物聯(lián)網(wǎng)智能家居的設(shè)計和應(yīng)用,可以說主要采用的途徑就是通過互聯(lián)網(wǎng)的方式,來對其進行連接,通過互相連接的形式,在家居設(shè)計的過程中,將生活家居中需要的一些家庭通信設(shè)備以及日常的電器設(shè)備進行自動的控制和管理,讓在家居生活中需要的多種家用電器以及通信設(shè)施通過連接的方式,形成一種在家庭內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,主要是通過一個系統(tǒng)的形式,來對其進行統(tǒng)一的管理和控制。
1、物聯(lián)網(wǎng)概述
物聯(lián)網(wǎng),即“The Internet of Things”,簡稱IOT。通常來說,物聯(lián)網(wǎng)就是通過采用某種物體信息采集技術(shù)(含本體信息以及控制信息采集),實現(xiàn)物體與互聯(lián)網(wǎng)的相連,從而達到對物體進行監(jiān)測、監(jiān)管和監(jiān)控的一種網(wǎng)絡(luò)。目前,對于物聯(lián)網(wǎng)及其相關(guān)應(yīng)用的研究和方向很多,學(xué)者對其的定義也各有不同,但無論無論怎么樣定義,物聯(lián)網(wǎng)均顯示出其雖源于互聯(lián)網(wǎng)、但其內(nèi)涵高于、廣于互聯(lián)網(wǎng)的態(tài)勢。具體可以從以下兩個方面看出:一是物聯(lián)網(wǎng)延伸和擴展的范圍更廣,其不僅僅是計算機之間通過網(wǎng)絡(luò)進行互連,更延伸和擴展到了任何物體與物體之間的信息流通,更具有廣泛性;二是感知及控制的升華,從原來的人與人之間的鏈接擴展為物與物、物與人的泛在鏈接,進而可實現(xiàn)對物甚至是人的感知及控制。
就目前大多數(shù)的物聯(lián)網(wǎng)而言,其主要由RFID系統(tǒng)、中間件Savant系統(tǒng)和Internet系統(tǒng)這三大部分組成,如圖1所示:
在圖1所示的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中,閱讀器接收到來自電子標簽的載波信息,并對接收信號進行調(diào)節(jié)和解碼后,會將信息送至計算機中的Savant 系統(tǒng)進行處理,處理后傳送到Internet,然后在Internet上利用ONS找到該物品信息所存儲的位置,由ONS給Savant 系統(tǒng)指明存儲該物品有關(guān)信息的服務(wù)器,并將文件中關(guān)于該物品的信息進行傳送。
通常來說,物聯(lián)網(wǎng)分為五個層次,傳感器層、網(wǎng)絡(luò)信息匯聚層、信息分析層、數(shù)據(jù)傳輸層和應(yīng)用層。具體來說,傳感器層是物聯(lián)網(wǎng)的皮膚和五官,主要用于識別物體,采集信息;網(wǎng)絡(luò)信息匯聚層是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞和大腦,負責信息數(shù)據(jù)的收集;信息分析層是將網(wǎng)絡(luò)信息收集的信息數(shù)據(jù)加以分析;數(shù)據(jù)傳輸層將網(wǎng)絡(luò)信息匯聚層獲取的信息進行傳遞;應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)的“社會分工”——與行業(yè)需求結(jié)合,實現(xiàn)廣泛智能化。
2、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居設(shè)計中應(yīng)用的可行性和意義
在物聯(lián)網(wǎng)智能家居環(huán)境中,無論你是否在家都可以利用遠程設(shè)備來對家中的電器、燈光,以及門窗輕松做出相關(guān)的控制。若是出門在外,還能夠通過電話、手機或者互聯(lián)網(wǎng)連線家中的智能終端,及時了解到家中家電的使用狀態(tài)、狀況,并且隨時監(jiān)控到家中的一切狀況。家中的電器能夠識別電壓的波峰和波谷,并在用電高峰自動做出回避。各個電器間同時也可以按預(yù)定模式,達到協(xié)作運行的目的。如果是家中來了訪客,則可以通過可視對講系統(tǒng)留言留影,或者可以通過遠程控制門打開。如果家中出現(xiàn)煤氣泄漏或者是小偷潛入,安防設(shè)備會自動報警和抓拍小偷的圖像信息,并同時向你及小區(qū)物業(yè)保安發(fā)出通知。
總而言之,智能家居是一個多功能、綜合性的系統(tǒng),起到主要作用的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包括有:傳感器技術(shù)、RFID射頻技術(shù)、多維碼設(shè)別技術(shù)、GPS技術(shù),互聯(lián)和組網(wǎng)技術(shù)以及與之相適應(yīng)的各種應(yīng)用開發(fā)技術(shù)等。
3、基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)總體設(shè)計
智能家居的發(fā)展大致經(jīng)歷了電子化、自動化和網(wǎng)絡(luò)化的三個階段,目前,隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展,智能家居集電子、計算機、通信、自動控制、建筑裝飾等于一身,具有較大的發(fā)展空間和前景,但也存在著系統(tǒng)復(fù)雜、價格昂貴、實用性差等弊端。因此,在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,對智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計首先需要考慮到系統(tǒng)的功能需求及可行性。一是要實現(xiàn)多類型家居設(shè)備互聯(lián)控制,開發(fā)具有多電器接口、能夠?qū)⒓抑兴须姎饣O(shè)備統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)設(shè)備集中控制具有重要的意義,這就要把常用家電、安防、醫(yī)療等設(shè)備的設(shè)計考慮其中,保證家居設(shè)備的實用性、方便性和可行性;二是要實現(xiàn)多樣化的系統(tǒng)遠程監(jiān)控,近年來,隨著科技的發(fā)展,系統(tǒng)監(jiān)控是目前智能家居控制系統(tǒng)的重要需求,多種監(jiān)控方式可提高用戶對系統(tǒng)的需求和滿意度。系統(tǒng)監(jiān)控可以從手持監(jiān)控、Internet監(jiān)控和GPRS監(jiān)控這三個方向來發(fā)展。
通過對系統(tǒng)功能需求的分析,可以設(shè)計出基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居總體設(shè)計圖,如圖2所示。
4、智能家居系統(tǒng)的具體設(shè)計應(yīng)用
在物聯(lián)網(wǎng)智能家具設(shè)計和應(yīng)用過程中,我們可以將物聯(lián)網(wǎng)智能家居家具系統(tǒng)設(shè)計為以下四個部分:
4.1 GPS接收器
在物聯(lián)網(wǎng)智能家居的設(shè)計過程中,可以說GPS接收器發(fā)揮著重要的作用,主要是幫助主人來接受和發(fā)送相應(yīng)的指令。
4.2 中間控制環(huán)節(jié)
中間的控制環(huán)節(jié)在物聯(lián)網(wǎng)智能家居設(shè)計過程中,占據(jù)著不可或缺的重要位置,其組成部分主要是由單片機和DSP芯片以及其他相應(yīng)的部件組成的中間控制主要環(huán)節(jié),在其內(nèi)部也有主要的四大控制系統(tǒng);第一是室內(nèi)環(huán)境控制環(huán)節(jié);第二是安逸生活環(huán)節(jié);第三是燈光環(huán)節(jié);第四是安全家居環(huán)節(jié),這四大控制系統(tǒng)可以說在整個物聯(lián)網(wǎng)智能家居設(shè)計過程中都是非常重要的,在進行智能家居設(shè)計和應(yīng)用過程中所有的操作指令,全都通過這四大控制系統(tǒng)發(fā)出,在發(fā)送指令過程中通過中介的中央控制器,統(tǒng)一將信息進行傳輸和分配。 南康家具網(wǎng) 順德家具網(wǎng) 南康家具網(wǎng)
4.3 模擬啟動器
模擬啟動器是整個智能家居設(shè)計和應(yīng)用中的指令執(zhí)行者,它主要的功能就是通過識別和接收相應(yīng)的指令和口令,然后根據(jù)相應(yīng)的指令來進行控制和操作各個不同的智能家居連接的電器,然后通過相應(yīng)的指令,來引導(dǎo)其常規(guī)的運作,可以說模擬啟動器的作用和地位,就是相當于我們計算機中的主板功能,主要就是一個執(zhí)行的環(huán)節(jié),根據(jù)不同的指令來執(zhí)行相對應(yīng)的職能。
4.4 遠程控制器
遠程控制器主要就是攜帶和應(yīng)用方便,可以將其控制器的芯片放在包含手機信號的芯片中,通過無線的形式對其進行操作管理。主要就是將主人的指令及時的傳輸?shù)叫盘柦邮掌鳟斨校缓蠹皶r的執(zhí)行相應(yīng)的指令,進行智能化的操作。
5、基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計的部分應(yīng)用描述
我們在進行物聯(lián)網(wǎng)只能家居的應(yīng)用過程中,目前運用的是GSM無線通信的技術(shù)手段,在形式的表現(xiàn)上,主要仍是通過手機信號的形式或電腦操作的形式,然后將輸入的數(shù)據(jù)變換成相應(yīng)的口令或者指令,對其進行管理和控制,如果在操作過程中,要想采用遠程控制的手段來進行室內(nèi)家居的控制,就需要我們采用中央控制器的形式,然后按照相應(yīng)的要求啟動模擬控制器,之后再按照我們在上述過程中預(yù)定的流程對其進行操作,那么就會非常簡單和及時的對其智能家居系統(tǒng)做出管理與操作,下面我們在對其安裝的基本結(jié)構(gòu)上做出簡要分析(如圖3所示)。
在上述的安全家居系統(tǒng)圖構(gòu)中,主要演示出了其安裝和執(zhí)行指令的基本方式和結(jié)構(gòu),在圖表中我們將防盜裝置置于門窗內(nèi),若遇盜賊入室行竊,臨近窗口的攝像頭和感應(yīng)器就會自動拍攝下影像,感應(yīng)就會檢出相應(yīng)的人體信號,如果沒有相對應(yīng)的指令,那么門窗中的窗簾就會自動進行封閉,如果說盜賊還繼續(xù)滯留于屋內(nèi),那么系統(tǒng)就會及時的撥打報警電話,通知相應(yīng)的管理部門和公安部門,次系統(tǒng)在應(yīng)用過程中,另外具備的功能就是當主人離開居室之后,可以采用提前設(shè)防的相關(guān)指令,對家中實施有效的保護措施,如果在離家之后發(fā)生了嚴重的天氣變化,次系統(tǒng)還能對門窗實現(xiàn)自身自動將其關(guān)閉的功能,如果出現(xiàn)煤氣以及天然氣泄漏的情況,系統(tǒng)會發(fā)出相應(yīng)的警示信號,如果一旦有火災(zāi)發(fā)生,系統(tǒng)若是感應(yīng)到了相應(yīng)的信號,就會及時的自行做出警報得到提醒,然后將信息傳輸?shù)较鄳?yīng)的控制設(shè)備當中,下為物聯(lián)網(wǎng)智能家居設(shè)計的結(jié)構(gòu)功能圖(如圖4所示)。
6、結(jié)語
綜上所述,在現(xiàn)階段人們工作壓力十分緊張的情況之下,物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的出現(xiàn),可以說能夠起到非常好的緩解作用與功效,這樣大大提高了人們的生活質(zhì)量和水平。但是與此同時,因其費用較高,此項系統(tǒng)的應(yīng)用和實施還不是特別的普及,希望相關(guān)設(shè)計人員能夠不斷的對其做出完善和創(chuàng)新,將物聯(lián)網(wǎng)智能的家居設(shè)計盡快的普及和應(yīng)用,為我們提供智能舒適的家居生活。相信不久的將來,物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)必然會成為我們家居生活必不可少的一部分。
1、物聯(lián)網(wǎng)概述
物聯(lián)網(wǎng),即“The Internet of Things”,簡稱IOT。通常來說,物聯(lián)網(wǎng)就是通過采用某種物體信息采集技術(shù)(含本體信息以及控制信息采集),實現(xiàn)物體與互聯(lián)網(wǎng)的相連,從而達到對物體進行監(jiān)測、監(jiān)管和監(jiān)控的一種網(wǎng)絡(luò)。目前,對于物聯(lián)網(wǎng)及其相關(guān)應(yīng)用的研究和方向很多,學(xué)者對其的定義也各有不同,但無論無論怎么樣定義,物聯(lián)網(wǎng)均顯示出其雖源于互聯(lián)網(wǎng)、但其內(nèi)涵高于、廣于互聯(lián)網(wǎng)的態(tài)勢。具體可以從以下兩個方面看出:一是物聯(lián)網(wǎng)延伸和擴展的范圍更廣,其不僅僅是計算機之間通過網(wǎng)絡(luò)進行互連,更延伸和擴展到了任何物體與物體之間的信息流通,更具有廣泛性;二是感知及控制的升華,從原來的人與人之間的鏈接擴展為物與物、物與人的泛在鏈接,進而可實現(xiàn)對物甚至是人的感知及控制。
就目前大多數(shù)的物聯(lián)網(wǎng)而言,其主要由RFID系統(tǒng)、中間件Savant系統(tǒng)和Internet系統(tǒng)這三大部分組成,如圖1所示:
在圖1所示的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中,閱讀器接收到來自電子標簽的載波信息,并對接收信號進行調(diào)節(jié)和解碼后,會將信息送至計算機中的Savant 系統(tǒng)進行處理,處理后傳送到Internet,然后在Internet上利用ONS找到該物品信息所存儲的位置,由ONS給Savant 系統(tǒng)指明存儲該物品有關(guān)信息的服務(wù)器,并將文件中關(guān)于該物品的信息進行傳送。
通常來說,物聯(lián)網(wǎng)分為五個層次,傳感器層、網(wǎng)絡(luò)信息匯聚層、信息分析層、數(shù)據(jù)傳輸層和應(yīng)用層。具體來說,傳感器層是物聯(lián)網(wǎng)的皮膚和五官,主要用于識別物體,采集信息;網(wǎng)絡(luò)信息匯聚層是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞和大腦,負責信息數(shù)據(jù)的收集;信息分析層是將網(wǎng)絡(luò)信息收集的信息數(shù)據(jù)加以分析;數(shù)據(jù)傳輸層將網(wǎng)絡(luò)信息匯聚層獲取的信息進行傳遞;應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)的“社會分工”——與行業(yè)需求結(jié)合,實現(xiàn)廣泛智能化。
2、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居設(shè)計中應(yīng)用的可行性和意義
在物聯(lián)網(wǎng)智能家居環(huán)境中,無論你是否在家都可以利用遠程設(shè)備來對家中的電器、燈光,以及門窗輕松做出相關(guān)的控制。若是出門在外,還能夠通過電話、手機或者互聯(lián)網(wǎng)連線家中的智能終端,及時了解到家中家電的使用狀態(tài)、狀況,并且隨時監(jiān)控到家中的一切狀況。家中的電器能夠識別電壓的波峰和波谷,并在用電高峰自動做出回避。各個電器間同時也可以按預(yù)定模式,達到協(xié)作運行的目的。如果是家中來了訪客,則可以通過可視對講系統(tǒng)留言留影,或者可以通過遠程控制門打開。如果家中出現(xiàn)煤氣泄漏或者是小偷潛入,安防設(shè)備會自動報警和抓拍小偷的圖像信息,并同時向你及小區(qū)物業(yè)保安發(fā)出通知。
總而言之,智能家居是一個多功能、綜合性的系統(tǒng),起到主要作用的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包括有:傳感器技術(shù)、RFID射頻技術(shù)、多維碼設(shè)別技術(shù)、GPS技術(shù),互聯(lián)和組網(wǎng)技術(shù)以及與之相適應(yīng)的各種應(yīng)用開發(fā)技術(shù)等。
3、基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)總體設(shè)計
智能家居的發(fā)展大致經(jīng)歷了電子化、自動化和網(wǎng)絡(luò)化的三個階段,目前,隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展,智能家居集電子、計算機、通信、自動控制、建筑裝飾等于一身,具有較大的發(fā)展空間和前景,但也存在著系統(tǒng)復(fù)雜、價格昂貴、實用性差等弊端。因此,在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,對智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計首先需要考慮到系統(tǒng)的功能需求及可行性。一是要實現(xiàn)多類型家居設(shè)備互聯(lián)控制,開發(fā)具有多電器接口、能夠?qū)⒓抑兴须姎饣O(shè)備統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)設(shè)備集中控制具有重要的意義,這就要把常用家電、安防、醫(yī)療等設(shè)備的設(shè)計考慮其中,保證家居設(shè)備的實用性、方便性和可行性;二是要實現(xiàn)多樣化的系統(tǒng)遠程監(jiān)控,近年來,隨著科技的發(fā)展,系統(tǒng)監(jiān)控是目前智能家居控制系統(tǒng)的重要需求,多種監(jiān)控方式可提高用戶對系統(tǒng)的需求和滿意度。系統(tǒng)監(jiān)控可以從手持監(jiān)控、Internet監(jiān)控和GPRS監(jiān)控這三個方向來發(fā)展。
通過對系統(tǒng)功能需求的分析,可以設(shè)計出基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居總體設(shè)計圖,如圖2所示。
4、智能家居系統(tǒng)的具體設(shè)計應(yīng)用
在物聯(lián)網(wǎng)智能家具設(shè)計和應(yīng)用過程中,我們可以將物聯(lián)網(wǎng)智能家居家具系統(tǒng)設(shè)計為以下四個部分:
4.1 GPS接收器
在物聯(lián)網(wǎng)智能家居的設(shè)計過程中,可以說GPS接收器發(fā)揮著重要的作用,主要是幫助主人來接受和發(fā)送相應(yīng)的指令。
4.2 中間控制環(huán)節(jié)
中間的控制環(huán)節(jié)在物聯(lián)網(wǎng)智能家居設(shè)計過程中,占據(jù)著不可或缺的重要位置,其組成部分主要是由單片機和DSP芯片以及其他相應(yīng)的部件組成的中間控制主要環(huán)節(jié),在其內(nèi)部也有主要的四大控制系統(tǒng);第一是室內(nèi)環(huán)境控制環(huán)節(jié);第二是安逸生活環(huán)節(jié);第三是燈光環(huán)節(jié);第四是安全家居環(huán)節(jié),這四大控制系統(tǒng)可以說在整個物聯(lián)網(wǎng)智能家居設(shè)計過程中都是非常重要的,在進行智能家居設(shè)計和應(yīng)用過程中所有的操作指令,全都通過這四大控制系統(tǒng)發(fā)出,在發(fā)送指令過程中通過中介的中央控制器,統(tǒng)一將信息進行傳輸和分配。 南康家具網(wǎng) 順德家具網(wǎng) 南康家具網(wǎng)
4.3 模擬啟動器
模擬啟動器是整個智能家居設(shè)計和應(yīng)用中的指令執(zhí)行者,它主要的功能就是通過識別和接收相應(yīng)的指令和口令,然后根據(jù)相應(yīng)的指令來進行控制和操作各個不同的智能家居連接的電器,然后通過相應(yīng)的指令,來引導(dǎo)其常規(guī)的運作,可以說模擬啟動器的作用和地位,就是相當于我們計算機中的主板功能,主要就是一個執(zhí)行的環(huán)節(jié),根據(jù)不同的指令來執(zhí)行相對應(yīng)的職能。
4.4 遠程控制器
遠程控制器主要就是攜帶和應(yīng)用方便,可以將其控制器的芯片放在包含手機信號的芯片中,通過無線的形式對其進行操作管理。主要就是將主人的指令及時的傳輸?shù)叫盘柦邮掌鳟斨校缓蠹皶r的執(zhí)行相應(yīng)的指令,進行智能化的操作。
5、基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計的部分應(yīng)用描述
我們在進行物聯(lián)網(wǎng)只能家居的應(yīng)用過程中,目前運用的是GSM無線通信的技術(shù)手段,在形式的表現(xiàn)上,主要仍是通過手機信號的形式或電腦操作的形式,然后將輸入的數(shù)據(jù)變換成相應(yīng)的口令或者指令,對其進行管理和控制,如果在操作過程中,要想采用遠程控制的手段來進行室內(nèi)家居的控制,就需要我們采用中央控制器的形式,然后按照相應(yīng)的要求啟動模擬控制器,之后再按照我們在上述過程中預(yù)定的流程對其進行操作,那么就會非常簡單和及時的對其智能家居系統(tǒng)做出管理與操作,下面我們在對其安裝的基本結(jié)構(gòu)上做出簡要分析(如圖3所示)。
在上述的安全家居系統(tǒng)圖構(gòu)中,主要演示出了其安裝和執(zhí)行指令的基本方式和結(jié)構(gòu),在圖表中我們將防盜裝置置于門窗內(nèi),若遇盜賊入室行竊,臨近窗口的攝像頭和感應(yīng)器就會自動拍攝下影像,感應(yīng)就會檢出相應(yīng)的人體信號,如果沒有相對應(yīng)的指令,那么門窗中的窗簾就會自動進行封閉,如果說盜賊還繼續(xù)滯留于屋內(nèi),那么系統(tǒng)就會及時的撥打報警電話,通知相應(yīng)的管理部門和公安部門,次系統(tǒng)在應(yīng)用過程中,另外具備的功能就是當主人離開居室之后,可以采用提前設(shè)防的相關(guān)指令,對家中實施有效的保護措施,如果在離家之后發(fā)生了嚴重的天氣變化,次系統(tǒng)還能對門窗實現(xiàn)自身自動將其關(guān)閉的功能,如果出現(xiàn)煤氣以及天然氣泄漏的情況,系統(tǒng)會發(fā)出相應(yīng)的警示信號,如果一旦有火災(zāi)發(fā)生,系統(tǒng)若是感應(yīng)到了相應(yīng)的信號,就會及時的自行做出警報得到提醒,然后將信息傳輸?shù)较鄳?yīng)的控制設(shè)備當中,下為物聯(lián)網(wǎng)智能家居設(shè)計的結(jié)構(gòu)功能圖(如圖4所示)。
6、結(jié)語
綜上所述,在現(xiàn)階段人們工作壓力十分緊張的情況之下,物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的出現(xiàn),可以說能夠起到非常好的緩解作用與功效,這樣大大提高了人們的生活質(zhì)量和水平。但是與此同時,因其費用較高,此項系統(tǒng)的應(yīng)用和實施還不是特別的普及,希望相關(guān)設(shè)計人員能夠不斷的對其做出完善和創(chuàng)新,將物聯(lián)網(wǎng)智能的家居設(shè)計盡快的普及和應(yīng)用,為我們提供智能舒適的家居生活。相信不久的將來,物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)必然會成為我們家居生活必不可少的一部分。