物联网与智能家居范文
时间：2022-03-26 18:43:15
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1 绪论
关于物联网，简单来说就是通过装置在各类物体上的SIM卡、传感器、二维码等，经过接口与无线网络相连，给物体赋予智能，可实现人与物体间和物体与物体间的沟通和对话，这种将物体连接起来的网络被称为“物联网”。
1.2 物联网智能家居背景
智能家居是在互联网的影响之下物联化体现，物联网智能家居的起源是在20世纪80年代初，随着大量采用电子技术的家用电器面市，住宅电子化（HE，Homen Electronics）的出现。80年代中期，将家用电器、通信设备与安保防灾设备各自独立的功能综合为一体后，形成了住宅自动化概念（HA，Home Automation）。80年代末，由于通信与信息技术的发展，出现了对住宅中各种通信、家电、安保设备通过总线技术进行监视、控制与管理的商用系统，这在美国称为Smart Home，也就是现在智能家居的原型。
2 物联网智能家居体系结构
2.1 智能家居系统结构
智能家居通过物联网技术将家中的各种设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、影音服务器、影柜系统、网络家电等）连接到一起，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。
2.2 智能家居消费结构
智能家居作为一个新生产业，处于一个导入期与成长期的临界点，市场消费观念还未形成，但随着智能家居市场推广普及的进一步落实，培育起消费者的使用习惯，智能家居市场的消费潜力必然是巨大的，产业前景光明。 正因为如此，国内优秀的智能家居生产企业愈来愈重视对行业市场的研究，特别是对企业发展环境和客户需求趋势变化的深入研究，一大批国内优秀的智能家居品牌迅速崛起，逐渐成为智能家居产业中的翘楚！ 智能家居至今在中国已经历了近12年的发展，从人们最初的梦想，到今天真实的走进我们的生活，经历了一个艰难的过程。
3 中国智能家居发展现状
3.1 中国智能家居技术现状
我国的物联网智能家居的发展与国际上相比是还是有一定差距的， 目前我国流行的433M，315M无线产品采用的技术都属于国际淘汰的落后技术，这些技术在安全性，可靠性，抗干扰能力，自修复能力等等方面已经完全不能适应物联网智能家居的发展。至于蓝牙（包括低功耗蓝牙）在安全性方面一直存疑，致使除西方发达国家外的其它国家都不敢大规模采用。WiFi因其便利性广受家庭用户欢迎，作为一种普通的网络接入技术它无可厚非，但作为智能家居无线技术（WiFi包括低功耗WiFi）还存在安全性差、组网规模小、无自修复能力等缺点，尚不能满足智能家居的需求 。
在2011年11月28日，工业和信息化部印发《物联网“十二五”发展规划》中指出，“推进传输技术突破，重点支持适用于物联网的新型近距离无线通信技术和传感器节点的研发，支持自感知、自配置、自修复、自管理的传感网组网和管理技术的研究”协调推进产业发展，以形成和完善物联网产业链为目标，引入多元化的竞争机制，协调发展与物联网紧密相关的制造业、通信业与应用服务业。
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，在这个巨大网络中，传感传动单元与通信网络之间需要数据的传输。物联传感技术是全球第一个利用物联网来控制灯饰及电子电器产品（我们通称为zigbee产品），并将其作为智能家居主流产品走向了商业化。它在自配置、自修复、自管理、低功耗，高安全、抗干扰等方面有着非常独特的优势。
3.2 中国智能家居研究现状
相较于传统的智能家居，物联网智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，提供全方位的信息交互功能，甚至为各种能源费用节约资金。物联网智能家居与传统的智能家居在通信方式上有着明显的差别。传统智能积极的通信方式是有线，这种方式主要的缺点是前期安装施工和后期改造比较麻烦，且不易维修。而物联网智能家居的通信方式是无线，这种方式的最大优点在于给设备的扩展留有足够的空间，便于后续的自由扩展。
物联网智能家居能实现用户家庭的最大智能化，更符合现代家庭的需求。物联网智能家居最大限度的将家居设备连接到一个局域网上，实现了用户家庭的最大化智能。它可以将家居中的所有物品连接起来，实现家居网络中所有物体均可被寻址、所有物体均具有通信能力、所有物体均可作、部分物体具有传感与信息上传共享功能。
4 总结
家居生活迈向智能化是必然趋势，而随着物联网等新兴技术相继进入智能家居行业，众厂商也各自形成了自己的特色产品，价格也逐步向平民化的趋势迈进。从有线到无线、从概念炒作到应用实施，智能家居经过十几年的发展历程，终于实现了质的跨越。未来的智能家居，将会更好的为用户服务。而物联网则成为智能家居发展的一道重要分水岭，将对智能家居的发展方向、产业规模进行拓展和延伸。物联网时代下的智能家居将更加具有发展潜力。
参考文献：
[1] 戴春荣.我国移动产业现状和发展前景分析[J].上海证券报.2009，25（5）：22-23
篇2
1 引言
物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按协议与通信网络相连接，进行数据信息交换和共享，以实现远程数据采集和测量、智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[1]。实现自动智能处理物品的信息状态，并进行管理和控制，实现信息获取和物品管理的互联互通。F代社会科学技术、通信设备的不断开发和应用，物联网以“全面感知、无缝互联、高度智能”的特性被视为第三次信息化浪潮[2]。随着人们的生活水平不断提高，居住条件不断改善，生活品质不断提升，物联网智能家居应运而生，作为家居智能的核心部分，物联网智能家居网关系统的研究、开发和建设必将是国家经济发展的新趋势。
物联网智能家居是采用计算机网络技术、无线数据传输技术、网络布线技术、计算机接口技术将与家居生活有关的各个子系统如灯光、窗帘、煤气、温湿度、安防控制、信息家电、场景联动等功能有机地融合在一起，应用各种通讯网络实现互联互通，利用必要的安全机制，达到网络化综合智能控制和管理。
现有的通信网络主要用于人与人之间的信息传递，感知网则实现了人与物、物与物之间的无线通信[4]。但不足的是，各种感知网络技术和通信协议都没有形成相对统一的标准，并且传感网的数据信息不能进行远距离的传输，导致传感网与以太网之间无法进行直接通信。为了解决这一矛盾，一种新型的网元设备――物联网网关应运而生。
2 物联网网关简介
在物联网智能控制系统中，通信网络和传感网络是通过物联网网关实现连接和设备管理的。物联网网关屏蔽了感知网内部的异构性，并对感知网络和终端节点进行管理。转换和标准是物联网网关的关键技术，屏蔽感知网异构性必须进行协议的转换，建立统一的指令及标准是实现网关管理功能的必要条件[5]。物联网网关是物联网智能家居的核心，主要进行数据信息协议转换、运行状态控制、数据信息汇聚以及寻址认证等，这也是物联网智能家居的数据信息汇聚中心和控制中心[6]。
3 物联网网关基本功能
（1）数据转发能力。物联网网关作为互联网与传感网络之间的通信桥梁，必须支持传感器网络内部数据的协同与汇聚，并以多种方式桥接传感器网络与互联网。数据转发是其最基础的功能，能同时在传感网终端、互联网终端发送和接收数据。
（2）协议转换能力。传感器网络数据信息常规多采用IEEE 802.15.4等通信协议，以太网多采用TCP/IP协议通信，网关必须进行协议转换。物联网网关向下将下层不同标准格式的数据统一封装，确保不同的感知网络的协议变成统一的数据和信令，向上将上层下发的数据包信息转换成感知层协议能够识别的数据信令和控制指令[7]。
（3）管理控制能力。对于任何网络来说，管理控制功能是不可缺失的。对网关进行管理，如注册、权限、状态监管等管理；对传感器节点的管理，如器件标识、运行状态、网络属性等管理；对智能家居的控制，如远程监测、机械控制、系统诊断、智能维护等。物联网网关接收应用数据和信令，进行识别后下达给传感器节点，实现物联网网关对下层传感器节点的管理与控制。但由于协议和技术标准不同，所以网关的管理能力也不尽相同。
4 物联网网关系统设计
中国通信标准化协会（China Communications Standards Association，CCSA）将物联网主要分为三层：第一层为感知层，第二层是传送层，物联网网关位于本层，第三层是应用层。
（1）感知层。感知层的关键技术主要有检测技术、近距离通信技术，它是物联网发展和应用的基础[8]。感知层主要是由传感网和采集数据信息设备搭建而成。数据采集通常利用各类传感器、RFID、GPS、视频摄像头等设备来完成。传感网络是由多种数据采集设备和许多传感器及其节点组建的。
（2）传输层。传输层的关键技术主要有远程通信技术和网络技术，以现有以太网为基础，载入感知层获取的数据信息进行远程传输，实现感知网与以太网的结合。
（3）应用层。物联网应用层是以数据为中心的物联网的核心技术，利用经过处理的数据信息，为用户提供远程或近郊的控制和服务。各类信息通过各种设备在这一层进行处理和控制，各层之间通过可控的信息分析和运算为用户提供各类服务。
4.1 物联网网关系统的硬件设计
物联网网关由嵌入式ARM9架构的32位RISC微处理芯片、GPRS/Zigbee通信模块、FLASH模块、ARM模块、接口电路、电源等几部分组成。感知层主要由MCS80C51处理器和CC2420无线射频收发器通信模块搭建而成，该模块同时还搭载了嵌Zigbee通信模块，实现网络子节点间的数据传输[6]。物联网网关硬件实物图如图1所示：
4.2 物联网网关软件系统设计
物联网网关位于传输层，主要负责管理平台与感知节点间的数据信息交互[9]。感知节点属于系统中的感知层，其上嵌入了数据处理模块，其主要作用是解析命令和上报数据，收集传感数据信息，并上报给网关，同时接收网关下发的信令。传感网内部的工作（如数据收集和时间同步等）则是通过数据传输协议和基础服务模块共同协作完成。物联网网关软件结构如图2所示：
感知节点和管理平台之间的通信是通过网关来完成的，网关在接收到节点数据信息的同时，也向管理平台接收和报送数据信息。管理平台的信令是通过GPRS模块和以太网模块来接收和发送的。命令映射模块进行信令解译，并将信息传输给节点或网关。协议转换模块实现了传感网数据包解析，并进行统一封装[10]。日志管理和配置管理是网关的主要管理方式，用于记载重要事件和网关的配置信息，并进行数据上传。数据信息发送和传感网信令分发是由数据上报和命令模块中sink节点来实现的。
综上所述，系统的应用管理层是通过管理平台来控制和管理网关与传感网络的，管理平台在数据库中自动保存数据信息和维护子系统，并进行数据分析、数据统计和数据存储，实现了服务端和客户端与网关之间的数据信息传输，同时为用户提供便捷的操作界面[8]。
5 物联网网关设计系统实验测试
5.1 物联网网关的数据信息丢包实验测试
（1）传感网节点之间数据信息传输过程中丢包。在物联网网关硬件设计过程中，由于传感器件的不稳定性造成传感网的不稳定性，使得丢包现象时有发生，本网关的丢包实验未对其进行测试。
（2）网关从串口读取sink节点数据信息时丢包。从串口读取sink节点数据信息丢包现象测试相较为简单，为每一个数据包信息设置序列号，将发送的数据包与接收的数据包序列号进行比较。若相同，则说明没有发生丢包现象，不相同则有丢包现象。
（3）网关与以太网等进行数据信息传输时丢包。测试此种丢包现象是在物联网网关管理平台程序设计过程中添加一段测试程序，使其能自动记录发送的数据信息与未发送的数据信息，并记载与管理日志，在统计中发现此丢包情况较为少见。
本次实验测试中，设置了10个不同的传感器节点，发送数据信息周期为6 s。管理平台每收集到2000个数据包信息作为一次丢包记载测试实验，进行实验十次的测试结果如图3所示：
在图3中，横坐标的标值表示实验次数，纵坐标的标值代表丢包数。可以看出，管理平台在收集到1～2000个、2001～4000个、6001～8000个、12001～14000个、14001～16000个、16001～18000个数据包信息时，测试实验丢包数为1个，管理平台在收集到4001～6000个、8001～10000个、10001～12000个、18001～20000个数据包信息时，测试实验丢包数为2个。10次实验测试结果的平均丢包率为0.6‰，低于CCSA限定的最大丢包率1‰，通过测试实验可知此设计符合标准要求。
5.2 物联网网关的数据信息时延实验测试
物联网网关的数据信息时延也是测试网关性能的一项关键指标。网关的数据信息时延是指读到一条完整的数据信息到完成发送这条数据信息之间的时间间隔[2]。本次实验测试中，也设置了10个不同的传感器节点，数据信息发送周期为6 s。网关每接收并发送1000个数据包信息作为一次数据包信息的平均时延实验，进行10次实验的测试结果如图4所示。
在图4中，横坐标的标值表示实验次数，纵坐标的标值代表平均时延，单位为ms。可以看出，10次中管理平台每接收并发送1000个数据包信息，数据包平均转发时延依次为：8.728060822 ms、9.101037166 ms、8.798108656 ms、9.040832460 ms、8.709430585 ms、9.078904791 ms、8.729397024 ms、8.902405368 ms、8.789098456 ms。远低于CCSA规定的平均时延的上限（IPTD）100 ms。
6 结束语
物联网网关是物联网智能家居的关键技术部分。本文设计了一种基于物联网智能家居网关系统，利用现代信息技术与网络技术，通过不同类型感知网之间的协议转换和建立统一的指令与标准，实现传感网与以太网间的数据信息接收和发送以及对感知网络的管理与控制。为感知网络和以太网之间数据信息传输建立了空中隧道。此系统经过实验测试，具有良好的稳定性和可控性。相信经过不断的改进和创新研究，物联网网关将被广泛地应用于智慧城市、智能电网、远程监控、环境监测等领域。
参考文献：
[1] 何晓明，欧亮，朱永庆. 物联网网关的设计与实现[[J]. 广东通信技术， 2012（4）： 23-24.
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[6] 胡金辉. 物联网网关关键技术的研究和实现方案[D]. 西安： 西安电子科技大学， 2012.
[7] 张贝贝. 基于ZigBee技术的智能家居控制系统的研究与实现[D]. 青岛： 青岛科技大学， 2016.
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一、物联网的定义与核心技术
智能家居的概念在20世纪初就已经出现，随着计算机信息技术的发展，为智能家居注入了新的内容，但是目前智能家居并没有在人们生活中普及。近年来对物联网技术的研究不断深入、云计算技术也日趋走向成熟，这带动了智能家居新的发展，为智能家居的普及提供了新的契机。
物联网（Internet of Things，简称：IOT）是一种基于互联网发展与延伸的新兴网络模式，是以互联网为核心的扩展网络，但是用户端延伸到物品，实现了物物间的信息交换与通信交流。物联网核心技术包括全球定位系统、传感器、红外感等传感设备以及应用软件与网络服务等，其中比较重要核心技术有RFID技术、WSN 技术与传感器。
二、智能家居的主要功能模块与解决方案
智能家居系统主要有五个模块：主控模块、电器控制子系统、照明控制子系统、安全控制子系统以及网络控制子系统，五个模块有不同的功能，但是互相之间相互关联、相互配合，组成完整的逻辑结构，指导并控制智能家居的整体运行，提高了家居的信息化水平，为人们提供安全、舒适、智能的家居环境。智能家居有不同的房间模式，根据用途的不同分为不同的功能房间，利用照明设备等其他功能设备实现家居额外功能的满足，满足人们现代、智能的生活需求，为人们创造和谐、舒适的环境氛围。
三、家居物联网概述
原有的智能家居之所以没有在人们生活中得到广泛地普及与运用，是因为基于家庭环境的功能不够满足人们需求与期望。将物联网技术应用到智能家居系统中，并联合相关的传感技术进行技术的融合，有利于新型智能家居功能的全面提升。家居物联网在信息自动化技术的促进下丰富并完善了其框架系统，目前家居物联网的框架体系主要包括感知层、网络层和应用层三个层面。
人们的日常生活对于家庭环境的全面感知就是感知层所反映的内容，一般通过传感器表现出来，智能家居的其他子系统都是通过感知层进行动作的执行；智能家居系统的网络层是在原有家庭网络的基础上与物联网通讯互相结合的产物，是智能家居系统中的核心层面；智能家居系统的应用层指的是通过云计算技术进行家居硬件处理的系统，能够有效地降低家居投资成本，给人们的生活提供大量的计算与分析途径，包含着丰富的科学知识与模型，利用智能家居云感知模型对家居进行智能的用户感知与处理，给人们带来各种健康、便利的家居服务。
四、物联网相关技术在智能家居中的应用分析
目前物联网技术在智能家居系统中应用仍处于发展阶段，相关技术的应用并不够到位，但是物联网某些典型的技术如感知技术在智能家居中的应用正处于逐渐成熟阶段，下面对物联网感知技术在智能家居中的应用进行具体的分析：
无线温湿度传感器是一种基于物联网感知技术的感知设备，主要功能是检测室内、外的温湿度，虽然空调也有相关的温度、湿度检测功能，但是其检测功能具有局限性，并没有兼顾到距离空调出风口较远空间的环境，因此产生的数据往往与人们的感受有一定的差距。无线温湿度探测器很大程度地突破了地域与空间的限制，产生的温湿度数据的准确性高，对人们进行室内温度调节具有指导意义；也可以为室内的人们提供准确的户外温度，人们可以根据准确的实时温度决定自己外出的穿着，为人们生活提供了便利。
无线空气质量传感器与无线温湿度传感器的原理相同，用于帮助人们检测室内的空气质量，告知人们实时的空气质量是否满足健康需求，对于有幼小孩子的家庭作用巨大。当无线空气质量传感器给人们提供了准确的空气质量数据，人们就可以根据实际情况开启相关空气净化设备优化室内空气，有效地调节室内的空气质量。
无线红外防闯入探测器作为重要的物联网感知设备在人们家庭安全方面发挥着重要的作用，该检测器的操作方便，通常设置在床头，人们只需按下睡眠按钮，就可以立刻开启夜间防入侵模式，如果有人非法入侵就会发生报警信号通过无线网反馈到关联的手机上，告知房间主人并采取相关的措施。无线红外防闯入探测器为大户住宅居民提供了很大程度的便利，有的探测器还可以在有人闯入入侵区域时打开警告的灯光以警示入侵者。另外，无线红外防闯入探测器的无线门铃可以给居住用户提供及时来客信息提醒，比如当居住用户熟睡或者不在家的情况下，如果有人按下门铃，就可以通过无线网传输到手机上，及时提醒用户家庭的安全现状与信息。
无线门磁与窗磁也是用于防入侵的传感器，当人们离开家时，房间的门、窗磁就会处于警惕状态，如果门、窗有任何的开动，该系统就会向人们手机发出报警信息。无线门磁与窗磁的安装较为简便，还经常用于家庭保险柜的安全监测，及时将保险柜的打开以及关闭时间传输到人们的手机上。
篇4
【关键词】物联网 智能家居 安防系统 系统构建 设计
家居安防系统即利用计算机、无线通信和电子等先进的通信和控制技术，通过网络化的综合管理，实现对家居生活以及家庭安防的紧密结合的系统，它使得家庭工作和生活更轻松和安全。智能家居主要将住宅作为平台，通过自动控制技术、网络通信技术、 音视频技术、综合布线技术将家居生活有关的设施集成，构建智能化的住宅设施管理系统，以保证家居生活的安全性、舒适性、艺术性，达到环保节能的目的。物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。通常情况下，物联网为无线网，由于每个人周围的设备可以达到一千至五千个，因此物联网中大概包含500兆至1000兆个物体，通过物联网，所有人都能够应用电子标签将真实的物体上网联结，在物联网上获取它们的具置。
1 物联网智能家居安防系统及其特点
随着物联网概念的涌现，使得用户的认知程度得到提高，技术越来越完善成熟，有效促进了智能家居系统的应用。智能家居系统将提高家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境作为主要目标，遵循智能化、人性化、高性价比的原则，利用先进的物联网进行远程控制；通过WIFI网络及3G网络控制。
1.1 系统
智能家居属于物联网的一部分，物联网智能家居系统主要是利用不同的信息传感设备，对信息进行准确的识别、判断、传递、接收、控制，通过互联网技术把系统综合连接家庭内使用的诸多家用电器、安全设备，以构建一个涵盖家庭通信、安全防护、设备控制等优势作用在内的一体化控制系统。
1.2 特点
物联网智能家居系统工具有四方面的特点：第一，实时性特点；能对家庭中所有设备的运行情况进行实时有效控制。第二，及时性特点；对于潜在的事件问题，物联网智能家居系统能及时有效的发现并予以处理，防止损失的不断蔓延。第三，无地域性特点；只要拥有物联网智能家居系统的管理者权限，任何时间任何地点中都能够利用互联网进入系统实施有效管理。第四，灵敏性特点；在所处环境或者身体的变化下使得人的视觉、听觉、触觉一定程度上发生着改变，进而影响人的灵敏性，由于传感器主要是极为精密、集成的电路而制成的，对其灵敏性会实施严格的检测，不会有人类这般的生命形态，所以可以获取准确、灵敏的检测结果。
2 物联网智能家居系统的安防系统构建和工作原理
2.1 四层体系结构的构建
家庭网关是嵌入式智能家居系统中的唯一接口，主要在家庭网关中处理、存储、转发家庭内所有设备信息，所以各家庭中均存在一个家庭网关，同时把整体全部集中于家庭网关中，如果需新添系统功能，那么就要为所有家庭实施相应的更改，对系统的扩展造成了一定的影响。所以围绕嵌入式智能家居系统，本文所论述的系统通过科学合理的方式有机综合了无线传感网、物联网技术、中间件技术、WIFI、3G网络，以确保智能家居系统具有较高的控制功能，优化整合信息，促进系统有效扩展，防止出现信息孤岛现象，全面融合各功能信息，从而实现智能化小区。在系统功能基础上而言，智能家居系统共涵盖了四层体系结构，见图1（智能家居的系统体系架构）。
感知层；实际会利用光敏传感器、气敏传感器、声敏传感器、化学传感器、摄像头等诸多的传感设备与监控设备对外界的信号、物理条件如光、热、湿度进行系统探测与获取，同时加强外部环境的监控，并把探取到的信息输送到中心控制平台中，以做好设备的管控工作。
中心控制平台；中心控制平台的作用是系统功能实现的关键环节，对设备进行严格有效的管控，涵盖中央控制器与模拟启动器，并且所有用户均存在一个独特的中心控制平台，这样能够及时的屏蔽所有器件的异构性，有助于应用程序功能的实现。首先，通过中央控制器对由感知层传递的信息予以接收，再结合实际情况利用中央控制器发出控制信息命令某模拟启动器的执行方式，最后通过和此模拟器相连的物体实现相应的动作，并且针对紧急事件还制定了自动报警功能。当传感器利用3G或者WIFI技术将信息传输至中央控制器后，以对模块的准确细致判断来判断突发事件的严重程度，对于比较严重的应立即发出警报、将此情况告知给用户，并利用模拟启动器启动应急方案，对于不太严重的，由模拟启动器自行进行处理。此外，中央控制器把所有信息均放到用户的数据库中予以储存，以为用户日后查阅提供便捷性。用户还可利用应用程序给所有家电输送命令，在中心控制平台上实际执行。
中间件层；中间件层对于智能化小区的实现起到了关键性作用，具体涵盖了服务器、大型数据库等各项设备。通过大型的服务器与数据库对所有家庭的信息进行汇总，各家庭均有着自己的存储空间，采用用户登录的方式来管理。其中，数据库内包含了用户与属于该用户的完整信息，同时两个用户间的电器设备彼此间不会出现干扰情况，实施动态添加，从而促进个性化享受。
应用层；应用层属于和用户间直接进行交互的图形用户界面接口（应用程序），主要提供便捷、个性化的服务，用户可采用软件或者Web方式进行登录，对所有设备进行操作并增添或删除服务，确保良好的人机交互，同时屏蔽下层通信。应用程序中包括防盗安全管理模块、自动报警模块、家居物品管理模块等各类基础构件，促进所有功能的实现，并预留相应的接口为今后中功能模块的添加、更新、删除提供服务，同时和服务器、数据库相连，为所有用户提供特有的空间，进行个性化选择与个性化设置，这样不仅促进了用户的独立性，而且还使得系统呈现出了整体性。
2.2 设置环境安全级别
设置危险与安全两个级别的安全控制信息；把用户认为是危险级别范畴中的事件置于中央控制器中进行存储，并通过二进制数1进行表示，属于安全级别范畴的用0进行表示，利用中央控制器的安全级别对模块进行判断，以获悉有没有必要报警。例如：当房屋中发生烟雾情况时判断其出现了火灾，属于危险级别，对于传感器传送房中的温度，中央控制器利用对功能模块的判断来获悉是否需要将报警装置启动和告知用户，同时由模拟启动器开启水龙头以作为应急方案。
3 智能家居安防系统的工作原理
如果设计好了应用程序和完成了所有物理设施单位构建与连接，那么享有权利的用户可利用应用程序或者Web登录智能家居系统，在图形化界面上发出具体执行的命令，由中央控制器发出控制指令，模拟启动器对家庭内各设备运行情况进行控制。如果用户未给出操作命令，那么传感器在感应外界环境情况时，就会利用3G、WIFI、无线传感网将信息送至中央控制器中，然后中央控制器对环境的安全级别进行准确的判断，如果在危险级别范畴，应及时的发出控制信息、报警和将此情况告知给用户，如果在安全级别范畴中，只要高于设定范围，中央控制器就会发出控制指令，模拟启动器对各项指令予以执行。
4 结论
随着现代社会的快速发展，人们的生活节奏越来越快，对生活质量有了越来越高的要求，特别对于发展进程快的大城市，人们开始注重时间的合理有效利用。为了实现人们在生活工作环境方面提出的要求，利用设计四层结构模型构建系统综合生活享受与安全监控的有着较高人机交互功能、家居控制功能完善及能够有效扩展的智能家居系统。物联网智能家居系统不仅为人们提供了舒适的生活环境，还很好的保障了人们的生命财产安全，使得人们拥有了更加完美的生活空间，所以今后中的智能家居系统不会只局限于家庭中，其将广泛的应用到城市各区域，在人们生活工作中发挥至关重要的功能作用。
参考文献
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[4侯立功.基于物联网技术的智能家居系统构想[J].数字通信，2011（06）.
作者简介
篇5
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
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物联网与智能家居
想要实现物体的智能控制，只有通过物与物的联网才能实现，也就是通过物联网来实现智能家居控制。物联网扩充了网络的范围，单个的物体不再孤独，而是与他周围的物体联动起来。比如，当家中发生煤气泄漏时，窗户自动打开，新风系统自动启动，报警信息自动发送，相关的物体都来处理这个事件，让您及时发现问题并预防事故的发生。这就需要各个系统之间相互配合和合作，只有整个体系都互联了，才能实现智能化控制。
物联网是指通过射频识别（RFID）技术、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备和技术，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，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。
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智能家居集成。
智能家居系统的组成
智能家居系统可以向用户提供家电统一管理、照明控制、供电控制、室内无线遥控、防盗报警、家居安全保障、温度光照检测与调节、电话远程控制及INTERNET远程遥控等功能，将给人们的居家生活带来更多安全、舒适和便利。
智能安防系统。安装在室内外各处的红外探测器、红外对射、门磁为您的家庭构建了第二道防线。当有警情发生时，能自动拨打电话，并联动相关电器做报警处理，您可通过远程监控系统随时了解家中的情况并决定如何处理。如当室内发生燃气泄漏或易燃物产生烟雾时，传感器感知情况后，报警系统立即发出警报，自动以信息的方式告知你，以便做出最快反应。
智能照明系统。客厅和起居室具有多种灯光模式组合，使环境光线更为舒适，同时亦可作较多的变化，以适应不同的情况，例如：当您下班时走近光线昏暗的过道时，过道照明自动缓慢点亮，在人员离开后2分钟，灯光将会自动缓慢关闭。
智能窗帘系统。本系统可以使用墙壁开关控制窗帘开合，并且可以使窗帘停留在轨道任意位置。同时，可以让用户在床上休息时利用遥控器或其它的控制方式来对窗帘进行控制，也可以配合家庭智能终端对窗帘进行定时控制，使得家庭装修的更具智能个性化。
智能娱乐系统。智能娱乐系统，简单地说，就是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。如果有的房间不想听可以独立控制这间房的开关，还可调节音量大小及享受自己的MP3。如果家长在客厅放音乐，不想影响在卧室休息的小孩，可以通过控制器直接将卧室的音乐关上，这样别的房间就不会受到干扰，不会影响到家人的学习或休息。
家电控制系统。目前大部分的家庭电器都通过电源插座获得交流电能的供应。智能家居把注意力放在暖气、热水器、空调、冰箱和洗衣机等这些能源消耗较多的家用电器上。比如当您在下班前半小时，只要拨动手机按键，就可以开启空调，慢慢调节，把室温调节到适宜人体的温度。要实现手机遥控空调，在手机发出指令给智能家居的网关，再传输到用于空调系统的zigbee网络化改造的无线控制模块，无线控制模块内嵌在空调系统中，通过无线网络对空调进行操纵。
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【中图分类号】 G633.67 【文献标识码】 A 【文章编号】 1674-4772（2013）08-023-01
一、物联网的概念、意义及发展
“物联网”概念产生于20世纪90年代，而真正引起各国政府与产业界的重视是在2005年国际电信联盟（ITU）的互联网研究报告《物联网（Internet of Things，IOT）》之后。物联网，英文名称叫“The Internet of things”（简称IOT）。通俗地讲，物联网就是“物物相连的互联网”，是将各种信息传感设备通过互联网把物品与物品结合起来而形成的一个巨大网络。其中有两层意思，第一，物联网是互联网的延伸和扩展，其核心和基础仍然是互联网，第 二，其用户端不仅仅是个人，还包括任何物品。
“物联网”概念的问世，打破了人类之前的思维方式。过去，人们一直是将物理基础设施和IT基础设施分开：一方面是机场、公路、建筑物，而另一方面是数据中心、个人电脑、宽带等。而在物联网时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带融合为统一的基础设施，实现人类社会与物理系统的整合。在此意义上，基础设施更像是一块新的地球工地，世界的运转就在它上面进行，并达到“智慧”状态，从而提高资源利用率和生产力水平，实现人与自然和谐统一。
从核心构成来说，物联网由云计算的分布式中央处理单元、传输网络和感应识别末梢组成。就像互联网是由无数个局域网构成的一样，未来的物联网势必也是由无数个传感网、M2M系统构成，就如人体身体不同机能一样，不同的传感网、M2M系统会负责不同的功能处理，通过中央处理单元协同运作，最终组成智能化的社会系统。具有微型计算和通讯能力的各种物件设备通过联网，使商业系统、社会系统与物理系统融合起来，形成一个个全新的、智慧的基础设施和设备网络群，包括智慧城市、智慧物流、智慧电网、智慧医疗等。
二、智能家居简介
智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、智能家居系统设计方案安全防范技术、自动控制技术、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。智能家居主要功能包括：安全防护及消防报警自动化、家电设施智能化、物业管理自动化、信息和通讯自动化、各种设备之间的协同工作、环境与节能等。
三、智能家居体系结构
智能家居系统包括智能照明、能耗管理、智能冰箱、智能窗帘、智能安防、智能音箱等等。本系统由一体机、无线路由、智能网关、节点模块等组成。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。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Wifi、电子电路、ZigBee无线网络、无线传感器、无线 SoC、嵌入式ARM、UHF RFID 射频识别、3G等。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板房，投入巨大。此次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在可收缩的网孔板上，减少对空间的占用，将各系统的控制模块均安装在86盒内，可以灵活放在网孔板的任意位置。
四、智能家居系统功能及操作
（一）智能照明
智能照明系统包括智能LED灯模块、触摸开关模块、灯具，通过和网关通信，支持本地控制和管理软件远程控制，本地设置感应开/关闭，并和光敏检测模块联动，实现自动化。操作过程，将LED灯对应的HEX文件烧录到CC2530模块中，通过网关查看对应的信道和PAINID修改后在一体机中读到网络地址，将网络地址输入3D仿真场景里的对应LED灯网络地址中。
（二）智能安防
智能安防包括烟雾感应器、红外报警器、双鉴探测器、摄像机，对非法入侵、火灾、烟尘等监测，针对突发事件做出紧急处理，与短信猫联动，当发现有异常时摄像头自动截取画面并发送消息到指定手机或报警。操作过程，将烟雾、红外、双鉴探测器所对应的HEX文件烧录到对应的CC2530芯片上，连网读取相应的网络地址并将读到的地输入到对应的位置。安装短信猫驱动程序、摄像头驱动程序，进行短信猫设置。
（三）智能冰箱
智能冰箱包括冰箱管理软件模块、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。
（四）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。
（五）智能窗帘
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一、智能家居的应用分析
（一）门禁系统在智能楼宇安防中应用
在现代智能楼宇建筑中，电子门禁系统不仅起到提升楼宇智能化程度，提升建筑形象档次的作用，同时更是智能楼宇建筑安全防范系统的重要组成部分。由于门禁系统起到了对楼宇建筑出入口的控制作用，他也成为了楼宇安全防范的重要屏障。
（二）智能楼宇概述
在现代智能楼宇建筑中，电子门禁系统不仅起到提升楼宇智能化程度，提升建筑形象档次的作用，同时更是智能楼宇建筑安全防范系统的重要组成部分。由于门禁系统起到了对楼宇建筑出入口的控制作用，他也成为了楼宇安全防范的重要屏障。
（三）智能楼宇对门禁系统的功能需求
现代智能楼宇建筑中，因其建筑的职能作用不同，对安全防范系统的防护等级要求各不相同。因此，对门禁系统的功能、组成结构、设备选型要求及防护等级不同而不尽相同。
（1）门禁系统功能方面需求分析
1、对门区的控制
门禁系统的首要任务就是完成对门区的控制，实现有权限的人员，在规定的时间，可以进入规定的门区。同时，为了保证门区的安全，还要特别要求门在打开超过一定时间，必须有报警提示，以避免因人为忘记关门带来的安全隐患。
在开门方式上，也要求有刷卡开门、卡加密码开门和纯密码开门等几种方式。另外，在特定的智能建筑中，要求要实现就近的两个门实现互锁功能，即在一扇门被打开的时候，另外一扇门绝对不能被打开。在监狱、看守所等场所，还要求有“反胁迫密码报警”功能，以保证在值班干警遭到挟持等情况下，能既保证人身安全，又巧妙的报警。
2、在线巡更
在智能建筑中，保安的巡视是不可或缺的。传统离线式巡更记录不能实时传入系统中，智能化程度不高，门禁系统的读卡器可以直接利用作为巡更点，实现巡更记录的在线实时上传。以门禁系统中的读卡器作为巡更点，以ID卡作为巡更的载体，实现巡更记录的实时上传。在线巡更系统一方面提升了巡更管理系统的智能化程度，另一方面，针对重点防护场所，更是提升了系统的安全防护水平。
3、和监控联动
监控系统是智能建筑中安全防范的基础系统，作为安全屏障的门禁系统，实现和监控图像的联动，更加能将两个子系统的功能相得益彰，堵塞安防漏洞。
门禁和监控的联动包括门禁刷卡联动抓拍、门禁刷卡联动录像、门禁刷卡联动弹出视频图像等。
4、和消防联动
消防系统是智能建筑中不可或缺的组成部分，出现火灾等情况时，消防系统会启动相应措施。而出现火灾等情况是，门禁系统必须及时响应，打开相应门区，确保人员的疏散。因此，门禁和消防系统的联动是智能楼宇建筑中必需的。
（2）系统结构组成方面需求
1、对于不同环境的总线要求
不同的建筑结构对门禁系统的总线连接有不同的需求，一个中小型的门禁系统，和门之间距离不大的环境中，可以采用RS485总线的连接方式。而建筑结构复杂，门与门之间距离超出RS485总线传输能力的现场，则往往选择利用建筑中既有的TCP/IP网络实现系统的数据传输。
2、对于不同环境的读卡器的选择
对于防护等级高的建筑环境，要求门禁系统采用“卡加密码”或“纯密码”方式开门，在选择读卡器时必须选择带键盘读卡器。
而在一些室外安装，又不需要密码功能的现场，则要求使用不带键盘的读卡器。
另外，根据使用卡片的不同，一般常用的是读卡频率125KHz的ID卡读卡器和读卡频率13.56MHz的IC卡读卡器。
3、对门禁系统工作模式的要求
一般智能楼宇中的门禁系统，会要求进出记录的实时上传，以便控制中心及时掌握各个门区的进出情况。而在系统通讯出现中断的情况下，则要求门禁系统具有脱机工作的能力，保存脱机状态下的进出记录，通讯恢复时再上传控制中心。
4、对易于维护的要求
门禁系统作为智能楼宇安防系统的重要屏障，必须具备很好的易维护性。首先要保证一个点出现问题，不影响系统其他设备的正常运行。其次，是要求系统具备一定的故障自诊断功能。
二、智能家居的应用以及对市场的影响
智能家居作为家庭信息化的实现方式已成为社会信息化发展的重要组成部分，物联网因其巨大的应用前景，将是智能家居产业发展过程中一个比较现实的突破口，对智能家居产业的发展具有重大意义。南京邮电大学无线传感器网络研究中心主任、博士生导师王汝传认为“无线智能家居系统是物联网应用的一个具体领域。”这意味着，物联网大潮将会把无线射频的智能家居系统推到一个史无前例的市场高度。
家居智能化技术起源于美国，在家居智能化发展过程中美国最具代表性的传输技术是X-10技术。通过X-10通信协议，网络系统中的各个设备可实现资源的共享。因其布线简单、功能灵活，扩展容易而被人们广泛接受和应用。但就实际情况来看，却远不如想象中乐观。首先迎面而来的便是技术问题。尽管标榜着智能化住宅的建设投资和数量逐步增长，但是建筑本身却存在许多问题，如工程建设水平、工程质量不高，智能系统名不副实、操作复杂，局部家居智能化等等。而物联网的到来，突破了原有的技术瓶颈，赋予了每件物品“生命”，让家居中的产品更加“人性化”。
众所周知，物联网基于IPv6技术的特性，使得每一个物体都可以获得一个IP地址，IPv6将把现实世界的部分关系在互联网上实 现，它的发展是有生命的。IPv6将现实世界的生命体在网上体现出来，是生命与生命之间的联系，人与设备和世界的联系。使得设备更具人性化，更能随着人们的想法而变化，这大大推进了智能家居的发展速度。
众所周知，组成智能家居系统离不开家庭自动化、家庭网络、网络家电、信息家电这四大产品组合。家庭自动化（HomeAutom ation）是指利用微处理电子技术，来集成或控制家中的电子电器产品或系统，例如：照明灯、咖啡炉、电脑设备、保安系统、暖气及冷气系统、视讯及音响系统等。家庭自动化系统主要是以一个中央微处理机接收来自相关电子电器产品，比如外界环境因素的变化，如太阳初升或西落等所造成的光线变化等的信息后，再以既定的程序发送适当的信息给其它电子电器产品。中央微处理机必须透过许多界面来控制家中的电器产品，这些界面可以是键盘，也可以是触摸式荧幕、按钮、电脑、电话机、遥控器等；使用者可发送信号至中央微处理机，或接收来自中央微处理机的讯号。家庭自动化是智能家居的一个重要系统，在智能家居刚出现时，家庭自动化甚至就等同于智能家居，今天它仍是智能家居的核心之一。
三、结语
未来物联网在智能家居中的应用将会越来越多地渗透于我们生活的每一个角落，为我们的生活提供非常多的方便。物联网的发展史信息社会发展的必然，尽管拥有美好的前景，但在发展的道路上，也面临不少困难，这些困难有标准上的、技术上的，如何克服这些困难，需要社会各个层面在物联网智能家居的关键技术和应用上取得突破。
参考文献：
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中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 10-0000-01
自从上个世纪的80年代，智能家居的控制系统开始兴起于欧美和日本，在90年代开始进入中国。国内外的智能家居控制大多都是采用有线的方式进行布局，这其中存在很大的麻烦，例如布线困难，无法进行有效的维护，以及如果发生停电事件，就会造成系统的整个瘫痪。根据出现的这一系列问题，本文提出基于物联网的智能家居控制系统，作为最近全球广为关注的热点领域和话题，物联网能够通过全球定位系统等传感设备的研究，根据协议将物品和互联网进行链接沟通，从而实现整个网络的信息交换和通信，最终达到智能化识别和管理的终极目标。
一、基于物联网的智能家居简介
（一）智能家居的内涵
智能家居又叫Smart Home。是相对于普通家居而言的一大类产品的统称。Smart Home一般以家庭住宅为平台，利用各种现代化的传感器技术、远程控制技术、物联网技术、人工智能技术以及云端技术等手段，，将家中的各种设备（如音视频设备、照明系统、窗帘、空调控制、安防系统甚至水电气表）连接到一起，提供多样化的家电控制、照明控制、窗帘控制、防盗报警、环境监测等功能，从让我们的生活变得更加方便、舒适[1]。
（二）物联网的定义
最早在1999年提出物联网的概念，它的英文名是Internet of Things（IOT），也有人将其翻译为Web of Things。所谓物联网，就是能够通过各种传感信息设备，将装置和技术进行关联，通过对光、声、热等基本信息的收集，能够联合实际物品形成一个巨大的网络，从而完成物体与物体，物体与人之间的链接，从而更好地实现识别和管理、控制工作流。在智能家居领域还没有一个联盟组织能够提出市场接受的一个完整的技术标准体系，还存在着多技术体系并存的状况，这一方面当然是制约市场发展的一个因素，从另一个方面也充分说明智能家居还处于发展初期多技术竞争阶段[2]。因此将智能化家居和物联网进行结合，就是一个全新的发展课题，能够对未来的家具行业产生很大的影响。
二、基于物联网的智能家居综合控制系统结构及工作原理
基于物联网的智能家居综合控制系统就是要在居室内进行智能终端控制，并通过家庭网关、ZigBee无线通信而进行组织，可以通过图1所示的工作原理图进行展现。将家庭的家居和互联网通过电器组成一个网络，并交换信息，从而达到一个门禁控制以及防盗报警的目标，保证家居的安全。在室内会通过传感器而安全ZigBee无线通信模块，如果一旦居室内发生异常，那么就会收到信号，让 ZigBee无线通信技术对控制器进行控制，保证能够对信号做出相应的处理。用户能够对计算机进行远程操作，从而监控室内的基本状态[3]。如果不方便使用计算机，那么就可以GPRS网络，用手机进行远程操控。控制系统能够具有良好的人机界面反映，可以对系统的运行信息进行查询，并展现在使用者面前。
通过模块化的设计而实现智能化家居控制系统软件，从而更加清晰还能够调试系统的功能扩展区域，让处理器的执行效率更高。通过开发的工具，基本能够实现对用户界面的维护，让系统的设置和控制能够保证基本的实时操作。系统完成初始化工作之后，就可以进行相对应的子程序，而用户通过打开GPRS设备能够进行设置，如果一些参数发生错误，那么就能够通过短信报警。基于物联网的智能家居综合控制系统十分安全，能够让家用电器保持一个独立的节点，并通过ZigBee协议进行无线通信的联通，从而实现整个系统的实时信息反馈。
基于物联网的智能家居综合控制系统可以根据用户的基本需求而运用于不同的领域之中，此外，还能十分便捷地进行修改，减少成本的公式完善嵌入式系统。Linux社区中具有很多可以开发的项目，能够借鉴优点，而加入一些全新的沟通，让用户更加便捷地完成自己的智能家居开发。作为未来发展的主流，家居智能化需要有更加优良的系统予以支持，不仅可以支持自己品牌的各种家电，甚至可以实现跨品牌的多产品品类互联互通。这样才能保证用户所提出的基本诉求：安全、便捷、舒适，才能让智能化家居的未来发展更好。
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中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）12-0105-02
物联网智能家居的设计和应用，可以说主要采用的途径就是通过互联网的方式，来对其进行连接，通过互相连接的形式，在家居设计的过程中，将生活家居中需要的一些家庭通信设备以及日常的电器设备进行自动的控制和管理，让在家居生活中需要的多种家用电器以及通信设施通过连接的方式，形成一种在家庭内部的网络环境，主要是通过一个系统的形式，来对其进行统一的管理和控制。
1、物联网概述
物联网，即“The Internet of Things”，简称IOT。通常来说，物联网就是通过采用某种物体信息采集技术（含本体信息以及控制信息采集），实现物体与互联网的相连，从而达到对物体进行监测、监管和监控的一种网络。目前，对于物联网及其相关应用的研究和方向很多，学者对其的定义也各有不同，但无论无论怎么样定义，物联网均显示出其虽源于互联网、但其内涵高于、广于互联网的态势。具体可以从以下两个方面看出：一是物联网延伸和扩展的范围更广，其不仅仅是计算机之间通过网络进行互连，更延伸和扩展到了任何物体与物体之间的信息流通，更具有广泛性；二是感知及控制的升华，从原来的人与人之间的链接扩展为物与物、物与人的泛在链接，进而可实现对物甚至是人的感知及控制。
就目前大多数的物联网而言，其主要由RFID系统、中间件Savant系统和Internet系统这三大部分组成，如图1所示：
在图1所示的物联网系统中，阅读器接收到来自电子标签的载波信息，并对接收信号进行调节和解码后，会将信息送至计算机中的Savant 系统进行处理，处理后传送到Internet，然后在Internet上利用ONS找到该物品信息所存储的位置，由ONS给Savant 系统指明存储该物品有关信息的服务器，并将文件中关于该物品的信息进行传送。
通常来说，物联网分为五个层次，传感器层、网络信息汇聚层、信息分析层、数据传输层和应用层。具体来说，传感器层是物联网的皮肤和五官，主要用于识别物体，采集信息；网络信息汇聚层是物联网的神经中枢和大脑，负责信息数据的收集；信息分析层是将网络信息收集的信息数据加以分析；数据传输层将网络信息汇聚层获取的信息进行传递；应用层是物联网的“社会分工”——与行业需求结合，实现广泛智能化。
2、物联网技术在智能家居设计中应用的可行性和意义
在物联网智能家居环境中，无论你是否在家都可以利用远程设备来对家中的电器、灯光，以及门窗轻松做出相关的控制。若是出门在外，还能够通过电话、手机或者互联网连线家中的智能终端，及时了解到家中家电的使用状态、状况，并且随时监控到家中的一切状况。家中的电器能够识别电压的波峰和波谷，并在用电高峰自动做出回避。各个电器间同时也可以按预定模式，达到协作运行的目的。如果是家中来了访客，则可以通过可视对讲系统留言留影，或者可以通过远程控制门打开。如果家中出现煤气泄漏或者是小偷潜入，安防设备会自动报警和抓拍小偷的图像信息，并同时向你及小区物业保安发出通知。
总而言之，智能家居是一个多功能、综合性的系统，起到主要作用的物联网技术包括有：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。
3、基于物联网的智能家居系统总体设计
智能家居的发展大致经历了电子化、自动化和网络化的三个阶段，目前，随着物联网的不断发展，智能家居集电子、计算机、通信、自动控制、建筑装饰等于一身，具有较大的发展空间和前景，但也存在着系统复杂、价格昂贵、实用性差等弊端。因此，在物联网的基础上，对智能家居控制系统的设计首先需要考虑到系统的功能需求及可行性。一是要实现多类型家居设备互联控制，开发具有多电器接口、能够将家中所有电气化设备统一联网，实现设备集中控制具有重要的意义，这就要把常用家电、安防、医疗等设备的设计考虑其中，保证家居设备的实用性、方便性和可行性；二是要实现多样化的系统远程监控，近年来，随着科技的发展，系统监控是目前智能家居控制系统的重要需求，多种监控方式可提高用户对系统的需求和满意度。系统监控可以从手持监控、Internet监控和GPRS监控这三个方向来发展。
通过对系统功能需求的分析，可以设计出基于物联网的智能家居总体设计图，如图2所示。
4、智能家居系统的具体设计应用
在物联网智能家具设计和应用过程中，我们可以将物联网智能家居家具系统设计为以下四个部分：
4.1 GPS接收器
在物联网智能家居的设计过程中，可以说GPS接收器发挥着重要的作用，主要是帮助主人来接受和发送相应的指令。
4.2 中间控制环节
中间的控制环节在物联网智能家居设计过程中，占据着不可或缺的重要位置，其组成部分主要是由单片机和DSP芯片以及其他相应的部件组成的中间控制主要环节，在其内部也有主要的四大控制系统；第一是室内环境控制环节；第二是安逸生活环节；第三是灯光环节；第四是安全家居环节，这四大控制系统可以说在整个物联网智能家居设计过程中都是非常重要的，在进行智能家居设计和应用过程中所有的操作指令，全都通过这四大控制系统发出，在发送指令过程中通过中介的中央控制器，统一将信息进行传输和分配。
4.3 模拟启动器
模拟启动器是整个智能家居设计和应用中的指令执行者，它主要的功能就是通过识别和接收相应的指令和口令，然后根据相应的指令来进行控制和操作各个不同的智能家居连接的电器，然后通过相应的指令，来引导其常规的运作，可以说模拟启动器的作用和地位，就是相当于我们计算机中的主板功能，主要就是一个执行的环节，根据不同的指令来执行相对应的职能。
4.4 远程控制器
远程控制器主要就是携带和应用方便，可以将其控制器的芯片放在包含手机信号的芯片中，通过无线的形式对其进行操作管理。主要就是将主人的指令及时的传输到信号接收器当中，然后及时的执行相应的指令，进行智能化的操作。
5、基于物联网的智能家居设计的部分应用描述
我们在进行物联网只能家居的应用过程中，目前运用的是GSM无线通信的技术手段，在形式的表现上，主要仍是通过手机信号的形式或电脑操作的形式，然后将输入的数据变换成相应的口令或者指令，对其进行管理和控制，如果在操作过程中，要想采用远程控制的手段来进行室内家居的控制，就需要我们采用中央控制器的形式，然后按照相应的要求启动模拟控制器，之后再按照我们在上述过程中预定的流程对其进行操作，那么就会非常简单和及时的对其智能家居系统做出管理与操作，下面我们在对其安装的基本结构上做出简要分析（如图3所示）。
在上述的安全家居系统图构中，主要演示出了其安装和执行指令的基本方式和结构，在图表中我们将防盗装置置于门窗内，若遇盗贼入室行窃，临近窗口的摄像头和感应器就会自动拍摄下影像，感应就会检出相应的人体信号，如果没有相对应的指令，那么门窗中的窗帘就会自动进行封闭，如果说盗贼还继续滞留于屋内，那么系统就会及时的拨打报警电话，通知相应的管理部门和公安部门，次系统在应用过程中，另外具备的功能就是当主人离开居室之后，可以采用提前设防的相关指令，对家中实施有效的保护措施，如果在离家之后发生了严重的天气变化，次系统还能对门窗实现自身自动将其关闭的功能，如果出现煤气以及天然气泄漏的情况，系统会发出相应的警示信号，如果一旦有火灾发生，系统若是感应到了相应的信号，就会及时的自行做出警报得到提醒，然后将信息传输到相应的控制设备当中，下为物联网智能家居设计的结构功能图（如图4所示）。
6、结语
综上所述，在现阶段人们工作压力十分紧张的情况之下，物联网智能家居系统的出现，可以说能够起到非常好的缓解作用与功效，这样大大提高了人们的生活质量和水平。但是与此同时，因其费用较高，此项系统的应用和实施还不是特别的普及，希望相关设计人员能够不断的对其做出完善和创新，将物联网智能的家居设计尽快的普及和应用，为我们提供智能舒适的家居生活。相信不久的将来，物联网智能家居系统必然会成为我们家居生活必不可少的一部分。
参考文献
[1]刘学会，田珍.基于物联网的智能家居安防监控系统设计与实现[J].制造业自动化，2012，34（17）：
36-40.
篇11
智能家居系统是一种通过家居平台应用自动控制技术以及通信技术、计算机网络信息技术等先进技术手段设计实现的家居设施互联管理系统，能够实现家居环境以及生活质量的改善提升，具有积极作用和意义。近年来，随着社会经济的发展以及人们生活水平的不断改善提升，对于居住环境质量以及生活品质要求也越来越高，为了满足人们对于家居生活这一需求，智能家居系统在实际中设计应用也越来越多。早期的智能家居系统设计实现主要是以嵌入式家庭网关作为系统设计与应用实现的中心，在实际家居环境与质量的运行监控中有很大的局限和不足，基于zigbee技术的物联网智能家居系统则是以物联网作为智能家居系统的设计应用中心，同时在对于zigbee技术应用实现的基础上，实现对于家居环境、设备以及人员信息的采集，并传给物联网，通过物联网将收集信息传送到互联网的服务器只中，从而通过用户界面在与服务器连接基础上实现对于智能家居系统中各个系统结构的运行情况进行监控管理，以保证家居环境与质量情况等处于良好运行状态，整个系统与传统的智能家居系统相比，具有更为突出的稳定性和可靠性，系统的运行应用优势更为突出。
1 zigbee无线传感网络技术及其特征优势分析
在网络信息技术中，zigbee无线传感网络技术作为一种新技术，本身具有无线网络通信技术的特征优势，能够进行近距离的无线连接传输，并且在实际的网络通信传输中主要是以实现近距离、低成本以及低能耗、高安全性的双向网络通信传输作为发展应用目标的，其在进行数据信息的无线通信与传输过程中，主要是以ieee802.15作为技术标准，具有突出的网络传输信息容量大以及安全可靠性强、兼容性高等突出的特征优势，在实际通信传输中的应用相对比较多。
首先，zigbee无线传感网络技术在实际通信传输应用中的网络通信传输数据信息容量大特征，主要体现在应用zigbee无线传感网络通信技术建立起的通信网络，在实际通信传输中能够实现255个网络节点的设计构建，同时还可以通过网络协调器实现网络数据的通信传输，因此，具有较为突出的网络通信传输数据信息容量。其次，zigbee无线传感网络技术在实际通信传输中还具有较为突出的数据信息通信传输安全性和可靠性，这主要是由于zigbee无线传感网络技术本身采用了碰撞避免机制，以避免数据通信与传输过程中碰撞导致的网络数据传输不稳情况发生，还能够对于传输数据的接收进行保障，对于数据信息通信传输的安全性和可靠性有着很大的安全支撑和技术保障。最后，zigbee无线传感网络技术本身还具有较为突出的兼容性，在实际通信传输中能够与现有的控制网络实现交互链接，并且不会出现冲突抵制情况，具有较大的兼容性。总之，zigbee无线传感网络技术作为一种新技术在网络数据的通信传输中具有较为突出的作用优势并且应用相对比较广泛。
2 基于zigbee技术的物联网智能家居系统设计分析
在进行物联网智能家居系统设计过程中，根据网络通信与数据传输的相关协议规定，物联网自身包含有感知控制层与互联网层、服务管理层、接入层、应用层五个结构层次。因此，在进行物联网智能家居系统设计中，其系统也包括感知控制与接入、服务管理、互联网、应用等五个结构层次。首先，物联网智能家居系统中的感知控制层主要是进行家居环境以及电气设备工作运行参数的感知，并根据家居环境以及电气设备的运行需求，对于电气设备的工作运行状态进行改善。其中，家居电气设备主要包括智能开关以及智能插座、智能红外遥控器、环境感知器、智能水表与电表等，而这些家居电气设备本身不仅设置有无线传感网络接口，并且还具有物联网网关通信，因此，在进行家居电气设备工作运行控制中为zigbee无线传感网络技术提供了一定
基础条件。其次，物联网智能家居系统的接入结构层主要实现系统感知控制层连接端与互联网的连接实现，因此，该结构层主要以物联网网关设备为主。对于物联网智能家居系统来讲，其接入层既能通过zigbee无线传感网络技术或者是其他的网络接口和系统感知控制层进行连接实现，以满足数据的通信传输，同时还能够将终端发送的数据传输到服务器，或者是将服务器远程控制命令传递给服务终端，以满足系统各结构层之间的信息传输。此外，系统的互联网层主要负责物联网与互联网或者是网络运营商的计算机网络，而服务管理层则通过应用服务器和网络服务器、数据服务器对于系统设备的运行进行管理控制。最后，物联网智能家居系统的应用层主要由各种计算机设备构成，以通过网络浏览器或者是用户界面提供人机交互界面。
基于zigbee技术的物联网智能家居系统在进行家居环境与电气设备运行控制与管理过程中，主要是通过zigbee协调器分节点以及zigbee终端器构成，其中，zigbee终端器的节点主要与家居门禁系统以及家居电气系统、温湿度传感器进行连接，并由无线信号传输器进行数据传输，最终通过家居终端系统控制器以及处理器进行控制处理。
3 结束语
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zigbee的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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【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889（2015）06C-0184-03
近年来，被看作信息领域一次重大的发展和变革机遇的物联网技术得到了快速的发展。“物联网”的概念由美国麻省理工学院自动识别中心（Auto-ID）提出，主要以无线传感器网络和射频识别技术为支撑。物联网被认为是继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮，也被世界各国作为未来经济发展的主要增长点。
物联网可应用于智能家居、智能农业、智能交通、智能电网、智能安防、智能医疗等领域。随着近十年世界范围内的IT产业快速发展，相应的传感技术、通信技术和计算机技术也取得突飞猛进的发展。我们国家居民生活水平显著提高，对与自己息息相关的家居环境也有了新的、更高的要求。设计一种新型的家居环境智能监控系统模型，实现了对家庭温度、湿度、亮度和煤气浓度的动态监控，用户能够设置家居内相应时段不同的温度、湿度、亮度，系统会依据用户设置自动监控家居状态，满足日常生活。该系统模型比传统的使用本地智能网关控制或家居内计算机控制的智能家居模型更加便捷、实用、高效，在系统日常维护、平台移植与扩展、大数据管理等方面具有明显优势。
一、系统总体方案设计
一般认为物联网典型的技术体系结构分为感控层、网络层、应用层三大层次，本文设计的家居环境智能监控系统的整体设计方案如图1所示，整个系统结构分为三层，分别负责家居内基础信息的采集和外设控制、系统内数据信息的传递、系统数据信息的管理和系统功能应用等功能。图2为该系统的硬件结构示意图，用户家居处于感控层中，主要包括家居内环境参数采集和控制的相关传感器和设备，网络层是一个智能网关，负责数据透传，应用层是本系统服务器，负责接收和处理网络层上传的数据，向感控层发送数据，大数据存储与管理等。
二、感控层的设计与实现
家居环境智能监控系统的感控层在功能上分为两部分：一是数据采集与执行。数据采集主要是运用传感器对家庭内的温度、湿度、亮度、煤气浓度状态进行基础信息采集。执行主要是负责接收和解析系统服务器发送来的控制命令，读取或改变相应外设（如灯具、空调等家电）的工作状态。二是短距离无线通信。短距离无线通信主要用来完成像家居内这种小范围内的多个物品的信息集中与传递。由于无线短距离通信技术具有灵活安装、可移动性强等特点，使其越来越多地被应用于智能系统中。目前技术比较成熟和常用的无线短距离通信技术有：Bluetooth、ZigBee、Wi-Fi、超宽带。本设计选用了ZigBee无线通信方式，它相比其他几种通信方式具有低功耗、低成本、低速率、近距离、短时延、高容量等优势。
ZigBee协议的物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定，可工作在2.4GHz、868MHz和915 MHz共3个频段上。ZigBee网络中的设备可分为协调器（Coordinator）、汇聚节点（Router）、传感器节点（EndDevice）三种负责不同功能的角色。无信息传输时，传感器节点可处于休眠状态，当有信息传输时可自动唤醒进行数据传递，多节点以接力的方式传递信息，通信效率非常高，但功耗很低。ZigBee网络拓扑结构有星型、树型和网状三种。为满足稳定性要求，本设计选用了网状拓扑结构。
根据家居环境智能监控系统内网和ZigBee技术的特点，本设计中的ZigBee无线网络主要由路由器节点和协调器节点两种节点类型组成。其中路由器节点不仅负责家居环境内相关数据（温度值、湿度值、亮度值、煤气浓度值、设备工作状态值等）的采集，还负责网络的管理与节点间的数据传输，控制外设的工作状态；协调器节点主要负责网络的建立、各路由节点的管理、数据的处理以及对外的接口。
本系统所采用的设备是搭载有TI/Chipcon公司生产的用于2.4GHz IEEE 802.15.4/ZigBee片上系统解决方案CC2430芯片的节点，负责家居内所有信息的采集、传递和外设控制。
三、网络层的设计与实现
网络层负责数据在系统感控层和应用层之间快速、安全、可靠地传送。网络层的通信功能主要由智能网关负责，使用Socket通信方式。由于因特网的通信特点，该智能网关需要设置静态IP，同时工作于服务端和客户端两种模态下。工作在服务端模态下时，主要是接收系统服务器发送的数据（网关自动判断是否是本网关需要接收的数据，主要由通信协议中包含的IP地址决定），并将数据解析后发送至本网关连接的家居监控网络中。工作在客户端模态下时，主要是接收到感控层上传的信息后，主动连接系统服务器，将信息发送至系统服务器。
由于智能网关连接了互联网和ZigBee网络两个网络，因此为保证数据正常传递，智能网关必须能够进行ZigBee协议和TCP/IP协议之间的转换。本设计中采用协调器和网关通过串口直接连接，先由ZigBee硬件完成ZigBee协议与RS-232协议的转换，再由网关实现RS-232协议与TCP/IP协议的转换，最终实现TCP/IP协议和ZigBee协议的高效转换，智能网关工作流程如图3所示。
四、应用层的设计与实现
系统应用层是整个系统的“大脑”，主要功能是完成网关上传的数据的接收、汇总、互通、分析、决策，数据下发等功能，是整个系统的控制和决策中心。根据物联网关于应用层的定义，本设计的应用层具体包括两部分：一个是系统服务器；另一个是终端设备。系统服务器负责所有数据的接收、分析、存储、修改，根据控制算法进行决策和控制命令发送等。终端设备是电脑、智能手机等智能终端，用户可通过这些设备搭载的Web浏览器访问系统服务器的网站站点，实现系统功能的使用，而不再是传统的在终端上安装相应的软件，这就大大降低了对用户的硬件要求，增强了系统的实用性。
系统服务器由Web站点服务器、业务处理服务器、数据库服务器三部分组成，分别完成Web页面、数据接收和控制决策、数据管理等功能，如图4所示即为系统服务器的架构图，三个服务器是分别设计和独立运行的，但又是相互关联的，其中业务处理服务器与Web服务器通过数据库服务器进行连接和数据交换。
（一）Web服务器
为减轻客户端的负担，增加系统实用性，Web服务器的设计采用了目前流行的浏览器/服务器（browser/server，B/S）结构模型。B/S结构下的应用程序、逻辑处理和数据全部集中安放在Web服务器上，而用户只需要统一使用浏览器即可访问Web服务器，通过用户界面使用本系统功能。
系统采用的是Microsoft的Web服务器Internet Information Server（IIS），网站开发技术使用的是。技术具有很高的页面处理速度和运行效率，节省系统资源，完全面向对象，具有平台无关性且安全可靠，特别适合应用于页面和远程系统服务器之间数据交互比较频繁的系统。数据访问采用了与同一框架（.NET Framework ）下的技术，实现Web服务器与SQL Server 2008数据库的数据交互。确保了Web服务器能够根据用户的需求快速、准确地访问到数据库，实现数据的存储、查询、更新和删除等操作。
（二）数据库服务器
本系统的数据库服务器采用Microsoft SQL Server 2008设计，主要负责存储和管理系统内的所有数据，具体操作由Web服务器和业务处理服务器调用。数据库服务器共设置了用户信息管理模块、用户设置管理模块、室内环境状态管理模块和设备状态管理模块四个模块。数据库服务器是一个“被动”服务器，只负责数据的存储和管理，存储的数据是由业务处理服务器或Web服务器写入、删除或修改。
（三）业务处理服务器
业务处理服务器工作于服务端模式，向智能网关开放服务器端的IP和端口，时刻侦听智能网关是否有数据上传。接收数据后，会进行数据包的解析、数据类型分析、数据提取、逻辑处理和控制决策。其中的业务处理功能可分为两个部分：第一部分是将系统感控层上传来的数据或处理结果准确存储到数据库中，保障业务处理服务器程序和Web服务器程序进行合法查询；第二部分是系统轮询服务，系统能够实时不断地查询所有用户的设置信息，根据用户设置和当前家居状态进行控制决策，判断当前系统时间是否到达用户设置的某个子状态的更改时刻，如果满足条件，会根据用户设置更改和控制家庭内部的环境状态。业务处理服务器运行界面如图5所示。
在实验室条件下，经过实际测试，该系统能够智能、稳定地工作，达到预期目标，如图6所示。采用三层架构的系统模型的结构十分清晰，既可节约投资成本，又方便维护、升级和改造。此外，可将系统服务器移植到云平台（如微软Azure云平台、IBM云平台、新浪云平台等），借助云平台强大的计算和存储能力，能够在处理和储存能力、稳定性、安全性和可移植性上获得高幅提升，具有较好的应用前景。
【参考文献】
[1]高守玮，吴灿阳，杨超等. ZigBee技术实践教程[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2011
