物联网应用于实践课程报告物联网技术在智能家居中的应用学年学期2015学年春季学期专业电子信息科学与技术学号03124XXXX授课班号03124XXXX学生姓名XXXXX指导教师XXX摘要随着网络技术的飞速发展及人们生活生活水平的提高，人们对于家庭居住环境提出了更高的要求，智能家居应运而生。智能家居是以住宅环境为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将生活有关的设施集成，构成高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。智能家居作为家庭信息化的实现方式，已成为社会信息化发展的重要组成部分，物联网因其巨大的应用前景，将是智能家居产业发展过程中一个比较现实的突破口，对智能家居产业的发展具有重大意义。智能家居的关键技术主要有智能控制以及内部网络两个部分。智能控制可以是本地控制和远程控制。智能家居控制系统是以有线和无线的形式连接起来的信息传输网络为硬件平台，各种网络技术为软件支撑平台，通过现场总线把家庭生活中使用的通信设备、家居设备、家庭安全防范设备连接成一个完整的、能够实现自动控制的一个控制系统。通过这个控制系统将整个家庭中能够连接到网络是的所有电气设备有机的整合到一起，并对这些设备进行有效的控制，形成功能完善的智能家居系统。从人们对智能家居控制系统使用的实际需要出发，在对国内外以物联网技术发展为基础智能家居控制系统技术的发展和应用深入研究后，提出了一套基于物联网智能家居控制系统的解决方案。本文将详细介绍基于物联网的智能家居系统设计的过程。关键词：智能家居；物联网目录1绪论11.1课题设计内容概述11.2课题研究背景21.2.1物联网成为战略性新兴产业21.2.2物联网智能家居市场潜力31.2.3物联网、三网融合、房地产调控多重政策推动中国智能家居产业发展41.2.4无线WiFi 技术、智能手机推动智能家居产品迅速发展51.3课题研究意义61.4物联网智能家居与传统智能家居的区别81.5智能家居现状及发展趋势81.5.1中国智能家居需求分析81.5.2中国智能家居市场供给分析91.5.3智能家居企业分类及现状分析102系统总体设计122.1系统功能需求122.2系统设计模块122.2.1无线WiFi 模块122.2.2WiFi 智能家居产品152.2.3云服务器设计152.2.4手机应用程序设计152.3总体框架设计163系统实现184总结19参考文献20 页 20由盘友之家整理：www.pan361.com1 绪论近几年，物联网技术得到越来越多的应用，但关于物联网的定义到现在还没有一个统一的定义从字面上解释，物联网就是“物物相连的互联网”。可以这样理解：其一，物联网是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络，物联网的核心和基础仍然是互联网；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。通过物联网把我们周围的一切物体联系到一起，社会变得更加智能，更加方便安全。智能家居的概念早在上世纪 80 年代初就已经提出。以“住宅电子化”实现，到了80 年代末，逐步提出了住宅智能化，也就是现在所说的智能家居的原型。智能家居是一个以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境。它的研究与设计将优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性、舒适性，甚至合理控制各种能源的使用。家居智能的基本目标是：将家庭中各种与信息相关的通信设备、家用电器和家庭安防装置通过家庭总线技术(HBS)连接到一个家庭智能化系统上进行集中或者异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的协调。1.1 课题设计内容概述智能家居是以住宅为平台，利用网络通信技术、互联网技术、计算机技术和智能终端，将家居生活有关的设施集成，并在后台设置云服务平台，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的智能控制和管理平台，实现人与物、家庭与家庭的互联互通，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，实现“以人为本”的全新家居生活体验，是集物联网、智能家居、互联网为一体的新型应用。 智能家居让人们轻松享受生活。出门在外，您可以通过手机、电脑来远程遥控您的家居各智能系统，例如在回家的路上提前打开家中的空调和热水器；到家开门时，通过手机的指纹识别、人脸识别、声纹识别等，系统会自动打开过道灯、打开电子门锁、安防撤防、开启家中的照明灯具和窗帘迎接您的归来；回到家里， 可以使用手机作为遥控器，在沙发或卧室方便地控制房间内各种电器设备，通过智能化控制系统选择预设的灯光场景、调整窗帘、下载背景音乐；厨房配有视频对讲系统，可以一边做饭，一边接打视频电话或查看门口的来访者；在公司上班时，家里的情况可以显示在办公室的电脑或手机上，随时查看；安防系统具备拍照留影，家中无人时如果有来访者，系统会拍下照片发送给您。 世界首富、微软创始人比尔盖茨，从1990 年开始，花了七年时间，耗资6000 万美元，建造了一幢智能化豪宅，向世人展示未来的智能生活模式。比尔盖茨在他的未来之路一书中以很大篇幅描绘他在华盛顿湖建造的私人豪宅。他描绘他的住宅是“由硅片和软件建成的”，并且要“采纳不断变化的尖端技术”。他的这个豪宅完全按照智能住宅的概念建造，不仅具备高速上网的专线，所有的门窗、灯具、电器都能够通过计算机控制，而且有一个高性能的服务器作为管理整个系统的后台。 随着物联网技术、移动互联网的技术革新，这种梦幻般的智能家居生活正 逐步走进我们平民百姓的现实生活。 智能家居的时代已经来临。邦讯技术有限公司根据宏观的有利条件，自身的条件、能力和发展需要，启动智能家居建设项目，开发智能家居产品和平台。本 本课题主要建设内容为智能家居互联网应用平台及配套的包括智能家居通信模块系列产品的研发和生产、智能家居云端服务器的研发和服务。 本课题主要研发产品为4 个方向：1. 智能家居互联网应用平台；2. 通信模块、智能家居系列产品的研发和生产；3. 智能家居云端服务器的研发和服务； 4. 智能手机家居控制应用程序。1.2 课题研究背景1.2.1 物联网成为战略性新兴产业当前，党中央、国务院高度重视培育战略性、先导性的新兴产业。前国务院总理温家宝在十一届全国人大三次会议上政府工作报告时指出，要加快物联网的研发应用。物联网“十二五”发展规划明确提出要拓宽物联网的应用需求，亟需采用包括物联网在内的新技术改造升级传统产业，提高社会管理、公共服务和家居生活智能化水平。物联网智能家居是指利用信息传感设备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。它提供的是一体化的家庭信息化解决方案，是物联网最广泛的一项应用。作为物联网重要的应用，智能家居涉及多个领域，也是信息产业中的一个重要组成部分。国家经贸委牵头成立了家庭信息网络技术委员会，信息网络技术体系研究及产品开发已作为国家技术创新重点专项计划。物联网“十二五”发展规划提出，工信部将支持重点领域应用示范工程，具体包括智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智能电网、智能环保、智能安防、智能医疗与智能家居九大领域。1.2.2 物联网智能家居市场潜力在城镇化、小区化、智能化的趋势下，物联网智能家居市场潜力巨大。目前，与发达国家相比，我国的城镇化比例依然较低，我国的城镇化率依然有上升空间。“十二五”时期，我国积极推进城镇化进程，引导人口合理有序流动，进一步加强城市基础设施建设，提升城市综合承载能力，城镇化水平进一步提高，2012 年，我国城镇人口为71182 万人，城镇人口比重达到52.6%。 这些新增的城镇人口或家庭将逐步向目前的城镇水平靠拢，从而带来巨大的潜在智能家居需求。随着社会的进步和科技的发展，人们对生活以及居住环境的要求也相应提高。 智能家居所带来的全新生活方式顺应了社会发展的需要，中国正迎来一个“智慧城市”、“智慧社区”建设与发展的热潮。中国首个物联网智慧社区金桥碧云智慧社区的建设意味着物联网已经从一个概念正走入我们的生活。智能家居作为一套科技含量高的家庭生活产品，国内不少城市的中高端楼盘，都配套开发智能化家居。 智能家居行业在中国乃至全世界都有广阔的前景，是一个朝阳的行业，就目前的发展趋势分析，预计在今后的几年内全世界将有近亿的家庭构建智能、舒适、高效的家居生活。智能家居作为物联网最广泛的应用，而且“智慧城市”被列入“十二五”规划中一项重要内容，因此智能家居不管是在物联网的大潮下、还是在智慧城市的建设中都有着广阔的前景，蕴含着巨大的市场潜力。1.2.3 物联网、三网融合、房地产调控多重政策推动中国智能家居产业发展 根据IDC（Internet Data Center，即互联网数据中心）对智能家居市场的研究，随着ICT（信息通信技术）整体水平的发展，尤其是基于通信技术的M2M 产业发展和国家三网融合政策的落实，以智能家居为代表的家庭消费市场将成为先锋，智能家居产业格局已由以往单一的家居企业竞争逐渐演变为跨行业、跨区域、多融合的市场竞争格局。图表 1：中国智能家居市场格局划分近些年受宏观政策调控的影响，房地产销量有所下降，但是智能家居市场中依然机遇与挑战并存。楼市调控政策的进一步落实将迫使地产商走精品路线、进行差异化营销，智能家居显然是最大的卖点，这对智能家居行业的发展将起到积极的作用。 IDC 研究表明，信息通信技术整体能力的提升、国家层面的政策支持与推动， 必将为智能家居的发展带来一场变革，体现在以下方面： n 网络层面：智能家电设备借鉴无线传感器网络的研究和应用成果，通过蓝牙、WLAN、Zigbee、家庭网关等作为家庭局域网的无线宽带接入手段融入3G/4G 网络，构成智能家居服务泛在化的网络基础。 n 产业整合：移动运营商通过制定标准协议、终端入网等措施，对M2M 产业进行规范，以降低行业准入门槛。 n 应用融合：信息通信技术，尤其是M2M 技术使得跨应用乃至跨行业的机器终端之间实现联网。 n 开放的业务环境：运营商或者合作运营的服务提供商将会为用户生成个性化的业务逻辑，甚至将业务开发环境开放给产业合作者与用户自身。 1.2.4 无线WiFi 技术、智能手机推动智能家居产品迅速发展 近年来物联网在多个领域取得了突飞猛进的进展，已不再是触不可及的空中楼阁，而是实实在在的产生了巨大的经济效益。 在智能家电领域，家电厂商早已把各种通信技术如Ethernent、PLC（电力线载波通信技术）、WiFi、Bluetooth、Zigbee 等应用到他们的家电产品中，例如现在市场上的黑色家电市场，大部分的家电厂商都推出了智能电视机，每一台智能电视机都运行着智能操作系统（如Android），同时还提供以太网和WiFi 等多种连接接口。同时，许多家电厂商们都不遗余力的在把他们的白色家电也变得智能化，通过WiFi、Bluetooth、Zigbee 等技术将他们连上互联网从而实现远程控制等功能。 在各种通信方式中，无线技术正在逐渐成为智能家居信息通信的主流。这点毫无疑问，随着时间的推移，无线技术的性能将会变得越来越完善，而它的应用也将会变得越来越简单、易用。通过家居无线网络，不用通过任何的“线”连接， 在一个可以自由移动的空间内，人们就可以随意地控制家居环境中的设备并进行日常生活。新一代的无线智能家居网络，将以无需布线、使用自由，建立起人们对无线家居设备的全新体验