样式，而且住户也可能根据自身需求，在家居装修时对房屋户型结构进行一定范围内的更改。家庭内部不同房间内的节点设备之间需要进行通信，且各个房间之间都有墙体阻隔，因此隔墙通信对家庭组网技术也提出了一定的特别要求。
对于有线组网技术来说，若房屋尚处建造阶段或是内部装修阶段，则可以在墙体内布放相应线缆（电力线、同轴电缆、以太网线等）来实现隔墙通信。而当房屋已经建造并装修完毕后，有线组网就会存在两种方式的问题：其一，如果不考虑在墙体内重新布放线缆，则需要通过已布放的线缆来进行信息传输。通常在家庭内部装修时，只有电力线布放的范围最为广泛，能够覆盖到整个家庭的各个房间角落，但是电力线组网传输较容易受到外界环境及电器设备的影响（比如劣质电源适配器的影响）。其二，如果考虑在墙体内重新进行线缆排布，则需要破坏已有的建造装修成果，成本较大。
可见，针对已建造装修完成的房屋，采用无线技术进行组网较为合适。但是，无线组网技术在家庭内部会受到墙体影响，传输信号会逐步衰减。因此，需要设计采用合理的网络拓扑结构来保证无线信号的传输质量。在众多无线组网技术中，ZigBee技术所设计使用的树形网络路由器节点[9]、Bluetooth技术所设计使用的散列网桥节点等，均能够用来解决家庭中隔墙传输信号的中继问题[10]。
2.3技术发展成熟度及产业化规模
智能家居示范工程的建设就是为了能够打造智能家居产业链，建立商业运营模式，并在以后能够进行智能家居的大规模推广。受此建设目标的驱使，在不同于智能家居应用演示中，可以采用最前沿的家庭组网技术，在智能家居示范工程建设中，必须要针对家庭组网技术的发展成熟度、产业化规模化支撑等进行评估。
以无线组网技术为例，Z-Wave从设计之初就专用于家庭自动化领域，包括照明控制、读取仪表（水、电、气）、家用电器控制、身份识别、门禁窗禁防盗、预警火灾等。与ZigBee相比，Z-Wave的工作频段干扰少、功耗低、设备激活时间短[6]，但是，Z-Wave最为明显的劣势就是无国际标准作为技术根基，不利于发展推广，且芯片供应商短缺。据了解，在国内进行Z-Wave模块开发的技术提供商屈指可数。可见，智能家居示范工程建设并不适宜采用Z-Wave技术进行家庭内部组网。
以有线组网技术为例，G.hn家庭联网标准已经于2010年6月正式获得ITU批准通过。G.hn的设计初衷是要解决既有有线组网技术的问题，透过家庭内部既有的同轴电缆、电力线和电话线，以1 Gb/s的速率传输数据，并促进周边媒体的共存，更强调以低功耗的电源管理，来促进家庭网络中智能型装置的应用[11]。ITU已于2011年12月了更完善的G.hn标准，据业内人士预计，搭载G.hn方案的机顶盒、家用网关等产品将于2012年上半年登场。可见，虽然G.hn家庭联网标准能够兼容家庭内部既有的电力线、同轴电缆及电话线，可使家中各类设备无缝互连，同时支持数据传输、高清视频、语音服务、共享服务等所有家庭多媒体业务，但是，G.hn芯片问世时间尚短，很多针对标准的研究还仅仅停留在技术理论层面，市场化成本因素等还无法进行准确估计。鉴于搭载G.hn方案的产品距离规模化应用尚有一段时日，G.hn组网技术同样并不适用于当前的智能家居示范工程建设。
2.4系统的扩展性
在各类展会的智能家居应用演示中，一旦布设好一套智能家居系统，那么，在整个展会期间，基本不会再对该系统进行任何升级和更新操作，而只需确保系统的稳定运行即可。
但是，在智能家居示范工程建设过程中，家庭住户的需求通常是会发生改变的，例如家中增添了一些全新的设备或是对原有设备提出了新的功能控制要求等。随着科学技术的飞速发展，我们无法预计到，在半年之后、一年之后会出现具备何种功能的日常家居设备。若要在已建设好的智能家居系统中能够便捷地纳入这些全新的家居设备，则要求智能家居系统，特别是家庭网络要具备良好的可扩展性。对于家庭网络的核心控制节点而言，具备可扩展性尤为关键。原因是一旦家庭内部新增了一类全新的家居设备，并且要求该类设备节点能够与核心控制节点进行通信，那么就必然会产生两个方面的要求：一是核心控制节点要进行升级更新，增加控制新设备的相应功能；二是设备节点在经过配置后加入到已有的家庭网络中。在上述两个方面要求中，核心控制节点升级更新的效率将会直接对建设单位的运维成本以及家庭住户的感知体验产生影响。
通过对现有ZigBee组网产品学习研究的结果显示，新入网设备节点所需要的配置工作量相对较小，工程实施人员在10 min左右即可完成相应的配置工作；但是，对于核心控制节点的升级更新，目前尚无比较好的方案，而仍需要通过主程序升级来实现，工作量相对较大。如何保证智能家居系统能够具备优良的可扩展性，如何使家庭住户新购置的家居设备能够方便地加入到家庭网络中并接受控制，这些都是需要进一步研究探讨的问题，也是智能家居应用示范工程建设过程中所必须要考虑并解决的问题。
3结语
综上所述，在智能家居示范工程建设中，针对家庭组网的问题，不仅要从家庭组网技术本身来进行理论分析，更要从示范工程的实际需求与后续运营维护升级的角度来考虑。通过选择合适的家庭组网技术进行组合，打造满足各类通信要求的家庭网络，实现家庭内部区域的全覆盖，从而为智能家居各项业务应用的开展提供坚实的网络通信基础。
参考文献
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[9] 张周.ZigBee技术研究及其在智能家居中的应用[D].厦门：厦门大学，2007.
与以往的产品竞争不同，面对智能家居这片蓝海，更多的企业选择抢夺智能家居入口，通过借助智能家居控制平台来打造自己的常青树。无论是智能硬件公司、互联网企业、还是传统家电生产商，在智能家居入口的争夺上有优势也有不足，那么谁将成为最后的赢家呢？
智能硬件企业：“小玩意”的谋局
说到智能硬件企业，各大国产手机厂商当属其中的主要力量。小米了小米路由器和相应的智能家居配件，中兴主打安全牌进军智能家居，华为也借助路由器探路智能家居。总的来说智能硬件企业纷纷采用了手机+智能“小玩意”来搭建自己的智能家居平台。
利用智能路由器等产品作为智能家居产品的网络入口和控制入口，并开放了相应的开放平台，借助手机等移动设备和路由器相连作为用户的直接控制终端。从用户规模上来说，手机厂商积累的诸多粉丝成了优秀的产品受众，小米路由器的成功很好的说明了这一点。从技术角度来讲，路由器产品对智能硬件厂商来说可谓是轻车熟路，手机上的系统级支持很好的解决了路由器的兼容性问题。这类厂商的优势主要体现在网络接入和产品控制上。
而智能硬件企业必须面临的问题时，如何吸引开发者加入到自己的开放平台中来，就目前来说对于致力于智能硬件的创业者来说这类平台有着很大的吸引力，也将有更多的小硬件加入进来，但对智能家居的主要设备制造者，比如电视、空调等产品则没有太大的吸引力，毕竟他们本身就想做自己的智能家居入口。另外这些以硬件起家的公司在服务上没有优势，受众也比较单一。
互联网企业：用解决方案做免费午餐
互联网行业的触角有多长，从BAT一系列的收购行为便可看出。对于智能家居，互联网大佬们当然不肯错过。百度搭建硬件平台并推出了百度云服务和整套的免费解决方案，腾讯的智能家居入口押宝微信，阿里则借助电视盒子和云OS作为智能家居平台的入口，京东欲通过APP的概念，将京东平台上的合作伙伴“一网打尽”。不管怎样，互联网公司在做平台和入口的同时，都离不开向合作伙伴提供相对完善的解决方案。
互联网公司优势是其巨大的流量、用户数据、软件等，很容易吸引到智能家居公司的加盟，百度的大数据、微信的海量用户、阿里和京东成熟的电商体系，无论是创业团队还是传统家居厂商，都不会拒绝和他们合作，但合作的深度和形式会有所不同。互联网公司的免费解决方案对于不少合作者来说有着很大的吸引力，从组网到推广都交给互联网公司来做，自己只负责产品研发就好了，这种合作和共赢是很多实力不强的开发者所需要的。
从目前来看百度的平台策略初见成效，约有20多款智能设备加入进来，微信和阿里京东的智能家居入口还未见成果。不得不承认互联网公司对大小家电产品理解不够深入，解决方案的涉及比较单一，在短时间内难以覆盖到智能家居的各个领域，会出现小产品激增主流产品缺席的趋势。没有主流产品布局的智能家居入口显然是不完整的。
传统家电企业：产业联盟式入口
最先察觉到智能家居趋势的恐怕还是传统的家电企业，海尔在2009年就推出过物联网空调，但由于技术和策略的限制传统家电企业在智能家居上的作为十分有限。当物联网的浪潮全面袭来的时候，主流的家电公司纷纷选择用联盟来打造智能家居入口，比如海尔的开放平台、美的的智能家居平台。
家电企业做智能家居入口的优势很明显也很传统，凭借在家电行业的多年经营，形成了完善的供应链和销售渠道，售后服务可以扩展到各个乡镇，更重要的是他们对家用电子设备的真正理解。凭借自己在行业内的威望，拉拢一批小型智能家居制造商，从而搭建统一的开放平台，提供相应的技术支持，智能家居的入口级战略也就水到渠成。
关键词：物联网；yeelink；智能家居
中图分类号：TP273.5 文献标识码：A
自物联网技术应用以来，智能家居行业正如火如荼地快速发展，智能家居是在物联网的影响之下物联化的体现，已经从遥控掌握发展到手机远程控制，网络传输信号也从有线一跃而升为无线，既降低成本，低碳节能，还让许多家庭享受到高科技带来的便利、舒适生活。其中应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。物联网云服务平台正是物联网应用创新的一个缩影，因在智能家居上的管理应用方便而大受欢迎。
1 物联网云平台的设计理念
物联网云平台主要提供传感器数据的接入、存储和展现，使得硬件和制造业者能够在不关心服务器实现细节和运维的情况下，拥有交付物联网化的电子产品的能力，侧重于成为物联网的middleware和Enabler。以国内yeelink平台为例其具有以下几个特点：
（1）云平台通过API接口，只需要简单的几步操作就能将传感器接入平台，实现传感器数据的远程监控。
（2）云平台设计的高并发接入服务器和云存储方案，可同时完成海量的传感器数据接入和存储任务，确保数据能够安全的保存在互联网上。
（3）云平台先进的鉴权系统和安全机制，能够确保数据只在允许的范围内共享。当数据达到某个设定阈值的时候，云平台会自动调用预先设定的规则，发送短信或者是邮件，还可以充分利用平台的计算能力，定期的将统计分析数据发送到邮箱内。
（4）提供数据的上行功能，可实现对家庭电器的控制功能。存储在云平台里的数据，可以简单的被API取回，放置到个人博客上，或者根据规则自动转发到指定的微博上，将数据和人之间全面融合。
2 物联网云平台与智能家居的连接
Step1：注册用户。注册账号后，填写电子邮件并激活。
Step2：打开首页“登陆”按钮，在“用户中心”来管理和查看自己的物联网设备。
Step3：点击“用户中心”，增加物联网设备，填写好以后保存。
Step4：添加传感器（可同时添加多个传感器）。
Step5：数据上传。依据两个ID和API KEY进行数据的有效性验证。
3 监控数据在物联网云平台上的显示
本实验以Arduino+Ethernet shield进行室内光照强度数据上传和触发Email报警为例。传感器插线接法：VCC-5V，GND-GND，SCL-SCL（analog pin 5），SDA-SDA（analog pin 4），ADD-NC。连接好线路以后，将Arduino连接到电脑上，将程序代码上传，按照以上五个步骤将程序数据上传，在网页和手机APP上可以绘制出相应曲线图。
结语
未来物物相连将是轻量化的时代，更多的连接与操作是在云端，物联网云平台在打造智慧家庭云操作系统，不只是简单的物与物相连、生态圈的打造，更多关注消费者怎么样更好地使用智能家居平台，怎样更好地连接到我们的生活之中，使生活变得舒适。通过物联网云平台在智能家居上的应用，将使我们的生活更方便，快捷。同时物联网云平台在智能农业领域的研究也有一定的借鉴意义。
参考文献
豪华的“夺食”阵容
智能电视、智能电器、智能灯光、智能开关、智能插座、智能厨卫、智能温控、智能安防、智能音响、智能空气监测以及智能路由器等等，浏览智能家居的大家族，我们不能接受这样一个事实：“家”正在成为科技要接管的下一个重镇。特别是伴随着4G网络的覆盖与普及，WIFI 的渗透与辐射，人们对建立在物联网、云计算和大数据基础上的智能家居的操控变得更加简单而快捷。
科技量能支撑下的智能家居产业即将迎来最为火爆的“黄金时期”。据市场调研公司Jupiter Research的预计，全球智能家居市场规模到2017年将达到600亿美元，复合增速为19%。而另一家市场调研公司IDC则认为，智能家居届时将成为一个万亿级的市场。如此巨大的商业空间和市场回报，引来了各方大佬云集，并不断加大竞争的筹码。
继年初斥资32亿美元收购了互联网温度计和烟雾报警器制造商Nest之后，谷歌日前又发动Nest出资5.55亿美元一举拿下了家庭安防设备商Dropcam，两起收购让谷歌强势站到了智能家居产品的制造阵营之中。几乎同时，谷歌宣布结盟惠而浦和灯泡制造商LIFX，其谋求对方产品与Nest恒温器和烟雾探测器整合的目的昭然若揭。不仅如此，在2014 谷歌I/O 大会上，谷歌了智能电视系统Android TV，联系到先前推出的Google TV，谷歌接下来将会举力打造智能电视操作系统，进而推出智能家居设备的标准平台。
与谷歌相比，苹果圈占智能家居市场的脚步并不缓慢。在前不久召开的WWDC开发者大会上，苹果了智能家居平台HomeKit，该软件允许用户使用iPhone和iPad，更加方便地通过应用和Siri语音等服务来控制家居灯光、门锁和音响等单品。当然，苹果并不满足提供智能家居的软件平台，其已经组建了一支硬件团队，针对“主流”智能家居市场推出数款硬件产品，同时，前不久苹果收购了高级音响系统制造商Beats Electronics。在智能家居领域，苹果依然秉承一贯的软硬结合理念，其最终目标就是实现硬件产品与软件服务的深度整合。
在三大科技巨头中，微软做智能家居虽然最为低调，但却起步最早，其在15年前的“维纳斯计划”中就提到了家庭智能化的概念。虽然该计划后来流产，但比尔・盖茨的智能豪宅却让人大开眼界。及至今年年初，微软正式公布“家庭操作系统”白皮书，再度踏入智能家居市场。前不久，微软宣布与家庭自动化设备制造商Insteon建立伙伴关系，目的是把流行的家庭自动化网络充分融入到Windows生态系统；而最新消息是，微软日前已宣布加入All Seen联盟，据悉，All Seen联盟由Linux基金会带头，高通、LG电子、夏普等全球50余家科技巨头共同组建，目的是共同制定电子恒温器等智能家居设备的统一行业标准。
已经在智能电视、智能洗衣机、智能冰箱和智能电灯等多款产品身上做得风生水起的韩国三星自然在智能家居领域不甘屈于“外行”之下，其最令同行尖叫的就是不久前推出了智能控制任何家电的Smart Home智能家居平台，而且该平台是开放的，允许第三方加入。此外，三星正在大力推进Tizen系统的落地，欲通过产品硬件的庞大销量，打造一个全新生态圈。重要的是，据汤森路透对美国专利商标局自2000年以来收到的关于家庭自动化方面的专利申请的统计发现，三星在过去14年中提交了将近150项相关专利，其竞争智能家居市场的软实力可谓极其厚实。
家门前的布阵
相对于国际市场上智能家居已有30年的历史而言，智能家居在中国的发展虽然只有近10年的历程，但其所呈现出的商机却格外撩人。据国际物联网贸易与应用促进协会的《2013年度中国智能家居行业研究报告》显示，未来3年，中国智能家居市场增速将不断提升，到2016年预计可达到29.17%，到2017年，我国智能家居行业市场规模将达80亿元美元。无独有偶，市场调研公司Juniper Research认为，2018年，中国智能家居市场规模将达1396亿元人民币。
不错，中国智能家居的确存在着非常强大的需求能力。目前，中国富有阶层正在形成，若按家户算，约1400多万的家庭户均年收入在18.6万元以上，人口约4460万人，占我国城市总人口的10%，概算下来，主要针对这部分人的智能家居市场总量为1400万套。正是在这种情况下，最近两年来，智能家居的销售数量和总销售额呈现出连续攀升的势头，年均增速至少在20%以上。正是捕捉到了智能家居市场的巨大需求与增长空间，从家电制造巨头到IT运营商，从手机制造企业到软件开发商，都不约而同地加入到了“抢食”的行列。
在前几年推出“海尔Uhome”的基础上，海尔前不久又了“海尔U+”计划，在U+系统中，用户未来可以通过微信控制家中设备，同时能够将不同家电品牌置于同一个网络环境中，达到网络联动。不仅如此，U+还是一个开放性的合作平台，海尔会开放SDK、API标准，各品牌品类均可接入。资料显示，目前中国气象局公众气象服务中心、百度云、腾讯微信、活法儿的体质检测以及乐视TV、大金、本来生活网、创新工厂、宝洁、高通等各不同产业方都已加盟海尔。与海尔同步，美的推出了“1+1+1”战略，即“一个智慧管家系统+一个M-Smart互动社区+一个M-BOX管理中心”，同时，格力表示将以能源和环境为中心着力发展智能家居。
作为国内网络安全领域的老大，奇虎360绝对不会放过与自己紧紧毗连的巨大商机。据悉，360已与东方网力牵手成立了合资公司奇虎网力，主要向市场推送以“360家庭卫士”为品牌名的智能摄像机，剑指智能家居行业的家庭安防地带。紧跟360的脚步，不久前乐视集团与当代置业在香港签署战略合作协议，同时，乐视集团还联手华贸地产正式进军房地产，乐视的战略布局是，将乐视TV超级电视打造成智能家居重要承载终端，并最终延伸到智慧社区、智慧酒店、智慧体验中心等整个智慧互联网领域。
与360和乐视集团跨界联姻不同，小米则试图单枪匹马闯入智能家居市场。不久前，小米正式推出了小米路由器，路由器都预留了和智能家居产品互联的接口。小米的设想是，将路由器推广到用户家里，然后构建一个集硬件和软件为一体的生态系统。为此，小米正在研发Wi-Fi芯片，一旦未来小米路由器采用了自己的芯片，它就成为中控设备，所有的家庭设备先连接到小米路由器，在小米路由器识别之后再连接到网络。市场分析人士认为，小米的Wi-Fi芯片是一个“重”方案，除了需要强大的研发团队外，小米的芯片生产还要找厂家代工，毕竟小米还缺乏硬件生产能力。
如果说360、小米等IT企业针对智能家居的运作还处于蛰伏时期的话，那么京东商城则已进入实操阶段。日前，京东了名为“京东云助手”超级APP，该款产品涵盖家居云、健康云、车载云和个人云四个领域，可为硬件厂商提供智能芯片解决方案、操作方式以及数据分析支持。而用户只要在京东购买装有兼容京东协议智能芯片的任何品牌的家电产品，并用手机下载一个“京东云助手”，使用京东账号就可以实现对所有家电的控制。据悉，海尔、海信、美的、TCL、华为、联想等制造巨头以及博联、庆科、利尔达等物联网芯片厂家都已成为“京东云”的合作商，同时“京东云”还吸引了国家体育总局、物联网产业联盟、闪联等政府机构和行业组织的加入。
标准缺失之忧
历经30年的发展，智能家居已经不再停留在只通过一个单独遥感器实现对单品的操控阶段，APP也不是仅针对单一目标实现控制，在云计算、物联网和大数据背景下，智能家居将是一个能够在中控终端调控下的大系统，以满足人们“智能、感知、互联、分享”需求，从而为用户创造了一个安全舒适、便捷高效的居住环境。
从目前来看，支撑智能家居的技术已然成熟，除去硬件开发生产技术不论，计算机系统方面，综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、音视频技术都相当完善，同时包括KNX/EIB，RS485，电力载波在内的传感遥控技术也日臻强大，仅无线控制方面，就有RF（315M/433M）、ZWave、ZigBee、蓝牙、WIFI、红外等多种控制方式。但是，如果智能家居系统中的各个单品或者子系统与子系统之间并不相容和互联，如空调排斥电视，家电系统不兼容声光系统，再强大的技术也只能是英雄气短，而且这种彼此隔离的状况也不符合智能家居的本意。
另外，智能家居也并不能局限在室内，而应当是一个“大家庭”空间，即室内系统与屋外系统的互联互通，如用户可以进入车载系统，在汽车上实现对家电的控制和监测，包括连接车辆的GPS数据后，应用程序会提醒用户关掉离家时未关掉的空调，在到家前，用户也可以在车里远程打开家里的恒温或制冷设备。这种基于物联网技术背景的智能家居与车联网的结合应当是未来家庭智能化的重要趋势。
不仅如此，大数据时代的智能家居还不仅仅是住宅智能化，而是应当辐射和扩展到用户的诸多生活领域，覆盖衣食住行，如已经开始试行的智能交通、智慧医疗等服务，用户可以通过智能家居，选择路线，预约停车，预约挂号，远程诊疗，再通过移动互联网进行付费，这样，智能家居就可以从卖产品，跨界到卖服务，更多领域也得以参与到市场培养与分享上来。
实际上，互联网的世界就是一个巨大的拼图游戏，无论是家中单品与单品、室内设备子系统与子系统之间的互联，还是室内系统与车载系统的互通，或者是产品系统与服务系统的互应，都有赖于智能家居有一套统一的游戏规则，即智能家居产品与服务的行业标准。
扫描时下，无论是全球还是国内，企业围绕着智能家居展开的竞争基本上出于各自为战的生态。在国内，建设部、公安部和信息产业都对住宅小区的定位各有侧重，行业管辖权各持己见，市场出现了几十个甚至上百个智能家居产品标准；在国际上，同样由于没有统一标准，导致智能家居企业采用的技术标准与协议都不同，市场上智能家居产品千奇百怪，上下游的产品都无法兼容。标准的缺失，不仅给用户使用与操控智能家居带去了极大的不便和烦恼，同时让厂商生产和推销产品左右受困，最终掣肘智能家居行业技术研发与产品升级的进程。
什么是智能家居？
智能这个词听起来应该并不陌生，其实智能主要是以人为载体所表现的一种思维、判断、学习、感知和执行的过程。而以智能为形容词冠以家居前时，也就意味着家电将可以具备同样的特性。智能家居是以住宅为平台，通过综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术以及音视频技术，将我们生活中需要的设备结合，构造科技且高效的家庭管理系统。
智能家居可以通过家庭物联网将家中的设备、家电、安防系统等并入网中，并提供各项设施的远程控制、实时监测、防盗装置等多种功能。首先，家庭自动化是组成智能家居的重要组成部分，而其中内容大都由家电(空调、冰箱等)以及家庭设备。虽然有了智能家电为基础，但如果没有将它们串联起来协同合作的线路，它们只能各自为政，家庭物联网则有效地弥补了这一点。通过物联网，家中的一切设备将得到良好的控制与整合，不同种类家具设备可以有机结合。
智能家居所面临的问题
智能家居一直被称为下一个万亿级市场，在几年前就引起了各大厂商的关注。
谷歌在收购Nest公司后，又将Dropcam、Revolo智能家居公司等收入囊中，并了Brillo物联网操作系统。针对家庭内无线网络连接需求，谷歌以高端路由器OnHub打开家庭大门。苹果公司于2014年面世的Homekit智能家居平台，可让家中智能家电成为一体，并由苹果设备进行控制。在2016WWDC中，苹果宣布的四大系统部署生态战略，更巩固了Homekit的地位。未来用户可以使用这个平台对家中任意智能设备进行控制。
海尔公司2015年海尔U+智慧生活App，并于今年宣布海尔U+智慧生活平台2.0战略。海尔U+智慧生活平台以人工智能作为技术基础，并通过多项识别功能，与用户进行对话，并可通过人工智能特有的学习功能和海尔大数据为支撑，打造全场景的家庭使用方式。
腾讯2014年基于50338个样本的样本调查结果显示，愿意在智能家居方面消费5000-10万元的人数，在调查总人数中占有近六成。因此可以看出，人们追求高质量生活的步伐仍在前进，智能家居的需求仍然在，但为什么目前人们对于智能家居的态度却还是“望而却步”呢？或许原因就在以下几个方面。
首先，目前智能家居的智能化程度不足，或是与消费者所想象的有一定距离。在使用智能家居时，消费者往往觉得可以脱离或依靠小部分前端操作，即可以完成对产品的使用。但实际是，目前技术还无法支持这一点，目前智能家电所能支持的仅仅是通过蓝牙或无线网络等进行远程操控。而智能机器人这类我们目前常见的智能小家电，虽然使用简便，但常常会存在清扫有误区，容易被障碍物卡住这样的问题存在。
智能家居的价格较同类产品不具有优势。我们平时使用的电器相比，带上“智能”两个字就好像身价倍涨。以家中门锁为例，使用钥匙的普通门锁价格约为100元左右，而可以识别指纹以及密码的智能门锁，价格将翻上十倍不止。虽然智能门锁确实存在使用方便，无需担心忘记带钥匙窘境出现等优点。但站在消费者角度来说，以高昂的金额购买非必要商品是十分不划算的。
没有击中消费者痛点。目前市面上的智能家居产品种类繁多，类似智能电灯，智能插座、智能遥控器等设备。确实为消费者的生活水平带来了提高，但其功能往往过于单一，无法满足消费者日渐丰富的生活需求。
另一方面，就智能家居产品实用角度来说，虽然每个产品的智能化功能足够优秀，但却无法在同一平台兼容使用，家庭物联网没有完全成型，这就形成了家电彼此间“孤岛”遍布，操作感下降，这一点在智能家电中尤为严重。仅仅有用户与产品间的连接还不足够，目前智能家居产品在“互联”方面仍不能满足消费者的需求。
此外，智能家居的安全问题也成为厂商所面对的难题之一。智能家居在用户使用时收集信息，可以根据使用者的习惯、喜好等提供最好的服务。虽然数据的收集对智能家居来说十分必要，但其硬件却极易遭到破解，导致信息流出。目前来看，只有关闭语音控制才可以避免音频流出。针对设备，也只能不断升级固件，来保证使用安全。
关键词：云平台；智能家居；系统设计；光控
中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）04-00-03
0 引 言
云计算是通过Internet提供动态、易扩展、虚拟化计算资源的一种计算方式，使用方便，用户不需了解云中基础设施的细节，不必具备相应的专业知识，也无需进行直接控制。伯克利云计算白皮书的定义：云计算包括互联网上各种服务形式的应用以及应用所依托的数据中心的软硬件设施。应用服务即SaaS（ Software as a Service，软件即服务）， 而数据中心的软硬件设施即所谓的云。
上述定义提出了云计算的两方面含义，一方面描述了基础设施，用来构造应用程序，其地位相当于PC机上的操作系统；另一方面描述了建立在这种基础设施之上的云计算应用，云计算是能够提供动态资源池、虚拟化和高可用性的下一代计算平台。
因此，云计算未来主要有两个发展方向，一是构建与应用程序紧密结合的大规模底层基础设施，使得应用能够扩展到很大的规模；另一个是通过构建新型云计算应用程序，在网络上提供更加丰富的用户体验。目前，在云计算应用的构造上，很多新型社会服务型网络如Facebook等，已经体现了这个发展趋势，而在研究上则开始注重如何通过云计算基础平台将多个业务融合。
1 智能家居产品及其发展趋势
智能家居的概念最早出现在美国，智能家居是以住宅为平台，兼备建筑设备、网络通信、信息家电和设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。智能家居利用先进的计算机技术、网络通信技术和综合布线技术，将与家居生活有关的各子系统有机结合在一起，通过统筹管理优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。一般而言，智能家居系统具有以下几个特征：
（1）家庭中具备完善的、安全的保安防灾措施和生活服务的智能控制器；
（2）家庭与小区及社会具有高度的交互能力和沟通能力；
（3）家庭内部具备完善的安保措施及全面的设施监控管理和信息化的服务管理；
（4）为家庭提供多媒体信息服务；
（5）提供了一体化、综合的服务。
智能家居目前已取得了初步成功，但离“智能化”还有很长的距离，智能家居的发展趋势有以下几个方向：
（1）网络化。每一个家电都有固定的网络地址，可以随时控制。网络化是信息技术、通信技术和计算机技术发展的必然趋势，是智能家居的一个重要条件。
（2）智能化、人性化。随着人工智能的不断发展和机器人的出现，使得智能化不再是一个神话，而智能化是智能控制发展的必然趋势。因此，家居也必然向智能化方向发展。智能家居是IT技术（特别是计算机技术） 、网络技术、控制技术向传统家电产业渗透发展的必然结果。智能化应服务于人们的生活，因此应更全面、更富有人性化。
（3）节能环保。智能化的本质之一是降低成本和提高效率，节能是降低成本的关键技术。绿色、环保、节能将成为未来家居的重要考核指标，甚至是首要考虑因素。在住宅实现了基本智能化后，绿色生态住宅便成为必然的追求目标。提高生活环境的质量是其未来发展必须考虑的因素。
（4）一体化。家居智能化需满足自动化管理、安全防范监控、火灾报警、对讲呼叫、设备监控等内容，将其智能化功能集成，从而降低成本。
（5）规范化、标准化。由于智能家居发展较晚，新技术、新产品层出不穷，而标准和规范还在制定之中，但规范化、标准化是智能家居快速发展，走入国际市场的必由之路。
2 需求分析
智能家居最重要的部分是智能控制逻辑，由于现阶段世面上的家居系统都是基于单片机或者嵌入式的单机模块，因此带来了一些问题。传统智能家居系统结构如图1所示。
（1）对家庭设备的控制不够智能，系统无法让用户体会到智能家居的智能。
（2）每个家居厂商对控制逻辑的开发是独立的，和控制终端在一起后，导致厂商之间的合作比较繁杂，系统开发周期慢，且维护困难等。
（3）智能逻辑部署在控制终端，所以智能逻辑不具有灵活性，对用户而言不方便。
（4）厂商各自独立研发自己的控制逻辑，导致智能家居产品价格居高不下，不能有效减少成本开支。
（5）企业一般自己开发的控制逻辑部分比较简单，同质化较大，没有将控制系统采集到的数据做充分处理。
云计算+物联网的计算机服务应用模式将会带来一场新的IT革命。云计算智能家居系统运用云计算和物联网技术，为智能家居领域的控制提供了一种全新的软件开发、部署和应用模式，是SaaS的一种典型实现。
3 系统设计
综上所述，传统的智能家居系统存在智能逻辑不独立，智能逻辑不够智能，企业开发智能逻辑成本较大，用户使用不方便，升级换代麻烦等一系列问题，针对这些问题，我们提出了以下解决方案：
（1）在智能逻辑部署上，我们采用智能逻辑独立化的策略。将智能逻辑部署在云端，对外开放接口，在控制终端嵌入一段与云端通信程序，将控制终端与云端通过HTTP或者Socket等标准通信协议连接，使智能逻辑与控制终端分离。由此可使智能逻辑实现部署简单（只需要接入云端），升级换代更容易的目标，为智能家居企业节约了成本，提高了效益；
（2）采用一系列智能算法和手段，包括数据挖掘，精细控制，个性化控制，模式匹配等，使得智能逻辑具有自学习性，自适应性，能够更好地适应用户的生活习惯。
（3）为提高用户体验，开发了移动控制终端（手机），Web接入终端（网页），方便用户使用我们的服务。基于云平台的智能家居系统架构如图2所示。
在此系统架构上开发了智能光控系统的服务端和仿真客户端。智能光控系统不同于传统光控系统，具体表现在以下几方面：
（1）调控精度。智能光控系统可对灯的明亮度进行调控，不同于传统的简单开关操作；
（2）调控方式。系统是全自动的控制方式，是基于传感器的扫描而非人为操作；
（3）用户体验及智能性。智能光控系统具有自适应性，会按照用户期望及使用习惯进行灯光调控，将房间内的光线值始终保持在用户认为的最佳范围内；
（4）部署方式。智能光控系统采用云计算部署，可与任何家庭终端设备相连，在成本、可维护性、数据安全性等方面都有明显优势。
智能光控系统的工作流程如图3所示。家庭终端首次和云端对接开启系统默认模式，光线传感器和红外传感器开始工作，家庭终端将红外传感器和光线传感器检测到的值按照一定的频率向云端发送当前家庭各个房间的最新信息，云端更新最新信息到数据库，然后启动智能调控服务，扫描在默认模式下需要调节的灯并对之调节，将调节后的信息发送给家庭终端；当用户使用一段时间后如若发现系统默认值无法为其带来最佳体验那么可以使用手机客户端或者Web客户端调整灯光效果，此时系统会暂时进入用户调节模式，在调节期间云端控制程序不会作用于当前调控的灯，当调节完毕后系统会记录下用户的最终调整值，并且转化为开灯指数和匹配模式存储，将灯的工作模式切换为用户自适应模式。智能服务端重复迭代用户自适应模式，最终找到一个最适合用户的光线强度。
最后，为了测试和演示智能光控系统的效果，我们开发了仿真客户端程序，它包含以下几个功能：
（1）仿真主人的真实家居生活，展示云端系统的智能控制功能，测试云端系统的功能错误。
（2）与云端系统通信，发送采集到的数据及接收调控命令。
（3）与用户交互，移动主人的位置及显示灯具状态。
（4）仿真家居环境，仿真光线及实时时间，仿真主人行为，绘制家居环境效果图。
仿真客户端的主要工作分为采集家庭实时数据并发送至服务器及接收服务器的调控命令以作出相应的响应。在采集家庭环境信息的同时还可以对不同场景进行选择，模拟现实世界的环境。在不同的场景下外界环境的光线对室内灯光的影响不同。仿真系统为了将家庭的实时状况传送给服务器，在仿真客户端中每十秒就将每个房间的红外、光感等设备的信息发送至服务器，而对于手动操作以及主人进出房间等控制则作为紧急消息立即发送。同时仿真客户端将时刻响应服务器传回的控制命令。图4所示为仿真客户端中一个典型用户场景的仿真。主人进门后，走廊中的灯具自动点亮。当主人进入卧室后，卧室中的灯具自动点亮，而走廊中的灯具则自动熄灭。
4 结 语
文中设计了一个基于云平台的智能家居光控系统，将智能家居光控逻辑放在云平台上，借助云平台强大的数据存储与数据计算能力，为家居用户提供更体贴、个性化的智能光控服务。可提供具有自适应，自调节，自学习等智能特性的全自动家庭控制系统。
未来的工作有两项，一是使用高级人工智能算法改进服务端的控制逻辑，使其更智能化；二是规范化和标准化服务端的数据收发接口，使其能够连接多个厂商的智能家居产品。
参考文献
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