物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用 摘要：物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，它通過各種信息傳感設(shè)備將現(xiàn)實世界的各種物件連通，形成互連的網(wǎng)絡(luò)。本文對物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀與發(fā)展作了一定的研究，并詳細(xì)論述了其在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)應(yīng)用 物聯(lián)網(wǎng)1-2是在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用感知(RFID、射頻識別技術(shù))、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造的一個覆蓋萬物的“InternetofThings”。在這個網(wǎng)絡(luò)中的所有物體可以彼此進(jìn)行自主“交流”，不需要人的干預(yù)。其本質(zhì)是利用RFID技術(shù)，通過計算機互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品的自動識別和信息的互聯(lián)與共享。 物聯(lián)網(wǎng)的問世，打破了

2、人們的傳統(tǒng)思維。過去人們一直將物理基礎(chǔ)設(shè)施與IT基礎(chǔ)設(shè)施分開。一方面是機場、公路以及建筑物等，另一方面則是數(shù)據(jù)中心、個人電腦和寬帶等，它們之間不存在關(guān)聯(lián)或者關(guān)系非常稀疏。而在物聯(lián)網(wǎng)時代，所有的物品，包括電纜、芯片和寬帶等被整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施，世界就在物聯(lián)網(wǎng)上開展各種活動。因此，美國權(quán)威機構(gòu)Forrester預(yù)測：到2020年世界上物物互聯(lián)的業(yè)務(wù)和人與人通信的業(yè)務(wù)相比，將達(dá)到30：1。物聯(lián)網(wǎng)被稱為是一個萬億級的通信業(yè)務(wù)。 一、物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù) 1.RFID技術(shù) RFID3是利用無線射頻識別技術(shù)識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)信息的技術(shù)。從硬件設(shè)備上來講，RFID主要包括電子標(biāo)簽和識讀器兩個部分。當(dāng)電子標(biāo)簽

3、通過由識讀器產(chǎn)生的射頻區(qū)域時，識讀器發(fā)出詢問信號并向電子標(biāo)簽提供電磁能量，標(biāo)簽獲得能量之后，向識讀器返回芯片內(nèi)存儲的EPC(Electronicproductcode，產(chǎn)品電子編碼)數(shù)據(jù)信息。因此，在RFID射頻系統(tǒng)之中不需要標(biāo)識的可視化，因為識讀器不需要“看見”，就能夠讀取其信息。 2.EPC編碼 EPC提供對物理對象的唯一標(biāo)識，是一種嚴(yán)格意義上的物品標(biāo)識。其編碼長度有三種，分別是64位、96位和256位編碼。目前采用最多的是前兩種。EPC編碼的基本思想是利用現(xiàn)有的計算機網(wǎng)絡(luò)和當(dāng)前的信息資源來存儲數(shù)據(jù)。它克服了條形碼無法識別單品，只能接觸識別、易破損丟失信息等缺點。 3.EPCGlobal網(wǎng)

4、絡(luò) EPCGlobal網(wǎng)絡(luò)是目前較為成型的分布式網(wǎng)絡(luò)集成框架，在全球供應(yīng)鏈中以RFID技術(shù)應(yīng)用為基礎(chǔ)。該網(wǎng)絡(luò)主要針對物流領(lǐng)域，其目的是供應(yīng)鏈的可視性和可控性。RRID電子標(biāo)簽和識讀器傳遞電子產(chǎn)品編碼的數(shù)據(jù)，然后以Internet為紐帶在授權(quán)用戶之間進(jìn)行相關(guān)信息的共享。 二、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀 1.國外物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀 目前，國外對物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)、應(yīng)用主要集中在歐美等少數(shù)國家。2009年1月，IBM公司提出了“智慧地球”的構(gòu)想，物聯(lián)網(wǎng)成為其中不可或缺的一部分。美國總統(tǒng)奧巴馬就職后，將“新能源”和“物聯(lián)網(wǎng)”列為振興經(jīng)濟(jì)的兩大武器，從而引起全球的廣泛關(guān)注。2009年10月，歐盟委員會以政策文件的形式對外發(fā)

5、布了物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略，提出要讓歐洲在基于互聯(lián)網(wǎng)的智能基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展上領(lǐng)先全球，并啟動了90多個研發(fā)項目。 2.國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀 在國內(nèi)，許多的大學(xué)和科研機構(gòu)都對物聯(lián)網(wǎng)作了相關(guān)研究，如南京郵電大學(xué)的無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點UbiCell-MUbiCell-M擁有30萬像素和60FPS的圖像采集與處理能力，足以滿足網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測與識別的應(yīng)用需求。中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所深聯(lián)科技研發(fā)的GAINSJ、GAINZ等系統(tǒng)傳感器節(jié)點，基于ZigBee無線通信協(xié)議，實現(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò)互撲，用戶可以根據(jù)協(xié)議提供的API設(shè)計自己的應(yīng)用，組成更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。而且，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用4-5。如上海移動已經(jīng)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為多個行業(yè)客戶

6、量身打造了集數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和業(yè)務(wù)管理于一體的整套無線綜合應(yīng)用解決方案。 三、物聯(lián)網(wǎng)在智能數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用 隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，智能家電越來越多，加上移動通信設(shè)備的普及，智能數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)已成為可能6。人們可以通過互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)和電話網(wǎng)實現(xiàn)對家居的遠(yuǎn)程監(jiān)控。如圖1所示，在智能數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中，家中的各種設(shè)備，如音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、窗簾控制、家電控制、家庭電腦等共同構(gòu)成智能家庭網(wǎng)絡(luò)。并且通過家庭網(wǎng)關(guān)，為家庭設(shè)備提供共享互聯(lián)網(wǎng)連接及設(shè)備之間的互聯(lián)，以及為用戶提供統(tǒng)一的家庭網(wǎng)絡(luò)管理策略。 圖1、智能家庭聯(lián)網(wǎng)示意圖 圖2是智能家庭物聯(lián)網(wǎng)平臺，其核心業(yè)務(wù)能力的提供由

7、物聯(lián)網(wǎng)家庭業(yè)務(wù)平臺完成，它是一個能力開放與服務(wù)開放的業(yè)務(wù)平臺，實現(xiàn)家庭應(yīng)用的集中管控和開通、家庭智能終端應(yīng)用信息存儲和轉(zhuǎn)發(fā)。具體包括業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)管理、家庭門戶和業(yè)務(wù)開放模塊四個部分，各自的功能分別如下： 業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器，為家庭物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供平臺； 網(wǎng)絡(luò)管理，實現(xiàn)對家庭應(yīng)用終端的集中管理； 家庭門戶，實現(xiàn)以Web/Wap/短信等方式對家庭網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程訪問和控制； 業(yè)務(wù)開放模塊，實現(xiàn)第三方服務(wù)通用開發(fā)模塊及接口的開放。 圖2、智能家庭物聯(lián)網(wǎng)平臺 在該平臺的基礎(chǔ)之上，通過中間件技術(shù)，獲取第三方的應(yīng)用，如醫(yī)療、游戲、物業(yè)等，從而實現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)的人性化、泛在化和智能化。 本文在對物聯(lián)網(wǎng)及其發(fā)展進(jìn)行了一定研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)本身的優(yōu)勢，提出了其在智能家庭網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，并給出了智能家庭聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和智能家庭物聯(lián)網(wǎng)平臺的功能。 參考文獻(xiàn) 1王曉靜張晉物聯(lián)網(wǎng)研究綜述J.遼寧大學(xué)學(xué)報，2010，37(1)。 2孫其博劉杰黎羴范春曉孫娟娟物聯(lián)網(wǎng):概念、架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究綜述J.北京郵電大學(xué)學(xué)報,2010,(03)。 3梁英宏RFID智能站點的研究與開發(fā)J.計算機應(yīng)用研究.2008，