物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論報(bào)告

1、物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論課程報(bào)告奇特之智能家居學(xué)年學(xué)期2011-2012年第二學(xué)期學(xué) 號授課班號 指導(dǎo)教師物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of things)是通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、 全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián) 網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管 理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛，遍及智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、平安家 居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、老人護(hù)理、個(gè)人健康等多個(gè)領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層感知層是物聯(lián)網(wǎng)的皮膚和五官識別物體，采集信息。感知層包括二維碼標(biāo)簽 和識讀器、RFI

2、D標(biāo)簽和讀寫器、攝像頭、GPS、傳感器、終端、傳感器網(wǎng)絡(luò)等， 主要是識別物體，采集信息，與人體結(jié)構(gòu)中皮膚和五官的作用相似。網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞和大腦信息傳遞和處理。網(wǎng)絡(luò)層包括通信與互聯(lián) 網(wǎng)的融合網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管理中心、信息中心和智能處理中心等。網(wǎng)絡(luò)層將感知層獲 取的信息進(jìn)行傳遞和處理，類似于人體結(jié)構(gòu)中的神經(jīng)中樞和大腦。應(yīng)用層應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)的“社會(huì)分工”與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)廣泛智能化。應(yīng)用層 是物聯(lián)網(wǎng)與行業(yè)專業(yè)技術(shù)的深度融合，與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)行業(yè)智能化，這類 似于人的社會(huì)分工，最終構(gòu)成人類社會(huì)。通過我們小組的討論和評估，我們決定將從智能家居著手，一起研究我們生 活中的物聯(lián)網(wǎng)。智能家居是

3、利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、綜合布線技術(shù)、依照人 體工程學(xué)原理，融合個(gè)性需求，將與家居生活有關(guān)的各個(gè)子系統(tǒng)如安防、燈光控 制、窗簾控制、煤氣閥控制、信息家電、場景聯(lián)動(dòng)、地板采暖等有機(jī)的結(jié)合在一 起，通過網(wǎng)絡(luò)化綜合智能控制盒管理，實(shí)現(xiàn)”以人為本”的全新家居生活體驗(yàn)。智能家居概念的起源很早，但一直未有具體的建筑案例出現(xiàn)，直到1984年 美國聯(lián)合科技公司將建筑設(shè)備信息化、整合化概念應(yīng)用于美國康乃迪克州哈特佛 市的CityPlaceBuilding時(shí)，才出現(xiàn)了首棟的“智能型建筑”，從此也揭開了全 世界爭相建造智能家居的序幕。智能家居又稱智能住宅，在國外常用 Smart Home表示。與智能家居

4、含義近似的有家庭自動(dòng)化(Home Automation)、電 子家庭(Electronic Home、E-home )、數(shù)字家園(Digital Family )、家庭 網(wǎng)絡(luò)(Home Net/Networks for Home )、網(wǎng)絡(luò)家居(Network Home )、智能 家庭/建筑(Intelligent Home/Building )，在中國香港和臺灣等地區(qū)，還 有數(shù)碼家庭、數(shù)碼家居等稱法。經(jīng)過多年的需求累積，目前通常把智能家居定 義為利用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和綜合布線技術(shù)，通過家庭信息管理平臺將與家居生活有 關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)地組合成一個(gè)系統(tǒng)。智能家居能實(shí)現(xiàn)的功能和提供的服務(wù)：始終在線的網(wǎng)

5、絡(luò)服務(wù)，與互聯(lián)網(wǎng)隨時(shí)相連，為在家辦公提供了方便條件 。安全防范：智能安防可以實(shí)時(shí)監(jiān)控非法闖入、火災(zāi)、煤氣泄露、緊急呼 救的發(fā)生。一旦出現(xiàn)警情，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)向中心發(fā)出報(bào)警信息，同時(shí)啟動(dòng)相 關(guān)電器進(jìn)入應(yīng)急聯(lián)動(dòng)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)防范。家電的智能控制和遠(yuǎn)程控制，如對燈光照明進(jìn)行場景設(shè)置和遠(yuǎn)程控制、 電器的自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制等。交互式智能控制：可以通過語音識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能家電的聲控功能；通 過各種主動(dòng)式傳感器(如溫度、聲音、動(dòng)作等)實(shí)現(xiàn)智能家居的主動(dòng)性動(dòng) 作響應(yīng)。環(huán)境自動(dòng)控制。如家庭中央空調(diào)系統(tǒng)。提供全方位家庭娛樂。如家庭影院系統(tǒng)和家庭中央背景音樂系 統(tǒng)?，F(xiàn)代化的廚衛(wèi)環(huán)境。主要指整體廚房和整體衛(wèi)浴。家庭信

6、息服務(wù)：管理家庭信息及與小區(qū)物業(yè)管理公司聯(lián)系。家庭理財(cái)服務(wù)。通過網(wǎng)絡(luò)完成理財(cái)和消費(fèi)服務(wù)。10 .自動(dòng)維護(hù)功能：智能信息家電可以通過服務(wù)器直接從制造商 的服務(wù)網(wǎng)站上自動(dòng)下載、更新驅(qū)動(dòng)程序和診斷程序，實(shí)現(xiàn)智能化的故障自 診斷、新功能自動(dòng)擴(kuò)展。智能家居的好處1防盜 有人接近您的住宅時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)聲，并可自動(dòng)撥打電話報(bào)警 2方便在家中任意位置都可以控制燈光、家電、窗簾等設(shè)備。3舒適 任意調(diào)節(jié)家中燈光的明暗，只需輕輕一觸，即可實(shí)現(xiàn)夢幻般的場景 變化。4享受無需起身，開門關(guān)燈易如反掌。5超前 通過任何一臺按鍵式電話對電話進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。6舒心您的住宅時(shí)時(shí)像有人居住一樣，甚至是在外出的時(shí)候提供安全感。目前

7、市場存在的智能家居技術(shù)介紹如下：有線方式這種方式所有的控制信號必須通過有線方式連接，控制器端的信號線更是多得嚇 人，一但遇到問題排查也相當(dāng)困難。有線方式缺點(diǎn)非常突出，布線繁雜、工作量 大、成本高、維護(hù)困難、不易組網(wǎng)。無線方式用于智能家居的無線系統(tǒng)需要滿足幾個(gè)特性：低功耗、穩(wěn)定、易于擴(kuò)展并網(wǎng)；全 于傳輸速度顯然不是此類應(yīng)用的重點(diǎn)。目前幾種可用于智能家居的無線方式 藍(lán)牙：是一種支持設(shè)備短距離通信（一般10m內(nèi)）的無線電技術(shù)。這種技術(shù)通訊 距離太短，同時(shí)屬于點(diǎn)對點(diǎn)通訊方式，對于智能家居的要求來說根本不適用。 WIFI：它是一種短程無線傳輸技術(shù)，能夠在數(shù)百米范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無線 電信號。它的最大

8、特點(diǎn)就是方便人們隨時(shí)隨地接入互聯(lián)網(wǎng)。但對于智能家居應(yīng)用 來說缺點(diǎn)卻很明顯，功耗高、組網(wǎng)專業(yè)性強(qiáng)。作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的智能家居，需要覆蓋多方面的應(yīng)用，但前提條件一定是任何 一個(gè)普通消費(fèi)者都能夠非常簡單快捷地自行安裝部署甚至擴(kuò)展應(yīng)用，而不需要專 業(yè)的安裝人員上門安裝。一個(gè)典型的智能家居系統(tǒng)通常需要下列設(shè)備： 無線網(wǎng)關(guān)無線智能調(diào)光開關(guān)無線溫濕度傳感器無線智能插座無線紅外轉(zhuǎn)發(fā)器無線紅外防闖入探測器無線空氣質(zhì)量傳感器無線門磁、窗磁S匚蛆kiiKVl心皿翌I(lǐng)付心 iAH機(jī)制日無線網(wǎng)關(guān)：是所有無線傳感器和無線聯(lián)動(dòng)設(shè)備的信息收集控制終端。所有傳感、探測器將收集到的信息通過無線網(wǎng)關(guān)傳到授權(quán)手機(jī)、平板電腦、電腦等管理設(shè)

9、備，另外控制命令由管理設(shè)備通過無線網(wǎng)關(guān)發(fā)送給聯(lián)動(dòng)設(shè)備。 上由BE丸蟆智 ,. r / 無線智能調(diào)光開關(guān)：該開光可直接取代家中的墻壁開光面板，通過它不僅可以像正常開光一樣使用，更重要的是它已經(jīng)和家中的所有物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備自動(dòng)組成了一個(gè) 無線傳感控制網(wǎng)絡(luò)，可以通過無線網(wǎng)關(guān)向其發(fā)出開關(guān)、調(diào)光等指令。其意義在于 主人離家后無需擔(dān)心家中所有的電燈是否忘了關(guān)掉，只要主人離家，所有忘關(guān)的 電燈會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。無線溫濕度傳感器：主要用于探測室內(nèi)、室外溫濕度。雖然絕大多數(shù)空調(diào)都有溫 度探測功能，但由于空調(diào)的體積限制，它只能探測到出風(fēng)口空調(diào)附近的溫度，這 也正是很多消費(fèi)者感覺感覺其溫度不準(zhǔn)的重要原因。有了無線溫濕度探測器，

10、你 就可以確切地知道室內(nèi)準(zhǔn)確的溫濕度。其現(xiàn)實(shí)意義在于當(dāng)室內(nèi)溫度過高或過低時(shí) 能夠提前啟動(dòng)空調(diào)調(diào)節(jié)溫度。比如當(dāng)你在回家的路上，家中的無線溫濕度傳感器 探測出房間溫度過高則會(huì)啟動(dòng)空調(diào)自動(dòng)降溫，等你回家時(shí)，家中已經(jīng)是一個(gè)宜人 的溫度了。另外無線溫濕度傳感器對于你早晨出門也有著特別意義，當(dāng)你呆在空 調(diào)房間時(shí)，你對戶外的溫度是沒有感覺的，這時(shí)候裝在墻壁外的溫濕度傳感器就 可以發(fā)揮作用，它可以告訴你現(xiàn)在戶外的實(shí)時(shí)溫度，根據(jù)這個(gè)準(zhǔn)確溫度你就可以 決定自己的穿著了，而不會(huì)出現(xiàn)出門后才穿多或者穿少的尷尬了。無線智能插座:主要用于控制家電的開關(guān)，比如通過它可以自動(dòng)啟動(dòng)排氣扇排氣， 這在炎熱的夏天對于密閉的車庫是一

11、個(gè)有趣的應(yīng)用。當(dāng)然它還可以控制任何你想 控制的家電，只要將家電的插頭插上無線智能插座即可。無線紅外轉(zhuǎn)發(fā)器：這個(gè)產(chǎn)品主要是用于家中可以被紅外遙控器控制的設(shè)備，比如 空調(diào)、電動(dòng)窗簾、電視等等。通過無線紅外轉(zhuǎn)發(fā)器，你可以遠(yuǎn)程無線遙控空調(diào)， 你也可以不用起床就關(guān)閉窗簾等。這是個(gè)很有意義的產(chǎn)品，它可以將傳統(tǒng)的家電 立即轉(zhuǎn)換成智能家電。無線紅外防闖入探測器：這個(gè)產(chǎn)品主要用于防非法入侵，當(dāng)你離家后它會(huì)自動(dòng)設(shè) 防，一旦有人闖入，會(huì)通過無線網(wǎng)關(guān)自動(dòng)提醒你的手機(jī)并接受你手機(jī)發(fā)出的警情 處理指令。無線空氣質(zhì)量傳感器：該傳感器主要探測臥室內(nèi)的空氣質(zhì)量是否混濁，這對于要 回家休息的你很有意義，特別是有嬰幼兒的家庭尤其重

12、要。它通過探測空氣質(zhì)量 告訴你目前室內(nèi)空氣是否影響健康，并可通過無線網(wǎng)關(guān)啟動(dòng)相關(guān)設(shè)備優(yōu)化調(diào)節(jié)空 氣質(zhì)量。無線門磁、窗磁：主要用于防入侵。當(dāng)你在家時(shí)，門、窗磁會(huì)自動(dòng)處于撤防狀態(tài)， 不會(huì)觸發(fā)報(bào)警，當(dāng)你離家后，門、窗磁會(huì)自動(dòng)進(jìn)入布防狀態(tài)，一旦有人開門或開 窗就會(huì)通知你的手機(jī)并發(fā)出報(bào)警信息。另外對于有保險(xiǎn)柜的家庭來說，這種傳感 器還能夠偵測并記錄下保險(xiǎn)柜每次被打開或者關(guān)閉的時(shí)間并及時(shí)通知授權(quán)手機(jī)。 無線燃?xì)庑孤﹤鞲衅鳎涸搨鞲衅髦饕翘綔y家中的燃?xì)庑孤┣闆r，它無需布線， 一旦有燃?xì)庑孤?huì)通過網(wǎng)關(guān)發(fā)出報(bào)警并通知授權(quán)手機(jī)。通過上面的介紹，我們可以看到智能家居適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需求，它可以給人 們的生活帶來翻天覆

13、地的變化，同時(shí)，這也是人們生活的追求。下面我們來看看 蓋茨新居的情況：大門裝有氣象情況感知器，可以根據(jù)各項(xiàng)氣象指標(biāo)，控制室內(nèi) 的溫度和通風(fēng)的情況。電腦住宅門口，安裝了微型攝像機(jī)，除主人外，其他人欲 進(jìn)入門內(nèi)，必須由攝像機(jī)通知主人。每一位客人在跨進(jìn)蓋茨家時(shí)，都會(huì)得到一個(gè)別針，并要將它別在衣服上。這 個(gè)別針將告訴房屋的計(jì)算機(jī)控制中心，你對于房間溫度、電視節(jié)目和電影的愛好。 所以，一旦房間內(nèi)的電視和音樂被選定后，它們會(huì)隨著人們從一個(gè)房間，就算是 在水池中，也會(huì)從池底“冒”出如影隨形的音樂。廚房內(nèi)，裝有一套全自動(dòng)烹調(diào)設(shè)備。而廁所里安裝了一套檢查身體的電腦系 統(tǒng)，如發(fā)現(xiàn)異常，電腦會(huì)立即發(fā)出警報(bào)。主人在回

14、家途中，浴缸已經(jīng)自動(dòng)放水調(diào)溫，做好一切準(zhǔn)備迎候。地板能在6 英寸的范圍內(nèi)跟蹤到人的足跡，在有人時(shí)自動(dòng)打開照明，離去的同時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。房屋的安全系數(shù)也能得到足夠保證。當(dāng)主人需要時(shí)，只要按下“休息”開關(guān)， 防盜報(bào)警系統(tǒng)便開始工作；當(dāng)發(fā)生火災(zāi)等意外時(shí)，消防系統(tǒng)可自動(dòng)報(bào)警，顯示最 佳營救方案，關(guān)閉有危險(xiǎn)的電力系統(tǒng)，并根據(jù)火勢分配供水。當(dāng)然，房屋外車道上的所有照明也是全自動(dòng)的。比爾蓋茨還非常喜歡在車 道旁邊的一棵14 0歲的老楓樹，于是，他對這棵樹進(jìn)行24小時(shí)的全方位監(jiān)控，一 旦監(jiān)視系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)它有干燥的跡象，將釋放適量的水來為它解渴。隨著智能家居的迅猛發(fā)展，越來越多的家居開始引進(jìn)智能化系統(tǒng)和設(shè) 備。智能化系

15、統(tǒng)涵蓋的內(nèi)容也從單純的方式向多種方式相結(jié)合的方向發(fā)展。 但較之于歐美發(fā)達(dá)國家，我國的我國智能家居系統(tǒng)起步稍晚，所以目前市 場主流的產(chǎn)品（系統(tǒng)）還無法很好地解決產(chǎn)品本身與市場需求的矛盾，使 得智能家居市場的僵冰還沒有被完全打破，所以很大程度上阻礙了智能家 居產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在此情形之下，從產(chǎn)品（系統(tǒng)）的技術(shù)角度上看什么才是 解決這個(gè)難題的方法？據(jù)市場調(diào)研顯示，只有智能家居交互平臺才是最好 的手段之一。智能家居交互平臺是一個(gè)具有交互能力平臺，并且通過平臺能夠把各 種不同的系統(tǒng)、協(xié)議、信息、內(nèi)容、控制在不同的子系統(tǒng)中進(jìn)行交互、交 換。它具有如下特點(diǎn)：1、每個(gè)子系統(tǒng)都可以脫離交互平臺獨(dú)立運(yùn)行智能家居交互平

16、臺中，各個(gè)子系統(tǒng)在脫離交互平臺時(shí)能夠獨(dú)立運(yùn)行，如 果樓寓對講、家庭報(bào)警、各種電器控制、門禁、家庭娛樂等等。個(gè)子系統(tǒng) 在交互平臺管理下運(yùn)行，平臺能采集各子系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。2、不同品牌的產(chǎn)品、不同的控制傳輸協(xié)議能通過這個(gè)平臺進(jìn)行交互由于有了交互平臺，不同子系統(tǒng)在交戶平臺的統(tǒng)一管理下，可以協(xié)同 工作和運(yùn)行數(shù)據(jù)額交換、共享，給用戶最大限度的選擇權(quán)，充分體現(xiàn)智能 家居的個(gè)性化。同時(shí)，它還具有網(wǎng)關(guān)的功能，通過交互平臺，能與廣域網(wǎng) 連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程管理。具有多種主流的控制接口，如RS485、RS232、 TCP、IP等，同時(shí)可以擴(kuò)充添加國內(nèi)外流行的控制接口，如EIB、lonwork、CE

17、-bus、Canbus，以及無線網(wǎng)絡(luò)如：WiFi、GPRS、藍(lán)牙等。根據(jù)客戶及市 場的變化不斷增加各種總線、系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)軟件和硬件接口，豐富多樣的通 訊、控制接口，為子系統(tǒng)的多樣選擇提供的基礎(chǔ)保障，智能家居有了最大 限度包容性，用戶有了更大的選擇余地。3、智能終端（觸摸屏）僅做為各子系統(tǒng)的顯示、操作界面整個(gè)系統(tǒng)在平臺的控制、管理下運(yùn)行，智能終端（觸摸屏）僅做為各 子系統(tǒng)的顯示、操作界面，多智能終端配置容易可行。同時(shí)，可以記錄各 子系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)、為系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化、自學(xué)習(xí)提供依據(jù)。交互平臺，平臺 可以記錄存儲(chǔ)各系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)的運(yùn)行可以提供有效的歷史數(shù)據(jù)， 同時(shí)可以根據(jù)歷史的運(yùn)行數(shù)據(jù)，總結(jié)出主

18、人的使用習(xí)慣和某種規(guī)律，讓系 統(tǒng)能夠自學(xué)習(xí)。4、控制軟件可編程（DIY），提供信息服務(wù)此系統(tǒng)方便用戶改變控制邏輯、控制方式、操作界面，用戶的控制邏 輯、操作界面可以自定義、可以DIY。在現(xiàn)代的智能家居系統(tǒng)中，信息服務(wù) 是非常重要的不可或缺的部分，有了信息服務(wù)，它給智能家居更多的“智 慧”、給我們的生活提供更多的信息和資訊、給智能家居賦予更生動(dòng)的生 命，它是智能家居更高的境界。信息服務(wù)內(nèi)容包括：健康、烹飪、交通信 息、生活常識、嬰幼兒哺育、兒童教育、日常購物、社區(qū)信息、家居控制 專家等等，智能家居已不僅僅是面向控制的系統(tǒng)而是信息服務(wù)與控制有機(jī) 結(jié)合的系統(tǒng)。5、多種控制手段在日常家居生活中，為了使我們對家庭的控制系統(tǒng)能隨時(shí)掌控、需要 的信息隨時(shí)獲取，操作終端的形式非常重要，多種形式的智能操作終端是 必不可少如：智能遙控器、移動(dòng)觸摸屏、電腦、手機(jī)等從當(dāng)前的市場看，提到智能家居很多時(shí)候想到的目標(biāo)人群就是高端用戶。在 智能家居的營銷中有與地產(chǎn)商的合作、與精裝公司的合作、體驗(yàn)式營銷等等，但 這些一般都是建立在高端的基礎(chǔ)上。智能家居產(chǎn)品價(jià)位比較高，在別墅中應(yīng)用較 多，一套別墅采用