发布时间：2022-06-14 03:55:45
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的物联网与智能家居样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
【关键词】智能家居；物联网；GPRS；ARM；Zigbee
Abstract：This article use the ARM platform and GPRS technologies to achieve the remote monitoring and control household，use Zigbee wireless communication technology and the CC2430 chip to achieve the constitution of the family internal LAN，use AT89C51 single-chip microcomputer to control the node control chip and the control mode for the corresponding interrupt control.The central controller ARM，GPRS module，Zigbee module through serial communication between way realization，so that make the whole system combined into as a whole.Through the control system，users can control of household equipments and obtain various data of household using the Internet or mobile at any time.
Key Words：Smart Home；The Internet of Things；GPRS；ARM；Zigbee
1.引言
2009年1月，IBM公司提出了“智慧地球”的理念；2009年8月，总理在中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心考察时，提出了“感知中国”的目标[1]。物联网是以感知为核心的物物互联，从技术角度又称为传感网。物联网将成为继计算机、互联网和通信网络之后的信息产业第三次浪潮[2]。
随着科学技术的迅猛发展，世界迎来了信息化时代。现如今，可以把信息技术、自动控制技术和计算机技术结合起来应用于建筑及住宅，于是出现了智能建筑及住宅。
2.智能家居的概述
智能家居概念的起源很早，但一直未有具体的建筑案例出现，直到1984年美国联合科技公司（United Techno1ogies Building System）将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康乃迪克州（Conneticut）哈特佛市（Hartford）的City Place Building时，才出现了首栋的“智能型建筑”，从此揭开了全世界争相建造智能家居的序幕[3]。
随着互联网的发展，尤其是无线网络的出现和发展，智能家居逐步进入网络化时代。它能提供照明控制、远程家电控制、安防报警、室内外遥控、自动窗帘、可编程定时控制等多种功能和手段，使人们的生活更加安全、舒适和便捷。
3.系统总体方案
3.1 系统总体结构及主要功能
系统主要由家庭智能控制模块、图像处理单元、ARM中央控制平台、Zigbee无线传输模块[4]、GPRS无线通信模块和因特网通信等部分组成，其总体结构简图如图1所示。
其中家庭智能控制模块主要包括智能安防报警模块、智能照明控制模块及空调远程控制模块。各控制模块通过Zigbee模块与ARM中央控制平台实现连接，组成一个星形家庭智能控制网络。同时，ARM中央控制平台可连接一个USB摄像头，实现对家庭环境的实时监控[5]。ARM中央控制平台通过GPRS和因特网实现与外部的连接，用户出门在外也可以随时随地的通过互联网或者手机对智能家居进行控制。
3.2 系统硬件架构
中央控制器采用了ARM920T S3C2400作为主控芯片，S3C2400内部集成的TFT/STN LCD触摸屏控制器主要用于传输显示数据和产生控制信号，支持屏幕水平和垂直滚动显示。该LCD接口利用S3C2440内部集成的LCD控制器，可直接和大多数TFT液晶显示屏直接相连，通过IIC接口利用IIC总线可以控制液晶显示屏的背光、对比度等，从而实现了人机交换界面的建立[6]。
Flash存储芯片可通过接口总线直接与S3C2400相连，用户可以在其内部存放系统启动代码、根文件系统及内核代码，从而形成随机存储器，用户可在Flash上执行启动代码，在SDRAM上执行主程序。系统硬件电路框图中与中央控制器相连的CC2430芯片为Zigbee无线传输芯片，负责传感器节点、控制器终端节点以及中央控制器的各种数据信息的接收和传输。
3.3 系统软件架构
系统主程序主要运用C语言编写，结合一些主要函数来实现各个模块对应的功能，如系统主程序的初始化、系统设置等。主程序主要由各子程序组成，包括Zigbee无线通信程序、GPRS无线通信程序、各终端模块控制程序等[7]。系统主程序流程图如图3所示。
4.各部分功能及构成
4.1 智能安防报警模块
此模块的作用是通过烟雾传感器对室内气体进行实时监测，若有异常则向中央控制器CC2430发送数据信息，以短信的形式向用户手机发送警报，从而起到安防的作用[8]。
烟雾传感器可以有效地检测环境中可燃气体或有毒气体的浓度，对家居中的安全隐患进行检测，从而防止火灾或事故的发生。针对家用可燃性气体如液化气或天然气等气体的检测，选择采用TGS813气敏传感器，TGS813传感器外观如图4所示。
4.2 智能照明控制模块
照明控制器采用AT89C51单片机做为控制芯片，与CC2430采用串口异步通信的方式进行信息的传递。模块结构框图如图5所示。
此部分主要由延时选择电路、光照检测电路、热释电传感器及处理电路、单片机系统和输出控制电路组成。工作时，光照检测电路和热释电红外线传感器采集光照强弱、室内是否有人等信息传输到单片机，单片机根据信息通过输出控制电路对照明设备进行开关操作，从而实现智能照明控制，达到节能的目的。并且，和空调控制器类似，本模块中Zigbee通信模块CC2430收发模块终端通过串口通信方式与照明系统控制器相连，从而用户用手机即可控制照明控制系统实现各种控制命令[9]。
照明控制模块选择AT89C51单片机作为终端控制，其系统硬件电路如图6所示。当外界环境光照强时，光敏电阻R13阻值较小则A点电平较低；当外界环境光照弱时，光敏电阻R13阻值较大，则A点电平较高，将此电平送到单片机，由程序控制是否实现照明。
4.3 空调远程控制模块
此模块设计使用Zigbee通信模块CC2430通过串口通信方式与空调控制器相连，从而用户可以直接用手机即可控制空调主机实现各种控制。例如，在炎热的夏季，在回家之前提前半小时用手机遥控开启空调系统，使得到家后室温凉爽。
在当今空调品牌中，大部分都采用的HBS总线，因为一般的智能家居控制系统和HBS总线不兼容，所以想把空调加入到智能家居控制系统中需要通过单片机和HBS通信模块MM1192芯片连接从而实现智能家居对空调的控制[10]。
MM1192是由日本的MITSUMIG公司研发的专为HBS总线控制模块设计的一种解码译码芯片，其自身带有编码和解码电路，可与单片机直接相连。在设计单片机I/O控制口时，令P1口作为各种控制按键的控制口，不同的按键对应不同的控制功能，具体分为：开机、高温、低温、除湿、送风、制冷、加热、关机。控制状态的显示输出可利用P2口进行连接，当前的命令也可通过八个不同的LED发光二级管显示。
5.小结
使用ARM S3C2440和ARM-Linux系统构成系统的中央控制平台，实现对家居各种信息的检测和控制；利用无线短距离Zigbee通信模块建立家庭内部局域网络，实现中央控制平台与各职能控制器终端的无线通信；利用GPRS模块实现了对职能家居的远程监控，使用户无论何时何地都能通过手机了解家中的情况，并且对家电设备进行控制。
参考文献
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>> 基于物联网ZigBee技术的智能家居监控系统 基于物联网的智能家居系统的设计 基于物联网的智能家居系统设计 基于物联网的智能家居照明系统 基于物联网的智能家居系统 基于物联网的智能家居远程监控子系统软件设计分析 物联网智能家居系统的设计 物联网时代的智能家居系统 基于物联网智能家居的初探 基于物联网的智能家居应用 基于FPGA的物联网智能家居控制设计 基于物联网智能家居的设计与实现 基于物联网的智能家居控制系统的设计研究 基于物联网技术的智能家居系统的研究与探讨 基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统设计 基于物联网的智能家居系统的设计与实现 基于物联网的远程智能家居控制系统的设计 基于物联网的智能家居系统的构建要点 基于物联网的智能家居系统管理 基于ZigBee/GPRS技术的物联网智能家居系统设计 常见问题解答 当前所在位置：l用于验证登陆者的信息，如果是合法的用户则可进入本监控系统；主界面home.html用于显示本监控系通的各个子系统，如：LED控制系统，温湿度监控系统，视频监控系统；LED控制系统页面function1.html用于控制LED灯的亮灭和显示当前LED灯的亮灭；温湿度监控系统页面function2.html用于实时显示当前环境的温度和湿度。
本系统中的嵌入式CGI（公共网关接口）程序是通过C语言来编写的。CGI程序都是通过C语言来编写的，分为：验证登录者的信息login.c；读取LED状态led.c；LED的初始化ledinit.c；获取温度get_temperature.c；获取湿度get_humidity.c。
本系统中的视频服务器是通过将开源项目MJPG-STREAMER适当修改并移植到开发板上来实现的。mjpg-streamer是一个很好的开源项目，用来做视频服务器，使用的是v4l2的接口。在这里通过将其显示页面做适当的修改就能变成自己的视频服务器，然后通过交叉编译arm-linux-gcc编译后，再下载到S3C2440开发板上运行。
本系统中需要给LED灯、温湿度传感器和摄像头安装驱动程序。在LINUX操作系统中是以文件的形式来管理各个硬件设备的，可以用命令ls/dev/来查看这些硬件设备。在本设计中另外使用的硬件设备的有LED灯、温湿度传感器和摄像头。因为有些硬件设备本身不自带驱动程序就必须给这些硬件设备添加相应的驱动程序才能系统识别这些硬件设备。在这里我们可以通过insmod命令来插入驱动程序，如插入LED灯的驱动insmod gpiodriver.ko，插入温湿度传感器的驱动insmod sht10.ko。
4 系统调试及结果
（1）按图3连接好硬件，如图3所示。
（2）在客户终端输入登录网址：
192.168.222.66/login.html，如图4所示。
（3）输入正确的用户名和密码后进入主界面，如图5所示。
（4）点击主界面上的LED控制系统，进入如图6所示的界面。
（5）点击主界面上的温湿度控制系统，进入如图7所示的界面。
（6）点击主界面上的温湿度控制系统，进入如图8所示的界面。
5 结论
本设计阐述了智能家居的概念及应用前景，对S3C2440开发板，以及Linux操作系统、Boa服务器和CGI的介绍。设计中充分利用了系统的硬件和软件资源，实现了各个模块的协调控制，提高了系统的可靠性和通用性。通过本设计实现了智能家居监控系统的基本功能，并可在此基础上添加各种不同的模块以相同的工作原理来扩展各种不同的功能。本系统具有投资少、成本低、可靠性高等特点，还具有良好可扩展性和实用价值，符合了未来家电的智能化、网络化发展方向。本系统还可以应用于工农业生产中，实现对无人值守岗位的远程控制和安全报警等。
参考文献
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[2]沙占友.智能化集成温度传感器原理与应用[M].机械工业出版社，2011，5，24.
[3]百度百科.物联网传感器[EB/OL].
关键词：物联网；智能家居；控制系统
前言
智能家居是利用信息技术、网络技术及布线技术将家居生活中琐碎、繁杂的内容有序的组织起来，应用智能家居控制系统进行管理。在智能家居控制系统设计当中，应用物联网技术，能够有效解决布线麻烦、安装困难等问题，应用Zigbee技术、GSM/GPRS 及太网技术，实现无线通信，使智能家居控制系统更为完善，促进现代住宅建筑智能化的发展。
一、智能家居控制系统结构及其特点
家居智能控制模块、图像处理单元、ARM中央控制平台、Zigbee无线传输模块及无线通信和互联网通信等组成了智能家居控制系统的基本结构。家居智能控制模块主要具有安防报警、照明控制及空调远程控制等功能，并与Zigbee模块和ARM中央控制平接。在家庭智能控制网络当中，利用USB摄像头进行家庭环境的实时监控。与此同时，利用GPRS技术和互联网技术将ARM中央控制平台与外部终端设备相连，使居民出门在外能够了解家居环境的情况，并进行有效的控制。
在智能家居控制系统的设计当中，需要应用到物联网技术，利用视频处理技术和语音识别技术，提升了智能家居系统的人机交互能力，通过网路可以随时进行访问。智能感知传感器可以对光照、温度、湿度和室内空气进行检测检测，并得准确的数据，更加方便快捷的进行传输。智能控制空调、卷帘、电饭煲等电器，利用远程人机交互对家居状态予以反馈。与此同时，在智能家居控制系统中增加用户登录身份验证，进行数据加密，以有效预防非法入侵，提升了智能家居控制系统的安全性[1]。
二、智能家居控制系统硬件设计
（一）家居环境检测
家居环境检测主要利用光传感器（ON9668）、温度传感器和湿度传感器（SHT11），利用Zigbee采集子节点对家居环境当中的光照、温度、湿度进行检测，利用烟雾（MQ-6）和气敏传感器（TGS813）对家居环境内的有害气体进行检测，并进行数据采集，经由ZigBee无线通信模块进行传输，经由手机移动终端进行处理，最终传输至服务器。在家居室内安装红外传感器（LH-912E），能够对非法入侵等异常情况进行报警，在很大程度上保证了家居环境的安全[2]。
（二）智能控制
在家居环境当中存在着灯具、空调、冰箱及门窗等设备，用户能够通过智能家居控制系统进行智能化操作和控制。联接智能家居控制系统和智能移动终端，用户可以利用收集进行控制，更加方便快捷。将光敏电阻、热释电传感器和继电器驱动连接家用电器，与 AT89C52共同组成家居控制系统，有效采集家居电器的信息，利用ZigBee 无线收发模块传输至手机，可以进行灯光、空调、门窗的控制。利用 HBS 总线通信模块MM1192 ，实现远程智能操控，即使出门在外，同样能够对家居环境进行了解和控制，使用户更加满意和放心。
（三）无线通信和GSM/GPRS 通讯
ZigBee 组网通信实现了智能家居控制系统的无线信息传输，基于CC2530 无线微型控制器，利用ZigBee 技术，CC2530连接 STM32 处理器，高效进行信息传输，通信机制更加稳定、快速，保证数据收发的稳定，顺利进行数据交互，提升通信信号强度。结合射频技术、无线传感组网技术和远程通信技术，设计和研发Zigbee技术无线传感网络。 ZigBee 组网通信模块具有网络容量大的特点，组网灵活，5 通道 DMA使无线通信功能更加完善和强大，同时能够降低能耗，操作控制简单便捷，有效保证无线网络信号稳定传输[3]。
GSM/GPRS 双频模块（MC35i，Siemens公司第一代产品）集成了基带处理器和射频电路，异步串行收发器与微处理器之间实现交互，连接外接天线并自带 SIM 接口，与MC35i之间实现硬件连接。
三、智能家居控制系统软件设计
基于物联网的智能家居控制系统设计当中，除了硬件设计之外，软件设计也是十分关键的内容。智能家居控制系统软件的编程设计主要包括主程序、 终端采集子程序、ZigBee 无线通信子程序以及RS232 通信子程序等内容。分析当前状态，判断各部分子程序是否正常执行。当智能家居控制系统发出警报，软件系统自动打开 GSM/GPRS 通讯模块，技术进行报警。模块式智能家居控制系统软件设计特点，这与ARM 嵌入式的开发平台的结构特点有关。利用Zigbee 协调器进行网络启动，根据实际情况选择正确且合适的信息，组建智能家居控制系统网络。ARM中央控制器连接串口，采集和汇聚信息，并及时向下发放用户命令，利用Zigbee 协调器进行调节。Zigbee协调器软件流程包括Zigbee协议栈的初始化、网络PAN ID的设置、网络PAN Co-ordinator短地址、选择射频频率通道等一系列程序，并启动网络，加入其它设备，开始数据传输，充分发挥Zigbee 协调器的功能作用，进而完成智能家居控制系统软件设计[4]。
结论
基于物联网的智能家居控制系统设计，为智能家居控制提供了硬件和软件基础，用户能够实时和控制家居环境，进行照明、温度、湿度的控制，进而保证家居生活环境的舒适、便捷和安全，为人们提供了更加优质的居家服务。随网络技术和信息技术的不断发展和进步，智能化是未来家居生活的必然趋势，随着监测效率高、覆盖范围大、实时性好的智能家居控制系统被设计和研发，对智能化家居的发展有着重要的现实意义。
参考文献：
[1] 邓昀 程小辉.面向物联网的智能家居系统设计[J].桂林理工大学学报，2012（02）：259-264.
[2] 杨堤.基于物联网的智能家居控制系统设计与实现[J].电子世界，2012（21）：16-17.
[关键词]物联网 智能系统 应用
[中图分类号]TP311.52
[文献标识码]A
[文章编号]1672-5158（2013）05-0100-01
物联网其定义为把所有对象透过无线射频识别（RFID）及感测网络技术，将感测设备与网际网络连接起来，以进一步实现智慧化的识别和管。
一、物联网在智能家居中的应用发展
物联网是把所有对象透过无线射频识别等讯息，将感测设备与网际网络连接起来，实现智慧化的识别和管？的技术。在整个网际网络的基础上，用RFID自动识别和信息获取、无线数据通信等技术，将架构一个包含世界上所有事物的相连结。互联网是对象间互相联络，沟通的形式将扩大从人际到人际，人类事物与事物，事物。这将改变人们的生活带来一个新的无处在的计算和通信的时代。无线射频率识别技术（Radio Frequency IDentification，RFID）及相关识别技术将成为物联网 （Internet of Things，IoT）的基础。在整个网络中，所有的对象能够自动识别，互相进？信息交流。以物联网为基础运用在居家照护的电子网络化，结合各类的医疗照护仪器，识别其中的信息，来达到和照护者的沟通，甚至透过网络可与远程的医疗机构进？被照护者的实时信息交换。可充份的节时间，提高救护的效率，在互联网的东西，异质性的设备和技术，带来一些挑战，由于同的设备在管异构数据具有同特点。在这种情况下，物联网的结构进分析，数据管框架的物联网也基于Web服务的设计。也有研究出以环境智能基础为架构的家庭护系统，来克服目前所需面对的居家护识别的困难。
二、基于物联网的智能居家照护方法
居家照护架构可分为四层，说明如下：
1.设备层：也就是指照护所使用到的设备，主要是辨识被照护者的标签、血糖机及血压计等设备，这些设备经测后会将资传至控制层。
2.控制层：这部份主要在接收设备层传感器（sensor）传出的资，有RFIDReader用来取tag的资辨别是否为被照护者本人，IEEE 1451 i’nterrace是用在接收各类的照护设备传感器资。
3.传输层：是用接收传送资至应用层，大部份是使用Bluetooth，Wi Fi，Zigbee，COM等。
4.应用层：包括ALE，EPCIS Capture Application，EPCIS Query Interface，还有Complex Event Process Engine针对所接收到的照护设备资的事件资过滤、筛选后透过EPCIS Repository进事件处理后产生相对应的事件状况。
依据相关居家照护医疗设备其传输界面为Bluetooth，RS 232，USB或红外线，必须使用IEEE 1451.x的协议来当作接口进连结及资的传输接收，被照护者的RFID tag则需以ALE Middie进资辨识接收。再者将所接收到的资传NEPCIS，触发EPCIS～Object Event，这些事件将被储存于EPCIS事件储藏库中（Event Repository），此为储存EPc资的资库，也存放EPCIS Object Event所定义的event type之资，或者是使用者自定义vocabulary之资，Object Event依EPCglobal标准所定义的格式。
PCIS仅仅是一个实体的资库，重要的是还有各种的接口，以来连到各种同的资库实体。
针对居家照护的医疗设备，如血糖机、血压计可依被照护者的原本历史检验检查值定义出一个标准值，超过标准值，像血糖过高应进么对应的处理状况，针对这些事件然后产生一个单一事件处理程序，进而心跳过低和血糖低于标准二种状况发生需进么处理程序，定义出所谓的复合事件处理程序。
以目前的居家照护平台所使用的方法大为较封闭式的架构，被照护者的一些相关照护资没有一个很明确的处理方式，也可能无法达到与其它的照护系统的交互作用连结处理。本研究提出的方法为一个较开放标准化的居家照护处理，而非一般封闭式之处理，资？接收后进人引擎中，可以针对如血糖、血压等资进相对应的单一事件处理或者血糖与心跳资二者的复合事件处理，这个引擎平台是可方让其它的居家护平台将照护的资传送进来加以分析产生对应的处理事件，如此一来可达到一个照护标准化可达到一个开放式的处理引擎平台。
关键词：物联网 智能床 健康参数 监控
1 概述
《2010年第六次全国人口普查主要数据公报》显示：
“2010年11月1日我国大陆31个省、自治区、直辖市和现役军人的人口的总量为13.4亿人，60岁及以上人口占 13.26%，比2000年人口普查上升2.93个百分点，其中65 岁及以上人口占8.87%，比2000年人口普查上升1.91个百分点”[1]。在现有的老年人口中，空巢家庭占老年家庭总数约为25.8%，在全国城市中老年空巢家庭的比例已达 49.7%[2]。
“基于物联网的居家养老电动智能床及健康监控系统的研制”旨在“让老人在床上获到合适的保健按摩，提高睡眠质量；让老人在床上得到实时动态的健康指标监测，掌握健康状况；让老人在床上得到及时的医疗服务，免去繁琐的传统就诊程序”。
2 居家养老电动智能床的研制
2.1 功能设计
2.1.1 按摩功能设计思路。在床的头部和尾部设置按摩电机，实时控制电机转速和振动频率，按摩强度设置3个档位，实现头部和脚部按摩功能。
2.1.2 休闲功能设计思路。将床板设计成头部和脚部高度随意可调的结构，并采用记忆海绵作为床垫，满足用户在床上得到最大休闲需求：①将头部抬高到最高状态，脚部适当抬高，使用户在看电视和使用电脑时的身体受力最小。②将头部、脚部适当抬高，头部高度略高于脚部，使用户在看书读报时的身体受力最小。③将头部适当抬高，脚部抬高到最高状态，使用户心脏供血负荷达到最佳，从而最大限度的得到休息解乏。
2.2 结构设计 电动智能床包括前床板、中船板和后床板，其特征在于，前床板的后端与后床板的前端分别与中床板相互铰接，前床板下部固定有若干用于支撑前床板的前床脚，后床板下部固定有若干用于支撑后床板的后床脚，前床板前端和后床板后端的下部处设有能带动前床板沿着铰接点来回摆动的摆动机构实物如图1和图2。
前床板的后端与后床板的前端相互铰接，使得前床板能够相对后床板折叠，前床板的前端能够向上抬起，使用者不需要施力即能够坐靠在该电动床上，方便进餐、娱乐以及变换姿势等；后床板能够实现不同角度的弯曲，使脚的高度自由变化，摆动机构为折叠抬高以及放平提供动力，实现该电动床的自动化、智能化，使用更加方便。
2.2.1 电动推杆。设计了一种新型的电动执行机构――电动推杆，如图3。主要由电机、推杆和控制装置等机构组成，可以实现远距离控制、集中控制。电动推杆在一定范围行程内作往返运动，把电机的旋转运动转化为直线往复运动。推动一组连杆机构来完成升降，往返，反转等工作。采用开环控制系统，可实现自动往复不停的推拉运动，且结构紧凑、安全可靠。
电动推杆相对于液压缸和气缸有着独到的优点：电动推杆不需要复杂的成套系统支持（包括泵，管道，阀门，过滤器，很多接头等）；可以节约很多的空间，而且在无维护的情况下，安全可靠的工作；没有油污的污染，大幅度降低噪音，保持洁净/安静的工作环境；整体质量轻，体积小，安装运输方便；运行精度高，而且可以实现远距离控制、集中控制或程序自动控制。
2.2.2 自动升降机构。自动升降式电动床，包括装有床脚的床架，在床架上装有一组升降床板装置，该升降床板装置包括：在横梁上装有一升降限位支架，其纵梁架间固定电机驱动轴，在电机驱动轴上焊有摇臂和活动连接块，背板由固定轴与床架连接并能以固定轴为圆心做升降运动，背板上焊有槽形板，摇臂端头上的滑轮置于背板的槽形板槽形轨道内，电机安装在床架的电机支架上，并通过丝杠螺母套筒与驱动轴上的活动连接块相连。
2.3 控制系统 电动智能床的控制系统框图如图4所示，遥控器和控制器的指令传给电机控制MCU，再由电机控制MCU通过脉宽调制PWM来控制电动机电枢电压可以实现调速以及振动按摩的强度设置，从而实现有线控制和无线控制兼容的功能。
2.3.1 直流电机转速控制系统。直流电机转速控制系统采用基于PWM控制的H桥驱动电路。
脉宽调制（PWM）是利用数字输出对模拟电路进行控制的一种有效技术，尤其是在对电机的转速控制方面，可大大节省能量。H桥是直流电机驱动的典型电路，设计图如图5所示。
2.3.2 遥控器和控制器无线有线兼容通讯系统。选择基于接收信号强度（RSSI）的带信标定位技术。采用TI（原Chipon）推出的一款低功耗2.4GHz全球免许可费用频段的射频芯片CC2500。其特点是体积小，操作简单，采用4线制SPI，与MCU通信，并能够在每次接收到信号后自动产生RSSI，方便上层完成定位。CC2500 RF由发射模块和市场上低功耗的单片机PIC系列组成；按键采用模拟金手指工艺实现按键遥控，CC2500是一种低成本单片的2.4GHz收发器，为低功耗无线应用设计，电路采用2400-2483.5MHz的ISM（工业，科学和医学）和SRD（短距离设备）频率波段；并结合MicroChip单片机的优点，运行速度快，低工作电压，低功耗，较大的输入输出直接驱动能力，价格低，一次性编程，小体积；应用于目前遥控设备，该系统可工作于1.8V-5.5V的电压下使用，普通两到三节干电池的供电系统下，待机仅仅为0.02UA，极低的待机功耗，有便于长时间的遥控器使用；有线部分采用MicroChip单片机自身IC的优势，使用UART通讯模式，与下位机通讯。
2.4 床垫 床垫采用高端的记忆海绵，由慢回弹的聚氨酯海绵组成，具有压力感应及温度感应记忆功能，能够根据使用者的体形、体重和体温做出反应。减少人体颈部、脊部和臀部所承受的重力压力的87%。由于能够吸收压力，记忆海绵可以明显减少睡眠过程中80%的翻身次数，这将会很好的提高睡眠质量。
3 基于物联网的健康监控系统的研制
3.1 功能设计思路 采用物联网技术自动采集、分析实时监控监护对象的心电、血压、脉搏、体温等健康参数，实现异常情况报警，并与亲属手机和120急救中心实现实时信息互通。用户需要紧急救助时，可按下紧急呼救按钮，该系统将通过电话拨号自动向120、社区监护站、医院等发送呼救信息。
3.2 结构设计 基于物联网的健康监控系统由个人电脑、综合网关和无线/有线人体健康参数传感器节点构成，系统功能框图如图6所示：
■
图6 基于物联网的健康监控系统
图示说明：
■zigbee无线网络传输路径
■ 蓝牙传输路径
■GSM无线网络传输路径
■串口通信路径
血压传感器节点、体温传感器节点、无线报警器节点通过Zigbee组网连接，自动发送血压、体温、报警信息到网关，网关再将传感器信息通过串口发送到电脑上，并在上位机软件上显示。
心电图通过蓝牙将心电、脉搏信息发送到电脑上，并在上位机软件上显示。
GSM模块实现当检测到异常监护信息时发送报警内容到120或指定电话号码。
4 结语
①电动智能床各项性能指标：保护等级Ⅱ级，防护等级IP54、主接线电源24VDC开关电源（100VAC-264VAC 47HZ-63Z）、最大输出功率≤160W、待机消耗≤0.3W、效率≥88%、最大负载床头100kg床尾100kg、行程：床头330mm床尾81mm、床体内装热隔断保险丝防止过载、电动升降架能使人体的背部和脚部作上下60°的调节。
②电动智能床符合UL1310（美国国家安全标准）、FCC（美国电磁兼容标准）、CE（欧盟电磁兼容和低压指令标准）、CEC（美国加州能耗标准）、65指令（加州环保标准）、PSE日本（菱形）标志。
③健康监控系统能够实现设计参数的采集和传输，与医疗机构的互联互通限于部分城市的120报警还未开通短信报警，此项技术还有待于进一步交流沟通解决。
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基金项目：嘉兴市科技局科技计划项目：基于物联网的居家养老电动智能床及健康监控系统的研制（2012AY1035）。
智能家居未来不可逆转
智能家居，具体来说，就是以住宅为平台，利用智能手机、平板电脑、智能面板等终端，对音视频设备、照明系统、窗帘控制系统、空调控制系统、安防系统、数字影院系统等进行联网和集中智能控制，从而提升家居舒适度和安全度，并实现环保节能的智能化系统。
早在1994年，深圳就出现了第一家生产智能家居的公司，但由于当时的国人并不了解，市场一直冷淡。一直到2014年，国内各大厂商意识到智能家居未来已不可逆转，纷纷加大投入研发，智能家居正式进入爆发期。
寒冷的冬天，谁都希望家里暖烘烘的。安装了智能家居系统之后，在回家路上，你就可以通过手机远程遥控，打开家里的空调系统，一进家门，就能感受到温暖的氛围，完全不需要漫长的等待，甚至还可以提前设定好时间，定时打开灯和热水，这样，一回家就可以舒舒服服地泡澡。晚上睡觉前，你也无需特地跑出卧室去检查哪盏灯还没关，只要轻轻一按，家里所有的灯都会熄灭。这就是智能家居带来的舒适生活。
国外普及速度较快
相关数据显示，随着整体智能家居产业的不断成熟，市场也将不断扩大。该预测指出，2017―2018年将是国内智能家居行业高速发展期的开始，2017年中国智能家居行业的市场规模将达到80亿元，但截至目前，安装智能家居的家庭不足5%。
美国CNET（科技资讯网）与房地产公司曾对美国人智能家居体验的联合调查结果显示，超过25%的美国人已经拥有某种智能家居产品。调查发现，91%拥有智能家居设备的人会向其他人推荐，81%的人更愿意购买安装了智能设备的房子，而66%的人表示，如果留下智能家居产品会使房子卖得更快。
调查还显示，目前美国年轻人（47%拥有智能家居产品）和孩子不到18岁的父母购买智能家居设备的比例远高于普通美国人，这种人口分布说明，智能家居普及速度将会非常快。
行业核心竞争力
智能家居行业是属于物联网领域内，以家庭为单位的重要组成部分。其模型架构与物联网基本类似，也是由入口端连接云端，再由云端连接到接口端，而在智能家居领域，入口端一般以智能手机或其他智能硬件为载体，云端一般为各个企业或者平台搭建的云，而接口端一般为智能家电终端。
在智能家居发展的初期，云一般被无线所替代，但随着物联网的发展，云计算及大数据领域的加强，云优势逐渐被人们开发出来，而此时，无线仅能提供一个局域网络连接，就显得太过单调了。
可以这么说，在物联网行业内，如果谁能完全把控云端，那么就能成为物联网中的核心存在，但是目前很多的企业已经搭建好了云平台，但很多云平台的功能太过接近，导致入口端设备厂商与接口端设备厂商在面临云端选择时感到很困惑，到底该如何进行抉择，其实不管对于入口端还是接口端，从行业角度来分析，肯定是技术越好，越开放，另外一端的合作方越多，那么这个云端就越有优势。
产品需要具备的“能力”
通信设备
目前许多智能家居产品都不仅仅是一个孤立的产品，而是相互连通、相互依存的。而连接这些家居系统的方式，便是家庭物联网。有线布置的智能家居由于具有布线过于繁琐、成本过高等缺点，因此并不常用。现在最为常用的智能家居物联方式，均采用无线传输技术。同时，物联网也是一切智能家居系统的基础。当用户需要操作智能家居产品时，通过手机便可以完成。例如用户想要调节冰箱、空调参数时，便可以在手机中直接更改，省去了不少时间和精力。
照明系统控制
通过无线传输系统、计算芯片等多种技术，用户可以通过无线遥控或是其他通讯设备对家中的照明设备进行调控。对灯光的控制不仅限于关停，还可以进行亮度的调整、照明设备的定时遥控、不同场景的设置等。
智能遥感设备
要说智能家居与我们普通家庭使用的传统产品有何不同，其中一项重点便在于，智能家居更“懂你”。在许多智能家居产品中，都配备有相应的传感器，无论是亮度、湿度、温度还是我们的语音、人体红外等，都可作为信息传递给智能家居。也就是说，当你走进家中，室内的空气净化器将根据空气质量决定风量大小并进行自动调节，窗帘在检测到外界亮度后将会遮盖住过亮的阳光。
智能家居管理中枢
在拥有了智能家居硬件产品后，如何将它们整合在一起，是智能家居的一大发展方向，也是许多厂商们的争抢之地。在2014年，亚马逊便推出了一款语音助理设备，而该产品的接任者Echo Dot于2016年9月中旬发售，可在家庭的任意环境中被唤醒，并完成语音的识别功能。2016年，谷歌也向外界展示了其在智能家居管理上的野心，一款名为Google Home的智能家居处理系统登场。它可以完成对电视、音响、插座、家电等设备的互联。通过这些设备，可以做到对家庭内众多硬件的控制。例如可以通过声音让家电开关，或是可以进行远程控制等。
安全防护监控系统
虽然智能化让家庭十分便利，但其实智能家居还可以应用在家庭的安防系统上。通过连通摄像头、智能门锁等设备，用户可以通过手机实时查看家中情况，让家庭安全性能再次提升。
智能单品已成“标配”
据了解，目前智能家居市场产品主要分为两大类：智能家居单品和全套智能家居系统。智能单品简单来说就是一个电器，智能灯泡、智能插座、智能路由器、智能冰箱、智能扫地机等都属于单品范畴。通过调查发现，每户家庭中，几乎都能找到大小不一的几件智能单品。由此看来，智能家居单品确实已经走进千家万户，成为现代家居的标配。
全套智能家居系统包括全宅灯光、家电、门窗、净水、新风系统等集成智能化控制的整体解决方案。相比智能单品，全套智能家居系统稳定，对于各类电器的统一协调性能也更好，但不菲的价格也让一些家庭望而却步。智能单品更受时尚新潮的年轻人欢迎，而全套智能家居系统则更适合有改善性住房需求的中年人群，他们有消费能力，希望提升生活品质，同时对系统稳定性有一定要求。
走入家庭，娱乐性家电率先落地
目前，智能家居产品或许已经不算新鲜，许多人也许还没有意识到，但其仍会日常使用智能家居产品。而我们见到最多的智能家居产品，一定是平时使用最多的电视等娱乐电器了。电视身为客厅中不可或缺的一员，在互联网+兴起、智能化盛行的时代，也走在了最前端。现在大部分电视厂商旗下都推出了智能电视产品，这些智能电视大都拥有全开放式的平台，并搭载了操作系统。用户在使用时不仅可以观看到固定频道，更可以看到电影、电视剧、综艺等视频资源。
与曾经的传统电视不同，智能电视有着其独特的使用方式。它们往往具备语音识别功能，只需要说出想看的节目，便可以自动进行播放。这需要强大的语音识别功能，在收入使用者的声音后，将它转变为讯息，通过这样的技术，可以实现电视与人的交互。
在2016年，长虹推出了首款人工智能电视，让电视智能化再次提升。人工智能电视与智能电视的区别就在于，智能电视仅仅缩短或是削减了操作过程，而人工智能电视则完全省去了操作步骤，仅需要通过语音进行识别。作为客厅最常见的大屏，电视的智能化也能让整体智能家居在智能化道路上更进一步。
开放云端共享是物联网行业的趋势
物联网作为一个万物互联系统，构建一个相对更开放的环境，才是未来的发展重心。智能家居行业也可以从相对狭隘的角度理解为，以家庭为单位构建的物联网领域，因为这也是目前智能家居市场的主流状态，但这其实对于整个物联网行业的发展并不能起到有力的支持。
从目前来看，终端厂商显然在云端及物联网系统上的成就，无法与互联网企业或其他科技公司相媲美。所以从目前国内市场的角度来分析，还是互联网三大巨头的云端相对具有优势，而且这三家已经为很多企业提供了相应的云服务，并且获得了很多宝贵的经验，况且BAT（百度公司、阿里巴巴集团、腾讯公司三大巨头首字母缩写）在2016年也不断提升自己的云端技术、完善自己的云端市场，逐渐形成了互联网企业在物联网云端的优势。
其实，并不是只有互联网企业才拥有云端技术，虽然目前终端厂商在云端的发展水平不能与互联网企业相媲美，但是拥有一套自己的云端技术，也可为自己的产品做支撑。不过，这也显示出一个弊端，自己的云端或者终端设备能不能达到真正的开放状态，与其他厂商的设备相连，如果进行开放后，其云端技术能不能达到支撑相应市场的规模，这就不得而知了。
当互联网企业逐渐将各终端厂商聚拢到自己的平台后，相当于互联网企业就能控制这些终端设备，进而影响到市场发展。但是目前智能家居的合作大多围绕在几个核心企业与厂商之间。如果终端厂商调整自己的云端接入设置，那么云端市场就会变得更加有意思了。
人工智能是下一个演进方向
亚马逊Echo（智能音箱）推出后一时间独领，微软、苹果、谷歌的反应是被捷足先登了，而厂商的感受则是原来智能家居还可以这么做。不论如何，人工智能作为下一个入口级平台已成功登陆智能家居市场。随后，苹果的Siri植入HomeKit，谷歌的Google Home登台亮相，微软的Cortana进入海尔的优家系统，AI（人工智能）成了智能家居下一条扎堆演进的必由之路。
AI在智能家居领域集成了中枢控制中心与人机接口的角色，其相当于用户住宅里的私人语音助手，通过下达语音指令操控各类家居终端和接收推送反馈。在交互体验上释放了用户双手，适应更多场景，与云、大数据结合则更具优越性。
家庭互联大了说是物联网的一部分，小了说是是智能家居的一部分，智能家居是近几年随着物联网技术的升级而火的，物联网技术的突破性进展在于近年智能硬件的兴起，智能硬件恰恰解决了硬件网络互联及便捷性操作这个难题。
关于智能家居的发展情况，可以举个例子，如大众正在热谈的O2O模式，目前使用用微信等第三方移动端平台的模式成为主流，当然也有打破平台霸权自建APP的，本以为这么光鲜的话题只有具备互联网思维的互联网企业才能做到，孰不知排名十大智能家居的海尔UHOME及紫光物联等牌坊企业早已经在产品线及房产行业均有所涉及，且已经可以为房产行业提供多种不同系列的整体智能家居方案。
既然智能家居已经发展的这么好，为什么人们都看不到呢?这里面有行业发展、推广及政策等多种原因，总结一句的话，这个行业需要被颠覆，才能更好的发展，这个颠覆者，会是互联网企业吗?
WIFI无法提供智能家居整体解决方案
这是业界正在热议的问题，家庭互联网概念火了以后，越来越多的商家做智能路由，智能盒子，智能电视，那么是否所有智能硬件都需要通过WIFI联网呢?理论上没有问题，不过当前WIFI能解决的主要是四屏这个区域，对白色家电及窗帘门禁等的控制能力是娇弱无力的;另一方面，WIFI的不稳定性也是当前家庭互联不能大量普及的一个原因;当然，最重要的还在于家庭安全方面，如果黑客入侵到指定家庭互联网，这个家庭对于他们将不会再有隐私。
事实上，很多家电是不需要WIFI联网的，蓝牙或者红外线对他们更适用，而强电弱电的控制更有这个领域自身研发的智能开关控制系统，质量和技术方面更具备优势。
智能配件是当前智能家居的主要解决手段
国内推广智能家居已经有很长时间，每个时代的先进楼宇基本都能配备当时的先进智能家居环境，越是发达城市的家居智能化程度越高，二、三线城市及县城乡镇的智能化程度越低，不过已经基本实现了对智能对讲、集成通讯等运用，这算是国家大力推广家居智能化的结果。
当前，中国家庭已经基本实现了90年代所喊的现代化，各种电器都在为广大家庭所使用。这意味着如果想实现智能家居只能更换智能电器，这显然不靠谱，智能家居无论是产量还是价格都不能适应当前的需求，况且这也不是刚需，毕竟大部分人还没体验到智能家居的便捷性。
在这种状态下，智能家居领域提出了智能配件方案，现有的家电只要搭载这些配件就能实现自动化，再搭配家庭局域网中带有系统的智能硬件，就可以实现家具智能化。这里需要说明的一点是，大众认识的智能家居是以家庭控制为核心的智能化，实际上，智能家居的最高级状态，是借助大数据与云服务的远程控制，因此，智能家居是物联网的重要组成部分。
颠覆智能家居行业的会是互联网企业吗?
一个不可否认的事实，当前智能硬件的价格太高，大部分智能家居产品只能走进高档写字楼与居民区，大部分住宅楼是无法普及安装智能家居设备的，动辄一个智能配件高达数万，这不是普通家庭能承受的起的。
如小米、奇虎360等互联网企业一直在做的都是颠覆式创新，不知其能否在智能家居领域取得突破性进展。当前的高价智能配件，即便利润梦到5成以上，底价也万元以上，能否推出性价比超高的产品是占有市场的关键，也是全民家居智能化的关键的一步。
WIFI联网是家庭互联网的一部分，也是智能家居的一部分，在今后，能否用WIFI安全的连接家庭是一个课题，如何用其他技术替代WIFI也是一个课题，新材料新技术降低智能配件成本是第三个课题。
关键词：智能家居；物联网技术；应用
中图分类号：O434 文献标识码： A
一、智能家居的概述
美国是最早提出智能家居概念的国家，主要指的是建立在住宅平台基础上的一种现代化的居住环境，不仅实现了信息家电、网络通信、建筑设备和信息设备的自动化，还拥有管理、服务、机构和系统等多项功能，为居住者提供一个舒适、安全的环境，方便居住者的生活，减少环境污染。家居生活是一个相对复杂的系统，涉及多个子系统，在综合布线、音视频、网络通信、安全防范及计算机等多种先进的技术支持下，把多个子系统连接为一个统一的整体，从全局角度出发，全面管理居民的生活状况，在提高居民居住安全性和居民时间利用效率、优化生活方式的同时，还能达到减少资源消耗、降低费用的效果。
根据小区、用户的不同需求，可以将智能家居划分为两大类，即要求在室内进行联网的系统和要求将控制、连网进行集中统一连接的系统。其中前者包括一些具有私密性特点的家电控制、灯光控制、自来水控制等系统，该类系统具有单独性，无法同公共管理部门进行数据交换，而后者则涵盖抄表控制、对话等系统，这部分系统可以同外部单位相连接，能够进行统一的控制。
二、物联网概述
物联网的英文描述为“TheInternetofthings”，即“物――物相连的互联网”。在传统互联网人与物互通的基础上，实现物与物互通，是互联网发展的应用和业务层面的拓展。其主要特征是全面感知、可靠传递和智能处理。全面感知是指利用RFID、二维码、传感器等随时随地获取和采集物体信息；可靠传递是指通过无线网络和互联网的融合将物体信息准确传递；智能处理是指利用云计算、数据挖掘及智能识别等人工智能技术对海量数据信息进行分析处理，完成对物体的智能化控制。
物联网是一种全新的动态网络，能够随时随地实现人与人、人与物、物与物之间的交互。从系统角度上来看，物联网可划分为三层体
系，如下：感知层：从人类世界或者物理世界获取相关的数据，包括各类标识、音频视频和各种物理量。位于最底层，是发展和应用的基础，有全面感知的核心能。
网络层：先将感知层感知到的数据汇聚到传输网络中，在汇聚到应用层，即传递感知层感知到的数据。
应用层：把感知和传递的信息进行分析处理，做出正确控制和决策，实现智能化的管理、应用和服务。为物联网的发展提供驱动力。
此外。基于物联网的智能家电必将为人们提供未来生活方式的全新解决方案。将物联网技术应用到家用电器中，可以使家电具有智能感知及信息网络功能，能使家庭中的家电设备之间信息交互、家电设备与产品和用户之间也可以进行信息交互，方便人们的日常家居生活，使生活方式更加合理，生活模式更舒适、健康、环保。
三、物联网技术在智能家居领域的应用
物联网技术主要包含三个层面，即感知层面、网络层面和应用层面。物联网常见的感知技术包括RFID技术、二维码技术、传感器技术、摄像头、GPS等；进行网络传输的技术主要包括3G、Wi-Fi、蓝牙、接入网等；计算技术主要是指进行海量数据处理的技术包括数据挖掘和数据推送。网络层面包含电信运营（移动、有线、卫星通信网络等）、物联网运营（信息中心、管理中心等）、平台、软件、系统设备、系统集成及终端设备。应用层面包含环境监测、智能交通、智能建筑、智能家居、远程医疗、城市管理、公共安全、工业监控、绿色农业、资源管理等。
物联网技术在智能家居的应用包含了家居环境控制、家庭安防、智能家电等多个领域，一个完全的智能家居系统按照前文所述包含了20个子系统。在物联网技术支撑下，用户可以将家用电器之间组成一个物物相连的网络，然后在互联网的基础上，对家庭中的设备、产品进行监控；在家电或者产品发生故障时能够通过网络自动进行短信、电话等智能报警；家用电器能够智能地记录用户的生活习惯和生活方式，利用数据挖掘、情境感知等技术为用户进行合理的信息推送，实现人与家电、环境、产品的自然交互。物联网技术贯穿智能家居从终端设备的研发、系统集成及运行到用户使用的全过程。从技术角度来看，物联网智能家居技术的核心技术是通讯或控制协议，涉及硬件接口和软件协议两部分，可以简单的划分为无线与有线技术。
有线技术包含了RS485、IEEE802.3（Ethernet）、EIB/KNX、LonWorks、X-10、PLC-BUS、CresNet，AXLink等。其中X-10，PLC-BUS是专门针对智能家居行业制定的通讯技术。X-10电力线载波技术在上世纪70年代产生，在我国2000年前后引入并开始推广，该技术可以在电力线上通讯，免于智能家居系统部署的时候另外布线。该技术对电网运行环境依赖性较高，由于设备成本、技术稳定性及信息
安全等问题市场局面一直难于打开。PLC-BUS提高了一定的通讯稳定性，但是难以保证持续稳定的质量，对电网环境的依赖性仍旧很强，使用成本和信息安全的问题无法根本性解决。尽管电力线载波技术已经有40多年的技术积淀，但是由于成本和技术瓶颈，智能家居产品在有线技术开发方面不断地进行新的尝试，各种技术的优缺点暂时不能满足客户的需求，也许这也是今天多种有线技术并存的原因。
无线技术包含了RFID智能识别技术、蓝牙（Bluetooth）、WiFi、Zigbee、Z-Wave、Enocean等。RFID是一种通过无线电波进行数据传输的非接触式的自动识别计技术，它通过无线电信号进行数据读写并识别特定目标，具有无接触、识别速度快、自动化程度高、抗干扰、识别多个物体等优点。RFID是20世纪90年代兴起的，发展至今被认为是自动识别领域中应用最广泛的、识别效果最好、最重要的一项技术。WiFi作为低成本、最易与互联网连接的智能家居技术解决方案被广为应用。ZigBeeZigBee技术的特点包括：低功耗、成本低、低速率、时延短、高容量、工作可靠、高安全等。ZigBee的设计可用于支持特定应用软件的开发和部署。应用规范和ZigBee的堆栈相连，让制造商更快、更容易地推出特别针对某些应用的无线产品。可用的应用规范包括家庭自动化、智能能源、通信、医疗、远程控制（RF4CE，或称消费电子射频）、建筑自动化和零售服务。Z-Wave主要针对家庭和小型商用建筑的监控和控制，广泛适用于照明控制、安全和气候控制。其它应用包括烟雾探测器、门锁、安全传感器、家电和远程控制。
物联网智能家居系统从技术和应用的角度来说稳定性、可拓展性（灵活性）、安全性及经济性都是重要衡量指标。目前为止，无论是有线技术还是无线技术都没有一个得到广泛认可的技术标准。有线技术基于专用通讯线缆，某种程度上来说其稳定性较好，但是可拓展性较差（系统扩展、改良需要重新布线）、成本高也是其难以跨越的门槛。与之相比无线技术的高速发展在可拓展性（灵活性）及经济性方面都具有优势。稳定性和安全性方面两者各有千秋，都在不断发展完善。
结束语：
综上所述，随着科学技术的快速发展，智能家居的概念开始走向大众而物联网的出现更好地将智能家居推到了一个新的高度。本文研究基于物联网的智能家居系统，首先介绍智能家居和物联网，然后介绍物联网在智能家居中的应用。本文设计的智能家居系统能够实现监控、报警、控制等功能，体现出智能家居的方便性和实用性，以及广泛的应用前景。
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