梁家琦

【摘? 要】在未來家居的發(fā)展中，智能家居無疑是最為突出的一種家居發(fā)展方向和趨勢。5G時代的到來以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，為智能家居的發(fā)展提供了非常大的便利。論文以此為研究背景，首先對智能家居的發(fā)展情況和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用情況進行了分析和討論，之后對面向移動互聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)進行了分析和研究，并提出了面向移動互聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)組網(wǎng)方案，對方案中一些模塊的實現(xiàn)方法和技術(shù)進行了介紹。

【Abstract】In the future development of home， smart home is undoubtedly the most prominent development direction and trend of the home. The arrival of 5G era and the rapid development of internet technology provide great convenience for the development of smart home. Based on this background， this paper firstly analyzes and discusses the development status of smart home and the application status of internet technology in smart home. Then， this paper analyzes and studies the smart home system for mobile internet， and puts forward a networking scheme of smart home system for mobile internet， and introduces the implementation method and technology of some modules in the scheme.

【關(guān)鍵詞】移動互聯(lián)網(wǎng);智能家居;系統(tǒng)

【Keywords】mobile internet; smart home; system

【中圖分類號】F426;TP27? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）10-0178-02

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，社會信息化的程度越來越高，三網(wǎng)合一、三屏合一等新理論的出現(xiàn)，為智能家居未來的發(fā)展方向提供了非常重要的理論支持。隨著新時代下信息技術(shù)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被納入新的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開始備受關(guān)注，并受到智能家居業(yè)內(nèi)人士的青睞，智能家居也成為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的第三大應(yīng)用領(lǐng)域。在5G技術(shù)支持下，移動互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，在移動終端的移動互聯(lián)網(wǎng)介入和家庭寬帶網(wǎng)絡(luò)的連接下，形成一個遠程的高速網(wǎng)絡(luò)通信平臺，實現(xiàn)遠程智能家居控制，而這個高速平臺為智能家居的遠程操控創(chuàng)建了很好的條件。

2 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用

智能家居中的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要包括了有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩種，家庭有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要是指通過有線網(wǎng)絡(luò)對家居設(shè)施進行數(shù)據(jù)的傳輸，而這種數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣缺容^快，傳輸?shù)念l率也比較穩(wěn)定，但是會因為線路布置的局限性而缺乏一定的靈活性。

無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展而發(fā)展的一種新型智能傳輸技術(shù)。在智能家居系統(tǒng)的應(yīng)用中，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為其發(fā)展提供了非常便利的條件。無線智能家居的設(shè)計理念已經(jīng)被很多廠商所認同，并得到了快速的發(fā)展。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，代替了原來的有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，避免有線網(wǎng)絡(luò)安裝的煩瑣操作，讓整個網(wǎng)絡(luò)布局更加簡潔和方便，尤其是藍牙技術(shù)、紅外技術(shù)和無線電射頻技術(shù)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用，為現(xiàn)代智能家居提供了更加便利和多元化的連接方式，可以說無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是智能家居未來發(fā)展最為重要的一種支撐技術(shù)。

3 智能家居系統(tǒng)中的移動互聯(lián)技術(shù)

3.1 Wi-Fi互聯(lián)技術(shù)

無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是在無限局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，是實現(xiàn)無線通信技術(shù)的基礎(chǔ)，同時，也是現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的一種基礎(chǔ)性通信技術(shù)。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不僅僅可以應(yīng)用在計算機中，同時，也可以在智能手機等移動終端設(shè)備中應(yīng)用。此外，很多家庭住宅中也使用了無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為人們使用無線上網(wǎng)提供了便利，也為智能家居系統(tǒng)的應(yīng)用提供了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。無線互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，使用者可以把家電設(shè)備和智能終端進行連接，之后通過手中的設(shè)備對其進行遠程智能操控。例如，通過移動手機智能終端可以對家庭中的空調(diào)進行遠程控制，使用者可以在回家的路上通過手機對空調(diào)進行控制，將空調(diào)打開，并對空調(diào)的溫度進行有效的控制，使用者在回到家之后，可以享受合適的室內(nèi)溫度?？梢?，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能家居系統(tǒng)的作用是非常突出的，幫助智能家居的應(yīng)用效果實現(xiàn)最大化。5G和Wi-Fi互聯(lián)技術(shù)的結(jié)合，讓網(wǎng)絡(luò)的速度更加快速，解決了4G網(wǎng)絡(luò)中擁堵卡頓的問題。在局域網(wǎng)下通過5G和Wi-Fi的路由器可以讓手機對智能家居的傳輸命令在1s內(nèi)傳輸完畢，智能家居設(shè)備可以在3s內(nèi)完成指令，提高了智能家居運行速度，和4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比，智能家居信息數(shù)據(jù)的接受和執(zhí)行速度將提高一倍左右。

3.2 ZigBee互聯(lián)技術(shù)

ZigBee技術(shù)是在無線傳感器的基礎(chǔ)上進行通信的，在安裝的過程中，不需要準備大量的設(shè)備和材料，所以需要的成本比較低，并且不需要很大的用電量，還具有一定的安全性和穩(wěn)定性。因為不需要大量的電力，所以在使用無線傳感器的過程中可以使用電池產(chǎn)生電能，這樣就可以實現(xiàn)超長待機，減少相關(guān)的布線工作，節(jié)約電力，減少成本。要想實現(xiàn)對智能家居環(huán)境的有效控制，需要對家居的具體要素等進行多方面的檢測，而這就需要使用傳感器，例如，在對家居環(huán)境的溫度進行設(shè)定時，需要對空氣中的溫度進行檢測，需要通過傳感器來實現(xiàn)。而5G通信網(wǎng)絡(luò)和ZigBee技術(shù)的結(jié)合使用讓ZigBee無線組網(wǎng)通信技術(shù)的優(yōu)勢更加突出和明顯，將其應(yīng)用到智能家居上，可以讓居住者在家庭使用過程中實現(xiàn)更低的損耗，提高了智能家居信息數(shù)據(jù)的傳輸速度，同時，也提高了人們使用智能家居的體驗感。

3.3 5G互聯(lián)技術(shù)

現(xiàn)階段，在智能家居的發(fā)展中，最大的制約因素就是通信網(wǎng)絡(luò)，智能家居的使用需要在非常短的時間內(nèi)實現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和傳輸，而5G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)完全解決了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)膯栴}，讓智能家居的覆蓋范圍更加廣泛。5G網(wǎng)絡(luò)的信號更加穩(wěn)定，單位內(nèi)的流量傳輸更快、更多，安防的問題也可以得到有效的解決。例如，在智能家居監(jiān)控方面，可以通過無線傳輸高清的畫面來實現(xiàn)視頻監(jiān)控，同時，也可以進行移動監(jiān)控，更好地保障了家庭的安全。

4 面向移動互聯(lián)網(wǎng)的智能家居組網(wǎng)分析

4.1 組網(wǎng)方案

在家庭控制系統(tǒng)的通信平臺中，面向移動互聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)建起高速的遠程智能家居系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠程對智能家居設(shè)備的控制和服務(wù)，例如，遠程視頻監(jiān)控、信息共享以及多媒體應(yīng)用等。在此組網(wǎng)方案中，首先，要以主控單元為核心，構(gòu)建起家庭控制網(wǎng)絡(luò)，主控單元的構(gòu)成包括了ARM、其他處理器以及一些通信模塊，以嵌入式系統(tǒng)和家庭控制軟總線實現(xiàn)智能家居系統(tǒng)的核心控制單元，直接進行觸摸式的控制。此外，從控制單元中的主要通信模塊和傳感控制模塊可以實現(xiàn)接收命令和上傳狀態(tài)信息的功能，而主控單元和從控單元之間的底層通信方式可以通過家庭現(xiàn)場的總線系統(tǒng)來實現(xiàn)，一般情況下，在家庭聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，通常使用的是ZigBee、X-10和無線射頻等。

其次，家庭控制網(wǎng)絡(luò)中主要是通過標準網(wǎng)絡(luò)接口接入家庭寬帶網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)，之后通過家庭寬帶網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)，或者直接接入互聯(lián)網(wǎng)。多媒體系統(tǒng)和家用小型數(shù)據(jù)庫一般會布設(shè)在家庭的寬帶網(wǎng)絡(luò)中。多媒體系統(tǒng)主要是用于一些報警、語音、視頻信息等;數(shù)據(jù)庫主要是用于儲備相關(guān)的狀態(tài)數(shù)據(jù)、控制命令和場景定義等。

4.2 主要模塊的實現(xiàn)

首先，控制單元：主要是智能家居系統(tǒng)中的核心控制器，可以說是智能家居系統(tǒng)中的大腦，主要以ARM和CPU作為主要的處理器，對外連接各種技術(shù)類型的通信接口模塊，并移植一些嵌入式的操作系統(tǒng)，通過家庭控制軟件的總線和TFT液晶顯示和觸摸屏控制進行連接。主控單元通過軟總線的Net接口和監(jiān)控終端的透明數(shù)據(jù)進行連接和傳輸。主控單元主要通過軟總線平臺對各種類型的集成硬件協(xié)議驅(qū)動和硬件通信接口模塊進行連接，實現(xiàn)從控單元模塊的通信，達到檢測和控制的目的。此外，由主控單元中的GSM接口向用戶移動終端發(fā)送報警狀態(tài)的信息。

其次，從控單元：主要是通過X-10、紅外、無線射頻以及ZigBee等一些硬件網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行安防、智能家居設(shè)備設(shè)施的控制，例如，對家居中的溫度檢測、濕度檢測、排風扇以及智能空調(diào)控制和安防監(jiān)控等。例如，調(diào)整光照的強度、自動窗簾的控制、煙霧檢測和噴水、報警、自動關(guān)閉煤氣閥門，等等，這些功能的實現(xiàn)需要借助GPS的基準時間源和RFID的門禁和燈光控制等。

最后，數(shù)據(jù)庫接口和AI接口：數(shù)據(jù)庫的接口是在ODBC和ADO虛擬硬件接口封裝的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，主要應(yīng)用在數(shù)據(jù)傳輸過程中，實現(xiàn)分布式的數(shù)據(jù)采集和存儲功能，為實時訪問提供所需要的數(shù)據(jù)信息。AI接口主要是應(yīng)用在比較成熟的第三方智能預(yù)測算法、移動計算等系統(tǒng)的相互聯(lián)系上，這樣可以實現(xiàn)整個系統(tǒng)的智能應(yīng)用，并讓智能應(yīng)用具有更高的開放性和穩(wěn)定性。

【參考文獻】

【1】陸興華，翟倩.移動互聯(lián)網(wǎng)智能家居控制信號測試技術(shù)優(yōu)化[J].電子測量技術(shù)，2020，43（06）：148-152.

【2】王娜.基于力控的智能自動化家居系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)分析[J].價值工程，2019，38（36）：218-219.

【3】周軼捷.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐下智能家居的有效控制與功能發(fā)揮探討[J].電腦知識與技術(shù)，2019，15（17）：296-298.

【4】王祥哲.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能家居系統(tǒng)的思考[J].科技傳播，2019，11（04）：168-170.

【5】趙翔，張珅.互聯(lián)網(wǎng)信息時代下室內(nèi)設(shè)計與智能家居結(jié)合的實踐與研究[J].門窗，2018（02）：100-103+106.

【6】楊少華，張甍，趙曉波.“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下智能電網(wǎng)及智能家居融合研究[J].電力信息與通信技術(shù)，2016，14（04）：35-38.