郁梦妍智能家居大作业.docx

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郁梦妍智能家居大作业

物联网技术在智能家居

--方面的应用报告

姓名:

郁梦妍

班级:

12计81

学号:

12268029

课程:

物联网技术概论

1、智能家居的的应用背景.................................................................................2

二、智能家居的发展历程....................................................................................3

三、智能家居性能要求........................................................................................6

1.软件独立于硬件............................................................................................6

2.可定制性......................................................................................................6

3.高度扩展性..................................................................................................6

4.多对多的控制...............................................................................................6

四、智能家居系统组成以及每个系统具体构架..................................................6

1.照明系统......................................................................................................6

2电器控制系统................................................................................................7

3.安防监控系统.................................................................................................8

4.场景自定义系统............................................................................................9

五、智能家居系统核心技术...............................................................................9

1、总线技术.....................................................................................................9

2、电力线载波技术...........................................................................................10

3、基于智能手机的家庭自动化系统....................................................................12

4、控制器方式........................................................................................................12

5、智能家居电视遥控中心........................................................................................13

六、智能家居系统项目开发流程.........................................................................14

七、智能家居开发环境有....................................................................................15

8、智能家居系统的缺点....................................................................................17

1、掌握使用有难度.................................................................................................17

2、监控系统引发隐私担忧.......................................................................................17

3、价格偏贵............................................................................................................18

4、体验差、安装难.................................................................................................18

九、智能家居未来改进.......................................................................................19

参考文献..............................................................................................................22

物联网技术在智能家居方面的应用报告

一、智能家居的的应用背景

随着社会电子信息化的不断发展，人们在家居中使用的电器越来越多，由此带来的安全隐患也有了明显的增多。

在这些电器中一旦出现一些异常，便会给人们带来很大的损失。

为了降低电器的不合理使用带来的异常情况，就要求在异常发生时用户能及时得到信息，并通过实时监控采取一定的操作排除异常。

因此，远程监控系统的作用是非常巨大的。

90年代末，随着多媒体技术、视频压缩编码技术、网络通讯技术的发展，数字视频监控系统迅速崛起，现今市场上由两种数字视频监控系统类型，一种是以数字录像设备为核心的视频监控系统，另一种是以嵌入式视频web服务器为核心的视频监控系统。

以数字录像设备为核心的视频监控系统采用PC机作为多媒体监控主机，综合了视频矩阵、图像分割器、录像机等众多的功能，使系统结构大为简化，采用计算机网络技术，数字多媒体远程网络监控不受距离限制，采用大容量磁盘阵列存盘器或光盘存储器，可以节省大量的磁盘介质，同时有利于系统实现多媒体信息查询。

但随着基于PC机的视频监控录像系统的发展，在实际使用过程中，也暴露出一些不足，主要是系统工作的不稳定性。

以嵌入式视频web服务器为核心的视频监控系统，采用嵌入式实时多任务操作系统。

摄像头采集到的图片信息经过压缩，通过内部总线送到内置的web服务器，网络上的用户可以直接用浏览器观看web服务器上的由摄像头采集的图像。

由于把图片采集和web功能集中到一个体积很小的设备内，可以直接连入局域网，用户无需安装任何硬件设备，仅用浏览器即可观看。

同时还具有以下优点：

布控区域广阔，嵌入式视频web服务器监控系统web服务器直接连入网络，没有线缆长度和信号衰减的限制，同时网络是没有距离概念的，彻底抛弃了地域的概念，扩展布控的区域。

系统具有几乎无限的无缝扩展能力。

所以设备都以IP地址进行标示，增加设备只是意味着IP地址的扩充。

性能稳定可靠，无需专人管理。

嵌入式web服务器实际上是基于嵌入式微处理器技术，采用嵌入式实时多任务操作系统，对于用户来讲，上网进行登陆，便可对家中情况进行监控。

除了WEB服务器实时控制之外，当前智能手机的发展趋势已经愈加明显。

智能手机（Smartphone），是指“像个人电脑一样，具有独立的操作系统，可以由用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序，通过此类程序来不断对手机的功能进行扩充，并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入的这样一类手机的总称”。

而当前应用在智能手机上的操作系统中Android操作系统占有相当大的比例。

Android（中文名：

安卓）是基于Linux平台开源手机操作系统名称，该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成，号称是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件。

随着Android应用的更见广泛，了解并能使用Android来完成我们对智能家居的控制已经显得愈加重要。

现在监控系统发展到第三代，前端一体化、视频十字化、监控网络化、系统集成化成为视频监控系统公认的发展方向，它以网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存放和播放为核心，以智能实用的图像分析为特点，并为报警系统、门禁系统完美的整合到一个使用平台上，引发了视频控制行业的一次技术革命。

清晨6点20分，轻柔的音乐自动响起并逐步增大音量催你起床，同时卧室的光线也逐渐调整到清晨的亮度。

6时30分，电视自动调整到CNN频道播报当日新闻。

同时，你的智能咖啡壶已自动热好咖啡。

出门时，你完全不必担心灯还没关，大门还没锁。

因为在你开车上公路的时候，埋藏在地下的传感器会检测到你离家了，智能家居系统会自动帮你照料好一切。

上班以后，你可以随时登陆到自己的家庭网站上查看安全防护系统的摄像记录。

通过连接到托儿所的摄像头，你还可以观察到你一岁小儿子的一举一动。

而当下午你的大儿子放学回家时，在他输入安全秘码进屋的同时，你的寻呼机上会显示出孩子已经安全到家的消息。

下班路上，在离家还有一两分钟时，你掏出手机指示家里的空调开始工作。

接着安装在家门口的传感器检测到你回家了，由于天色已晚，院子的大灯自动开启，车库的大门也自动打开。

走进厨房，热气腾腾的晚餐已经备好。

这要归功于你的智能电炉的快速烹饪功能。

晚餐后，你来到家庭影院，电视机的顶置盒在白天已经按照你的指示自动搜索并摄录了电视节目。

睡觉前，你通过床边的触摸屏下载了电子邮件，然后按下了“晚安”键。

这时，你家的灯全部熄灭，大门锁好。

而安全防卫系统开始忠实地守卫你的家园。

听起来这一切好像是在做梦，可是美国《ElectronicHouse》杂志主编AmandaFinch却指出这样一套梦幻般的智能信息家电系统正在进入普通百姓的家庭。

然而这种智能家居系统并不是智能信息家电的实质。

智能信息家电的实质就是：

专业系统变成通用系统，专有变通有。

二、智能家居的发展历程

　　1984年美国联合科技公司将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康乃迪克州哈特佛市时，出现了首栋的[智能型建筑]，从此也揭开了全世界争相建造智能家居的序幕。

最著名的智能家居要算比尔﹒盖茨的豪宅。

比尔﹒盖茨在他的“未来之路”一书中以很大篇幅描绘他正在华盛顿湖建造的私人豪宅。

他描绘他的住宅是“由硅片和软件建成的”并且要“采纳不断变化的尖端技术”。

经过7年的建设，1997年，比尔﹒盖茨的豪宅终于建成。

他的这个豪宅完全按照智能住宅的概念建造，不仅具备高速上网的专线，所有的门窗、灯具、电器都能够通过计算机控制，而且有一个高性能的服务器作为管理整个系统的后台。

智能家居是IT技术、网络技术、控制技术向传统家电产业渗透发展的必然结果。

由社会背景之层面来看，近年来信息化的高度进展，通讯的自由化与高层次化、业务量的急速增加与人类对工作环境的安全性、舒适性、效率性要求的提高，造成家居智能化的需求大为增加﹔此外在科学技术方面，由于计算机控制技术的发展与电子信息通讯技术之成长，也促成了智能家居的诞生。

20世纪80年代初,随着大量采用电子技术的家用电器面市,住宅电子化出现。

80年代中期，将家用电器＼通信设备与安全防范设备各自独立的功能综合为一体后，形成了住宅自动化概念。

８０年代末，通信与信息技术的发展，出现了通过总线技术对住宅中各种通信＼家电＼安防设备进行监控与管理的商用系统，这在美国称为SmartHome,也就是现在智能家居的原型．智能家居最初的定义是这样的：

＂将家庭中各种与信息相关的通信设备＼家用电器和家庭安防装置，通过家庭总线技术（ＨＢＳ）连接到一个家庭智能系统上，进行集中或异地监视＼控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调．＂ＨＢＳ是智能住宅的基本单元也是智能住宅的核心．

智能家居（SmartHome）频繁出现在各大媒体上，成了人们耳熟能详的词汇。

目前关于智能家居的称谓多种多样，诸如：

电子家庭（ElectronicHome）、e-Home、数字家园（Digitalfamily）、家庭自动化（HomeAutomation）、家庭网络（Homenet/NetworksforHome）、网络家居（NetworkHome）、智能化家庭（Inte1ligenthome）等等几十种，尽管名称是五花八门，但它们的含义和所要完成的功能大体是相同的。

目前通常把智能家居被定义为利用手机电脑、网络和综合布线技术，通过家庭信息管理平台将与家居生活有关的各种子系统有机地结合的一个系统。

也就是说，首先，它们都要在一个家居中建立一个通讯网络，为家庭信息提供必要的通路，在家庭网络的操作系统的控制下，通过相应的硬件和执行机构，实现对所有家庭网络上的家电和设备的控制和监测。

其次，它们都要通过一定的媒介平台，构成与外界的通讯通道，以实现与家庭以外的世界沟信息，满足远程控制/监测和交换信息的需求。

最后，它们的最终目的都是为满足人们对安全、舒适、方便和符合绿色环境保护的需求。

智能家居的热正慢慢兴起，智能家居从被大众熟知，到逐渐被接受，现在智能家居已经悄然在我们生活漫漫兴起……印刷精美的楼盘宣传品其文辞华丽可以媲美现今流行的任何一本散文诗，如果要买一套期房的话，那么从交了购房款的那一刻起，其实就开始给自己构筑了一个美妙的梦。

梦中有楼书中描绘的天蓝水绿、花红草碧，但那些毕竟是窗外的，而那个被誉为“智能家居”的地方则成为了梦想中的安乐窝……房地产开发商的积极宣传，相关厂家不断推出更为先进的产品和解决方案，用户也对智能家居充满了无限期待，似乎找不到什么让智能家居不火的理由了。

得我对智能家居的关注认识可能都来自对国外富豪们智能豪宅的介绍，主人的汽车刚进入院门，感应器已经把信息传送到控制中心，而房间内的灯光、空调、音响都相应进入预定工作状态。

只要在门口略微停顿，指纹监测仪、瞳孔识别器等设备已经把身份进行识别了，选择应该开门或者是给主人的手机上发送有陌生人来访的短信息……这一切都不是科学幻想小说中的情景，现有的技术已经完全可以实现了。

现在各种家用电器的智能化程度越来越高，在上班之前可以给电饭煲定时，在你回来之前把饭煮好，对空调器进行定时，在你下班之前把室内的温度调节得舒爽怡人……

在智能家居之前其实人们也提出过智能家庭、网络家庭等一系列类似的概念，而随着技术的进步和人们对居住环境品质要求的提高，现在的智能家居已经开始逐渐地集成了安全防范与报警、电气自动化控制、网络接入等功能，其目的就是让使用者能更加安全惬意地置身其中。

围绕着共同的目标，一些传统的IT厂商提出了以电脑为核心来建立智能家居的方案，它的优势是可以借助电脑强大的处理能力来完成更为复杂的任务，但存在着各种电器之间的连接标准不统一，电脑怎么和冰箱、空调建立联系哪？

当然不能用我们习惯的USB口来连接，而目前在国内还没有形成产业联盟来规范和制定相关的标准，不同厂家推出的整体解决方案各不相同，缺乏互换性。

而由一些诸如奇胜电器等传统电气和工控企业推出的方案非常重视电气自动化的实现，对家居的控制主要由感应器和供电控制中心来完成，具有更为成熟稳定的运行品质，但给人的感觉还是不够聪明，比如对一盏灯的控制大多是关闭和打开两种方式，而无法实现根据自然光和作息时间的不同来真正智能调节。

智能家居在中国即将迎来春天，也许在不远的明天，当好友们谈起房子的时候，时髦的对答话题不再是怎样装修更有气派，而是谈我们的智能家庭了。

三、智能家居性能要求

1.软件独立于硬件

智能家电的通信协议和方式五花八门，还没有形成一个比较统一的标准，智能系统必须能通过相关技术措施屏蔽掉这些差异才能可能实现高效率地搭建智能系统。

2.可定制性

智能系统所面向的客户是个人，所以智能系统的软件平台特别是人机交流这一块必须是高度可定制的，二次开发人员可以为客户定制个性化、风格各异的智能家电管理控制平台。

3.高度扩展性

由于每个智能家庭对智能家电的需求不一样，这要求智能控制系统可以根据家庭的需要随意模块化地组合各种家电，并实现智能系统和硬件的无缝配合。

4.多对多的控制

智能系统必须能够在任何一个地方实现完全相同的控制功能，比如在客厅和主卧可以实现完全相同的控制功能。

四、智能家居系统组成以及每个系统具体构架

1.照明系统

实现对全宅灯光的智能管理，可以用遥控等多种智能控制方式实现对全宅灯光的遥控开关，调光，全开全关及“会客、影院”等多种一键式灯光场景效果的实现。

并可用定时控制、电话远程控制、手机控制等多种控制方式实现功能，从而达到智能照明的节能、环保、舒适、方便的功能。

另一方面与窗帘自动控制系统结合，实现室内自动调光，根据室外天气情况自动开关窗。

（1）控制：

就地控制、多点控制、遥控控制、区域控制等;

（2）安全：

通过弱电控制强电方式，控制回路与负载回路分离;

（3）简单：

智能灯光控制系统采用模块化结构设计，简单灵活、安装方便;

（4）灵活：

根据用户的不同需求，只需做软件修改设置就可以实现灯光布局的改变和功能扩充。

2电器控制系统

电器控制采用弱电控制强电方式，即安全又智能，可以用遥控、定时等多种智能控制方式实现对在家里电视、空调、饮水机、插座、地暖、投影机、新风系统等进行智能控制。

系统可以做到让客厅、餐厅、卧室等多个房间的电视机共享家庭影音库，并可以通过遥控器选择自己喜欢的音源进行观看。

避免饮水机在夜晚反复加热影响水质，在外出时断开插排通电，避免电器发热引发安全隐患。

以及对空调地暖进行定时或者远程控制，让您到家后马上享受舒适的温度和新鲜的空气。

（1）方便：

手机控制、就地控制、场景控制、遥控控制、电话电脑远程控制等;

（2）控制：

通过红外或者协议信号控制方式，安全方便不干扰;

（3）健康：

通过智能检测器，可以对家里的温度、湿度、亮度进行检测，并驱动电器设备自动工作;

（4）安全：

系统可以根据生活节奏自动开启或关闭电路，避免不必要的浪费和电气老化引起的火灾。

3.安防监控系统

随着人们居住环境的升级，人们越来越重视自己的个人安全和财产安全，对人、家庭以及住宅的小区的安全方面提出了更高的要求，智能安防已成为当前的发展趋势。

安防门禁系统通过RFID实现非法进门报警，远程开关门功能，配合视频监控系统可以让用户通过网络时时查看家里的情况，充分发挥监控的实时性和主动性。

为了能实时分析、跟踪、判别监控对象，并在异常事件发生时提示、上报，安防监控系统的“智能化”就显得尤为重要。

（1）安全：

安防系统可以对陌生人入侵、煤气泄漏、火灾等情况提前及时发现并通知主人;

（2）简单：

操作非常简单可以通过手机或者门口控制器进行布防或者撤防;

（3）实用：

视频监控系统可以依靠安装在室外的摄像机可以有效的阻止小偷进一步行动，并且也可以在事后取证给警方提供有利证据。

4.场景自定义系统

当人们回家的时候，希望家里的空调先打开、窗帘自动打开、放好洗澡水、打开舒适的音乐等等一系列的动作，并且每位用户根据家庭的情况其具体的设置各不相同，所以众志物联网提供自定义场景系统，人们可以根据自己的喜好设置打包成一个“回家模式”，用户只要一键确认，就可以完成自己设置好的动作，较常用的模式有：

“回家模式”、“离开模式”、“睡觉模式”。

（1）安全：

由于场景系统一旦确认，会启动很多动作，所以每个模式的操作系统都要求用户再次确认;

（2）方便：

只需要一键，就可以同时启动预先的设置;

（3）灵活：

用户可以非常方便地自定义动作组成，设置成属于自己个性的智能家居系统。

5、智能家居系统核心技术

网络技术总体上可以归为三大类：

总线技术、无线技术及电力载波技术电脑，连接系统（简称ＭＰＳ）组成。

Ｈｏｍｅ　ＲＦ技术主要为家庭网络设计，工作在２．４ＧＨｚ频段，它采用了数字跳频扩频技术，ＨｏｍｅＲＦ２．ｘ中，跳频速率增加到７５跳／ｓ，其数据峰值也高达１０Ｍｂｐｓ，它能根据传输速率动态调整跳频宽带。

遥控器系统采用射频遥控的方式，主机通过射频的方式遥控现场的控制模块，安装与使用简单，但遥控器和中央监控的设备，受无线信号传输距离的限制，控制规模小。

1、总线技术

现场总线是现代控制技术、计算机技术和通信技术相结合的产物。

现场总线技术是近１０年中蓬勃发展起来的新生事物，在实际工程应用中体现出其强大的生命力，控制网必将沿着现场总线方向发展，现场总线技术也必将是控制网技术的核心。

每个现场控制单元具有数字处理和双向高速通讯的能力，分散控制，网络规模大且具有高质的稳定性。

目前世界上现场总线的标准有２００多个，

2、电力线载波技术

电力线载波技术起源于美国，Ｘ－１０通信协议适用于Ｘ－１０发送器与接收器之间，以家庭内的电力线缆为通信媒体，用于家庭安全监控、电器控制等家庭自动化系统。

Ｘ－１０的缺点在于许多设备间进行单向通信，没有反馈机制，因为其控制元素是不完善的，通信媒体单一，通信速率较低。

荷兰ＰＬＣ－Ｂｕｓ技术，是一种高稳定性及较高价格性能比的双向电力线通信总线技术，而其他的电力线控制技术在系统功能、可靠和成本上均无法与之比拟。

它主要由三部分组成，即发射器、接收器和系统配套设备。

该系统对弱电布线的唯一要求是每个开关盒里都必须有零线和火线。

电力线的Ｈｏｍｅ　Ｐｌｕｇ也显现了良好的发展前景。

国内引入ＰＬＣ－Ｂｕｓ技术的主要有索博智能家居系统，济南中讯高科电子科技公司的同类产品。

还有佛山自主开发的基于电力线载波技术的智能墙壁开关产品。

有很多应用于建筑物的总线技术，它们中大多２．２　无线网络技术，是某个具体应用的解决方案。

当前国际上具无线网络技术主要有８０２．１１ｂ，Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ有代表性的现场总线技术与产品有ＦＦ总线、（蓝牙）和Ｈｏｍｅ　ＲＦ三种方案。

８０２．１１ｂ技术，是ＩＥＥＥ的无线局域网标准，ＰＲＯＦＩ　总线、ＬＯＮ总线、ＢＡＣ　ｎｅｔ、ＣＡＮ　总线、ＩＮＴＥＲ　总线和ＣＣ　Ｌｉｎｋ总线等。

无线宽带。

目前８０２．１１ｇ也运行在２．４ＧＨｚ频以双绞线为基础的家居控制总线，以此通段，达到５４Ｍ宽带，更高宽带（