基于物联网的智能家居系统设计与实现

摘要：5G技术与物联网技术的愈发成熟，对人们的生活产生了极大的影响，智能家居在人们生活中不断深入渗透。本文通过物联网技术，通过结构化方案进行智能家居系统的设计，以此更好地提升用户的居住体验和安全系数，提升人民幸福感。

关键词：智能家居；网络控制；物联网技术

引言

网络不断发展，物联网技术的不断应用，使得人们能够更为安全、高效地应用其中。智能家居在物联网产业中，现阶段仍是处于发展前列的一项技术，其改变了人们的生活体验和方便指数，使得人们家居生活更为安全、智能，智能家居设计理念主要就是能够将人们从繁琐的家庭事务中解放，为生活减负，同时在智能家居设计中，安全、低能耗等理念也在设计理念之中，基于此，本文融合物联网、云平台、无线通信、传感器等多种技术，创设出符合当前人们生活中的家居系统，更好地为人们生活所服务。

1系统设计

智能家居系统设计包含多种模块，主要有网络通信、家电智能控制以及安全保护等。系统设计中，其功能的实现通过不同的模块进行控制，并配置其他模块配合功能模块实现相应的功能。在用户进入房间内，可以借助人体检测以及视频采集等技术，对家庭成员的活动进行实时监控，同时对于一些异常图像也会进行相应的提醒，保证家居安全。

2系统实现

系统实现分别为上位机，下位机和终端控制等三方面。

2.1上位机层面

上机位层面有网页控制模块、APP控制模块、前端控制和数据交互等几部分。对于网页控制模块来说，其依赖的技术为前端Vue.js+后端Django的技术。APP控制模块主要是借助APICloud进行AndroidAPP开发，这一平台提供前端框架以及封装内部引擎，可以借助直接生成的引擎对象API，降低后台繁琐管理操作。采用Window+Frame+Html代码的布局方式，通过APICloud平台进行APP前端布局和数据交互并采用API.Ajax与服务器进行通信，同步到云端SVN/GIT服务器。

2.2下位机层面

下机位模块构成主要有单片机系统、备用电源、语音播放、语音识别、设备控制、手动控制、智能安防以及无线传输等。

2.3终端控制

终端控制模块显示屏为TFTLCD液晶显示屏。FTLCD液晶显示屏其消耗能耗较低，且呈现的视角较为宽广，同时也可以在低温环境下工作，显示家中的空气质量、光照、温湿度等多种数据，能够为用户提供全方位的服务，提升用户便利度。终端系统采用的语音合成有着较为明显的优势，其集成度较高能够实现中英文语音合成，同时能够将语音进行录音播放，同时还可以进行语音报警等，此外，这一模块还能够支持几十种命令词汇，能够识别较大范围的语音。借助驱动步进电机来控制自身的正反转，有效控制窗帘升起以及降落。无线传输模块可以同时支持STA模式和AP模式。在本文所涉及的系统之中，采用单片机进行通信，也可以借助智能移动设备端口连接WiFi予以通信。此外，这一系统对于安全性能方面也做出了深度优化，加强了灵敏度等的控制。在能源消耗方面，系统除了正常的消耗外，同时还设置了备用电源，这一电源主要是在家庭意外断电后紧急启用，以此更好地将未能执行的指令以及数据进行保存，这样家庭电源恢复之后可以更快地进入工作状态。防盗系统方面除了传统的图像监控，同时还增设了重力感应以及红外线等技术，以此提升家居安全指数。在门禁处设置了加密读卡器，以此对进入住宅的人员进行相应的身份验证，同时在门禁出口处设置了门磁、按钮以及摄像头等设备，以此避免业主出门之后其他人员尾随，借助显示装置以及记录装置进行报警信息保存。对于智能家电来说，我们日常中使用的热水器、冰箱、空调、洗衣机等，都可以借助智能终端进行远程控制，将设备都进行编码并统一到一个访问地址中，使得中央控制器同家电设备能够形成一个互动连接的状态，借助这一系统对家电设备的运行状态进行操控处理。此外，借助中央控制器可以集中管理家电，例如用户借助智能设备可以直接控制空调开关，对空调温度等进行相应的调节，冰箱内部的食物剩余不多，智能系统还可以进行相应的提醒，洗衣机能够识别出衣服数量以及污染程度，直接控制洗衣液的数量以及洗衣服的时间等。在消防与联动方面，如果房屋出现火灾，可以借助火灾探测器同报警系统进行联动，将火灾信息传递到报警系统之中，以此能够实现消防联动等的目的的实现，之后借助装置就会智能化的找出失火地点，然后针对具体情况进行相应的处理分析，同时还可以自动进行火警电话的拨打，提升火情传递速度，提升灭火效率，这样在火灾之后也可以及时地进行处理，以此保证保障用户的生命财产安全。无线技术模块能够对网页进行远程控制以及监控，同时也可以借助移动智能设备进行操控，同时安保系统也可以同控制终端进行连接，将数据实时地传送到控制终端上。

结语

物联网技术已经深入到我们生活的角角落落中，当前智能家居系统被越来越多的家庭所应用，用户体验虽然还有一些不足之处，但是随着技术的不断升级优化，在用户的使用体验上不断地提升，以此更好地为人们的生活所服务。

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胡浩1991年9月，男，江苏徐州，讲师，本科学士学位