物联网智能家居设计毕业论文

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随着科技的不断进步发展，人们对于生活环境质量要求越来越高。在解决了基础物质生活需求的今天，高质量的生活水平逐渐为人们所追求。智能家居也随之而生，随着物联网络的出现，家居物联网的组建也日渐提上。

家居物联网的出现，将极大的改变我们的家居环境，甚至是社会生活习惯，其本质是物理无缝集成到信息网络中，实现真实世界与互联世界的融合。本文将结合物联网技术，着重介绍家居物联体系的建立、实现以及在物联环境中家电的新型应用。

体系架构

家庭家居物联网系统是物联网域中的最小集成单位，是实现统一融合的物联网络的最小系统，其技术构建可用”DCMC”来概括，即Device(设备)、Connect(连接)、Manage（管理）以及Customer（用户）。其组成如图所示：（附件）

家居物联网的设备层（Device）主要实现数据的采集以及信息的发布。包括了传感器、集成RFID识别等新型技术的物联家电终端、二维码标签以及通信模块等设备。

家居物联网的数据互联层（Connect）实现不同的数据传输类型的协议互联，是整个家居物联网的数据传输通道。通过数据的互联实现终端设备的组网通信，而不再是单一的信息孤岛，实现对于GSM、3G、RFID、WIFI、蓝牙等技术的互联。

家居物联网的控制管理层（Manage），是整个家居物联系统的核心，通过它可以对家中的终端设备进行控制、管理，以及提供智能的分析处理。并可以实现人与家居物联网络的交互，实现互联世界对物理世界的操作。

家居物联网的用户对象层（Customer），是家居物联网的使用者。通过语音合成技术构筑的良好人机交互机制，通过对管理层下发命令来控制整个家居物联网络，而物联网的信息可以通过语音合成进行语音的播报反馈给使用者。

解决方案

家庭家居物联网系统（以下简称家庭联网系统）的技术方案主要涉及TTS技术、无线通讯技术、电子技术、计算机技术、网络通信等技术手段，实现家庭家居互联控制、通信以及家居网络的安防的功能，能与其他家庭网络互连组网。可以实现远程家电控制、报警，以及实时数据采集、网络互享等功能。

家庭联网系统主要分为三大部分组成：

1、家庭信息互联处理中心是家居物联网的联络中心，主要实现家中不同的家电的互联信息处理以及与外网的数据交流；

2、家庭控制管理中心是实现家居物联网的控制中心，处理远程操控命令、采集传感器和标签信息，并兼容家庭安防控制系统，可以对局域网的用户设置访问等级等功能。；

3、移动互连处理中心是外网数据与家居联网数据的交互平台，主要实现物理局域网内、外数据与家居互联中心的数据交互，并能将外来请求提供给安防中心。如下图所示：（附件）

系统构成

家庭信息互联处理中心和家庭控制管理层的组成包括：物联终端设备、通信网关设备和提供信息管理处理的应用软件，而移动互联中心组成主要为通信网关和网络应用程序组成。

物联终端设备主要为家用物联电器，物联家电终端将是新技术综合的复杂元器件整体。如物联冰箱（产品中已集成了语音合成芯片SYN6288），在食物扫描进入冰箱时会自动的记录食物的生产日期，经过智能的判断后会通过TTS技术进行语音播报：“于2010年11月5日购买的牛奶，已经过期，请勿饮用。”或者在冰箱内的食物不够时，会进行语音提示给用户，在得到用户的采购单后，通过联网技术在允许接入的超市中进行购物。

除了白色家电控制管理应用外，家居物联环境中的物联黑色家电终端也将更智能，更娱乐。未来的家用物联TV会智能判断感知人观看电视节目时与电视的距离，当距离过近会自动的黑屏并通过内置的语音合成软件进行语音播报提示。而电视节目提供商在得到客户允许后，收集客户平时喜欢观看的电视节目，有新的客户喜欢的节目出现会第一时间通过TTS技术进行合成播报推荐，用户可选择接受或拒绝。终端生产商在客户使用电器过程中收集客户常用的功能，来制定针对目标客户的个性化产品。

物联家电终端出现产品故障等问题时，会第一时间通过语音合成技术对室内的客户报警，并将家电故障数据提交给厂商的售后部门以及指定的用户手机中。售后部门的服务处理中心得到数据，并从云处理中心得到准确的操作步骤，反馈给客户，并指派工程师去提供维护服务。

通信网关与物联终端基于统一的互联通讯协议（如闪联标准），物联终端和传感采集装置可将整个家庭环境中的动静态数据信息通过通信网关与家庭控制管理进行数据的交互。当出现异常的数据信息能迅速的将数据上传，并进行室内的告警。用户在外出时，可以通过移动互连终端如手机，精确的对家中的电器进行操控，在夏日的下班途中，可以远程控制家中的空调提前开启，等踏入家门中，将是舒适的温度。

每个家庭的家居物联网可以对外来访问请求设置相应的等级，最大的保障用户的隐私使用权益。按照不同访问等级，将访问不同权限的家居联网数据信息。

意义

家庭物联网的构筑将实现家用电器等一系列家用产品的触觉，而集成了语音合成技术实现了物品的说话能力，在物联终端或者通信网关中集成语音合成芯片（如SYN6288）实现物品开口说话的能力。通过语音的直接交流，才是最为合适的人机交互处理机制。

家庭环境中的一些数据信息需要与小区或者更大规模的物联网络进行集成，通过云处理中心来提供智能的判断能力，提供紧急事件的处理方法，最终实现物理环境与虚拟环境的融合。

结语与展望

家庭联网系统将是整个物联网络中的一个最小完整节点，只有家庭物联网系统的构成，才能实现小区以至国家范围内的物联系统。家庭家居物联网的建设最为迫切需要解决的问题则是物联通讯协议标准的确立，而不是几年过后互不相连的信息孤岛。

通过家居联网系统的建设推广，实现统一的物联小区局域网。家居物联网的主要应用场所也是在小区、办公楼等局域网络中的使用，通过家庭家居联网系统的构建来推动我国物联网的由点及面的发展。整套系统的构建将是小区物联网必不可分的基础结构，是实现物联小区的主力应用方向。语音合成带来的良好人机交互体验，也是物联终端所必备的功能。

浅析物联网在智能家居中的应用摘要：众所周知， 物联网是新一代信息技术的重要组成部分， 在当今社会以及未来社会发挥着巨大的作用，而且其应用方面也越来越广阔。虽然当前的物联网技术还不是很成熟，但是在某些领域方面的研究还是比较靠前的， 比如家居方面。 所以本次选取了物联网在智能家居中的应用这一话题。 在论文中， 会首先介绍物联网的相关内容， 包括对物联网的认识以及物联网的作用， 然后介绍物联网是如何在智能家居中应用的还有目前大家对智能家居的评价，最后我们会展望一下智能家居的未来发展状况以及目前我们可以做的一些相应改变。关键词：物联网、技术框架、智能家居、发展前景一 、 对 物 联 网 的 认 识物联网是新一代信息技术的重要组成部分， 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。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化 3 个重要特征。其英文名称是“ The Internet of things ”。由此，顾名思义， “物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网， 是在互联网基础上的延伸和扩展的网络； 第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。从技术架构上来看， 物联网分为三层：感知层、网络层和应用层。 感知层由各种传感器以及传感器网关构成， 感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢， 它是物联网识别物体、采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、 网络管理系统和云计算平台等组成， 相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。 应用层是物联网和用户（包括人、 组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。同时我们也应该注意到在物联网应用中有三项关键技术：1、传感器技术，这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。 自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。2、RFID 标签也是一种传感器技术， RFID 技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术， RFID 在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。3、嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。 如果把物联网用人体做一个简单比喻， 传感器相当于人的眼睛、 鼻子、皮肤等感官， 网络就是神经系统用来传递信息， 嵌入式系统则是人的大脑， 在接收到信息后要进行分类处理。二 、 物 联 网 的 作 用从上文我们对物联网的认识， 物联网可以实现物物相通。 但是除此之外， 物联网还有其他的作用：1、除了实现人与人之间的相互交换信息和通信之外，还可以实现人与物、物与物之间进行信息交换和通信。当然，这里人还是主体。因为，物与物之间进行信息交换和通信的目的，还是要为人服务、为人所用。2、除了实现信息的交换与通信的目的，还可以通过安装信息传感设备，如射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等，将所有的物品都与网络连接在一起，方便识别和管理。由以上我们可以总结对物联网的一个大概认识： 物联网是一项利用传感器的连接来实现物物相通的网络， 在这个网络之中可以实现信息的交换与分析； 同时在这个网络中还能实现对物体的智能控制，以此来满足对大众的相应需求。三 、 物 联 网 在 智 能 家 居 中 应 用 情 况 分 析 对智能家居的相关认识智能家居， 或称智能住宅。首先，它需要在一个家庭中建立一个通讯网络， 为家庭信息提供必要的通路， 在家庭网络操作系统的控制下， 通过相应的硬件和执行机构， 实现对连入家庭网络的所有家电和设备的控制和监测； 其次，它们都要通过一定的媒介， 构成与外界的通讯通道， 以实现与家庭以外的世界沟通信息，满足远程控制、监测和交换信息的需求，其最终目的都是满足人们在家庭中对安全、舒适、方便地工作和生活的需求。 智能家居的主要功能（1）安全防护及消防报警自动化安全防护及消防报警自动化是智能家居的最基本的一项功能， 由于人们对自身及财产的安全更加重视，选择智能化家居的一个基本出发点是家庭保安和灾害报警自动化。（2）家电设施智能化家电设施智能化是智能家居的一个重要组成部分。 智能家居的一个显著特点就是它能根据住户的要求对家电和家用电气设施灵活方便地实现智能控制， 更大程度地把住户从家务劳动中解放出来。随着社会的发展和技术的进步，家电设施智能化还会出现更多更新的应用。（3）物业管理自动化通过与小区智能系统联网，住户可对用水、用电、用气以及电话、网络等的使用情况进行监视。 一是实现各种费用的自动计量， 减少物业管理工作量； 二是方便用户对费用进行自我控制， 避免费用严重超支； 三是可及时发现并避免电话或其他资源被盗用。 物业管理自动化是小区智能化的一种标志。（4）信息和通讯自动化一般的通讯自动化只是通过电话实现简单的电话自动录音、 传真自动接收或回复； 而通讯智能化可将家中异常情况通过电话自动拨打 110、119 报警电话或主人的办公电话、手机等通讯工具。 智能家居的通讯信息自动化的内容将更加广泛。 如将住户的个人电脑连入局域网、互联网，充分利用计算机网络资源，实现从社区信息服务、物业管理服务、网上资料查询、网上商务等各种互联网功能。在条件具备的情况下，还可实现远程医疗、远程教学、咨询预约等功能。（5）各种设备之间的协同工作智能家居系统可以提供更丰富的系统关联功能。 例如，当您准备看电视时， 客厅灯光自动调到您喜欢的亮度 （通过调光控制模块实现） 、窗帘自动拉上 （通过窗帘控制模块实现） 、电视机打开并调整到您最喜欢的频道，等等。（6）环境与节能智能家居能监视室内的温度、 湿度、 亮度等环境状态值， 并根据住户的习惯进行调节控制，它在一定程度上既能使生活空间更加舒适，又能节约能源。不仅如此， 通过对家电的智能控制还可实现对水、煤气等资源的节约。 智能家居的组成学术界对智能家居的组成没有定论， 综合各种观点， 一个完整的智能家居系统除了具有各种功能的信息电器外，还必须包括以下几个模块：（1）信息处理模块为了使相互独立的信息家电可以实现信息共享与协同工作， 智能家居系统中必须具有专门的信息处理模块。 它的功能主要是收集家庭中各个家电的工作状态和服务请求， 对各种数据进行实时处理，并将结果送入功能驱动模块。（2）通信模块如果说信息处理模块是智能家居系统的大脑，那么通信模块就是实现信息传导的神经。根据家庭组网的特点，通信模块常利用已有的布线（如电力载波），或者采用无线传输（如蓝牙、 红外）等。 由于不同的信息电器对传输时的带宽要求不同，实际中的通信模块常采用多种方式混合组网。（3）功能驱动模块功能驱动模块是信息流入、 流出各个信息电器的接口。 由于各个电器生产厂商的产品在功能和实现上都有很大的不同， 所以必须通过功能驱动模块将信息处理模块的指令翻译成电器可以执行的电平信号， 以及将电器的各种状态信息转换成信息处理模块可以理解的二进制信息。（4）外界信息接口模块该模块可以看成是一个家庭通向外界（如 Internet）的网关。它在家庭内部各种电器信息共享的基础上，进一步实现了基于 Internet 的资源共享，从而更进一步实现了共享的深度和广度， 也将是未来智能家居系统发展的热点。 由于家庭内部网络通常不使用 TCP/IP 协议，所以外界的信息接口模块中最基本的功能就是从 TCP/IP 协议到各种家庭内部网络协议的转换。四 、 智 能 家 居 的 缺 陷市场经济具有自发性和盲目性， 这两种特性一方面造成了智能家居行业的迅速壮大， 另一方面也为孕育了某此缺陷。 对于新事物而言， 其优势往往显而易见的， 而缺陷则是隐形的。站在行业发展的高度来看，这些隐身在兴盛背后的缺陷将会严重阻碍整个行业的未来发展。目前智能家居行业的缺陷主要可以概括为“弱智”和“复杂”两点。1、所谓的“弱智”是指不够智能。智能家居除了设备本身具有计算、判断能力之外，还需要各设备之间的联动来实现智能。 联动性上正是当前智能家居行业的短板， 其原因在于我们智能家居系统的功能不全。 而大部分品牌往往只能实现安防报警、 可视对讲、 智能照明等三、 四个功能，可互相组合派生的功能甚少，更谈不上什么联动了， 因此其智能程度大遭消减。2、复杂主要体现产品布线复杂，配置复杂，操作复杂这三点。现在有许多智能家居系统组网是基于总线技术的， 不可避免的带来了繁复的布线问题， 增加了施工成本。 部分智能家居系统， 缺乏软件支撑，配置起来其过程十分复杂，基本只有专业人员才能完成。操作复杂，主要表现为产品设计不够人性化，界面太多，杂乱无章，甚至没有界面，为用户带来了很大的记忆量。五 、 物 联 网 的 发 展 前 景尽管目前物联网在智能家居行业还有很多需要改进的地方， 但这并不影响我们对物联网的展望，以后的物联网发展趋势应该有以下几点：1、无线控制不断深化：比如在智能家居这一应用方面，业内人士认为，未来， WiFi 无线网络传输技术和 Zigbee 无线技术会在家庭中得到更广泛的应用。 用户通过 Zigbee 遥控器，可以对连接在家庭网络上的家用电器使用状况进行查询， 并对其进行无线遥控。 用户在使用时，不再局限于传统的智能终端设备，家中的电视、电脑、手机等显示设备都可以作为控制终端。因此，在智能家居系统中加入无线和远程控制技术，将更好地发挥智能家居的功能，为用户带来便捷生活体验。 我们相信， 未来的物联网应用方面会通过技术改进， 继续深化无线智能控制技术，以此来满足更多消费者的需求。2、网络功能强势凸显：一直以来，网络化是物联网的主要发展趋势。通过互联网，人们可以将智能家居系统中的视频监控与手机有效结合起来， 一旦有小偷进入家中， 报警信号即可迅速通过网络， 传送到小区安防中心、 地区报警中心及用户手机上。 各报警中心和用户可以立即调入视频图像， 保证在第一时间有效地监看到小偷的面貌， 确保日后调查取证。 同时我们还可以利用智能交通系统将交通中出现的任何相关问题及时反应到交警值班处， 以此来提高办事效率。3、智能控制内容逐步扩大：物联网通过智能化手段，使得人们生活体验变得更加的方便、舒适。 针对目前物联网的一些应用方面的缺陷， 可以想象在未来的社会我们必定要克服当前出现的智能不能完全实现智能、过于复杂等缺陷。总体来说， 物联网是一个新兴的但是却是一个很有用处的行业， 它在当今社会以及未来社会都会对人们的生活带来翻天覆地的改变。 虽说目前的物联网在各个领域都有所运用， 尤其是在智能家居领域已经有了比较好的发展，但是我们也应该看到目前所出现的一些问题，我们只有解决好目前物联网在一些领域的应用中所出现的缺陷， 这样才能让物联网更好的为我们服务，使得我们的生活变得更加方便、舒适。