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随着科技的不断进步发展,人们对于生活环境质量要求越来越高。在解决了基础物质生活需求的今天,高质量的生活水平逐渐为人们所追求。智能家居也随之而生,随着物联网络的出现,家居物联网的组建也日渐提上。
家居物联网的出现,将极大的改变我们的家居环境,甚至是社会生活习惯,其本质是物理无缝集成到信息网络中,实现真实世界与互联世界的融合。本文将结合物联网技术,着重介绍家居物联体系的建立、实现以及在物联环境中家电的新型应用。
体系架构
家庭家居物联网系统是物联网域中的最小集成单位,是实现统一融合的物联网络的最小系统,其技术构建可用”DCMC”来概括,即Device(设备)、Connect(连接)、Manage(管理)以及Customer(用户)。其组成如图所示:(附件)
家居物联网的设备层(Device)主要实现数据的采集以及信息的发布。包括了传感器、集成RFID识别等新型技术的物联家电终端、二维码标签以及通信模块等设备。
家居物联网的数据互联层(Connect)实现不同的数据传输类型的协议互联,是整个家居物联网的数据传输通道。通过数据的互联实现终端设备的组网通信,而不再是单一的信息孤岛,实现对于GSM、3G、RFID、WIFI、蓝牙等技术的互联。
家居物联网的控制管理层(Manage),是整个家居物联系统的核心,通过它可以对家中的终端设备进行控制、管理,以及提供智能的分析处理。并可以实现人与家居物联网络的交互,实现互联世界对物理世界的操作。
家居物联网的用户对象层(Customer),是家居物联网的使用者。通过语音合成技术构筑的良好人机交互机制,通过对管理层下发命令来控制整个家居物联网络,而物联网的信息可以通过语音合成进行语音的播报反馈给使用者。
解决方案
家庭家居物联网系统(以下简称家庭联网系统)的技术方案主要涉及TTS技术、无线通讯技术、电子技术、计算机技术、网络通信等技术手段,实现家庭家居互联控制、通信以及家居网络的安防的功能,能与其他家庭网络互连组网。可以实现远程家电控制、报警,以及实时数据采集、网络互享等功能。
家庭联网系统主要分为三大部分组成:
1、家庭信息互联处理中心是家居物联网的联络中心,主要实现家中不同的家电的互联信息处理以及与外网的数据交流;
2、家庭控制管理中心是实现家居物联网的控制中心,处理远程操控命令、采集传感器和标签信息,并兼容家庭安防控制系统,可以对局域网的用户设置访问等级等功能。;
3、移动互连处理中心是外网数据与家居联网数据的交互平台,主要实现物理局域网内、外数据与家居互联中心的数据交互,并能将外来请求提供给安防中心。如下图所示:(附件)
系统构成
家庭信息互联处理中心和家庭控制管理层的组成包括:物联终端设备、通信网关设备和提供信息管理处理的应用软件,而移动互联中心组成主要为通信网关和网络应用程序组成。
物联终端设备主要为家用物联电器,物联家电终端将是新技术综合的复杂元器件整体。如物联冰箱(产品中已集成了语音合成芯片SYN6288),在食物扫描进入冰箱时会自动的记录食物的生产日期,经过智能的判断后会通过TTS技术进行语音播报:“于2010年11月5日购买的牛奶,已经过期,请勿饮用。”或者在冰箱内的食物不够时,会进行语音提示给用户,在得到用户的采购单后,通过联网技术在允许接入的超市中进行购物。
除了白色家电控制管理应用外,家居物联环境中的物联黑色家电终端也将更智能,更娱乐。未来的家用物联TV会智能判断感知人观看电视节目时与电视的距离,当距离过近会自动的黑屏并通过内置的语音合成软件进行语音播报提示。而电视节目提供商在得到客户允许后,收集客户平时喜欢观看的电视节目,有新的客户喜欢的节目出现会第一时间通过TTS技术进行合成播报推荐,用户可选择接受或拒绝。终端生产商在客户使用电器过程中收集客户常用的功能,来制定针对目标客户的个性化产品。
物联家电终端出现产品故障等问题时,会第一时间通过语音合成技术对室内的客户报警,并将家电故障数据提交给厂商的售后部门以及指定的用户手机中。售后部门的服务处理中心得到数据,并从云处理中心得到准确的操作步骤,反馈给客户,并指派工程师去提供维护服务。
通信网关与物联终端基于统一的互联通讯协议(如闪联标准),物联终端和传感采集装置可将整个家庭环境中的动静态数据信息通过通信网关与家庭控制管理进行数据的交互。当出现异常的数据信息能迅速的将数据上传,并进行室内的告警。用户在外出时,可以通过移动互连终端如手机,精确的对家中的电器进行操控,在夏日的下班途中,可以远程控制家中的空调提前开启,等踏入家门中,将是舒适的温度。
每个家庭的家居物联网可以对外来访问请求设置相应的等级,最大的保障用户的隐私使用权益。按照不同访问等级,将访问不同权限的家居联网数据信息。
意义
家庭物联网的构筑将实现家用电器等一系列家用产品的触觉,而集成了语音合成技术实现了物品的说话能力,在物联终端或者通信网关中集成语音合成芯片(如SYN6288)实现物品开口说话的能力。通过语音的直接交流,才是最为合适的人机交互处理机制。
家庭环境中的一些数据信息需要与小区或者更大规模的物联网络进行集成,通过云处理中心来提供智能的判断能力,提供紧急事件的处理方法,最终实现物理环境与虚拟环境的融合。
结语与展望
家庭联网系统将是整个物联网络中的一个最小完整节点,只有家庭物联网系统的构成,才能实现小区以至国家范围内的物联系统。家庭家居物联网的建设最为迫切需要解决的问题则是物联通讯协议标准的确立,而不是几年过后互不相连的信息孤岛。
通过家居联网系统的建设推广,实现统一的物联小区局域网。家居物联网的主要应用场所也是在小区、办公楼等局域网络中的使用,通过家庭家居联网系统的构建来推动我国物联网的由点及面的发展。整套系统的构建将是小区物联网必不可分的基础结构,是实现物联小区的主力应用方向。语音合成带来的良好人机交互体验,也是物联终端所必备的功能。
随着物联网技术的不断进步,其在日常生活中的应用也越来越广泛。在此背景下,物联网的发展进一步带动了居民住宅电子集成行业与智能家居行业的快速增长,物联网技术作为智能家居的核心技术支持,发挥着举足轻重的作用。那么,智能家居中的物联网技术应用有哪些呢?下面跟小编一起来看看吧!
智能家居中的物联网技术应用
感知层
全面感知是物联网技术的一个特征,即利用射频识别(RFID)、二维码、GPS、摄像头、传感器等感知、捕获、测量技术手段,随时随地地对感知对象进行信息采集和获取。在智能家居中,感知对象分为人们所生活的家庭环境和人本身,传统智能家居中的8大子系统可作为感知层的执行设备。除此之外,物联网智能家居系统还应用了许多典型的感知技术,比如无线温湿度传感器,无线门磁、窗磁,无线燃气泄漏传感器等。
网络层
物联网中的网络层包括各种通信网络与互联网形成的融合网络,除此之外,还包括家居物联网管理中心、信息中心、云计算平台、专家系统等对海量信息进行智能处理的部分。在智能家居中,网络层不但要具备网络运营的能力,还要提升信息运营的能力,如对数据库的应用等。在网络层中,尤其要处理好可靠传送和智能处理这两个问题。
应用层
应用层是将物联网技术和智能家居专业技术相结合来实现家居智能化应用的解决方案集。物联网通过应用层最终实现信息技术和传统家居的深度融合,这主要体现在智能电网应用、家庭医疗应用、多媒体娱乐应用、家庭安防应用和家庭控制应用等。除此之外,应用层还为家庭服务商提供有第三方借口,以提供便于人们生活的各种服务。
物联网技术在智能家居中的运用
无线温湿度传感器
无线温湿度传感器主要用于探测室内、室外温湿度。虽然绝大多数空调都有温度探测功能,但由于空调的体积限制,它只能探测到出风口空调附近的温度,这也正是很多消费者感觉其温度不准的重要原因。有了无线温湿度探测器,你就可以确切地知道室内准确的温湿度。其现实意义在于当室内温度过高或过低时,能够提前启动空调调节温度。无线温湿度传感器对于你早晨出门也有着特别意义,当你呆在空调房间时,你对户外的温度是没有感觉的,这时候装在墙壁外的温湿度传感器就可以发挥作用,它可以告诉你现在户外的实时温度,根据这个准确温度你就可以决定自己的穿着,而不会出现出门后才知道穿多或者穿少的尴尬。
无线红外防闯入探测器
无线红外防闯入探测器主要是用于防非法入侵,比如当你按下床头的无线睡眠按钮后,关闭的不仅是灯光,同时它也会启动无线红外防闯入探测器自动设防,此时一旦有人入侵就会发出报警信号并可按设定的自动开启入侵区域的灯光吓退入侵者。或者当你离家后它会自动设防,一旦有人闯入,会通过无线网关自动提醒你的手机并接受你手机发出的警情处理指令。
无线空气质量传感器
无线空气质量传感器主要是探测卧室内的空气是否混浊,这对于要回家休息的你很有意义,特别是对有婴幼儿的家庭尤其重要。它通过探测空气质量告诉你目前室内空气是否影响健康,并可通过无线网关启动相关设备优化调节空气质量。
无线门铃
无线门铃对于大户型或别墅很有价值。出于安全考虑,大多数人睡觉时会关闭房门,此时有人来访按下门铃,在房间内很难听到铃声。这种无线门铃能够将按铃信号传递给床头开光提示你有人造访。另外在家中无人时,按门铃的动作会通过网关传递给你的手机,而这对你了解家庭的安全现状和来访信息非常重要。
无线门磁、窗磁
无线门磁、窗磁主要用于防入侵。当你在家时,门、窗磁会自动处于撤防状态,不会触发报警,当你离家后,门、窗磁会自动进入布防状态,一旦有人开门或开窗就会通知你的手机并发出报警信息。与传统的门、窗磁相比,无线门、窗磁无需布线,装上电池即可工作,安装非常方便,安装过程一般不超过2分钟。另外对于有保险柜的家庭来说,这种传感器还能够侦测并记录下保险柜每次被打开或者关闭的时间并及时通知授权手机。
无线燃气泄漏传感器
无线燃气泄漏传感器主要是探测家中的燃气泄漏情况,它无需布线,一旦有燃气泄漏会通过网关发出报警并通知授权手机。
无线辐射传感器、无线空气污染传感器
无线辐射传感器、无线空气污染传感器对于一些对太阳辐射敏感的人来说,这种传感器具有特别的意义,通过它你可以准确知道出门前是否需要采取防太阳辐射或者防污染防尘措施。
物联网智能家居的特点及优势
1、维护简单
由于没有复杂的布线,使智能家居的系统维护变得非常简单,无需破坏墙面等设施就可以轻松进行维护。
2、无线自动组网
它能实现无线短距离通信传输,感知信息通过自组织联网实现信息传输。自动组网、自主修复的能力。和上一代采用315M射频技术的智能家居系统相比,Zigbee可以实现自动组网,免去主控机和外围设备之间的手动对码的麻烦,大大简化了智能家居系统的调试,是智能家居系统真正实现智能化。
3、实现双向通讯功能
物联网网络具有双向通讯的功能,使安防报警等需要方向通讯的模块可以通过无线接入到智能家居系统,彻底摆脱布线的烦恼。
4、性价比高
无线家居移动灵活、扩张性强,还具有低成本,低功耗的特点,符合“低碳生活”的绿色家居概念。
5、安装简易
无需复杂的布线,用一种简易的方式实现家庭设备联网,实现“物与物”、“人与物”之间的信息交互,进而轻松实现家庭设备控制智能化。
无线智能家居可以实现简单地进行安装,而不必破坏隔墙,不必购买新的电气设备,系统完全可与你家中现有的电气设备,如灯具、电话和家电等进行连接。各种电器及其它智能子系统既可在家操控,也能完全满足远程控制。
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