物联网在智能家居中的应用探索

罗万银 罗万金 任杰

摘 要：近年来随着物联网技术的发展，在日常家居系统设计过程中互联网技术的运用逐渐成熟，本文深入阐述了智能家居系统、微处理器和传感单元的连接、智能网关架构以及运用音视频处理的具体情况，阐述了智能网关的安全性，希望可以的相关从业者提供一定的参考。

关键词：物联网;智能;家居;设计;软件;硬件

1智能家居系统特点与设计

以物联网作为基础设计的智能软件系统，相比物联网现有家具来说采用了ARm9嵌入式系统，并且能够以计算机信息技术作为基础，依赖TCP/IP进行数据传输，应用于系统能够对其成本、功能、可靠性指标具有较高要求的计算机系统，可利用现有的光照、温度、有毒气体检测数据的智能传感器，同时借助视频处理、网络访问、语音识别等技术，可实现智能家居之间的人机交互能力，利用该系统实现远程人机交互，不仅局限于短信报警方式等一些短时通信，而且能够进入互联网，实现视听语音操控为一体的实时性交互。

2系统架构分析

首先从系统的组成上来看，智能家居系统主要包括继电器、嵌入式微处理器，这两者相互连接的家用电器部分，能够将所涉及的数据传输给MPU和与其相连接的人机交互设备、安全检测设备、智能感知设备、家庭网关，并能够充分利用网络通信技术、IP通信技术，实现自动感知、远程监控操作、智能安防为一体的结构。智能家电部分其任务主要是为人们提供更加舒适便捷的家庭生活环境，对于一些比较耗时的任务可以借助这些系统完成，比如安全监测装备能够与智能感知装备使用处理家庭和室内的安保感知任务;抓取移动图像，利用红外线提高安防可靠性，远程人机交互可接受网关传输协议使用户可以远程实时掌控自家状态。

从系统的运行方式上来看，主要是为人们提供更加舒适安全高效的家庭生活，利用这种智能家居系统可以通过嵌入式系统、底层检测设备、无线局域网进行有效连接，并实现远程监控效果，严格遵守网络传输协议的规则，利用自动组网的方式比较简便，而且能够确保数据在传输中的安全性。在网络安全方面对家庭网管进行特殊化处理，可满足人们的访问需求。在家具中应用了智能化传感器可实现数据实时传输处理，并将其与家用电器进行连接，同时用户还可以访问网关所在服务器，手动控制开关或者也可以通过智能语音的方式进行控制，视频采集可通过抓取运动中的物体并自动报警，报警信息可通过网络的方式以图形文字传输给用户，进而能够使用户了解家具的实时状态，为人们提供了人机交互平台，能够向人们提供目前系统所储存的数据库中，各用电器的运行状态以及其他设备的室内信息等。人机对话网络平台，影像平台，家居反馈平台，这3种平台互相融合，能够完成目前家居状态的实时控制检测。除此之外，网络检测控制也是在完成用户身份验证之后具备的权限经加密处理之后，可以将用户的身份证号密码储存到相应的数据库中。为能够提高安全性，一旦出现网络连接中断问题，所有处于工作状态的用电器都会断电，可防止由于安全事故出现意外，同时对于一些家居网络、硬件电路采取了过电流保护功能，可有效防止用电器发生故障，导致出现安全隐患。

3 硬件设计

从智能感知节点，在硬件方面的设置上来看，该节点主要包括智能感知，智能电器，这两个部分也是系统节点的设计，由于生产成本较低，而且信息在传输过程中具有较高的安全性、可靠性、延时较短，可以进行工作频道的选择，因此研究人员开发了ZigBee网络通信技术，可以通过利用芯片可实现网络通信技术模块组网，并将其作为中心点的拓扑结构，该能够用于室内短距离传输，然而对于一些传输量较大的用户来说可采用簇状网络架构信息传输，该系统利用星形结构，并且中心节点为控制器，各感知模块，家用电器能够被认为分支其可与中心节点进行有线连接，这种连接方式消耗能量较低，能够实现不同感知模块低延时的通信效果。

4软件实现

从系统前端设计来看，基于当前现代教学理念的设计也要求遵循低碳、环保的原则，需要对现代家居进行智能化革命战争，系统中所涉及的传感单元采集，数据传入，设计系统，周期运行工作系统的不同传感元件状态，可分为休眠和工作狀态，当进入运行工作时间之后，会接收到用户端的指令信息，传感终端节点接收信号之后等待作为协调器节点的服务器，能够用于各节点数据的收集工作。将所收集的数据利用网络传输给相应的MPU，各传感节点工作周期是由系统时钟来控制的，网络拓扑结构包括协调器、路由器、传感节点，基于ZigBee协议的网络层源码，物理层可用于实现数据的实时采集传输。利用ARm902T版本能够实现多任务操作及多线程的有效控制，可将编号的电路部分程序驱动程序写入TQ2440中。反馈平台是利用数据库所记录的家居运行状态，能够使用户远程掌握目前家庭的实际情况。抓取运动物体检测以及语音交互，针对图像在处理过程中需要结合所处于运动状态的物体特点，将家居饰品监控为动静止状态时，此时的图像中间差较小，采用运动估算法的方式能够在画面找到唯一变化，设定阈值之后当运动估值快矢量高于干预值，系统会发出报警信号，实现图像处理的非法入侵检测。该检测能够有效弥补传感元件在检测上的不足之处，针对这种运动估计方式，目前图像处理算法能够将视频中的帧分成不同值块。针对目前帧的运动估值块在给定范围内，依据块匹配准则找到相应块及匹配块，匹配块和目前块相对移动及运动矢量，如果该矢量较大时则系统可被判定为非法入侵。

5结语

当前在当前智能家居作为物联网现代传感网络的应用以及多种通信技术的应用，使智能家居系统逐渐融入到人们的现代生活中，作为智能家居的研究，基于互联网为基础的网络访问成本，安全以及不同信号传输实时性等方面还需要进一步深入探究。

参考文献

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