基于物联网的智能家居远程监控子系统软件设计分析

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摘要：随着科学技术的不断发展，人们生活水平得到了大幅提升，传统的住宅条件已经难以满足人们对于生活舒适度的要求。物联网技术作为信息时代下重要的科学技术，近年来如何将物联网应用于家居智能化已成为国内外学者的重点研究课题。本文从物联网与智能家居概述入手，对智能家居远程监控子系统软件设计进行了简要分析。

关键词：物联网 智能家居 远程监控子系统 软件设计

中图分类号： TQl74.758.11 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）04-0000-00

随着信息时代的到来，现代化科学技术得到了迅猛发展，智能家居逐渐走入居民的日常生活中。现阶段人们置业时不再单纯地追求房屋的位置与面积，对家居的智能化也提出了要求，这也就使得国内外企业都逐渐加快了智能家居的产业化进程。基于这一现状，对基于物联网的智能家居远程监控子系统软件设计进行分析具有一定的现实意义。

1物联网与智能家居概述

1.1物联网概述

所谓物联网，主要指的是通过具备一定智能感知能力、分析处理能力、计算能力以及执行能力的智能芯片，将物质世界的实际物体改造成为智能化对象，通过相应的通信协议对数据进行接收、传输、分析以及处理，从而搭建起物与物、人与物进行连接的网络[1]。物联网技术由感知层、网络层、应用层以及公共支撑技术组成，具备整体感知特征、智能处理特征以及可靠传递特征三大特征。

1.2智能家居概述

智能家居系统主要通过在家居住宅环境中应用嵌入式技术、计算机技术、通信技术等现代化技术，对家居生活中的各种子系统进行改造，从而构建舒适、环保、高效的家居环境[2]。物联网技术由感知层、网络层、应用层以及公共支撑技术组成，具备整体感知特征、智能处理特征以及可靠传递特征三大特征。

2基于物联网的智能家居远程监控子系统软件设计分析

2.1系统需求

现阶段的智能家居系统通常对光源、互联网、家用电器进行分散性控制与管理，导致家居设备不能通过互联网进行统一控制。因此基于物联网的智能家居远程监控子系统软件应当利用具有多电器接口的集中装置进行控制，统一对家具设备进行联网，从而通过智能终端实现家居设备的自动化控制。同时安全预警系统在智能家居系统中极为重要，主要通过门磁、红外线探测等室外感应器对异常状况进行预警，若业主没有及时对预警信号进行处理，预警系统会根据功能的不同连续发出预警信号。

2.2设计思想

基于物联网的智能家居远程监控子系统软件应当构建多样化的远程监控系统，利用手持遥控监控、互联网监控、4G远程监控等方式满足业主的多元化需求。同时应当谨慎选择传感与执行设备的分布，合理架构网路线路，保证智能信息处理系统软件功能的实现。智能家居系统作为智能小区系统的重要组成部分，它在运行过程中除了对家居环境进行改造，还应当加强与智能小区系统的结合，在智能小区系统中实现资源有效整合，进而完善家庭安防等远程监控功能，提高系统资源利用率。

2.3软件设计

2.3.1家庭安防子系统软件的设计

家庭安防子系统软件包括防盗报警远程监控、火灾报警远程监控、燃气泄漏远程监控以及紧急情况求助等功能模块，可以有效地保证业主的生命财产安全。家庭安防子系统软件主要通过在家居环境中的门窗、客厅、厨房等重要区域安置传感器，实现对家居环境不同区域的实时性动态监控。家庭安防子系统中主要使用ZigBee传感网络子软件，软件采用分层软件结构，由HAL层提供各种硬件模块的驱动，对定时器Timer、通用输入/输出GPIO以及通用异步收发传输器UART进行驱动，并通过OSAL提供各项管理服务。ZigBee传感网络子软件通过物联网技术与业主的通信设备进行连接，方便业主随时随地通过通信设备对家居环境中的安全状况进行了解与掌握。当家居环境中出现了异常状况时，家庭安防子系统可以利用ZigBee传感网络子软件进行分析，并根据报警原因系统触发报警程序发出报警信号，并会及时将信息传送至智能小区系统，智能小区系统会根据报警信号联系警察或保安对警情进行处理[4]。报警模块的电路设计主要通过PNP三极管8050的导通与截止对蜂鸣器的报警信号进行控制。

2.3.2远程抄表子系统的设计

传统的人工抄表方法不仅会造成人力物力的浪费，而且会在一定程度上打扰业主的正常生活，智能家居系统中的远程抄表子系统替代了传统的人工入户抄表，提高了业主的居住满意度。远程抄表子系统利用电子通信技术以及传感器技术，将电表、水表以及燃气表通过互联网与小区物业管理中心进行连接，方便智能小区系统对测量表的计量数值进行统计、分析与管理。当小区物业管理中心发出抄表指令时，数据集中器就会将数据通过网络网关发送至智能家居系统，业主在家就可以轻松进行缴费与结算。

2.3.3收费管理子系统的设计

收费管理子系统是由远程抄表子系统衍生出的智能家居系统，这一系统通过远程抄表子系统中的数据对费用进行自动计算，并对缴费时限进行设置[5]。业主在收到缴费通知后，可以利用互联网对详细费用进行查询与缴纳。同时收费管理子系统还可以与家庭安防子系统进行协同工作，当业主未能按时缴纳费用时会及时报警进行提示，从而提高费用缴纳的便捷性。

2.3.4智能家电子系统的设计

智能家电子系统是智能家居系统中的核心组成部分，是影响业主舒适度与满意度的重要因素。随着现代化互联网技术以及通信技术的发展与成熟，物联网技术也获得了较大程度的发展，并在冰箱、空调、热水器等家用电器中得到了应用。智能家电子系统就是对智能电器进行统一管理的技术系统，这一系统可以根据业主差异性的家居环境以及实际需求对家电进行合理化改造。智能家电子系统中的家电具备网络化功能，智能型家用电器可以通过互联网技术进行连接，实现家电信息的交流与共享，同时智能家电利用嵌入式互联网监控软件还可以对家居环境的变化进行监控，并及时对工作方式进行调节，从而提高业主的舒适度[6]。同时智能家电子系统还具备节能性特点，智能家用电器可以根据家居环境变化及时调整工作时间，在不需要使用时及时进行休眠，从而对能源进行节约。

智能家居系统对冰箱、空调、热水器等智能家用电器的控制主要利用嵌入式互联网监控软件实现。现阶段绝大多数智能家居系统使用嵌入式互联网监控软件主要由嵌入式WEB服务器与嵌入式视频服务器，mjpg-streamer组成。智能家电子系统中较为常用的是Boa服务器，即嵌入式WEB服务器，主要通过在官方网站下载源代码压缩包进行移植，并设置文件Makefile完成对CGI的功能支持与设置。对于嵌入式视频服务器来说，其最为典型的用途是将电视模拟视频信号转换为数字视频数据，并在虚拟机中进行存储，MIPEG与MPEG可以传送高质量的图片以及视频，但是却需要较大的带宽进行支持，智能家居系统虚拟机需要输入正确的数据实现客户端系统的智能交互。

3结语

随着自动化技术以及信息技术的发展，我国居民的日常生活得到了巨大的改变，人们对于生活质量的要求也日益提高。基于物联网的智能家居远程监控子系统是信息时代下智能小区建设的研究内容，体现了家居生活与现代化科学技术的结合。基于物联网的智能家居远程监控子系统软件设计应当从人性化设计出发，加强家居环境与业主的沟通与交流，从而构建现代化的家居环境。

参考文献

[1]姜宇航.基于物联网的智能家居控制系统设计[D].吉林大学，2014.

[2]李宁宁.基于物联网的智能家居系统的研究[D].河南师范大学，2013.

[3]文翔.基于物联网的智能家居远程监控子系统软件设计[D].西安电子科技大学，2014.

[4]杨海川.基于物联网的智能家居安防系统设计与实现[D].上海交通大学，2013.

[5]羡慧竹.基于物联网的智能网关系统研究与实现[D].北京工业大学，2014.

[6]刘真富.基于物联网的无线智能家居监控系统[D].哈尔滨工业大学，2013.

收稿日期：2016-02-29

作者简介：赵勇 （1976―），男，山东巨野人，汉族，硕士研究生，计算机软件专业。