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智能家居及物联网技术应用 [复制链接]

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只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 2023-07-17

关键词：智能家居物联网传感器

物联网是在已有的互联网、电信网和广电网发展的前期基础上，将互联互通的网络概念进一步扩展到生活当中的各个实体物质当中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到日常生活设计的一切可能物体中，通过这些物体网络连接，形成物联网，从而使得人类社会真正步入智能化和统一化的时代，各种物品之间均可以实现自由的交流，形成一个完全拟人化的智能世界。
　　世界主要发达国家都从国家战略的高度来大力推动物联网的发展，我国政府也高度重视物联网的发展。我国“十二五”规划中已明确将物联网作为战略性新兴产业来培育发展，将建设物联网应用示范工程列为战略性的新兴产业。
　　同时物联网为智能家居的发展提供了可靠的技术条件，使智能家居成为可能，表现在：物联网所包括的射频技术、计算机技术、网络通信技术、综合布线技术、信息协议交换使得物品具有数据化的身份标识，借助家庭网关，数据可以在电信网、互联网、广电网上对内和对外流动。如今的智能家居集安全防护、方便时尚和健康生活三大生活家居产品为一体，早已打破仅局限于室内开关遥控的模式，让居室安全和家庭健康也智能起来，智能家居是物联网技术应用生活的具体表现，使一个抽象概念正逐步转变成现实应用。
　　1、物联网与智能家居
　　1.1物联网
　　目前我国对物联网还没有一个统一的标准定义，但从物联网本质上看，物联网是一个动态的全球网络基础设施，它具有基于标准和互操作通信协议的自组织能力，其中物理的和虚拟的“物”具有身份标识、物理属性、虚拟的特性和智能的接口，并与信息网络无缝整合。物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一起，构成未来互联网。
　　物联网的本质概括起来主要体现在三个方面：
　　(1)互联网特征：对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络;
　　(2)识别与通信特征：纳入物联网的“物”要具备自动识别及物物通信(M2M)的功能;
　　(3)智能化特征：网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。
　　1.2物联网参考架构模型
　　从技术架构上来看，物联网三层结构的组成和功能如下：
　　(1)感知层：由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维标签、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网获取识别物体、采集信息的来源，负责完成感知、识别物体，采集、捕获信息。
　　(2)网络层：由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息，具备网络运营和信息运营的能力。
　　(3)应用层：物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用，将物联网技术与行业应用相结合，实现广泛智能化应用的解决方案集。
　　1.3智能家居应用方案
　　如今，家庭内部里的许多家用设备形式越来越多样，有些设备本身就具备遥控能力，比如空调、电视机等，有些则不具备这方面能力，比如热水器、微波炉、电饭煲、冰箱等。而这些设备即使可以遥控，对其控制能力、控制范围都是非常有限的。并且这些设备之间都是相互孤立存在的，不能有效实现资源与信息的共享。随着物联网技术的发展，特别是物联网网关技术的日益成熟，智能家居中各家用设备问互联互通的问题也将得到解决。
　　智能家居集安全防护、方便时尚和健康生活三大生活家居产品为一体，集中在以下应用：
　　(1)家庭安防中心：家庭安防设备，如摄像头、红外探测器、烟雾探测器等，一旦接人物联网，主人就可以在任何时刻任何地点了解家里的安全动态。
　　(2)家庭医疗中心：家庭若有老人和小孩，可在合适位置安放摄像头，了解他们的状况。家用医疗器械，如血压计等连接物联网，与社区医院联网，方便医生实时了解病人的身体状况，及时做出治疗。
　　(3)家庭数据中心：家庭里的大量数据资料，如电影、音乐、游戏等，可以通过物联网，海量存储到网络数据服务器上，方便随时查看。
　　(4)常用的家庭信息，如天气预报、咨询信息等可以通过连接入网的家庭终端设备及时了解到。
　　(5)家庭商务中心：商务中心可以完成一系列的，如缴费、支付、购物的任务，让主人可以足不出户完成各种琐碎的日常生活。
　　智能M2M家用网关负责家用设备的各类信息的采集，同时通过无线网络和Internet把信息上行传送到物联网管理中心，各类用户可以通过物联网管理中心的Web应用服务访问到各自关心的家用设备信息。另一方面，用户可以借助物联网管理中心的设备访问应用服务，实现对各类设备进行远程控制的目的，这些控制包括简单的设备开、关、模式及参数调整等，同时还包括了终端设备嵌入式应用的版本升级、设备远程诊断等。
　2、关键技术与待解决问题
　　综合物联网参考模型和智能家居结构(见图2)可以看出，物联网应用的开展需要解决以下技术及问题：
　　(1)物体属性标识：属性包括静态和动态的属性，静态属性可以直接存储在标签中，动态属性需要由传感器实时探测;
　　(2)物体属性识别：需要识别设备实现对物体属性的读取，并将信息转换为适合网络传输的数据格式;
　　(3)物体信息的传输与处理：将物体的信息通过网络传输到信息处理中心(处理中心可能是分布式的，如家里的电脑或者手机，也可能是集中式的，如中国移动的IDC)，由处理中心完成物体通信的相关计算。