学文网【摘要】本文简要介绍了物联网智能家居系统及其重要组成部分，分析了智能家庭网关系统的用户接口和功能需求，并给出了智能家居系统的主要架构。
【关键词】智能家居物联网家庭网关
近年来物联网的兴起与发展为智能家居引入了新的概念及发展空间，越来越多的消费者喜欢从物联网的角度对智能家居提出要求，希望智能家居是无线的、安全的、并且能够用手机感知、控制的。另外，基于Android操作系统日益流行，本文将其与智能家居联系起来，研究并实现了一种基于Android系统的智能家居系统。
一、物联网简介
物联网的英文名称为“The Internet of Things”，其较为普遍认同的定义是：物联网通过射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等各种传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网线连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
二、智能家居系统的定义
智能家居系统是集远程控制，能耗管理，智能用电于一身的综合管理系统。基于物联网的智能家居，表现为利用信息传感设备将家居生活有关的各种子系统有机的结合在一起，并与互联网连接，进行监控、管理信息交换和通讯、实现家居智能化。
三、智能家庭网关系统的定义与功能需求
家庭智能网关是整个智能家庭网络的核心，通过家庭网关才能实现家庭内部多种智能设备之间的联网，以及从家庭内部到外部网络的互联，因此设计性价比高的家庭网关是实现智能家居系统的关键。
一个智能家庭网关可以看成是一个信息处理系统。其软件部分为家庭网关应用平台，辅助不具备信息化条件的设备实现信息化，即提供信息处理的能力；硬件部分即家庭网关，为与其相连的各家庭设备提供统一的信息交换接口及控制规则。总体而言，网关要起到三个功能：（1）Internet接入功能，包括路由、NAT（地址转换）等等；（2）家庭网络中各种不同通信协议之间的转换，以及家庭网络系统与TCP/IP协议之间的转换；（3）运行家电管理软件，将使用不同通信协议的家用电器接入到家庭网络中，并统一管理起来。
四、系统体系结构流程
整个智能家居系统需要解决的技术难题主要包括以下几个方面。（1）数据采集：需要有统一的数据采集方法。统一数据采集方法来有效管理和利用各家庭设备。（2）数据传送：形成有效的公共数据传送基础传输网络，让应用提供者以可控、安全、高效的方式获取数据并发送反馈。（3）应用扩展：需要有多个层面的应用提供与扩展能力，即随着家庭传感网络的扩展，实现在家庭内部、运营商公共服务和第三方等方面进行应用功能的有效、方便灵活、低成本的扩充。
因此，物联网智能家居系统可以由以下三个层次组成：（1）第一层是传感网络，包括智能家电、生活用品、家居设备、家用健康设备、RF读写器等，这些设备或带有RF读写器，或带有RFID、传感器，可实现对家庭用品、家居设备的状态监控以及家庭成员的健康数据采集等；（2）第二层是传输网络，由家庭网关的物联网传送功能、宽带网络和家庭网关应用平台的传送功能组成，实现数据的传输与计算；（3）第三层是应用网络，主要包括家庭网关的物联网应用功能、家庭网关应用平台的应用功能和由媒体内容提供商、应用提供商和用户终端组成的第三方应用功能。
系统工作流程：
用户在手机终端中输入控制命令，通过无线网络传输到应用平台系统。家庭网关应用平台的中央控制器接收到信息后，进行必要的处理和分析。而后通过家庭网关接口控制与其相连的相应家庭设备，从而达到对智能家居的控制与操作。完成相应操作后，设备返回一条完成指令，由中央控制器反馈给使用者。用户不操作的情况下，中央控制器会自动接受、监控各类传感器，实时监控各类环境数据。一旦变化超出设定范围，自动产生指令，发送告警信息给终端用户，并调节相应的智能设备，从而营造安全舒适的家居条件。
五、结束语
物联网已经提升为国家发展战略的重要组成部分，进入家庭应用是其成熟与成功的标志。随着技术的成熟与规模应用，核心器件的成本会极大地下降，建立起物联网的智能家居系统将是物联网发展战略的一个重要组成部分。
参考文献
[1]王永初.最佳控制系统设计基础[M].北京：科学出版社，2000
[2]韩江洪，张建***.智能家居系统与技术[M].合肥：合肥工业大学出[1]版社，2005
[3]赵继春.基于GPRS无线智能家居安防系统的研究与实现[D].邯郸：河北工程大学，2007
[4]沈苏彬，范曲立，宗平，等.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报（自然科学版），2009（6）