物联网与智能家居

物联网与智能家居顾峥波（浙江省绍兴市职业教育中心，浙江绍兴312000）摘要院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，基于当前智能家居基础存在网络访问局限性问题，设计了基于物联网智能家居系统。在研究中充分利用嵌入式技术、无线传感技术以及网络通信音频处理技术，进而能够使互联网智能家居实现远程监测。在研究中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。通过研究表明，该系统可满足当前用户的使用要求。关键词院物联网；智能；家居；设计；软件；硬件近年来随着互联网技术与计算机网络技术的发展袁以及多种高精度仪器的出现袁在很多领域中智能感知已经实现了广泛应用遥在十二五规划过程中袁家具性能作为主推应用领域袁使家居系统产品得以展示遥在智能家居方面采用物联网技术的应用已经获得了一定成效袁为能够进一步完善智能家居系统网络访问的具体功能遥在本研究中基于物联网设计了以互联网为中心的智能家居系统袁在局域网的辅助条件下能够对智能家居功能进行不断优化袁进一步实现物与物之间的远程连接袁能够使生活更加安全舒适尧高效遥2系统架构分析首先从系统的组成上来看袁智能家居系统主要包括继电器尧嵌入式微处理器袁这两者相互连接的家用电器部分袁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尧安全检测设备尧智能感知设备尧家庭网关袁并能够充分利用网络通信技术尧IP通信技术袁实现自动感知尧远程监控操作尧智能安防为一体的结构遥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袁对于一些比较耗时的任务可以借助这些系统完成袁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曰抓取移动图像袁利用红外线提高安防可靠性袁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遥从系统的运行方式上来看袁主要是为人们提供更加舒适安全高效的家庭生活袁利用这种智能家居系统可以通过嵌入式系统尧底层检测设备尧无线局域网进行有效连接袁并实现远程监控效果袁严格遵守网络传输协议的规则袁利用自动组网的方式比较简便袁而且能够确保数据在传输中的安全性遥在网络安全方面对家庭网管进行特殊化处理袁可满足人们的访问需求遥在家具中应用了智能化传感器可实现数据实时传输处理袁并将其与家用电器进行连接袁同时用户还可以访问网关所在服务器袁手动控制开关或者也可以通过智能语音的方式进行控制袁视频采集可通过抓取运动中的物体并自动报警袁报作者简介：顾峥波渊1984-冤袁男袁本科袁研究方向院物联网尧智能制造遥收稿日期：2019-08-272019.111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袁相比物联网现有家具来说采用了ARm9嵌入式系统袁并且能够以计算机信息技术作为基础袁依赖TCP/IP进行数据传输袁应用于系统能够对其成本尧功能尧可靠性指标具有较高要求的计算机系统袁可利用现有的光照尧温度尧有毒气体检测数据的智能传感器袁接入自动组网功能的ZigB鄄ww进行数据源远程传输袁同时借助视频处理尧网络访问尧语音识别等技术袁可实现智能家居之间的人机交互能力袁利用该系统实现远程人机交互袁不仅局限于短信报警方式等一些短时通信袁而且能够进入互联网袁实现视听语音操控为一体的实时性交互遥由于该系统能够充分实现互联网技术的应用袁网络完全是智能家居系统的重要前提遥在研究中采用了用户身份验证尧数据加密等装置手段袁以确保家居系统的安全性不会被外界不法分子侵犯袁在智能网关设定过程中采用Windows系统本身自带的IIs服务器袁能够对服务器进行优化配置袁将智能网络设计的文件储存于指定的文件路径中遥113警信息可通过网络的方式以图形文字传输给用户袁进而能够使用户了解家具的实时状态袁为人们提供了人机交互平台袁能够向人们提供目前系统所储存的数据库中袁各用电器的运行状态以及其他设备的室内信息等遥人机对话网络平台袁影像平台袁家居反馈平台袁这3种平台互相融合袁能够完成目前家居状态的实时控制检测遥除此之外袁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袁可以将用户的身份证号密码储存到相应的数据库中遥为能够提高安全性袁一旦出现网络连接中断问题袁所有处于工作状态的用电器都会断电袁可防止由于安全事故出现意外袁同时对于一些家居网络尧硬件电路采取了过电流保护功能袁可有效防治用电器发生故障袁导致出现安全隐患袁不同设备连接实物图如图1所示遥开始端口初始化中心节点搜索找到靶位网络连接请求连接成功钥NY传感单元数据采集N阙值范围内钥异常信号数据传输至中心节点Y继续监测N静态工作结束图13硬件设计从智能感知节点袁在硬件方面的设置上来看袁该节点主要包括智能感知袁智能电器袁这两个部分也是系统节点的设计袁由于生产成本较低袁而且信息在传输过程1142019.11中具有较高的安全性尧可靠性尧延时较短袁可以进行工作频道的选择袁因此研究人员开发了ZigBee网络通信技术袁可以通过利用芯片可实现网络通信技术模块组网袁并将其作为中心点的拓扑结构袁该能够用于室内短距离传输袁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袁该系统利用星形结构袁并且中心节点为控制器袁各感知模块袁家用电器能够被认为分支其可与中心节点进行有线连接袁这种连接方式消耗能量较低袁能够实现不同感知模块低延时的通信效果遥从该系统硬件需求设计上来看袁这一环节也是系统设计的重要环节袁智能网关能够实现人工控制系统袁控制系统执行正常运行要求袁在网络通顺的情况下一旦出现信号中断袁软件将切断电路电源袁避免系统处于脱离监控实现自主控制的问题遥基于IIs服务器的系统网络服务器可完成iOS6.0安装并配置相应的ASP袁将其设置好的网页导入到服务器默认地址中袁用户在使用过程中可以借助互联网袁在浏览器输出家庭网络服务器域名地址袁即可找到对应的文件及智能网关入口文件遥当输入身份账号密码之后验证成功袁此时用户能够开启智能家居的操作界面4软件实现遥从系统前端设计来看袁基于当前现代教学理念的设计也要求遵循低碳尧环保的原则袁需要对现代家居进行智能化革命战争袁系统中所涉及的传感单元采集袁数据传入袁设计系统袁周期运行工作系统的不同传感元件状态袁可分为休眠和工作状态袁当进入运行工作时间之后袁会接收到用户端的指令信息袁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袁能够用于各节点数据的收集工作遥将所收集的数据利用网络传输给相应的MPU袁各传感节点工作周期是由系统时钟来控制的袁网络拓扑结构包括协调器尧路由器尧传感节点袁基于ZigBee时采集传输协议的网络层源码遥利用ARm902T袁物理层可用于实现数据的实版本能够实现多任务操作及多线程的有效控制袁可将编号的电路部分程序驱动程序写入TQ2440中遥此外袁用户还可以通过PC端访问服务器袁与MPU实现数据交互袁进而能够访问系统的数据库系统前端以及客户端可访问数据库袁并进行数据的写入读取袁一旦存在异常信号值其会发出报警信息遥系统后台设计遥从网络服务器的程序设计上来看袁在完成iOS服务器安装以及相应的ASP优化配置之后袁需要进行远程网络控制平台设计袁该平台主要是登录窗口尧影像控制平台以及家居反馈平台等遥不同网页是以ASP这种格式储存的袁采用VB作编写语言袁利用数据库系统作为读写媒介袁数据库主要包含在线用户信息尧家居状态信息尧用户的身份信息等袁在登录界面中需要输入正确的用户名密码袁验证码袁用户信息袁提交后可通过身份验证的方式进入操作界面袁身份验证是通过MD5算法加密后将其储存于相应的数据库身份信息表然而如果用户没有登录成功则系统会自动提醒用户进行登录验证身份袁能够有效防止一些外来非法用户进行系统访问遥影像平台可通过服务器访问的方式间接进行视频信息访问袁以流媒体的方式实现视频实时下载观看袁控制平台能够对智能电器的开关进行有效控制袁用户打开电机开关之后实现电器远程开启袁提供不需要等待的现代生活家居遥反馈平台是利用数据库所记录的家居运行状态袁能够使用户远程掌握目前家庭的实际情况遥抓取运动物体检测以及语音交互袁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袁将家居饰品监控为动静止状态时袁此时的图像中间差较小袁采用运动估算法的方式能够在画面找到唯一变化袁设定阈值之后当运动估值快矢量高于干预值袁系统会发出报警信号袁实现图像处理的非法入侵检测遥该检测能够有效弥补传感元件在检测上的不足之处袁针对这种运动估计方式袁目前图像处理算法能够将视频中的帧分成不同值块遥针对目前帧的运动估值块在给定范围内袁依据块匹配准则找(上接第80页)中袁能够保护用户信息的安全袁有效防止被黑客攻击遥到相应块及匹配块袁匹配块和目前块相对移动及运动矢量袁如果该矢量较大时则系统可被判定为非法入侵遥根据系统实际应用需求袁在实践模式过程中袁针对极少比对对象很容易匹配成功袁而且在识别上比较迅速袁同时由于选项比对项比较少袁通常识别错误概率较低袁一般可用于常用命令识别袁便于用户的操作遥在本系统中可以调取API组件袁利用该组件实现用户指令识别以及语音控制系统袁安装开发包袁进行语音识别接口函数的调用袁将其作为程序接收请求袁事件通知媒介遥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袁使智能家居系统逐渐融入到人们的现代生活中袁作为智能家居的研究袁基于互联网为基础的网络访问成本袁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遥参考文献[1]申玉宏,李树章.基于物联网的智能家居控制系统设计与研究[J].大科技,2017,(29).展望,2017,(15).[2]徐航.基于物联网的智能家居系统分析[J].科技[3]潘晓贝.基于物联网的智能家居家庭安防系统设计(03):133-138.与实现[J].三门峡职业技术学院学报,2018,174结语[2]程大鸣,刘碧俊,侯松.基于大数据背景的高职院渊21冤院71-72.校智慧校园建设的研究[J].信息与电脑,2015,智慧校园建设是一个长期尧系统性工程袁大数据技术的引入给高职院校智慧校园的建设带来了新的技术手段遥要充分利用大数据技术和互联网思维袁收集分析大数据背后有价值的信息袁更好地为学校管理尧教学科研尧师生生活等服务遥参考文献[1]赵思佳,尹婷.大数据时代高职院校智慧校园建设研究[J].信息系统工程,2016院146-148.[3]张守丽.大数据背景下高职智慧校园建设研究[J].信息与电脑,2018,渊24冤院235-237.电脑编程技巧与维护,2015院70-72.[4]张维国.大数据时代数字化校园建设的研究[J].[5]刘树威.大数据技术在高职院校智慧校园建设中的应用[J].网络安全技术与应用,2017院124-126.2019.11115