物联网在智能家居方面的发展和应用_毕业设计(论文)(编辑修改稿)

物联网在智能家居方面的发展和应用_毕业设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

人 、 车 、 路与环境之间的相互交流，从而提高交通系统的安全和效率，以达到保护环境 、 降低能耗的作用 [8]。 它主要包括公交行业无线视频监控平台 、 智能公交站台 、 电子票务 、 车管专家和公交手机一卡通 5 种业务。 交通信息采集是其中的关南京邮电大学 2020 届本科生毕业设计（论文） 7 键子系统，它是发展智能交通的基础和前提。 在交通信息采集中，可采用非接触式的磁传感器来定时收集和感知区域 内车辆的速度 、 车距等信息，这些信息传送到处理中心，可对交通环境和车辆进行整体管理。 终端节点上安装温湿度 、 光照度 、 气体检测等多种传感器，还可监测路面状况 、 能见度和车辆尾气污染等 [26]。 车辆上也可以配备 RFID 系统，为车辆制定唯一的身份标志，实现一车一卡有条管理，切实保证车辆的严格监管和交通顺畅。 农业生产 物联网在农业上的应用更为广泛，主要体现在远程控制与实时采集两方面。 智能农业产品可以通过无线信号收发模块传输数据，实现对大棚温湿度的远程控制，如自动开启或者关闭指定设备，调节温湿度等环境条件。 还可 实时采集温 室内温度 、 湿度信号以及光照 、 土壤温度 、 CO2浓度等环境参数，随时进行处理，为农业综合生态信息自动监测 、 环境的自动控制和智能化管理提供科学依据 [26]。 另外在产品出售方面，可以运用成熟的物联网传感技术，在生态农业基地与消费者之间搭建一个的网络销售平台。 这样消费者便可以通过实时的网络视频了解农副产品的种植全过程，对产品更具有信心。 移动通信 物联网将成为中国移动未来的发展重点，现阶段中国移动主推的 M2M是物联网的最普遍应用形式，已经在全国 31 个省 、 市 、 自治区开展了 M2M业务。 目前，中国移动已 经部署超过300 万台的 M2M终端，年增长率超过 80%[27]。 运用物联网技术，上海移动已首先为多个行业客户定制打造了具有不同针对性的整套无线综合应用解决方案，该方案集数据采集 、 传输 、 处理和业务管理于一体，旨在使人们的生活更加便捷与智能。 此外，物联网还可以在工业监 控 、 公共安全 、 司法管理 、 医疗服务 、 环境保护和个人家庭等各个领域应用，发展前景十分广阔。 从智慧地球到感知中国，物联网技术促进了人与物 、 物与物的交流，加快了物品与网络的融合，使我们的工作生活时时连通 、 事事链接，将成为世界经济复苏的新亮点 [6]。 第三 章 智能家居的概述 智能家居的内涵 智能家居概念的起源很早： 20世纪 80年代初，随着大量采用电子技术的家用电器面市，住宅电子化开始实现； 80年代中期，将家用电器、通信设备与安全防范设备各自独立的功能综合为一体，又形成了住宅自动化概念；至 80年代末，由于通信与信息技术的发展，出南京邮电大学 2020 届本科生毕业设计（论文） 8 现了通过总线技术对住宅中各种通信、家电、安防设备进行监控与管理的商用系统，这在美国被称为 Smart Home，也就是现在智能家居的原型。 智能家居在 WiKi百科中定义如下：以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集 系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。 进入 21世纪后，智能家居的发展更是多样化，技术实现方式也更加丰富。 总体而言，智能家居发展大致经历了 4代。 第一代主要是基于同轴线、两芯线进行家庭组网，实现灯光、窗帘控制和少量安防等功能。 第二代主要基于 RS485线、部分基于 IP技术进行组网，实现可视对讲、安防等功能。 第三代实现了家庭智能控制的集中化，控制主机产生，业务包括安防、控制、计量等业务。 第四代基于全 IP技术，末端设备基于 zigbee等技术，智能家居业务提供采用“云”技术，并可根据用 户需求实现定制化、个性化。 目前智能家居大多属于第三代产品，而美国已经对第四代智能家居进行了初步的探索，并已有相应产品。 近年来，物联网成为全球关注的热点领域，被认为是继互联网之后最重大的科技创新。 物联网通过射频识别（ RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议把任何物品与互联网连接起来进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。 物联网的发展也为智能家居引入了新的概念及发展空间，智能家居可以被看作是物联网的一种重要应用。 基于物联网的智能家居，表现为利用信息传感设 备（同居住环境中的各种物 品松耦合或紧耦合）将家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，并与互联网连接起来，进行监控、管理信息交换和通讯，实现家居智能化。 其包括：智能家居（中央）控制管理系统、终端（家居传感器终端、控制器）、家庭网络、外联网络、信息中心等。 智能家居建设的意义 典型的智能家居具有以下功能 ③ ： ★ 家居安全监控 ： 各种报警探测器的信息采集 , 开关门报警等如门磁、紧急按钮、红外探测、煤气探测、火警探测等 , 并向住宅小区物业管理和警署报警。 ★ 家电控制 ： 利用计算机、移动电话通过高速宽带接入 , 并对电灯、空调、冰箱 , 电视等家用电器进行远程控制。 ★ 家居管理 ： 远程三表 水、电、煤气 ! 传送收费。 ★ 家庭教育和娱乐 ： 如远程教学、家庭影院、无线视频传输系统、在线视频点播、交互式电子游戏等。 ★ 家居商务和办公 ： 实现网上购物、网上商务联系 , 视频会议。 南京邮电大学 2020 届本科生毕业设计（论文） 9 智能家居的特点 ： “ 科技改变生活”。 智能家居的应用将对我们的家庭生活和生活方式带来深远影响。 ★ 节省费用 :在不需要时 , 能源消耗装置可以自动关闭 , 这样可以降低您的费用。 ★ 使用方便 :自动化系统提供远程遥控接口。 自动化系统还可以把重 复的工作自动化。 在您外出时 , 还可以 调整或控制家电。 ★ 安全性高 :家庭自动化系统在紧急情况时可以防御坏人或报警。 您可以在任何地方可以监控该安全系统 , 这样可以保证您的家居安全运行。 ★ 改变生活方式 : 你可以穿着丁恤在家办公 , 可以在家炒股、进行远程会议 , 主妇在网上逛街 , 孩子在家里上课 等。 生活中的方方面面都可以通过互联网在家进行 , 不受时间空间的限制。 现代化的生活工作方式较以往有了很大区别。 智能家居可以为人们带来更为惬意轻松的生活 , 在生活、工作节奏越来越快的今天 , 家居智能化也可以为人们减少繁琐 家务、提高效率、节约时间 , 让人们有更多的时间去休息、教育子女、锻炼身体和进修 , 使人们的生活质有了很大的提高。 第四章 智能家居中的物联网应用及问题分析 现有智能家居中物联网的应用及主要运用范围 当物联网这个概念引入到智能家居中时 ， 它们之间的碰撞如此剧烈。 智能家居也不是传统意义上简单的控制家庭里面的家用电器 ， 如电视机 、 电冰箱 、 空调 、 热水器 、 照明设备等。 它是一个更大范围内的控制 ， 大致可以概括为以下几方面 ： ● 家庭安防中心 ： 家庭安防设备 ， 如摄像头 、 红外探测器 、 烟雾探测器等 ， 一旦接入物联网 ， 主人就可以 在任何时刻任何地点了解家里的安全动态。 也可以把设备托管给小区物业或专门机构 ， 负责看管。 ● 家庭医疗中心 ： 家庭若有老人和小孩 ， 可在合适位置安放摄像头 ， 了解他们的状况。 家用医疗器械 ， 如血压计等连接物联网 ， 与社区医院联网 ， 便可方便医生实时了解病人的身体状况 ， 及时做出治疗。 ● 家庭数据中心 ： 家庭里的大量数据资料 ， 如电影 、 音乐 、 游戏等 ， 可以通过物联网 ， 海量存储到网络数据服务器上 ， 方便随时查看。 ● 家庭娱乐中心 ： 常用的家庭信息 ， 如天气预报 、 咨询信息等可以通过连接入网的家庭终端设备及时了解到。 南京邮电大学 2020 届本科生毕业设计（论文） 10 ● 家庭商务中心 ： 商务中心可以完成一系列的 ， 如缴费 、 支付 、 购物的任务 ， 让主人可以足不出户完成各种琐碎的日常生活。 此外还有家庭教育中心 、 家庭沟通中心 、 社区业务中心等。 现有物联网应用中可能存在的问题及分析 物联网智能家居给我们编制了一张如此美丽的蓝图 ， 但是现实的发展却没有想象这般的美好 ， 还有很多现实的深层次的问题值得探讨和研究。 ● 传感终端设备技术需突破。 传统的物联网接入技术 ， 如 RFID、 二维码 、 传感器技术等需要进一步成熟。 从技术稳定性 、 价格性价比 、 产品实用性等多方面考虑。 此外传感网络与宽带 、 CDMA 等移动网络的融 合 ， 也是急需技术研发的方面。 ● 物联网智能家居体系结构需建立。 一个行业想要走上良性发展的轨道 ， 必须要建立统一的体系结构标准 ， 这样才能实现各个生产厂家的产品相互兼容 ， 也才能健康持续的发展。 但是在现阶段 ， 短时间内还无法制定统一的标准 ， 还需时日加以 等待。 ● 商业产业链需成熟。 物联网智能家居现在处于起步阶段 ， 产品大规模批量化生产还需要时间 ， 随之带来的就是产品成本相对较高。 在中国只有少部分用于试点研究安装 ， 真正用于生活的还不多见。 所以在这个时候更加需要成熟的商业产业链推动其发展 ， 使其能够在市场中找到相应的位置。 同时政府也应该出台相应的扶持政策 ， 催化推动物联网智能家居的可持续发展。 对于可能存在问题的改进与拓展 基于上述的分析，为了物联网更好地发展，提出如下对策和建议 :④ 4. 1 加强前瞻研究，做好物联网战略规划 、 产业政策从国家战略规划层面对物联网产业的指导思想 、 发展方向 、 重点领域 、 关键技术等做出界定和规划，以及如何部署人财物等资源。 我国发展物联网，总体战略就是以技术创新带动产业发展。 跟踪国际物联网产业和技术发展趋势，加强物联网前沿技术的研究。 科学规划，做好顶层设计，满足产业发展需要。 重点谋划未来发展，着 手制定物联网产业和技术发展中长期规划纲要。 全面布局，区域之间物联 网发展要避免同质竞争，要形成错位 、 差异化和互补发展。 制定产业政策和后续配套政策，南京邮电大学 2020 届本科生毕业设计（论文） 11 对物联网产业给以政策扶持 、 指导和促进。 建议国家成立一个跨部门物联网联合领导小组，规划指导 、 协调和处理各方面问题。 4. 2 核心技术攻关和突破 加强自主研发，实现技术创新。 要加快研发 、 突破和掌握一批物联网核心关键技术。 重点发展高端传感器 、 智能传感器 、 传感器网关 、 超高频 RFID、 终端设备和软件中间件等。 在国家科技计划 、 国家重大科技专项中，重点支持物联网共性关键技术 、 行业应用关键技术 、 系统集成技术和标准规范等方面研究，加大科研资金投入，早日形成一批具有自主知识产权的物联网核心技术和产品。 4. 3 加快物联网国内 、 国际标准制定工作 组建中国物联网标准联合工作组，协调 、 整合国内相关标准组织力量，加快制定和健全符合我国发展需求的各类物联网技术标准，构建开放架构的物联网标准体系。 促进与国际同行开放交流 、 合作互赢，积极参与国际标准提案工作，力争主导制定物联。