基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計與實現(xiàn)

張瑞英 荊學海

（1甘肅廣播電視大學信息中心，甘肅 蘭州 730030；2甘肅廣播電視大學蘭州分校，甘肅 蘭州 730030）

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計與實現(xiàn)，有利于優(yōu)化智能家居控制方式，完善其控制系統(tǒng)實踐應用中的服務(wù)功能，促使智能家居控制效果逐漸增強，最大限度地滿足用戶的實際需求。因此，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居設(shè)計與實現(xiàn)的研究工作是當前的技術(shù)熱點，并加強ZigBee、MQTT技術(shù)設(shè)計方法、豐富實踐經(jīng)驗等要素的配合使用，進而得到可靠的設(shè)計方案，從而為物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)構(gòu)建及其控制水平提升提供必要的參考依據(jù)。

1 基于物聯(lián)網(wǎng)智能家居設(shè)計目標

為了得到切實有效的基于物聯(lián)網(wǎng)智能家居設(shè)計方案，實現(xiàn)智能家居的科學控制，需要了解其設(shè)計的價值所在。具體包括：1）在智能家居設(shè)計中引入物聯(lián)網(wǎng)，能夠傳感器支持下的住宅內(nèi)人員、設(shè)備等信息得到高效采集并加以利用。此時，技術(shù)人員結(jié)合智能家居的實際情況，將獲取到的信息通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)送入預先設(shè)置好的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，且在服務(wù)器的支持下，能夠方便用戶實時了解家居設(shè)備的運行狀況，也可對這些設(shè)備進行控制；2）與傳統(tǒng)的以嵌入式網(wǎng)關(guān)為中心所構(gòu)成的智能家居系統(tǒng)相比，物聯(lián)網(wǎng)支持下的智能家居系統(tǒng)控制功能更加顯著，且能夠滿足海量數(shù)據(jù)的處理要求，實現(xiàn)對服務(wù)器資源的高效利用；3）基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計，由于其對ZigBee技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)進行了充分利用，使得智能家居控制中的布線方式得到了優(yōu)化，并減少了相應的成本費用，且能給予用戶在智能家居系統(tǒng)維護方面更多的便利。這些方面的不同內(nèi)容，客觀地說明了基于物聯(lián)網(wǎng)智能家居設(shè)計的價值所在。

因此，需要在實踐過程中不同的角度進行充分考慮，實現(xiàn)智能家居系統(tǒng)設(shè)計，構(gòu)建出功能強大的智能家居系統(tǒng)，促使智能家居實踐過程中的各種信息能夠得到高效處理，滿足用戶的多樣化需求。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)要點

實踐過程中落實基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計工作時，應充分地考慮其系統(tǒng)架構(gòu)組成，并從感知控制層、接入層等方面入手，實現(xiàn)智能家居設(shè)計，并發(fā)揮出物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，為智能家居系統(tǒng)的合理運用奠定基礎(chǔ)。具體表現(xiàn)在以下方面。

2.1 設(shè)計中的感知控制層

結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的功能特性及其各層次的實際情況，需要在基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計中充分地考慮感知控制層的實際作用，并對其進行合理設(shè)置。具體表現(xiàn)為：1）為了實現(xiàn)對智能家居中家居電氣設(shè)備運行參數(shù)的獲取、運行狀態(tài)的改變等，則需要充分地發(fā)揮出物聯(lián)網(wǎng)中感知控制層的實際作用。在該層的支持下智能紅外遙控器、智能電表、智能開關(guān)等家居設(shè)備運行參數(shù)得到有效“感知”，并對設(shè)備進行實時控制，確保其運行狀況良好性；2）因感知控制層攜帶了包含通信接口的電器，則其作用下的智能家居系統(tǒng)運行中能夠?qū)崿F(xiàn)與家庭路由器通信，給予家居設(shè)備穩(wěn)定運行科學保障。因此，基于物聯(lián)網(wǎng)智能家居設(shè)計中應根據(jù)設(shè)計情況，設(shè)置好系統(tǒng)所需的感知控制層。

2.2 設(shè)計中的接入層與互聯(lián)網(wǎng)層

在基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計中，為了使感知控制層的多個終端能夠與互聯(lián)網(wǎng)相連接，則需要設(shè)計人員注重接入層的合理設(shè)置。在接入層的作用下，能夠借助ZigBee的優(yōu)勢，實現(xiàn)與智能家居系統(tǒng)感知控制層的終端通信，并將得到的數(shù)據(jù)及時地送到服務(wù)器中，促使用戶能夠?qū)崿F(xiàn)智能家居中各設(shè)備的遠程控制。同時，由于接入層實踐應用中具有類似于通信接口的功能，使得其能夠與局域網(wǎng)進行連接，最終達到與遠程服務(wù)器通信的目的，為用戶提供更多的便利。因此，基于物聯(lián)網(wǎng)智能家居設(shè)計中應設(shè)置好接入層，確保智能家居系統(tǒng)的服務(wù)功能良好性。

在進行物聯(lián)網(wǎng)支持下的智能家居設(shè)計作業(yè)時，為了實現(xiàn)小區(qū)局域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的連接，并優(yōu)化通用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用功能，則需要加強互聯(lián)網(wǎng)層使用。在具體的設(shè)計過程中，設(shè)計人員設(shè)置互聯(lián)網(wǎng)層時，需要做到：1）結(jié)合小區(qū)局域網(wǎng)接入互聯(lián)網(wǎng)的實際要求，合理設(shè)置網(wǎng)絡(luò)層；2）根據(jù)小區(qū)內(nèi)路由器、交換機等不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能特性，重視互聯(lián)網(wǎng)層的合理設(shè)置，促使智能家居系統(tǒng)運行中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)，并為眾多局端設(shè)備的高效工作提供保障。因此，基于物聯(lián)網(wǎng)智能家居設(shè)計中也需要重視互聯(lián)網(wǎng)層設(shè)置，保持智能家居系統(tǒng)良好的功能特性。

2.3 設(shè)計中的服務(wù)管理層與應用層

在智能家居系統(tǒng)運行中，為了實現(xiàn)對應用、數(shù)據(jù)庫等不同類型服務(wù)器的高效利用，則需要設(shè)計人員在物聯(lián)網(wǎng)的作用下注重系統(tǒng)所需的服務(wù)管理層設(shè)置。具體表現(xiàn)為：1）充分考慮智能家居系統(tǒng)運行中服務(wù)器的功能特性，在物聯(lián)網(wǎng)實踐應用中設(shè)置服務(wù)管理層時，應結(jié)合感知控制層設(shè)備運行的實際概況，將其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及時地存儲于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，進而在其它服務(wù)器的支持下，方便用戶遠程查看智能家居信息；2）為了實現(xiàn)用戶對智能家居設(shè)備的實時控制，設(shè)計人員應在物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的服務(wù)管理層作用下，將系統(tǒng)中的控制命令及時地下發(fā)給被控設(shè)備，確保智能家居設(shè)備控制有效性。同時，為了給用戶提供所需的人機接口，則需要設(shè)計人員在物聯(lián)網(wǎng)的支持下，結(jié)合與之相關(guān)的應用層功能特性，使得客戶端軟件能夠?qū)揖釉O(shè)備進行實時監(jiān)控，并使用戶能夠與智能家居系統(tǒng)進行遠程交互。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居實現(xiàn)方案

為了實現(xiàn)對基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)使用，擴大其實際應用范圍，可從這些方面入手：1）合理設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。在智能家居物聯(lián)網(wǎng)運行的過程中，為了使終端設(shè)備與服務(wù)器、ZigBee接口等彼此間能夠連接起來，應加強物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)使用。同時，在設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的過程中，應采用模塊化思想，且在以太網(wǎng)接口的作用下，確保物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)作用下的智能家居系統(tǒng)得以穩(wěn)定運行；2）為了實現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)運行中用戶與設(shè)備能夠保持良好的互動效果，需要重視Web服務(wù)器使用，確保系統(tǒng)運行狀況良好性。實踐過程中若將物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)與Web服務(wù)器應用于智能家居設(shè)計中時，將會為智能家居系統(tǒng)構(gòu)建提供必要的支持，并使智能家居設(shè)備運行中產(chǎn)生的信息能夠得到充分利用。

4 結(jié) 語

綜上所述，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)計與實現(xiàn)，具有重要的現(xiàn)實意義：能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)支持下智能家居系統(tǒng)構(gòu)建，促使家居、社區(qū)、互聯(lián)網(wǎng)實踐過程中能夠?qū)崿F(xiàn)信息資源共享，保持家居互聯(lián)網(wǎng)良好的實踐應用效果。因此，未來智能家居研究過程中，為了提升其控制系統(tǒng)的潛在應用價值，相關(guān)人員應充分地考慮物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，并注重信息技術(shù)與計算機網(wǎng)絡(luò)的配合使用，增強智能家居系統(tǒng)適用性。在此基礎(chǔ)上，應對該系統(tǒng)設(shè)計過程中的實踐經(jīng)驗進行總結(jié)，并加強該系統(tǒng)實踐應用效果評估，處理好其中的細節(jié)問題，滿足智能家居控制需求。

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