物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用 摘要：物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，它通過(guò)各種信息傳感設(shè)備將現(xiàn)實(shí)世界的各種物件連通，形成互連的網(wǎng)絡(luò)。本文對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀與發(fā)展作了一定的研究，并詳細(xì)論述了其在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)應(yīng)用 物聯(lián)網(wǎng)1-2是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用感知(RFID、射頻識(shí)別技術(shù))、無(wú)線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造的一個(gè)覆蓋萬(wàn)物的“InternetofThings”。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的所有物體可以彼此進(jìn)行自主“交流”，不需要人的干預(yù)。其本質(zhì)是利用RFID技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品的自動(dòng)識(shí)別和信息的互聯(lián)與共享。 物聯(lián)網(wǎng)的問(wèn)世，打破了

2、人們的傳統(tǒng)思維。過(guò)去人們一直將物理基礎(chǔ)設(shè)施與IT基礎(chǔ)設(shè)施分開(kāi)。一方面是機(jī)場(chǎng)、公路以及建筑物等，另一方面則是數(shù)據(jù)中心、個(gè)人電腦和寬帶等，它們之間不存在關(guān)聯(lián)或者關(guān)系非常稀疏。而在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，所有的物品，包括電纜、芯片和寬帶等被整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施，世界就在物聯(lián)網(wǎng)上開(kāi)展各種活動(dòng)。因此，美國(guó)權(quán)威機(jī)構(gòu)Forrester預(yù)測(cè)：到2020年世界上物物互聯(lián)的業(yè)務(wù)和人與人通信的業(yè)務(wù)相比，將達(dá)到30：1。物聯(lián)網(wǎng)被稱(chēng)為是一個(gè)萬(wàn)億級(jí)的通信業(yè)務(wù)。 一、物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù) 1.RFID技術(shù) RFID3是利用無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)信息的技術(shù)。從硬件設(shè)備上來(lái)講，RFID主要包括電子標(biāo)簽和識(shí)讀器兩個(gè)部分。當(dāng)電子標(biāo)簽

3、通過(guò)由識(shí)讀器產(chǎn)生的射頻區(qū)域時(shí)，識(shí)讀器發(fā)出詢(xún)問(wèn)信號(hào)并向電子標(biāo)簽提供電磁能量，標(biāo)簽獲得能量之后，向識(shí)讀器返回芯片內(nèi)存儲(chǔ)的EPC(Electronicproductcode，產(chǎn)品電子編碼)數(shù)據(jù)信息。因此，在RFID射頻系統(tǒng)之中不需要標(biāo)識(shí)的可視化，因?yàn)樽R(shí)讀器不需要“看見(jiàn)”，就能夠讀取其信息。 2.EPC編碼 EPC提供對(duì)物理對(duì)象的唯一標(biāo)識(shí)，是一種嚴(yán)格意義上的物品標(biāo)識(shí)。其編碼長(zhǎng)度有三種，分別是64位、96位和256位編碼。目前采用最多的是前兩種。EPC編碼的基本思想是利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和當(dāng)前的信息資源來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。它克服了條形碼無(wú)法識(shí)別單品，只能接觸識(shí)別、易破損丟失信息等缺點(diǎn)。 3.EPCGlobal網(wǎng)

4、絡(luò) EPCGlobal網(wǎng)絡(luò)是目前較為成型的分布式網(wǎng)絡(luò)集成框架，在全球供應(yīng)鏈中以RFID技術(shù)應(yīng)用為基礎(chǔ)。該網(wǎng)絡(luò)主要針對(duì)物流領(lǐng)域，其目的是供應(yīng)鏈的可視性和可控性。RRID電子標(biāo)簽和識(shí)讀器傳遞電子產(chǎn)品編碼的數(shù)據(jù)，然后以Internet為紐帶在授權(quán)用戶(hù)之間進(jìn)行相關(guān)信息的共享。 二、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀 1.國(guó)外物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀 目前，國(guó)外對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)、應(yīng)用主要集中在歐美等少數(shù)國(guó)家。2009年1月，IBM公司提出了“智慧地球”的構(gòu)想，物聯(lián)網(wǎng)成為其中不可或缺的一部分。美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬就職后，將“新能源”和“物聯(lián)網(wǎng)”列為振興經(jīng)濟(jì)的兩大武器，從而引起全球的廣泛關(guān)注。2009年10月，歐盟委員會(huì)以政策文件的形式對(duì)外發(fā)

5、布了物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略，提出要讓歐洲在基于互聯(lián)網(wǎng)的智能基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展上領(lǐng)先全球，并啟動(dòng)了90多個(gè)研發(fā)項(xiàng)目。 2.國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀 在國(guó)內(nèi)，許多的大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)都對(duì)物聯(lián)網(wǎng)作了相關(guān)研究，如南京郵電大學(xué)的無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)UbiCell-MUbiCell-M擁有30萬(wàn)像素和60FPS的圖像采集與處理能力，足以滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)與識(shí)別的應(yīng)用需求。中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所深聯(lián)科技研發(fā)的GAINSJ、GAINZ等系統(tǒng)傳感器節(jié)點(diǎn)，基于ZigBee無(wú)線通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò)互撲，用戶(hù)可以根據(jù)協(xié)議提供的API設(shè)計(jì)自己的應(yīng)用，組成更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。而且，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用4-5。如上海移動(dòng)已經(jīng)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為多個(gè)行業(yè)客戶(hù)

6、量身打造了集數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和業(yè)務(wù)管理于一體的整套無(wú)線綜合應(yīng)用解決方案。 三、物聯(lián)網(wǎng)在智能數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，智能家電越來(lái)越多，加上移動(dòng)通信設(shè)備的普及，智能數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)已成為可能6。人們可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)和電話(huà)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)家居的遠(yuǎn)程監(jiān)控。如圖1所示，在智能數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中，家中的各種設(shè)備，如音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、窗簾控制、家電控制、家庭電腦等共同構(gòu)成智能家庭網(wǎng)絡(luò)。并且通過(guò)家庭網(wǎng)關(guān)，為家庭設(shè)備提供共享互聯(lián)網(wǎng)連接及設(shè)備之間的互聯(lián)，以及為用戶(hù)提供統(tǒng)一的家庭網(wǎng)絡(luò)管理策略。 圖1、智能家庭聯(lián)網(wǎng)示意圖 圖2是智能家庭物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，其核心業(yè)務(wù)能力的提供由

7、物聯(lián)網(wǎng)家庭業(yè)務(wù)平臺(tái)完成，它是一個(gè)能力開(kāi)放與服務(wù)開(kāi)放的業(yè)務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)家庭應(yīng)用的集中管控和開(kāi)通、家庭智能終端應(yīng)用信息存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)。具體包括業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)管理、家庭門(mén)戶(hù)和業(yè)務(wù)開(kāi)放模塊四個(gè)部分，各自的功能分別如下： 業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器，為家庭物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供平臺(tái)； 網(wǎng)絡(luò)管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭應(yīng)用終端的集中管理； 家庭門(mén)戶(hù)，實(shí)現(xiàn)以Web/Wap/短信等方式對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程訪問(wèn)和控制； 業(yè)務(wù)開(kāi)放模塊，實(shí)現(xiàn)第三方服務(wù)通用開(kāi)發(fā)模塊及接口的開(kāi)放。 圖2、智能家庭物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái) 在該平臺(tái)的基礎(chǔ)之上，通過(guò)中間件技術(shù)，獲取第三方的應(yīng)用，如醫(yī)療、游戲、物業(yè)等，從而實(shí)現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)的人性化、泛在化和智能化。 本文在對(duì)物聯(lián)網(wǎng)及其發(fā)展進(jìn)行了一定研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)本身的優(yōu)勢(shì)，提出了其在智能家庭網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，并給出了智能家庭聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和智能家庭物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的功能。 參考文獻(xiàn) 1王曉靜張晉物聯(lián)網(wǎng)研究綜述J.遼寧大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，37(1)。 2孫其博劉杰黎羴范春曉孫娟娟物聯(lián)網(wǎng):概念、架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究綜述J.北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào),2010,(03)。 3梁英宏RFID智能站點(diǎn)的研究與開(kāi)發(fā)J.計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究.2008，