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物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及智能家居應(yīng)用研究

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2013-06-17  瀏覽次數(shù):691
核心提示:一、前言 物聯(lián)網(wǎng)具有廣泛的應(yīng)用需求和巨大的產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間。世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家都從國(guó)家戰(zhàn)略的高度來(lái)大力推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,我國(guó)政
 一、前言
物聯(lián)網(wǎng)具有廣泛的應(yīng)用需求和巨大的產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間。世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家都從國(guó)家戰(zhàn)略的高度來(lái)大力推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,我國(guó)政府也高度重視物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。我國(guó)“十二五”規(guī)劃中已明確將物聯(lián)網(wǎng)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)來(lái)培育, 將建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程列為戰(zhàn)略性的新興產(chǎn)業(yè);谖锫(lián)網(wǎng)的智能家居從體系架構(gòu)上來(lái)看, 由感知、傳輸和信息應(yīng)用3 部分組成。感知指家居末端的感應(yīng)、信息采集以及受控等設(shè)備, 傳輸包括家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和公共外部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的匯集和傳輸, 信息應(yīng)用主要是指智能家居應(yīng)用服務(wù)運(yùn)營(yíng)商提供的各種業(yè)務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)智能家居工程涉及解決家庭網(wǎng)關(guān)、中間件與應(yīng)用平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用代理、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互連與互操作等技術(shù), 如何在應(yīng)用示范工程實(shí)施過(guò)程中突破制約物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和應(yīng)用推廣的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題非常重要和迫切。
二、物聯(lián)網(wǎng)
目前我國(guó)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)定義,但從物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上看,物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,它具有基于標(biāo)準(zhǔn)和互操作通信協(xié)議的自組織能力,其中物理的和虛擬的“物”具有身份標(biāo)識(shí)、物理屬性、虛擬的特性和智能的接口,并與信息網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫整合。物聯(lián)網(wǎng)將與媒體互聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一起,構(gòu)成未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)概括起來(lái)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:
1、互聯(lián)網(wǎng)特征:對(duì)需要聯(lián)網(wǎng)的物一定要能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò);
2、識(shí)別與通信特征:納入物聯(lián)網(wǎng)的“物”要具備自動(dòng)識(shí)別及物物通信(M2M)的功能
3、智能化特征:網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)具有自動(dòng)化、自我反饋與智能控制的特點(diǎn)。
物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)許多技術(shù)實(shí)現(xiàn)的,從應(yīng)用末端感知的核心技術(shù)[6] 角度,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以分為以下三大類(lèi):第一,基于RFID 的應(yīng)用。在想要監(jiān)控和管理的對(duì)象上嵌入RFID 智能標(biāo)簽,這樣,借助已有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、中間件技術(shù),就可以構(gòu)建一個(gè)由大量的讀寫(xiě)器和無(wú)數(shù)移動(dòng)的電子標(biāo)簽組成的物聯(lián)網(wǎng),也就是基于RFID 的物聯(lián)網(wǎng)。第二,基于傳感器[7] 的應(yīng)用。在想要控制和管理的對(duì)象周?chē)贾么罅康膫鞲衅鞴?jié)點(diǎn),通過(guò)節(jié)點(diǎn)采集監(jiān)控對(duì)象的信息,并將這些采集到的信息傳送到信息處理中心,從而根據(jù)采集到的信息構(gòu)建一個(gè)對(duì)“物”進(jìn)行監(jiān)控和管理的物聯(lián)網(wǎng)。第三,基于M2M 的應(yīng)用。這里的 M 既可以是人(Man),也可以是機(jī)器(Machine),M2M 泛指人、機(jī)器之間建立連接的所有手段和技術(shù),涵蓋了增強(qiáng)機(jī)器設(shè)備通信和網(wǎng)絡(luò)能力的技術(shù),其技術(shù)目標(biāo)是促進(jìn)設(shè)備的智能化。通過(guò)M2M 技術(shù),可以構(gòu)建人對(duì)機(jī)器(Man to Machine)、機(jī)器對(duì)人(Machine toMan)、機(jī)器對(duì)機(jī)器(Machine to Machine) 的物聯(lián)網(wǎng)。
三、智能家居系統(tǒng)
現(xiàn)階段,智能家居是指以住宅為平臺(tái),利用綜合布線(xiàn)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù),將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成,構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日常事務(wù)的管理系統(tǒng),提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性,并實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。智能家居系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能家居功能的設(shè)施,主要包含8 大子系統(tǒng):家居照明控制子系統(tǒng)、家庭安防子系統(tǒng)、家庭環(huán)境控制子系統(tǒng)、背景音樂(lè)子系統(tǒng)、家庭娛樂(lè)子系統(tǒng)、家庭能量管理(三表抄送)子系統(tǒng)、家庭自動(dòng)化子系統(tǒng)和家庭信息處理子系統(tǒng)。智能家居系統(tǒng)通常能提供以下服務(wù):始終在線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),與互聯(lián)網(wǎng)隨時(shí)相連,為在家辦公提供了方便條件;安全防范:智能安防可以實(shí)時(shí)監(jiān)控非法闖入、火災(zāi)、煤氣泄露、緊急呼救的發(fā)生。一旦出現(xiàn)警情,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)向中心發(fā)出報(bào)警信息,同時(shí)啟動(dòng)相關(guān)電器進(jìn)入應(yīng)急聯(lián)動(dòng)狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)防范;家電的智能控制和遠(yuǎn)程控制,如對(duì)燈光照明進(jìn)行場(chǎng)景設(shè)置和遠(yuǎn)程控制、電器的自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制等;交互式智能控制:可以通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能家電的聲控功能;通過(guò)各種主動(dòng)式傳感器(如溫度、聲音、動(dòng)作等)實(shí)現(xiàn)智能家居的主動(dòng)性動(dòng)作響應(yīng);環(huán)境自動(dòng)控制:如家庭中央空調(diào)系統(tǒng);現(xiàn)代化的廚衛(wèi)環(huán)境:主要指整體廚房和整體衛(wèi)。患彝バ畔⒎⻊(wù):管理家庭信息及與小區(qū)物業(yè)管理公司聯(lián)系;自動(dòng)維護(hù)功能:智能信息家電可以通過(guò)服務(wù)器直接從制造商的服務(wù)網(wǎng)站上自動(dòng)下載、更新驅(qū)動(dòng)程序和診斷程序,實(shí)現(xiàn)智能化的故障自診斷、新功能自動(dòng)擴(kuò)展。
四、物聯(lián)網(wǎng)與智能家居的綜合應(yīng)用
隨著信息技術(shù)的成熟和通信器材的價(jià)格走低,物聯(lián)網(wǎng)將是智能家居產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中一個(gè)比較現(xiàn)實(shí)的突破口,物聯(lián)網(wǎng)在智能家居中的應(yīng)用已得到長(zhǎng)足的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)智能家居產(chǎn)品融合自動(dòng)化控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和信息通信技術(shù)于一體,將各種家庭設(shè)備通過(guò)智能家庭網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,通過(guò)固定電話(huà)、有線(xiàn)寬帶和3G 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控以及居家安防。物聯(lián)網(wǎng)智能家居應(yīng)包括以下幾個(gè)方面內(nèi)容。
1、家庭安防中心
家庭安防設(shè)備,如監(jiān)控?cái)z像頭、紅外報(bào)警探測(cè)器、感煙探測(cè)器、感溫探測(cè)器、可燃?xì)怏w探測(cè)器等,接入物聯(lián)網(wǎng)之后,主人可在任何時(shí)刻、任何地點(diǎn)了解家中的安全動(dòng)態(tài),也可以把設(shè)備托管給小區(qū)物業(yè)或?qū)I(yè)機(jī)構(gòu)看管,大大提高了家庭財(cái)產(chǎn)的安全性。
2、家庭數(shù)據(jù)中心
家庭中各類(lèi)數(shù)據(jù)資料,如電影、音樂(lè)、游戲等,可通過(guò)物聯(lián)網(wǎng),海量存儲(chǔ)到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)器上,隨時(shí)進(jìn)行“云查看”。家庭云中心或?qū)⒊蔀閿?shù)字家庭環(huán)境的必需品,能和所有的IT 產(chǎn)品無(wú)線(xiàn)關(guān)聯(lián),成為一個(gè)家庭彼此交互的工具,形成更大存儲(chǔ)、更強(qiáng)顯示、更多整合、更強(qiáng)的社會(huì)互聯(lián),成為家庭成員分享信息的重要中心。
3、家庭娛樂(lè)中心
常用的日常信息,如天氣預(yù)報(bào)、咨詢(xún)信息等可通過(guò)連接入網(wǎng)的家庭終端設(shè)備及時(shí)了解。娛樂(lè)內(nèi)容涵蓋影視、音樂(lè)、游戲、通信等眾多應(yīng)用,并且內(nèi)容的來(lái)源包含來(lái)自專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)制作、親朋好友分享以及自己采集錄制三大部分,有的需付費(fèi),有的可分享,甚至還可以收費(fèi)( 法律咨詢(xún)、醫(yī)療咨詢(xún)) 。
4、家庭控制中心
家庭控制主機(jī)通過(guò)總線(xiàn)與各種類(lèi)型的識(shí)別芯片、控制模塊相連接,根據(jù)內(nèi)部的軟件程序,向各種類(lèi)型的模塊發(fā)出指令。通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、電話(huà)網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)等,實(shí)現(xiàn)無(wú)論在何時(shí)何地,可隨時(shí)監(jiān)控家里的設(shè)備。如在辦公室指揮家庭電器的操作運(yùn)行,如果將物聯(lián)網(wǎng)與外部服務(wù)連接起來(lái),還可以預(yù)約維修和預(yù)約訂餐,使生活更加便捷。人們對(duì)智能家居充滿(mǎn)了無(wú)限期待,“智能小區(qū)”、“智能家居”也正在成為大家推崇的熱點(diǎn)詞匯,同時(shí),智能家居廠(chǎng)商也在不斷推出更為先進(jìn)的產(chǎn)品和成熟的解決方案。智能家居其實(shí)是一種“智能化裝修”,智能小區(qū)不過(guò)搭建了大環(huán)境,完成了粗裝修,接下來(lái)的智能化“精裝修”要靠自己來(lái)實(shí)施。智能家居精裝修的出現(xiàn),不僅滿(mǎn)足了人們的這種需要,也給人們的生活帶來(lái)巨大的捷性和舒適性,因此極大地吸引了消費(fèi)者的眼球,成為消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)家居時(shí)的首選產(chǎn)品。
結(jié)論
目前,嚴(yán)格地說(shuō),物聯(lián)網(wǎng)在智能家居中的應(yīng)用還主要集中在感知層的應(yīng)用方面,只能說(shuō)應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中的某項(xiàng)技術(shù),離一個(gè)真正意義上、無(wú)處不在的物聯(lián)網(wǎng)智能家居還有一段距離,尤其是在應(yīng)用層的融合方面,還需要多行業(yè)深度合作,才能提供一個(gè)全方位的智能家居。此外,標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一也是制約物聯(lián)網(wǎng)智能家居發(fā)展的一大瓶頸。而在未來(lái),物聯(lián)網(wǎng)智能家居離開(kāi)云是不可想象的,每一個(gè)家庭其實(shí)就是一個(gè)“云家”,不管你身在何地,家里的風(fēng)吹草動(dòng)對(duì)你都是透明的,所以,除了制定標(biāo)準(zhǔn),推動(dòng)多行業(yè)的深度合作外,云技術(shù)[15] 的研究和應(yīng)用也是發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)智能家居的一個(gè)關(guān)鍵所在。
 
 
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