智能家居系統是指采用計算機、網絡通信和傳感器等技術，將家居生活有關電器設備與提供服務的網絡主站有機地結合到一起，既可以在家庭內部實現資源共享、信息交互和操作控制，又可以與家庭外部網絡進行信息交互，實現對家居設備的遠程控制與管理。
智能家居系統應包括兩部分：家庭局域網部分和網絡服務主站兩大部分。其中家庭局域網是必需部分，網絡服務部分為可選部分。也就是說，如果一個家庭不需要服務主站提供的用電分析、網絡控制、網上監控等增值服務，可選擇家庭局域網不通過其網關與互聯網相聯，在其家庭局域網范圍內也同樣具備智能控制、告警監測等功能。本文就對智能家居的局域網部分通信這一重要部分做簡單的闡述和分析。
1 智能家居局域網的組成
家庭局域網內部家庭局域網是由智能家居系統家庭網關、智能家居設備管理模塊、控制器、智能家電控制模塊以及智能家電遵循統一的通信協議組建而成的網絡。智能家居局域網的組成框圖如圖1所示。
圖 1 智能家居系統局域網組成框圖
其中，對于有需要的家庭，比如別墅或多層住宅，家庭主網關下也可設多個子網關，各個子網關間的通信可通過地址映射的方式。
1.1智能家居系統家庭網關
對于智能家庭網來說，家庭網關是最重要的部分之一，它是連接家庭局域網絡與互聯網，實現對智能家庭局域網絡中的設備進行智能控制、信息交互的設備。如果不考慮智能家庭網絡與互聯網的信息交互，智能家庭局域網的網關就相當于一個總線結構，將各個節點連接起來組成網絡。
1.2智能家居設備管理模塊
智能家居設備管理模塊是智能家居設備系統的大管家，它負責給每一個智能家電設備或控制器一個ID標識，并可生成家電設備列表，記錄各家電設備的描述文件，描述文件包括家電類型、名稱、型號、出廠日期、出廠序列號、狀態參數、控制參數及告警參數等一系列內容，以便于對智能家居設備進行監測和控制。
設備管理模塊一般情況下可與智能家庭網關、智能家電控制模塊以集成在一個硬件產品中，共同組成一個中心控制器，這個中心控制器就相當于智能家居系統的大腦，是整個智能家居局域網的核心。
1.3智能家電
到底什么樣的家電算是智能家電呢？所謂智能家電就是可利用嵌入式處理器，通過傳感器或數據接口采集當前的環境參數、狀態參數并進行自動分析檢測，并自動控制該設備進行工作的家電設備。相對于我們常見的傳統家電而言，智能家電最大的特點就是我們可以通過一個數字通信接口來實現對設備的全監控和全操作。智能家電出廠時在內部軟件中都會存有設備的描述文件，有了這些描述文件，其它控制器就可以通過數據輸入口向其發送指令進行控制操作。當前市場上各種品牌智能家電的描述文件和通信接口協議沒有一個統一的標準來對其進行規范，在組成智能家居網絡時會有一定的兼容上的困難，這就需要相關組織盡快推出統一的技術標準來實現。
1.4智能家電控制模塊
對于我們大部分中國家庭來說，智能家居系統仍是一個較新的名詞，智能家電雖然在近幾年發展迅速，但市場上的家居電器設備也多以傳統家電為主，智能家電因為其價格和推廣力度不足，仍沒有取代傳統家電的地位。
對傳統家電來說，我們如果想將其接入智能家居系統，就需要通過一個智能家電控制模塊來實現。智能家電控制模塊通常以智能插座的形式制成產品，它能實現對普通家電進行通斷電來實現對普通家電的簡單控制，并能實時監測普通家電的用電參數，如電壓、電流、頻率、有功功率、累計電量等。用戶通過向智能家電控制模塊發送指令來間接監測傳統家電的工作狀態并加以控制。智能家電控制模塊在智能家電取代傳統家電過程中的起一個過渡作用，所謂的智能家電也可以理解為傳統家電和一個控制模塊的集成。
1.5人機交互控制器
人機交互控制器是一個用戶與智能家居系統進行信息交互的終端設備，該終端設備向用戶反映當前智能家庭網絡中的設備運行情況、狀態參數、告警信息，并能將用戶輸入的控制信息以指令的形式傳遞給受控設備。實際上，人機交互控制器可以理解為是一個狀態監控設備與智能家電控制模塊的物理集成。
在智能家居局域網中，人機交互控制器不是唯一的，每個人機交互控制器也會由設備管理模塊分配給一個設備ID。每個控制器加入局域網時，都會從設備管理模塊處獲得一份家電設備列表以及各家電設備的描述文件，以掌握每個家電的ID及狀態參數和控制參數；當有新智能家電加入網絡或有舊的智能家電退出網絡時，設備管理模塊應通知局域網內所有控制器更新其掌握的設備列表及設備描述文件。
2 智能家居系統的工作機制
2.1智能家居系統各層通信協議
應用層的通信協議，目前世界上已經有很多成熟的協議，如FTP、Telnet、SMTP、HTTP、RIP、NFS、DNS等，國內的應用層協議起步較晚，最近，國內閃聯公司的GCCP標準剛獲準通過成為中國智能家居的推薦標準。
應用數據在網絡中的傳輸活動，數據點到點、點到多點的傳輸，由物理層、數據鏈路層和網絡層完成。承載智能家居系統局域網范圍內的的物理層、數據鏈路層和網絡層可采用任何已發布的標準協議，如：ZigBee、wifi等等。
2.2組網過程
新設備進入智能家庭局域網的組網過程：
1）一般設備、控制模塊進入下行通信網絡時，首先通過配置模塊進行設備配置，獲得網絡ID和設備ID；
2）一般設備進入正常工作狀態，發送設備宣告消息，宣告自己處于正常工作狀態；
3）控制模塊監聽到一般設備的設備宣告消息，發現該設備；
4）控制模塊請求一般設備傳輸它的設備描述文件，識別該設備；
5）控制模塊依據一般設備的設備描述文件，控制該設備。
3 結論
智能家居系統近幾年飛速的發展，將自動化、現代通信技術與我們的日常生活融合在一起，使我們的生活更加舒適、更加方便、更加綠色。未來幾年內，智能家居必然會走入我們每一個家庭，那時我們只需在屏幕輕觸幾下，就自動可實現各種紛繁復雜的功能。
智能家居系統應包括兩部分：家庭局域網部分和網絡服務主站兩大部分。其中家庭局域網是必需部分，網絡服務部分為可選部分。也就是說，如果一個家庭不需要服務主站提供的用電分析、網絡控制、網上監控等增值服務，可選擇家庭局域網不通過其網關與互聯網相聯，在其家庭局域網范圍內也同樣具備智能控制、告警監測等功能。本文就對智能家居的局域網部分通信這一重要部分做簡單的闡述和分析。
1 智能家居局域網的組成
家庭局域網內部家庭局域網是由智能家居系統家庭網關、智能家居設備管理模塊、控制器、智能家電控制模塊以及智能家電遵循統一的通信協議組建而成的網絡。智能家居局域網的組成框圖如圖1所示。
圖 1 智能家居系統局域網組成框圖
其中，對于有需要的家庭，比如別墅或多層住宅，家庭主網關下也可設多個子網關，各個子網關間的通信可通過地址映射的方式。
1.1智能家居系統家庭網關
對于智能家庭網來說，家庭網關是最重要的部分之一，它是連接家庭局域網絡與互聯網，實現對智能家庭局域網絡中的設備進行智能控制、信息交互的設備。如果不考慮智能家庭網絡與互聯網的信息交互，智能家庭局域網的網關就相當于一個總線結構，將各個節點連接起來組成網絡。
1.2智能家居設備管理模塊
智能家居設備管理模塊是智能家居設備系統的大管家，它負責給每一個智能家電設備或控制器一個ID標識，并可生成家電設備列表，記錄各家電設備的描述文件，描述文件包括家電類型、名稱、型號、出廠日期、出廠序列號、狀態參數、控制參數及告警參數等一系列內容，以便于對智能家居設備進行監測和控制。
設備管理模塊一般情況下可與智能家庭網關、智能家電控制模塊以集成在一個硬件產品中，共同組成一個中心控制器，這個中心控制器就相當于智能家居系統的大腦，是整個智能家居局域網的核心。
1.3智能家電
到底什么樣的家電算是智能家電呢？所謂智能家電就是可利用嵌入式處理器，通過傳感器或數據接口采集當前的環境參數、狀態參數并進行自動分析檢測，并自動控制該設備進行工作的家電設備。相對于我們常見的傳統家電而言，智能家電最大的特點就是我們可以通過一個數字通信接口來實現對設備的全監控和全操作。智能家電出廠時在內部軟件中都會存有設備的描述文件，有了這些描述文件，其它控制器就可以通過數據輸入口向其發送指令進行控制操作。當前市場上各種品牌智能家電的描述文件和通信接口協議沒有一個統一的標準來對其進行規范，在組成智能家居網絡時會有一定的兼容上的困難，這就需要相關組織盡快推出統一的技術標準來實現。
1.4智能家電控制模塊
對于我們大部分中國家庭來說，智能家居系統仍是一個較新的名詞，智能家電雖然在近幾年發展迅速，但市場上的家居電器設備也多以傳統家電為主，智能家電因為其價格和推廣力度不足，仍沒有取代傳統家電的地位。
對傳統家電來說，我們如果想將其接入智能家居系統，就需要通過一個智能家電控制模塊來實現。智能家電控制模塊通常以智能插座的形式制成產品，它能實現對普通家電進行通斷電來實現對普通家電的簡單控制，并能實時監測普通家電的用電參數，如電壓、電流、頻率、有功功率、累計電量等。用戶通過向智能家電控制模塊發送指令來間接監測傳統家電的工作狀態并加以控制。智能家電控制模塊在智能家電取代傳統家電過程中的起一個過渡作用，所謂的智能家電也可以理解為傳統家電和一個控制模塊的集成。
1.5人機交互控制器
人機交互控制器是一個用戶與智能家居系統進行信息交互的終端設備，該終端設備向用戶反映當前智能家庭網絡中的設備運行情況、狀態參數、告警信息，并能將用戶輸入的控制信息以指令的形式傳遞給受控設備。實際上，人機交互控制器可以理解為是一個狀態監控設備與智能家電控制模塊的物理集成。
在智能家居局域網中，人機交互控制器不是唯一的，每個人機交互控制器也會由設備管理模塊分配給一個設備ID。每個控制器加入局域網時，都會從設備管理模塊處獲得一份家電設備列表以及各家電設備的描述文件，以掌握每個家電的ID及狀態參數和控制參數；當有新智能家電加入網絡或有舊的智能家電退出網絡時，設備管理模塊應通知局域網內所有控制器更新其掌握的設備列表及設備描述文件。
2 智能家居系統的工作機制
2.1智能家居系統各層通信協議
應用層的通信協議，目前世界上已經有很多成熟的協議，如FTP、Telnet、SMTP、HTTP、RIP、NFS、DNS等，國內的應用層協議起步較晚，最近，國內閃聯公司的GCCP標準剛獲準通過成為中國智能家居的推薦標準。
應用數據在網絡中的傳輸活動，數據點到點、點到多點的傳輸，由物理層、數據鏈路層和網絡層完成。承載智能家居系統局域網范圍內的的物理層、數據鏈路層和網絡層可采用任何已發布的標準協議，如：ZigBee、wifi等等。
2.2組網過程
新設備進入智能家庭局域網的組網過程：
1）一般設備、控制模塊進入下行通信網絡時，首先通過配置模塊進行設備配置，獲得網絡ID和設備ID；
2）一般設備進入正常工作狀態，發送設備宣告消息，宣告自己處于正常工作狀態；
3）控制模塊監聽到一般設備的設備宣告消息，發現該設備；
4）控制模塊請求一般設備傳輸它的設備描述文件，識別該設備；
5）控制模塊依據一般設備的設備描述文件，控制該設備。
3 結論
智能家居系統近幾年飛速的發展，將自動化、現代通信技術與我們的日常生活融合在一起，使我們的生活更加舒適、更加方便、更加綠色。未來幾年內，智能家居必然會走入我們每一個家庭，那時我們只需在屏幕輕觸幾下，就自動可實現各種紛繁復雜的功能。
