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物联网产业与技术导论课程报告

班级：

网络S10-4

学号：

姓名：

日期：

2012.11.20

摘要：

智能家居的建设是一个高技术含量的系统工程近年来关于智能家居的概念日益被关注了解的人越来越多。

它己走进了人们的日常生活。

在国内已经开始在全国不少城市普及几乎新建的每个小区都会配置智能化系统。

伴随科技的发展在人类丰富的想象空间里智能化住宅的发展必将带来人类居住的一场大变革。

为此本文将对智能家居系统的基本架构与功能作分析说明并从性价比、服务功能和技术创新等方面综述智能家居在国内外的发展现状从亲和力、绿色家电、低碳环保等方面谈谈自己对未来智能家居的想法和认识。

关键词：

物联网；智能家居；低碳环保；信息技术

智能家居在物联网的设计应用

1、引言

1.物联网的定义

物联网的英文名称为“TheInternetofThings”，简称：

IOT。

从字面上解释，物联网就是“物物相连的互联网”。

可以从两方面去理解：

其一，物联网是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络，物联网的核心和基础仍然是互联网；其二，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。

关于物联网的定义到现在还没有一个统一的定义，有一个较为普遍认同的定义是物联网通过射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等各种信息传感设备，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，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

图1-1智能家居系统流程图

2.国内外发展情况

国外物联网发展现状

目前，国外对物联网的研发、应用主要集中在欧美等少数国家。

2009年1月，IBM公司提出了“智慧地球”的构想，物联网成为其中不可或缺的一部分。

美国总统奥巴马就职后，将“新能源”和“物联网”列为振兴经济的两大武器，从而引起全球的广泛关注。

2009年10月，欧盟委员会以政策文件的形式对外发布了物联网战略，提出要让欧洲在基于互联网的智能基础设施发展上领先全球，并启动了90多个研发项目。

国内物联网发展现状

在国内，许多的大学和科研机构都对物联网作了相关研究，如南京邮电大学的无线多媒体传感器网络节点UbiCell-MUbiCell-M拥有30万像素和60FPS的图像采集与处理能力，足以满足网络监测与识别的应用需求。

中国科学院计算技术研究所深联科技研发的GAINSJ、GAINZ等系统传感器节点，基于ZigBee无线通信协议，实现多种网络互扑，用户可以根据协议提供的API设计自己的应用，组成更复杂的网络。

而且，物联网技术已经开始应用[4-5]。

如上海移动已经采用物联网技术为多个行业客户量身打造了集数据采集、传输、处理和业务管理于一体的整套无线综合应用解决方案。

3.物联网的关键技术

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。

[5]　　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。

经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见；小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。

嵌入式系统正在改变着人们的生活，推动着工业生产以及国防工业的发展。

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。

这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。

4.物联网着手研究的问题

物联网智能家居给我们编制了一张如此美丽的蓝图，但是现实的发展却没有想象这般的美好，还有很多现实的深层次的问题值得探讨和研究。

传感终端设备技术需突破。

传统的物联网接入技术，如RFID、二维码、传感器技术等需要进一步成熟。

从技术稳定性、价格性价比、产品实用性等多方面考虑。

此外传感网络与宽带、CDMA等移动网络的融合，也是急需技术研发的方面。

物联网智能家居体系结构需建立。

一个行业想要走上良性发展的轨道，必须要建立统一的体系结构标准，这样才能实现各个生产厂家的产品相互兼容，也才能健康持续的发展。

但是在现阶段，短时间内还无法制定统一的标准，还需时日加以等待。

商业产业链需成熟。

物联网智能家居现在处于起步阶段，产品大规模批量化生产还需要时间，随之带来的就是产品成本相对较高。

在中国只有少部分用于试点研究安装，真正用于生活的还不多见。

所以在这个时候更加需要成熟的商业产业链推动其发展，使其能够在市场中找到相应的位置。

同时政府也应该出台相应的扶持政策，催化推动物联网智能家居的可持续发展。

2、智能家居物联网系统需求分析

1.智能家居与传统家居的比较

传统智能家居发展了20多年至今为止取得了一定的进步但技术落后、观点陈旧、创新乏力一直是中国传统智能家居企业的整体特征。

今天随着物联网技术的高速发展无线物联网技术给传统智能家居带来了全新的产业机会一些全球优秀企业纷纷涉足物联网智能家居行业。

在我国虽然部分企业在无线物联网核心技术上取得了很大突但我们也应该清醒地看到大量技术落后的产品充斥市场仍是当前我国智能家居行业的重要特征。

很多传统企业甚至一些知名企业更是借用物联网的春风偷换概念大肆宣扬早已淘汰的产品和技术大量举办各种所谓智能家居品牌评选评审成立所谓联盟编造各种故事制造各种舆论整个市场鱼龙混杂让消费者看得眼花缭乱无所适从。

从严格意义上讲基于物联网技术的智能家居产品技术在全球也只有少数企业掌握在国内更是缺指可数国内很多传统家电企业对物联网的理解甚至还停留在本世纪初的水平。

2.功能及使用特点

智能家家居有以下功能：

家居安全监控：

各种报警探测器的信息采集,开关门报警等如门磁、紧急按钮、红外探测、煤气探测、火警探测等,并向住宅小区物业管理和警署报警。

家电控制：

利用计算机、移动电话通过高速宽带接入,并对电灯、空调、冰箱,电视等家用电器进行远程控制。

家居管理：

远程三表水、电、煤气!

传送收费。

家庭教育和娱乐：

如远程教学、家庭影院、无线视频传输系统、在线视频点播、交互式电子游戏等。

家居商务和办公：

实现网上购物、网上商务联系,视频会议。

智能家居的特点：

“科技改变生活”。

智能家居的应用将对我们的家庭生活和生活方式带来深远影响。

1.节省费用:

在不需要时,能源消耗装置可以自动关闭,这样可以降低您的费用。

2.使用方便:

自动化系统提供远程遥控接口。

自动化系统还可以把重复的工作自动化。

在您外出时,还可以调整或控制家电。

3.安全性高:

家庭自动化系统在紧急情况时可以防御坏人或报警。

您可以在任何地方可以监控该安全系统,这样可以保证您的家居安全运行。

3.方案说明

比如家中无人时门被打开，门磁侦测到有人闯入，则将闯入报警通过无线网关发送给主人手机，手机收到信息发出震动铃声提示，主人确认后发出控制指令，电磁门锁自动落锁并触发无线声光报警器发出报警。

三、智能家居的系统组成

1.系统组成

智能家居主要是由：

无线智能调光开关、线智能插座、无线红外防闯入探测器、无线门磁、窗磁等组成。

2.各项功能

无线智能调光开关：

通过它不仅可以像正常开光一样使用，更重要的是它已经和家中的所有物联网设备自动组成了一个无线传感控制网络可以通过无线网关向其发出开关、调光等指令。

其意义在于主人离家后无需担心家中所有的电灯是否忘了关掉，只要主人离家，所有忘关的电灯会自动关闭

无线智能插座：

主要用于控制家电的开关，比如通过它可以自动启动排气扇排气，还可以控制任何你想控制的家电。

无线红外防闯入探测器：

主要用于防非法入侵，旦有人入侵就会发出报警信号并可按设定自动开启入侵区域的灯光吓退入侵者。

或者当你离家后它会自动设防，一旦有人闯入，会通过无线网关自动提醒你的手机并接受你手机发出的警情处理指令。

无线门磁、窗磁：

主要用于防入侵。

在家时，门、窗磁会自动处于撤防状态，不会触发报警，当你离家后，门、窗磁会自动进入布防状态，一旦有人开门或开窗就会通知你的手机并发出报警信息。

四、智能家居系统相关要素分析

物联网智能家居给我们编制了一张如此美丽的蓝图，但是现实的发展却没有想象这般的美好，还有很多现实的深层次的问题值得探讨和研究。

传感终端设备技术需突破。

传统的物联网接入技术，如RFID、二维码、传感器技术等需要进一步成熟。

从技术稳定性、价格性价比、产品实用性等多方面考虑。

此外传感网络与宽带、CDMA等移动网络的融合，也是急需技术研发的方面。

联网智能家居体系结构需建立。

一个行业想要走上良性发展的轨道，必须要建立统一的体系结构标准，这样才能实现各个生产厂家的产品相互兼容，也才能健康持续的发展。

但是在现阶段，短时间内还无法制定统一的标准，还需时日加以

等待。

5、智能家居运用的技术和产品

无线技术

就像语音通讯技术的发展一样，从最初的电报到实现实时语音通信的有线电话；再到无线“大哥大”、GSM移动电话之后便一发不可收拾地如今“人手一机”了。

这是一个相当有趣的进程：

技术越来越先进，售价却越来越便宜！

科技行业似乎就是这样的规律：

让少数人先享用起来，然后再带动其他人共同享用；就像我们的国策：

让少数人先富裕起来，然后再带动其他人共同富裕。

所以无线技术的出现满足了人们对自由的向往，但是无线技术与有线技术的PK就此结束了吗？

在没有出现一个杀手级的无线技术之前，这场硝烟一定还会继续下去，除了电力线载波之外，所有的有线技术都会告诉你他们基于专用通讯线缆的系统是多么地稳定和必要。

但人们并不会因此满足，从最弱的RF433/315MHz等点对点技术开始就试图寻找一个稳定且廉价的无线智能家居技术方案，上面我们也将主流的5种无线技术作了一个列表比较，智能家居系统最为重视的是稳定性、灵活性与安全性，可以说Zigbee和Z-Wave技术是因应而生的：

灵活的组网方式、智能联网修复、互为中继、低功耗、低成本等特性。

六、智能家居系统预期效果

“物联网”概念的问世,打破了之前的传统思维。

过去的思路一直是将物理基础设施和IT

基础设施分开：

一方面是机场、公路、建筑物,而另一方面是数据中心，个人电脑、宽带等。

而在“物联网”时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施。

在此意义上，基础设施更像是一块新的地球工地，世界的运转就在它上面进行，其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活等将更加方便、高效。

因此，物联网的应用范围和发展应用广阔，将极大地改变人们目前的生产和生活方式，可能促使信息化社会进入智能化时代。

接入物联网的汽车会自动报警；接入物联网的公文包会提醒主人忘带了什么东西；接入物联网的衣服会“告诉”洗衣机对洗洁剂和水温的要求等等。

七、学习体会

在物联网技术快速发展的今天，相信物联网智能家居技术也可以得到较快发展。

当科技应用于日常生活，改变人们的生活习惯的时候，相信又一次的技术革命也离我们不远了。

未来生活，发条短信，家中浴缸自动蓄水。

智能家居服务明年上半年正式进入市民家庭，回家前先发条短信，浴缸里就能自动放好洗澡水;家中开关只需一个遥控板就可全部控制，再也不用冬天冒寒下床关灯；家里漏气或漏水，手机短信会自动报警……这些听起来像未来科技的东西，现在被统一称为智能家居。

为适应正在兴起的智能家居需要，采用模块化设计理念，设计一集资源计量与安全监控于一体的具有良好人机界面、功能齐全、丰富动态数据显示的可远程查询、监控的智能家居系统，经实验调试和现场运行测试表明，该设计方案正确可行，与目前国内同类产品比较具有较高。

参考文献

[1]物联网技术进展与应用朱洪波杨龙祥朱琦南京邮电大学学报（自然科学版）。

[2]程曼，王让会物联网技术的研究与应用（南京信息工程大学环境科学与工程学院，江苏南京210044）。

[3]林檎;智能家居:

未来世界的家中国青年科技,,编辑部邮箱2006年02期 。

[4]杭州科技2009年第5期汪亮罗如意（杭州市科技信息研究院）物联网经济——杭州未来经济发展重点。

[5]李坡吴彤匡兴华物联网技术及其应用国防科技2011年第1期总第266期。