物联网技术在智能家居中的应用

物联网技术在智能家居中的应用
信息化时代,物联网技术的不断创新,促使人们的工作与生活方式发生了诸多改进。智能家居在物联网技术的推动下逐渐成为了未来建筑发展的重要趋势。本文就物联网技术的概述为切入点,围绕物联网技术在智能家居中的应用为课题展开了全方面的分析探讨,以供参考。
标签: 物联网技术;智能家居;应用;发展趋势五莲教育信息网
引言:
物联网技术是在互联网的基础上,利用感知、无线数据通信等技术,构造一个覆盖万物的“InternetofThings”。智能家居以住宅为平台,对面向家庭的信息通信、电气设备、建筑环境进行控制与管理。现阶段,智能家居已成为物联网的主要应用领域之一,物联网技术是智能家居重要的核心技术支撑,智能家居则是物联网技术在家庭中的最好体现方式。面向物联网的智能家居应用,是两者功用特点与技术优势的有机结合。
一、物联网技术的概述
1、射频识别技术
射频识别技术(RFID)主要是被当作电子标签附于各类物品上,并且,能够被自动识别。其普遍适用于零售或供应链管理当中。
2、无线传感器网络技术
无线传感器网络技术(WSN)是物联网的核心技术,其主要负责数据收集、信息生成以及环境探知等。
3、Internet技术
Internet技术是物联网的重要基础性核心技术,其主要负责物联网中各个节点的信息传输以及共享。
二、智能家居中物联网各层次的技术应用与趋势
物联网的体系架构通常分为感知层、网络层和应用层。感知层由各种传感器构成,是物联网识别物体、采集信息的来源。网络层由各种网络,包括互联网、广电网、网络管理系统和云计算平台等组成,是整个物联网的中枢,负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联网和用户的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用。
目前,我国智能家居系统内部以房地产开发商为主建设,构建家庭网络及家居控制系统;延伸至智能家居的小区通信网络以通信运营商为主建设,并与公共通信网络互联。综合我国智能家居领域的应用,可将物联网智能家居系统分为智能家居感知层、公共通信网络层、综合业务平台层、智能家居应用层,如图1所示。本文结合技术体系架构,分析其各层次的技术应用与趋势。
图1 物联网智能家居技术体系架构
1、智能家居感知层
智能家居感知层由各种控制设备、终端设备及智能家居网关组成。
从家庭控制业务分类,智能家居控制设备涉及家庭环境感知设备、家用电器设备、多媒体设备、能源监测设备、安防报警设备、家庭医疗设备等。
家庭终端是各类家庭控制设备的控制与管理平台,实现家居传感器信号的采集、控制与传输。家庭终端应具备各类家庭情景控制模式,具备移动控制终端(如平板电脑、手机等)功能,且平板电脑、手机还可作为智能家居的远程控制终端。此外,家庭终端还应具备泛
在物联服务延伸至智能家居的管理平台功能。
智能家居網关支持家庭内的通过有线/无线方式构成的网络,包括各类现场总线、以太网、G.hn、WAPI、ZigBee、RFID、Bluetooth等;支持公共通信网络接入家庭,其中,有线接入方式可支持FTTH、xDSL、xPON等,无线接入方式可支持2.5G、3G、4G等。针对家庭网络尤其是现场总线多种协议长期共存的状况,智能家居网关应具备无缝链接智能家居常用标准的接口与协议解析能力,即具备通用网关功能。
2、公共通信网络层
支付网关
公共通信网络层主要具备接入网、核心网和通信服务能力,为智能家居提供泛在服务延伸至智能家居终端及智能家居控制管理功能集成到综合业务平台的网络通道。该层主要包括光传输、通信与网络设备,其中光传输包括光纤光缆、光器件、光接入设备、光传输设备等,通信与网络设备主要包括3G/4G、NFC、ZigBee、蓝牙、WiFi/WAPI、M2M等。
3、综合业务平台层
综合业务平台层以通信运营商的业务平台为核心,为智能家居应用提供泛在服务的支撑和
管理,其主要包括综合业务网关、业务管理与运营支撑平台。该层的业务平台为智能家居物联网的应用层提供支撑和管理能力,上述能力可通过业务开放接口加以实现。面向智能家居通信与业务管理,该层总体应具备以下技术能力,如智能家居设备接入与管理、业务应用接入与管理、业务能力开放与管理、业务开发部署环境、业务数据管理、网络信息安全等。
4、智能家居应用层
为智能家居提供泛在服务,是物联网与智能家居融合的主要技术优势,以各类内容增值服务为支撑的泛在服务是智能家居未来的商业运营模式创新基础。智能家居应用层利用业务平台层及其业务开放接口,面向智能家居提供各类具体的智能家居服务。
目前面向智能家居应用主要有家庭安防、家庭控制、多媒体娱乐、家庭医疗、智能电网、移动终端、小区商业配送等,其中智能电网应用可为电网与用户互动提供能源监测、主要耗能家电及回路的控制服务,为智能电网的家庭需求侧提供双向互动服务。随着服务内容的增加与运营模式的创新,今后还会涌现其他各类面向智能家居的增值服务。基于物联网的智能家居应用终端及其网络服务平台,为上述各类服务延伸至家庭提供了可持续发展的
技术与运营模式基础。
三、物联网在智能家居中的技术支持
内科学1、智能代理
代理是运行在计算机中的,能对外界环境进行主动感知并且能自运行的一段计算机程序。智能Agent的实际推理过程涉及到三个重要环节:(1)选择目标;(2)确定怎样获得这些目标;(3)当环境发生变化时,如何调整所追求的目标以适应变化了的环境按照BDI框架结构的设计,实现具体流程。
智能代理技术作为一项开放的研究科目,仍然有许多是能良好解决的问题。比如涉及到多代理之间协商、交互和共同制订一个计划时会遇到数学中的NP-hard问题,同时在多代理协商中,也会遇到在经济学中出现的博奕论的问题。针对这些问题的产生新的思考和方法,将对多代理技术产生重大的影响。2、Web服务器
物联网是建立在互联网的基础上的。W3C把Web服务定义为“一个软件系统,用于支持网络间不同机器的互动操作”。Web服务是一项纯粹的、基于Web的分布式技术,该技术充分利
用标准化的通信框架来桥接组织之间和组织内部所存在的巨大差异。典型的Web服务由三个实体组成:服务提供者,服务注册服务器和服务消费者。Web服务是被作为一种远程执行操作的最佳解决方案而提出的。随着网络在规模和表现形式多样性上的极大发展,越来越需要能自动化处理Web服务。这些自动化处理过程包括:自动网络服务发现、自动网络服务执行、自动网络服务选择、组合和互操作等。事实上,Web服务一个重要的优势就是使用独立的、可重用的软件组件实现动态服务组合。实现Web服务需要一套标准来支持,学术界已经提出了一种良好的组合,而且也被工业所广泛接收。
3、智能家居中的物联网秩和比法
展璞计划
现代信息化时代的新型建筑,多数的房屋都具有专业化的电器对相关的家务进行系统管控。例如,自动洗衣机的高效开发替代了传统的手工洗衣服程序;热水器的出现,其具有的保温功能使得人们能直接享受热水。气体或液体燃料的使用以及随后电力的使用增加了加热的自动化程度,减轻了手工的劳动力。恒温器的发展允许对加热和制冷给予更多的自动控制。其他傳统的家务,比如食品保存和准备已经在很大程度上被转移到工厂来完成。在美国这样的国家,随着预制作、预包装食品的发展,增加了人们对商业准备食物服务的依赖,如快餐餐厅。
四、物联网下智能家居的发展趋势
随着消费者的逐步接受及科技的不断发展,智能家居的发展方向从面向技术逐步转向面向用户。家庭能源管理、用户体验、开放式的家庭信息平台以及个性化的增值服务逐渐成为各智能厂商重点研究的方向。
1、简易的无线设置
装修前需要专业人士的设计和布线是制约智能家居发展的一大因素,装修完成后无法灵活修改、变动。为解决有线弊端,数字无线技术尤其以ZigBee技术在全球得到大规模发展,其便利、灵活、无盲点等特征倍受青睐。
2、体验全方位人性化
智能家居先进的优点不能只体现在宣传上,要具体在客户的使用体验上,实现一键式控制,操作简单易懂。比如,按动遥控就能一次关闭所有电器和电灯,快捷省事节能。实现这一功能最理想的操作方法就是,按“场景”模式,包括离家、回家、影院、睡觉等分类。如轻轻点一下影院模式,立刻客厅里的吊灯关闭,壁灯开启,电视机自动影院模式播放。
此外,“场景”模式还需要增加联动、定时、自动等功能,例如,在睡眠场景中设立联动模式,当夜里起床时,只要人走动的卧室和厕所的壁灯都随着人感应。
3、开放式的家庭信息平台
智能家居系统不能仅仅局限于家居设备的控制,而应该包含与家庭有关的信息的集中管理。所以智能家居系统需要开放式的家庭信息平台。通过该平台可以实现与家庭有关的缴费信息如水电煤的账单推送及在线缴费,也可以显示按家庭地理位置推送的周边商户的促销信息,如果与社区对接,还可将社区信息、通知、活动信息等内容推送到家中的智能家居系统中。
4、智能家居标准的统一
企业为了增加自己产品的“含金量”,往往会制定各自的智能家居网络接口标准和数据传输协议。虽然这些协议是支撑智能家居系统顺畅运行的关键,但是不同企业的产品不通用、不兼容,无法融入到更高层次的控制系统中,这样就算市场规模不断扩大,整个行业也难以做大做强。
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五、结束语
总之,随着人们生活品味的提高和物联网技术的普及,智能家居将打破传统家居的观念,给智能家居走进千家万户带来希望。今后,物联网技术会在智能家居中占有很重要的位置,特别是它强大的感知技术会让智能家居更加“智能”,给人们提供具有黏性的实用服务,甚至在某些方面具备类似人类的一些思维能力,这使得智能家居行业更加迅猛蓬勃地发展。
参考文献:
[1]杨堤.基于物联网的智能家居控制系统设计与实现[J].电子世界.2012(11).
[2]赵静,喻晓红,黄波,等.物联网的结构体系与发展[J].通信技术.2010(09).
[3]张永刚,王斌.物联网技术在智能家居中的应用[J].智能建筑与城市信息.2012(02).

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