基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)設(shè)計研究

1、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)設(shè)計研究摘 要智能家居是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用開展的重要方向，本文主要介紹了智能家居系統(tǒng)的幾個功能模塊設(shè)計與研究。利用ZigBee組網(wǎng)技術(shù)和Android平臺實現(xiàn)了系統(tǒng)的監(jiān)控和數(shù)據(jù)交互。具有構(gòu)造靈敏、操作便捷、安裝調(diào)試方便的特點?！娟P(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 智能家居 Android1 需求分析目前，智能家居還處于行業(yè)開展的初步階段。不同的實際環(huán)境對智能家居有著不同的要求。有些著重家庭電器控制，有些可能關(guān)心家庭平安安康，還有用戶希望建立各個方面的智能化家居環(huán)境。常見的智能家居模塊有：智能照明系統(tǒng)、智能門禁系統(tǒng)、安防工程系統(tǒng)等。2 系統(tǒng)總體設(shè)計2.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)智能家居系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造采

2、用物聯(lián)網(wǎng)中的三層分層體系架構(gòu)，分別為感知層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、應(yīng)用層。感知層：主要負責(zé)家居環(huán)境中相關(guān)傳感器、控制器、識別裝置、有線或者無線網(wǎng)絡(luò)的物理連接構(gòu)成。是物聯(lián)網(wǎng)的核心層，主要對物品標(biāo)識和信息智能采集。網(wǎng)絡(luò)傳輸層：主要分為外部網(wǎng)絡(luò)接入和家庭內(nèi)部組網(wǎng)傳輸。在家居系統(tǒng)中可通過IEEE802.3、無線局域網(wǎng)、RFID射頻技術(shù)、ZigBee等進展組網(wǎng)。實現(xiàn)不同協(xié)議之間的標(biāo)準互聯(lián)，并與外部骨干網(wǎng)絡(luò)連接。應(yīng)用層：把家居系統(tǒng)中感知和傳輸來的信息進展分析和處理，并作出判斷，實現(xiàn)智能化的管理、應(yīng)用和效勞。本系統(tǒng)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)采用星型拓撲連接。主要包括控制中心、家庭網(wǎng)關(guān)主節(jié)點、假設(shè)干的傳感器無線通信子節(jié)點、效勞器。

3、通過傳感器子節(jié)點上的ZigBee模塊與網(wǎng)關(guān)上的ZigBee無線收發(fā)模塊之間通信，進展采集的數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)構(gòu)造如圖1所示。2.2 功能模塊設(shè)計系統(tǒng)堅持模塊化設(shè)計原那么，有利于以后對功能模塊進展擴展。智能家居系統(tǒng)主要模塊由：智能門禁系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、平安監(jiān)控系統(tǒng)、智能燈光控制系統(tǒng)。2.2.1 智能門禁系統(tǒng)通過RFID和指紋識別技術(shù)改變傳統(tǒng)的鑰匙開門方式。2.2.2 環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)該模塊通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)實時采集房間內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)，用戶可以直接在終端上進展查看相關(guān)信息，如溫濕度、光線明暗程度、有害氣體濃度等，并分析環(huán)境舒適度，根據(jù)數(shù)據(jù)庫提供建議。2.2.3 智能燈光控制系統(tǒng)通過紅外傳感器、光線傳感器、無

4、線控制等完成設(shè)計。當(dāng)有人進入房間時，紅外傳感器接收判斷數(shù)據(jù)，對房間的燈光進展翻開。同時通過挪動控制端對燈光直接進展操控。2.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計智能家居系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫主要分為兩部分，用戶相關(guān)數(shù)據(jù)和采集數(shù)據(jù)部分。用戶相關(guān)數(shù)據(jù)包括了用戶信息表、RFID卡表。用戶信息表主要用于門禁管理，對用戶身份進展識別，同時對系統(tǒng)進展管理。用戶表構(gòu)造如表1。采集數(shù)據(jù)表主要用于存放各類傳感器采集到的數(shù)據(jù)，方便控制中心進展訪問處理。3 系統(tǒng)實現(xiàn)3.1 門禁模塊實現(xiàn)智能門禁系統(tǒng)利用RFID射頻識別技術(shù)和指紋識別傳感器進展設(shè)計。用戶首先對卡進展數(shù)據(jù)注冊，同時將指紋信息存入數(shù)據(jù)庫中。在工程工程中，通過創(chuàng)立RFID.java類，編

5、寫readData、writeData、selectCard、downloadKey、authenticationExternKey等方法實現(xiàn)對門禁系統(tǒng)的RFID的讀寫、尋卡、密鑰驗證等操作。創(chuàng)立SerialPort.java類，實現(xiàn)門禁系統(tǒng)模塊中和RFID模塊的串口連接操作。3.2 環(huán)境監(jiān)控模塊實現(xiàn)本模塊通過溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、煙霧傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鞯葘崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集監(jiān)控。將數(shù)據(jù)通過ZigBee模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)節(jié)點。在監(jiān)控中心頁面上可以實時顯示出來，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的閾值進展判斷數(shù)據(jù)是否合理，并進展報警提醒。傳感器的數(shù)據(jù)采集后使用Modbus通信協(xié)議的RS232串口進展數(shù)據(jù)

6、通信，Modbus通過編寫線程ReceiveThread.java類實時獲取傳感器數(shù)據(jù)。由于傳感器采集到的值不是十進制，因此需要對傳感器值進展轉(zhuǎn)換。封裝DataCovert.Java類進展轉(zhuǎn)換和校驗。3.3 燈光控制模塊的實現(xiàn)通過控制中心向效勞器發(fā)送開關(guān)燈的命令懇求，效勞器接收到后將數(shù)據(jù)命令轉(zhuǎn)發(fā)到家庭網(wǎng)關(guān)主節(jié)點，通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)向各個燈節(jié)點傳輸控制信息，實現(xiàn)燈光的控制。同時系統(tǒng)根據(jù)光線傳感器采集到的數(shù)據(jù)，結(jié)合系統(tǒng)預(yù)制定的相關(guān)參數(shù)，進展燈光最優(yōu)合理化調(diào)節(jié)。為用戶提供舒適的光感環(huán)境，同時節(jié)約能源。4 完畢語通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對家居系統(tǒng)進展智能化改造，可以大大進步生活質(zhì)量、具有平安可靠、設(shè)備靈敏添加等優(yōu)點。但目前只是初步實現(xiàn)家居智能化，間隔 真正的實現(xiàn)智能化還有很長的路要走。參考文獻1童曉渝，房秉毅，張云勇.物聯(lián)網(wǎng)智能家居開展分析J.挪動通信，2021，349： 16