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基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居在科技社區建設中的論文
智能家居系統已成為物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)主要應用領(lǐng)域，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居包括傳感層、互聯(lián)層和監控層的三層系統結構;在“科技社區”建設中，我們重點(diǎn)選擇社區智能安防、智能家電和社區健康服務(wù)等三個(gè)部分進(jìn)行研發(fā)和應用，并取得了滿(mǎn)意成效。
物聯(lián)網(wǎng)被稱(chēng)之為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信之后引發(fā)的信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮的核心領(lǐng)域。目前，智能家居系統已成為物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)主要應用領(lǐng)域，同時(shí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供了智能家居的核心技術(shù)支撐。
一、基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居
“物聯(lián)網(wǎng)”(Internetof things) 就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這里有兩層意思：其一，互聯(lián)網(wǎng)仍是它的核心和基礎，是對互聯(lián)網(wǎng)的延伸和擴展;其二，它的用戶(hù)端延伸與擴展到了任何物品間，可進(jìn)行信息交換和通信。
隨著(zhù)科技的進(jìn)步和物質(zhì)生活水平的不斷提高，物聯(lián)網(wǎng)也從單純的概念建設，向可操作的實(shí)際生產(chǎn)生活方向轉變，并逐漸步入居民的小區和家庭生活，這也使物聯(lián)網(wǎng)與智能家居結合起來(lái)，并智能家居成為物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)主要應用領(lǐng)域。如今的智能家居是作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用的重要組成部分，利用計算機網(wǎng)絡(luò )系統、自動(dòng)化控制系統和網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)于一體，以住宅為平臺，將家居生活相關(guān)的名種系統與之有機地結合在一起所形成的網(wǎng)絡(luò )化智能化的家居控制與管理系統。
基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居的系統結構，一般按照物聯(lián)網(wǎng)的傳感層、互聯(lián)層和監控層的三層結構進(jìn)行設計。傳感層搭載ZigBee無(wú)線(xiàn)通信模塊的傳感器和家用器具，與ARM9智能監控儀交互數據及指令，達到對所控家居環(huán)境的感知;互聯(lián)層，ARM9智能監控儀作為嵌入式網(wǎng)關(guān)與網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器，用來(lái)連接傳感層與監控層 ;監控層一般是用小區監控中心、遠程電腦和用戶(hù)手機，通過(guò)英特網(wǎng)登錄IP監控儀訪(fǎng)問(wèn)監控網(wǎng)頁(yè)，實(shí)時(shí)監測所控的家居環(huán)境，控制家電開(kāi)啟與關(guān)閉，以實(shí)現智能控制。如果出現異常情況，系統會(huì )執行預定的控制手段，如啟動(dòng)室內排風(fēng)扇排風(fēng)、啟動(dòng)蜂鳴器鈴聲等，并通過(guò)小區網(wǎng)絡(luò )向小區的監控中心報警，同時(shí)通過(guò) GPRS自動(dòng)給用戶(hù)的手機發(fā)送報警短信或提示，實(shí)現了聯(lián)合安防。
二、“科技社區”建設及智能家居系統的實(shí)際應用
(一)“科技社區”及建設
社區作為現代社會(huì )的基本構成單元，是居民生活和獲取服務(wù)的最主要區域。社區建設在我國已有二十多年的歷程，目前的“科技社區”建設是從社區的實(shí)際需求為出發(fā)點(diǎn)，集中推進(jìn)一批先進(jìn)適用技術(shù)的集成示范和公共事業(yè)新產(chǎn)品的推廣應用，推動(dòng)科技成果惠及于民。在目標和手段上，主要圍繞居民的智慧生活、平安生活、健康生活、低碳生活需求，側重于對先進(jìn)適用技術(shù)的二次開(kāi)發(fā)和集成應用。江蘇省從“十二五”開(kāi)始，采取科技支撐項目(社會(huì )發(fā)展)的形式，在省內資助和引領(lǐng)近百個(gè)省“和諧示范社區”開(kāi)展各種類(lèi)型的“科技社區”建設，有的已經(jīng)建成并成為示范樣板。本文就是該類(lèi)項目《淮安市淮陰區王營(yíng)鎮西壩社區“科技社區”規劃與建設》的階段性理論研究成果之一。該項目任務(wù)在于，通過(guò)對新知識的普及，對一批先進(jìn)適用的節能、智能新技術(shù)的集成示范、新產(chǎn)品的推廣應用，發(fā)揮現代民生科技在當今社區建設中的支撐引領(lǐng)作用，展示知識和科技帶來(lái)的城市百姓的智慧生活、平安生活、低碳生活，實(shí)現科技與人、科技與社會(huì )、科技與環(huán)境的和諧互動(dòng)和發(fā)展。
(二)“科技社區”中智能家居系統應用
目前，我國智能家居系統在社區和居民生活中的應用主要有家庭安防監控、智能家電、家庭健康服務(wù)和交通工具防盜跟蹤等。在上述項目中，我們重點(diǎn)選擇了社區智能安防、智能家電和社區健康服務(wù)這三個(gè)部分進(jìn)行研發(fā)和應用。設計的具體方案如下：
1.家庭安防監控：在居民家庭的重要位置安裝應用具有防火、防盜、防入侵等安防領(lǐng)域的智能視頻識別物聯(lián)網(wǎng)系統。該系統綜合應用視頻模式識別、入侵檢測、環(huán)境監測、多傳感器數據融合、3G通信等物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)自動(dòng)識別監控區域的危險情況，能夠遠程自動(dòng)報警、取證，而無(wú)需人工干預，且布置方便靈活。
這套方案相對于傳統視頻監控系統或傳感器監控系統，優(yōu)勢在于：一是自動(dòng)視頻識別，無(wú)需專(zhuān)人在監控室觀(guān)察各個(gè)監控攝像頭，減少了漏判及人工成本;二是無(wú)線(xiàn)信號傳輸，極大減少了布線(xiàn)工程量、施工時(shí)間及成本;三是網(wǎng)絡(luò )數據共享，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )或手機進(jìn)行遠程查看或報警，真正做到了方便快捷。
2.智能家電：將常見(jiàn)家用電器經(jīng)過(guò)智能化改造，或裝潢入住時(shí)建設、新增具有智能化功能的家用設施，通過(guò)在家中的布設無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )，將家中的各個(gè)電器設備如空調、電飯鍋、電視機、電燈、窗簾的控制由各個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)完成。
這套方案可以使家庭主人就可以通過(guò)手機或電腦，經(jīng)由無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)，訪(fǎng)問(wèn)控制每一個(gè)家庭節點(diǎn)，完成各種智能化功能，真正做到了“一機在手，掌控e家”。
3.家庭健康服務(wù)：通過(guò)設計開(kāi)發(fā)適合社區現狀的醫療電子系統，為每一位社區居民建立電子病歷檔案，并發(fā)放RFID社區醫療卡。在該系統中，建有居民的醫療信息數據庫，每次就醫情況都會(huì )記錄在其中，并通過(guò)RFID讀卡器管理居民的醫療檔案。對有在家問(wèn)診者，該系統集成有基于Web的遠程就醫視頻通話(huà)模塊。
這套方案可以使社區居民通過(guò)上寬帶網(wǎng)絡(luò )的電腦訪(fǎng)問(wèn)社區衛生網(wǎng)站，可以與醫生進(jìn)行面對面交流，醫生從而指導病人預防、用藥、康復等;社區衛生部門(mén)也可以在本系統中針對居民進(jìn)行衛生科普宣傳，提高居民的衛生意識。
在方案的實(shí)施過(guò)程中，我們以物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )、3G網(wǎng)絡(luò )、互聯(lián)網(wǎng)、計算機軟件等相關(guān)理論和技術(shù)為基礎，首先設計開(kāi)發(fā)智能安防、智能家居、智能醫療系統硬件和軟件，在驗證測試各個(gè)系統的功能和效果滿(mǎn)意的前提下，再將智能設施安裝布置在社區及家庭，并進(jìn)行廣泛測試，收集用戶(hù)反饋意見(jiàn);同時(shí)對用戶(hù)進(jìn)行培訓，使其掌握各個(gè)智能系統的使用方法和注意事項;最后根據用戶(hù)體驗，改進(jìn)和完善軟硬件系統。
三、結語(yǔ)
在“科技社區”建設中，應用基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統使社區、家庭、個(gè)人全面智能化，社區居民通過(guò)手機或寬帶網(wǎng)絡(luò )電腦即可管理各種智能設施，包括安防監控、家居生活等，使科技社區管理智能化。同時(shí)，在居民中普及信息化和物聯(lián)網(wǎng)知識，提高居民家庭生活的智能化水平，促進(jìn)信息化設施和軟件系統的應用。
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