❶ 智能家居和物聯網技術
智能家居與物聯網技術的結合,旨在通過無線感測器、雲計算、人工智慧等技術,將家庭中的各類設備互聯,實現智能化控制與管理,以提升家居生活的便捷性、舒適性、安全性和節能性。
目前,智能家居市場快速成長,預計到2025年,全球市場規模將達到1.3萬億美元。家庭安防是主要驅動力,智能門鎖、視頻監控、煙霧報警器等設備需求增加。智能家居控制領域也日益活躍,用戶可遠程操作家中的電器、燈光等。
物聯網技術應用廣泛,智能交通、智能城市、智能農業、智能醫療等領域均有涉及。未來,物聯網技術有望成為日常生活不可或缺的一部分。
具體應用包括但不限於智能安防、智能家電控制、健康監測等。代表企業如德國科技巨頭Bosch,深耕智能家電、智能建築、智能工業等。
機遇與挑戰並存,市場前景廣闊,企業需加強技術研發、產品創新和市場營銷,推出符合用戶需求的智能家居產品,把握市場機遇,應對挑戰,實現可持續發展。
未來趨勢包括技術的不斷迭代、個性化服務的普及、物聯網與人工智慧的深度結合等。智能家居與物聯網技術的應用市場前景廣闊,未來發展潛力巨大。
❷ 誰有物聯網智能家居的畢業設計,大專水平,或者教我怎麼做
在此給你一些素材,但全面的設計論文沒有,希望有用
隨著科技的不斷進步發展,人們對於生活環境質量要求越來越高。在解決了基礎物質生活需求的今天,高質量的生活水平逐漸為人們所追求。智能家居也隨之而生,隨著物聯網路的出現,家居物聯網的組建也日漸提上。
家居物聯網的出現,將極大的改變我們的家居環境,甚至是社會生活習慣,其本質是物理無縫集成到信息網路中,實現真實世界與互聯世界的融合。本文將結合物聯網技術,著重介紹家居物聯體系的建立、實現以及在物聯環境中家電的新型應用。
體系架構
家庭家居物聯網系統是物聯網域中的最小集成單位,是實現統一融合的物聯網路的最小系統,其技術構建可用」DCMC」來概括,即Device(設備)、Connect(連接)、Manage(管理)以及Customer(用戶)。其組成如圖所示:(附件)
家居物聯網的設備層(Device)主要實現數據的採集以及信息的發布。包括了感測器、集成RFID識別等新型技術的物聯家電終端、二維碼標簽以及通信模塊等設備。
家居物聯網的數據互聯層(Connect)實現不同的數據傳輸類型的協議互聯,是整個家居物聯網的數據傳輸通道。通過數據的互聯實現終端設備的組網通信,而不再是單一的信息孤島,實現對於GSM、3G、RFID、WIFI、藍牙等技術的互聯。
家居物聯網的控制管理層(Manage),是整個家居物聯系統的核心,通過它可以對家中的終端設備進行控制、管理,以及提供智能的分析處理。並可以實現人與家居物聯網路的交互,實現互聯世界對物理世界的操作。
家居物聯網的用戶對象層(Customer),是家居物聯網的使用者。通過語音合成技術構築的良好人機交互機制,通過對管理層下發命令來控制整個家居物聯網路,而物聯網的信息可以通過語音合成進行語音的播報反饋給使用者。
解決方案
家庭家居物聯網系統(以下簡稱家庭聯網系統)的技術方案主要涉及TTS技術、無線通訊技術、電子技術、計算機技術、網路通信等技術手段,實現家庭家居互聯控制、通信以及家居網路的安防的功能,能與其他家庭網路互連組網。可以實現遠程家電控制、報警,以及實時數據採集、網路互享等功能。
家庭聯網系統主要分為三大部分組成:
1、家庭信息互聯處理中心是家居物聯網的聯絡中心,主要實現家中不同的家電的互聯信息處理以及與外網的數據交流;
2、家庭控制管理中心是實現家居物聯網的控制中心,處理遠程操控命令、採集感測器和標簽信息,並兼容家庭安防控制系統,可以對區域網的用戶設置訪問等級等功能。;
3、移動互連處理中心是外網數據與家居聯網數據的交互平台,主要實現物理區域網內、外數據與家居互聯中心的數據交互,並能將外來請求提供給安防中心。如下圖所示:(附件)
系統構成
家庭信息互聯處理中心和家庭控制管理層的組成包括:物聯終端設備、通信網關設備和提供信息管理處理的應用軟體,而移動互聯中心組成主要為通信網關和網路應用程序組成。
物聯終端設備主要為家用物聯電器,物聯家電終端將是新技術綜合的復雜元器件整體。如物聯冰箱(產品中已集成了語音合成晶元SYN6288),在食物掃描進入冰箱時會自動的記錄食物的生產日期,經過智能的判斷後會通過TTS技術進行語音播報:「於2010年11月5日購買的牛奶,已經過期,請勿飲用。」或者在冰箱內的食物不夠時,會進行語音提示給用戶,在得到用戶的采購單後,通過聯網技術在允許接入的超市中進行購物。
除了白色家電控制管理應用外,家居物聯環境中的物聯黑色家電終端也將更智能,更娛樂。未來的家用物聯TV會智能判斷感知人觀看電視節目時與電視的距離,當距離過近會自動的黑屏並通過內置的語音合成軟體進行語音播報提示。而電視節目提供商在得到客戶允許後,收集客戶平時喜歡觀看的電視節目,有新的客戶喜歡的節目出現會第一時間通過TTS技術進行合成播報推薦,用戶可選擇接受或拒絕。終端生產商在客戶使用電器過程中收集客戶常用的功能,來制定針對目標客戶的個性化產品。
物聯家電終端出現產品故障等問題時,會第一時間通過語音合成技術對室內的客戶報警,並將家電故障數據提交給廠商的售後部門以及指定的用戶手機中。售後部門的服務處理中心得到數據,並從雲處理中心得到准確的操作步驟,反饋給客戶,並指派工程師去提供維護服務。
通信網關與物聯終端基於統一的互聯通訊協議(如閃聯標准),物聯終端和感測採集裝置可將整個家庭環境中的動靜態數據信息通過通信網關與家庭控制管理進行數據的交互。當出現異常的數據信息能迅速的將數據上傳,並進行室內的告警。用戶在外出時,可以通過移動互連終端如手機,精確的對家中的電器進行操控,在夏日的下班途中,可以遠程式控制制家中的空調提前開啟,等踏入家門中,將是舒適的溫度。
每個家庭的家居物聯網可以對外來訪問請求設置相應的等級,最大的保障用戶的隱私使用權益。按照不同訪問等級,將訪問不同許可權的家居聯網數據信息。
意義
家庭物聯網的構築將實現家用電器等一系列家用產品的觸覺,而集成了語音合成技術實現了物品的說話能力,在物聯終端或者通信網關中集成語音合成晶元(如SYN6288)實現物品開口說話的能力。通過語音的直接交流,才是最為合適的人機交互處理機制。
家庭環境中的一些數據信息需要與小區或者更大規模的物聯網路進行集成,通過雲處理中心來提供智能的判斷能力,提供緊急事件的處理方法,最終實現物理環境與虛擬環境的融合。
結語與展望
家庭聯網系統將是整個物聯網路中的一個最小完整節點,只有家庭物聯網系統的構成,才能實現小區以至國家范圍內的物聯系統。家庭家居物聯網的建設最為迫切需要解決的問題則是物聯通訊協議標準的確立,而不是幾年過後互不相連的信息孤島。
通過家居聯網系統的建設推廣,實現統一的物聯小區區域網。家居物聯網的主要應用場所也是在小區、辦公樓等區域網絡中的使用,通過家庭家居聯網系統的構建來推動我國物聯網的由點及面的發展。整套系統的構建將是小區物聯網必不可分的基礎結構,是實現物聯小區的主力應用方向。語音合成帶來的良好人機交互體驗,也是物聯終端所必備的功能。
❸ 物聯網導論論文
淺析物聯網在智能家居中的應用
摘要:眾所周知, 物聯網是新一代信息技術的重要組成部分, 在當今社會以及未來社會
發揮著巨大的作用,而且其應用方面也越來越廣闊。雖然當前的物聯網技術還不是很成熟,
但是在某些領域方面的研究還是比較靠前的, 比如家居方面。 所以本次選取了物聯網在智能
家居中的應用這一話題。 在論文中, 會首先介紹物聯網的相關內容, 包括對物聯網的認識以
及物聯網的作用, 然後介紹物聯網是如何在智能家居中應用的還有目前大家對智能家居的評
價,最後我們會展望一下智能家居的未來發展狀況以及目前我們可以做的一些相應改變。
關鍵詞:物聯網、技術框架、智能家居、發展前景
一 、 對 物 聯 網 的 認 識
物聯網是新一代信息技術的重要組成部分, 是一個基於互聯網、 傳統電信網等信息承載
體,讓所有能夠被獨立定址的普通物理對象實現互聯互通的網路。它具有普通對象設備化、
自治終端互聯化和普適服務智能化 3 個重要特徵。其英文名稱是「 The Internet of things 」。
由此,顧名思義, 「物聯網就是物物相連的互聯網」。這有兩層意思:第一,物聯網的核心
和基礎仍然是互聯網, 是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網路; 第二,其用戶端延伸和擴展
到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通信。因此,物聯網的定義是通過射頻識別
(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、等信息感測設備,按約定的協議,把任何物品與
互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管
理的一種網路。
從技術架構上來看, 物聯網分為三層:感知層、網路層和應用層。 感知層由各種感測器
以及感測器網關構成, 感知層的作用相當於人的眼耳鼻喉和皮膚等神經末梢, 它是物聯網識
別物體、採集信息的來源,其主要功能是識別物體,採集信息。網路層由各種私有網路、互
聯網、有線和無線通信網、 網路管理系統和雲計算平台等組成, 相當於人的神經中樞和大腦,
負責傳遞和處理感知層獲取的信息。 應用層是物聯網和用戶(包括人、 組織和其他系統)的
介面,它與行業需求結合,實現物聯網的智能應用。
同時我們也應該注意到在物聯網應用中有三項關鍵技術:
1、感測器技術,這也是計算機應用中的關鍵技術。大家都知道,到目前為止絕大部分
計算機處理的都是數字信號。 自從有計算機以來就需要感測器把模擬信號轉換成數字信號計
算機才能處理。
2、RFID 標簽也是一種感測器技術, RFID 技術是融合了無線射頻技術和嵌入式技術為
一體的綜合技術, RFID 在自動識別、物品物流管理有著廣闊的應用前景。
3、嵌入式系統技術是綜合了計算機軟硬體、感測器技術、集成電路技術、電子應用技
術為一體的復雜技術。 如果把物聯網用人體做一個簡單比喻, 感測器相當於人的眼睛、 鼻子、
皮膚等感官, 網路就是神經系統用來傳遞信息, 嵌入式系統則是人的大腦, 在接收到信息後
要進行分類處理。
二 、 物 聯 網 的 作 用
從上文我們對物聯網的認識, 物聯網可以實現物物相通。 但是除此之外, 物聯網還有其
他的作用:
1、除了實現人與人之間的相互交換信息和通信之外,還可以實現人與物、物與物之間
進行信息交換和通信。當然,這里人還是主體。因為,物與物之間進行信息交換和通信的目
的,還是要為人服務、為人所用。
2、除了實現信息的交換與通信的目的,還可以通過安裝信息感測設備,如射頻識別裝
置、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等,將所有的物品都與網路連接在一起,方便
識別和管理。
由以上我們可以總結對物聯網的一個大概認識: 物聯網是一項利用感測器的連接來實現
物物相通的網路, 在這個網路之中可以實現信息的交換與分析; 同時在這個網路中還能實現
對物體的智能控制,以此來滿足對大眾的相應需求。
三 、 物 聯 網 在 智 能 家 居 中 應 用 情 況 分 析
4.1 對智能家居的相關認識
智能家居, 或稱智能住宅。首先,它需要在一個家庭中建立一個通訊網路, 為家庭信息
提供必要的通路, 在家庭網路操作系統的控制下, 通過相應的硬體和執行機構, 實現對連入
家庭網路的所有家電和設備的控制和監測; 其次,它們都要通過一定的媒介, 構成與外界的
通訊通道, 以實現與家庭以外的世界溝通信息,滿足遠程式控制制、監測和交換信息的需求,其
最終目的都是滿足人們在家庭中對安全、舒適、方便地工作和生活的需求。
4.2 智能家居的主要功能
(1)安全防護及消防報警自動化
安全防護及消防報警自動化是智能家居的最基本的一項功能, 由於人們對自身及財產的
安全更加重視,選擇智能化家居的一個基本出發點是家庭保安和災害報警自動化。
(2)家電設施智能化
家電設施智能化是智能家居的一個重要組成部分。 智能家居的一個顯著特點就是它能根
據住戶的要求對家電和家用電氣設施靈活方便地實現智能控制, 更大程度地把住戶從家務勞
動中解放出來。隨著社會的發展和技術的進步,家電設施智能化還會出現更多更新的應用。
(3)物業管理自動化
通過與小區智能系統聯網,住戶可對用水、用電、用氣以及電話、網路等的使用情況進
行監視。 一是實現各種費用的自動計量, 減少物業管理工作量; 二是方便用戶對費用進行自
我控制, 避免費用嚴重超支; 三是可及時發現並避免電話或其他資源被盜用。 物業管理自動
化是小區智能化的一種標志。
(4)信息和通訊自動化
一般的通訊自動化只是通過電話實現簡單的電話自動錄音、 傳真自動接收或回復; 而通
訊智能化可將家中異常情況通過電話自動撥打 110、119 報警電話或主人的辦公電話、手機
等通訊工具。 智能家居的通訊信息自動化的內容將更加廣泛。 如將住戶的個人電腦連入局域
網、互聯網,充分利用計算機網路資源,實現從社區信息服務、物業管理服務、網上資料查
詢、網上商務等各種互聯網功能。在條件具備的情況下,還可實現遠程醫療、遠程教學、咨
詢預約等功能。
(5)各種設備之間的協同工作
智能家居系統可以提供更豐富的系統關聯功能。 例如,當您准備看電視時, 客廳燈光自
動調到您喜歡的亮度 (通過調光控制模塊實現) 、窗簾自動拉上 (通過窗簾控制模塊實現) 、
電視機打開並調整到您最喜歡的頻道,等等。
(6)環境與節能
智能家居能監視室內的溫度、 濕度、 亮度等環境狀態值, 並根據住戶的習慣進行調節控
制,它在一定程度上既能使生活空間更加舒適,又能節約能源。不僅如此, 通過對家電的智
能控制還可實現對水、煤氣等資源的節約。
4.3 智能家居的組成
學術界對智能家居的組成沒有定論, 綜合各種觀點, 一個完整的智能家居系統除了具有
各種功能的信息電器外,還必須包括以下幾個模塊:
(1)信息處理模塊
為了使相互獨立的信息家電可以實現信息共享與協同工作, 智能家居系統中必須具有專
門的信息處理模塊。 它的功能主要是收集家庭中各個家電的工作狀態和服務請求, 對各種數
據進行實時處理,並將結果送入功能驅動模塊。
(2)通信模塊
如果說信息處理模塊是智能家居系統的大腦,那麼通信模塊就是實現信息傳導的神經。
根據家庭組網的特點,通信模塊常利用已有的布線(如電力載波),或者採用無線傳輸(如
藍牙、 紅外)等。 由於不同的信息電器對傳輸時的帶寬要求不同,實際中的通信模塊常採用
多種方式混合組網。
(3)功能驅動模塊
功能驅動模塊是信息流入、 流出各個信息電器的介面。 由於各個電器生產廠商的產品在
功能和實現上都有很大的不同, 所以必須通過功能驅動模塊將信息處理模塊的指令翻譯成電
器可以執行的電平信號, 以及將電器的各種狀態信息轉換成信息處理模塊可以理解的二進制
信息。
(4)外界信息介面模塊
該模塊可以看成是一個家庭通向外界(如 Internet)的網關。它在家庭內部各種電器信
息共享的基礎上,進一步實現了基於 Internet 的資源共享,從而更進一步實現了共享的深度
和廣度, 也將是未來智能家居系統發展的熱點。 由於家庭內部網路通常不使用 TCP/IP 協議,
所以外界的信息介面模塊中最基本的功能就是從 TCP/IP 協議到各種家庭內部網路協議的轉
換。
四 、 智 能 家 居 的 缺 陷
市場經濟具有自發性和盲目性, 這兩種特性一方面造成了智能家居行業的迅速壯大, 另
一方面也為孕育了某此缺陷。 對於新事物而言, 其優勢往往顯而易見的, 而缺陷則是隱形的。
站在行業發展的高度來看,這些隱身在興盛背後的缺陷將會嚴重阻礙整個行業的未來發展。
目前智能家居行業的缺陷主要可以概括為「弱智」和「復雜」兩點。
1、所謂的「弱智」是指不夠智能。智能家居除了設備本身具有計算、判斷能力之外,
還需要各設備之間的聯動來實現智能。 聯動性上正是當前智能家居行業的短板, 其原因在於
我們智能家居系統的功能不全。 而大部分品牌往往只能實現安防報警、 可視對講、 智能照明
等三、 四個功能,可互相組合派生的功能甚少,更談不上什麼聯動了, 因此其智能程度大遭
消減。
2、復雜主要體現產品布線復雜,配置復雜,操作復雜這三點。現在有許多智能家居系
統組網是基於匯流排技術的, 不可避免的帶來了繁復的布線問題, 增加了施工成本。 部分智能
家居系統, 缺乏軟體支撐,配置起來其過程十分復雜,基本只有專業人員才能完成。操作復
雜,主要表現為產品設計不夠人性化,界面太多,雜亂無章,甚至沒有界面,為用戶帶來了
很大的記憶量。
五 、 物 聯 網 的 發 展 前 景
盡管目前物聯網在智能家居行業還有很多需要改進的地方, 但這並不影響我們對物聯網
的展望,以後的物聯網發展趨勢應該有以下幾點:
1、無線控制不斷深化:比如在智能家居這一應用方面,業內人士認為,未來, WiFi 無
線網路傳輸技術和 Zigbee 無線技術會在家庭中得到更廣泛的應用。 用戶通過 Zigbee 遙控器,
可以對連接在家庭網路上的家用電器使用狀況進行查詢, 並對其進行無線遙控。 用戶在使用
時,不再局限於傳統的智能終端設備,家中的電視、電腦、手機等顯示設備都可以作為控制
終端。因此,在智能家居系統中加入無線和遠程式控制制技術,將更好地發揮智能家居的功能,
為用戶帶來便捷生活體驗。 我們相信, 未來的物聯網應用方面會通過技術改進, 繼續深化無
線智能控制技術,以此來滿足更多消費者的需求。
2、網路功能強勢凸顯:一直以來,網路化是物聯網的主要發展趨勢。通過互聯網,人
們可以將智能家居系統中的視頻監控與手機有效結合起來, 一旦有小偷進入家中, 報警信號
即可迅速通過網路, 傳送到小區安防中心、 地區報警中心及用戶手機上。 各報警中心和用戶
可以立即調入視頻圖像, 保證在第一時間有效地監看到小偷的面貌, 確保日後調查取證。 同
時我們還可以利用智能交通系統將交通中出現的任何相關問題及時反應到交警值班處, 以此
來提高辦事效率。
3、智能控制內容逐步擴大:物聯網通過智能化手段,使得人們生活體驗變得更加的方
便、舒適。 針對目前物聯網的一些應用方面的缺陷, 可以想像在未來的社會我們必定要克服
當前出現的智能不能完全實現智能、過於復雜等缺陷。
總體來說, 物聯網是一個新興的但是卻是一個很有用處的行業, 它在當今社會以及未來
社會都會對人們的生活帶來翻天覆地的改變。 雖說目前的物聯網在各個領域都有所運用, 尤
其是在智能家居領域已經有了比較好的發展,但是我們也應該看到目前所出現的一些問題,
我們只有解決好目前物聯網在一些領域的應用中所出現的缺陷, 這樣才能讓物聯網更好的為
我們服務,使得我們的生活變得更加方便、舒適。