李忠

（順德區(qū)勒流職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣東佛山，528000）

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的智能家居遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

李忠

（順德區(qū)勒流職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣東佛山，528000）

由于當(dāng)前新技術(shù)不斷發(fā)展，人們的生活得到越來越好的服務(wù)。其中在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的幫助下，當(dāng)前的智能家居可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，這就更好地滿足了用戶的實(shí)際要求，同時(shí)也是智能家居今后重要的發(fā)展方向。因此，本文重點(diǎn)分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下智能家居實(shí)施遠(yuǎn)程、無線監(jiān)控的系統(tǒng)，有效連結(jié)了用戶和生活的實(shí)際需求，進(jìn)而可以更好地克服傳統(tǒng)安裝服務(wù)器和依賴IP地址所存在的弊端，并且還有效地提升了安全度。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；智能家居；遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；探討

0 引言

隨著通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，人們的生活質(zhì)量得到良好的提升，尤其在居住方面更是快捷和舒適，而居家方面也逐漸走向了信息化、自動(dòng)化以及智能化的發(fā)展方向。正是在這一背景下，人們對智能化的居家系統(tǒng)提出了更高的要求，同時(shí)這也是人類居住方面所發(fā)展的重要變化。本文重點(diǎn)闡述在網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)支持下，如何設(shè)計(jì)良好的監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)而更好地服務(wù)人們的生活。

1 分析遠(yuǎn)程監(jiān)控的設(shè)計(jì)情況

1.1 簡述系統(tǒng)功能

這一監(jiān)控系統(tǒng)主要結(jié)合Android手機(jī)、ZigBee無線與新浪開放平臺而設(shè)計(jì)的智能家居控制系統(tǒng)，這就可以幫助用戶更加便捷在自己的手機(jī)上就可以實(shí)施監(jiān)控，同時(shí)在此系統(tǒng)中還能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢以及監(jiān)控工作，從而使得用戶可以更好地享受智能化以及快捷化的生活服務(wù)。在此系統(tǒng)中主要的控制端有三個(gè)不同的模塊，分別是ZigBee設(shè)備中的無線網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程控制以及家庭網(wǎng)關(guān)端[1]。而在本設(shè)計(jì)中，則通過計(jì)算機(jī)而建立良好的平臺，從而幫助網(wǎng)關(guān)更好地接收以及傳遞數(shù)據(jù)信息，同時(shí)在ZigBee中，還能夠迅速掌握數(shù)據(jù)處理以及監(jiān)控情況。

1.2 分析ZigBee內(nèi)部的設(shè)計(jì)

在本系統(tǒng)中，主要采用的方式就是將六個(gè)不同的ZigBee節(jié)點(diǎn)實(shí)施控制，但是由于在不同的結(jié)點(diǎn)中就組建的網(wǎng)關(guān)限制不同，因此，本系統(tǒng)主要采用的是樹狀拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)實(shí)施組網(wǎng)，其中節(jié)點(diǎn)的主要作用就是更好地協(xié)調(diào)其他的服務(wù)器，從而使得信息可以和網(wǎng)關(guān)之間更好地連接在一起。此外，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相結(jié)合的方式就是更好地控制不同的結(jié)點(diǎn)，并能夠在模擬化的路由控制中對不同的房間進(jìn)行控制，最后將剩下的結(jié)點(diǎn)分別接入其中的設(shè)備中，最終可以對房屋實(shí)施全方位的監(jiān)測。

1.2.1 分析協(xié)調(diào)器的組件情況

在本文中所提出的設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要是結(jié)合了結(jié)點(diǎn)的作用和軟件的功能而對家庭中的網(wǎng)關(guān)和串口線連接在一起，然而ZigBee的內(nèi)部網(wǎng)中主要負(fù)責(zé)是節(jié)點(diǎn)控制和調(diào)節(jié)的問題，進(jìn)而可以更好地建立良好的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并能夠根據(jù)一定的網(wǎng)絡(luò)入口而實(shí)施信息的轉(zhuǎn)發(fā)或者是分析。因此，在本系統(tǒng)中就需要一些協(xié)調(diào)器，它們的主要作用就是對于新節(jié)點(diǎn)的加入時(shí)，可以及時(shí)有效地得到地址和設(shè)備中的Profile設(shè)備的信息，同時(shí)將這些信息可以更好地發(fā)送至網(wǎng)關(guān)[2]。此外，當(dāng)網(wǎng)關(guān)接收命令和分析命令時(shí)，就可以掌握對應(yīng)設(shè)備的情況，并能夠?qū)⑿畔l(fā)送至對應(yīng)的設(shè)備中，從而達(dá)到有效傳輸信息的目的。

1.2.2 分析路由器的情況

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，還增加了路由器的節(jié)點(diǎn)，其主要的功能就是可以將軟件所獲取的信息通過路由節(jié)點(diǎn)而提供給內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)通過節(jié)點(diǎn)加入的方式而更好地掌握設(shè)備中所分配的地址。在路由器中節(jié)點(diǎn)的主要作用就是能夠?qū)⒏鱾€(gè)不同房間中的子網(wǎng)進(jìn)行劃分和分開，然后由一個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠?qū)?yīng)負(fù)責(zé)每一個(gè)房間中的設(shè)備，同時(shí)和其他的設(shè)備更好地結(jié)合在一起。此外，在還需要路由節(jié)點(diǎn)對房間中周圍的信息進(jìn)行采集，并能夠定期收集其周圍的情況，然后通過對應(yīng)的數(shù)據(jù)軟件進(jìn)行分析和調(diào)節(jié)，最后通過負(fù)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)而將信息傳遞至對應(yīng)的路由器中，從而為使得人們可以掌握每一房間的具體信息。

1.2.3 設(shè)備結(jié)點(diǎn)情況分析

由于不同的設(shè)備可以在節(jié)點(diǎn)中發(fā)揮自己的功能，然后通過對應(yīng)的軟件更好地設(shè)計(jì)出設(shè)備的節(jié)點(diǎn)，它們主要是主要負(fù)責(zé)對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行搜索和及時(shí)加入，然后將對應(yīng)的信息和數(shù)據(jù)發(fā)送至對應(yīng)的軟件中。因此，在本系統(tǒng)中就需要設(shè)計(jì)出各個(gè)節(jié)點(diǎn)的功能，主要有以下的幾個(gè)作用：第一個(gè)是對設(shè)備中的節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)情況，可以主動(dòng)對不同的協(xié)調(diào)器而發(fā)送地址信息；第二個(gè)是在接收和信息方面可以較好地執(zhí)行對應(yīng)的控制流程，同時(shí)還可以及時(shí)將對應(yīng)的結(jié)構(gòu)反饋至對應(yīng)的協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)。如下圖1所示。

圖1 設(shè)備結(jié)點(diǎn)情況分析

2 分析家庭網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)情況

在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，家庭網(wǎng)關(guān)的作用就是可以運(yùn)用Internet和內(nèi)外部的網(wǎng)絡(luò)信息連接在一起，并將ZigBee的內(nèi)網(wǎng)實(shí)施監(jiān)測。然而在硬件平臺方面，則主要是運(yùn)用臺式的PC，隨著技術(shù)的發(fā)展還可以運(yùn)用嵌入式的設(shè)備，將九針串口線和ZigBee的網(wǎng)絡(luò)連接在一起。但是為了能夠更好地保障軟件可以在不同的信息平臺中實(shí)施移植，因此，網(wǎng)關(guān)軟件主要的開發(fā)過程中就運(yùn)用到了Java語言，而在開發(fā)環(huán)境方面就采用的是Eclipse。在通信模塊中包括了內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)模塊。第一，外部網(wǎng)模塊中可以運(yùn)用兩個(gè)不同的線程實(shí)現(xiàn)，將其中的一個(gè)Runnable作為接口而可以在微博中獲取消息，并經(jīng)過篩選命令之后，就可以實(shí)現(xiàn)更新命令的目標(biāo)，然而另一個(gè)就是幫助Runnable的接口而接收最新的命令，并對命令進(jìn)行判斷進(jìn)而執(zhí)行對應(yīng)的操作，最終將結(jié)構(gòu)返回至遠(yuǎn)程控制端口[3]。第二，內(nèi)部網(wǎng)主要運(yùn)用的是javax.comm，其主要的作用的就是可以實(shí)現(xiàn)異步的串口通信目標(biāo)，基本操作步驟是：首先，列舉出對應(yīng)的串口，然后再擇用對應(yīng)的需求的端口；其次，將串口中的參數(shù)實(shí)施配置，主要包括的內(nèi)容是數(shù)據(jù)位數(shù)、波特率以及停止位與校驗(yàn)等；最后，打開對應(yīng)的串口，這可以將其中的信息輸入和輸出，最終能夠在不同的串口中找到對應(yīng)的事件，并進(jìn)行讀寫。具體情況見下圖2。

3 分析系統(tǒng)運(yùn)行和調(diào)試情況

在系統(tǒng)調(diào)試中最主要的目的就是可以在測試系統(tǒng)方面發(fā)揮積極的作用。例如人們可以在家庭網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中就掌握好通信作用，同時(shí)在不同的結(jié)點(diǎn)中可以發(fā)揮出良好的作用，因此，這就滿足了人們運(yùn)用自己的手機(jī)而有效接收信息。具體的調(diào)試操作步驟是：第一，對其中的九針串口進(jìn)行有效控制，同時(shí)掌握好不同的協(xié)調(diào)器和網(wǎng)關(guān)中的計(jì)算機(jī)情況，這就可以更好地滿足不同協(xié)調(diào)點(diǎn)上開啟網(wǎng)絡(luò)和開啟路由的節(jié)點(diǎn)要求，最終可以順利加入網(wǎng)絡(luò)；第二，打開對應(yīng)的網(wǎng)關(guān)軟件，其中還包括了開啟數(shù)據(jù)庫的服務(wù)，使得路由節(jié)點(diǎn)可以加入網(wǎng)絡(luò)中；第三，對新節(jié)點(diǎn)進(jìn)行入網(wǎng)驗(yàn)證，這就主要是掌握信息管理的方式，同時(shí)也可以在節(jié)點(diǎn)處更好地掌握信息的存儲情況；第四，對定時(shí)環(huán)境下的信息檢測，這主要是掌握好軟件中的各個(gè)不同房間中的溫度和濕度的情況；第五，對于已經(jīng)就接入的網(wǎng)點(diǎn)信息可以在本地控制過程中實(shí)施良好的操作，并能夠在各個(gè)不同的節(jié)點(diǎn)處掌握一個(gè)完整的功能，進(jìn)而保證工作能夠正常運(yùn)行。遠(yuǎn)程控制還需調(diào)試驗(yàn)證網(wǎng)關(guān)和客戶端之間的連接情況，具體地調(diào)試步驟是：第一，從網(wǎng)關(guān)軟件中登錄微博，并在其中需要根據(jù)不同的用戶需要而設(shè)置權(quán)限；第二，打開一些移動(dòng)客戶端或者是應(yīng)用系統(tǒng)，并進(jìn)行登錄認(rèn)證，這主要是測試各個(gè)功能中是否在獲取信息方面可以具有良好的敏感性，其中就包括房間信息、操作列表以及操作設(shè)備等，第三，修改用戶的權(quán)限，主要的作用是驗(yàn)證系統(tǒng)的功能。

圖2 家庭網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)情況

4 結(jié)束語

在文章中主要分析通過社交網(wǎng)絡(luò)中的媒介方式而有效控制家居物品，并且在公共的社會網(wǎng)絡(luò)中，可以在此平臺上實(shí)施交互，這就有效地幫助人們解決傳統(tǒng)居家中遠(yuǎn)程控制方面所存在的缺點(diǎn)。如難以在家庭中安裝服務(wù)器，對IP地址產(chǎn)生較大的依賴性等，通過家庭中物聯(lián)網(wǎng)模式而實(shí)施內(nèi)網(wǎng)拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，可以有效地保持網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)可以較好地調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，進(jìn)而提升網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)靈活性，滿足人們?nèi)粘Ｉ钪械男枨蟆?/p>

[1]吳岳忠,汪濤,周訓(xùn)志等.基于物聯(lián)網(wǎng)的家居室內(nèi)環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)研究*[J].微型機(jī)與應(yīng)用,2014,20(14):60-63.

[2]吳文平.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用研究[J].吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào),2016,32(04):86-88.

[3]鄭曉彬,王琛嵐,王忠等.基于ZigBee和Android的家用移動(dòng)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)測量與控制,2015,23(08):2706-2708,2712.

Design of smart home remote wireless monitoring system based on Internet of things

Li Zhong
（Shunde Leliu vocational and technical school，F(xiàn)oshan Guangdong，528000）

This paper focuses on the analysis of IOT technology support system, the implementation of intelligent Home Furnishing remote wireless monitoring, effectively link the actual needs of users and life, and thus can better overcome the drawbacks of traditional server and relies on the IP address exists, and also effectively improve the safety degree.

Internet of things technology; smart home; remote wireless monitoring system; design; discussion