:随着物联网技术的不断发展,人们对家的期望和定义不再局限于传统的生活方式,智能家居已成为近年来信息技术领域研究的热点方向。本文反映的物联网智能家居设计是基于FPGA具有多媒体控制等技术功能,为用户提供全新的物联网智能家居生活体验。智能家居系统采用智能开关、智能插座等传感器和控制器,将门窗、照明、家电、安全等家居设备连接到家居网络,统一管理。在智能家居网络中,智能网关负责整个系统网络的信息处理和命令协调,是整个系统的大脑或中心。 关键词:智能家居;FPGA;ZigBee; 智能家居系统的概念起源于20世纪70年代的美国,随后传播到欧洲、日本等国家,发展良好。在中国,智能家居的概念推广较晚,家居智能系统只能在90年代末进入中国,但发展速度惊人。随着物联网技术的不断发展,根据人们的需要开发设计的智能家居系统配置更加优越复杂,可以通过物联网技术连接各种通信设备、家用电器和家庭安全装置,实现环境控制、鱼花、烹饪、多媒体控制和安全报警功能,可以监控、管理、报警,为居民提供安全、舒适、高效、便捷的学习、生活和工作环境。 由于智能家居系统仍缺乏统一明确的国际标准,许多公司开发的产品是基于自己的网络和信息交换协议,许多产品是为特定的网络环境开发的,一些核心技术没有公布,技术复杂,直接导致使用范围的限制。此外,缺乏相应的第三方产品,各接入设备不兼容,互操作性差,不利于产品的扩展,进一步限制了产品的发展。此外,部分系统成本过高,严重影响了产品的普及。本文通过FPGA构建嵌入式控制处理平台FPGA实现了物联网智能家居控制部分的设计,具有功耗低、定制性高、扩展性强、接口灵活等优点,能够满足家居需求。 1. FPGA应用于物联网智能家居 目前常见的智能家居系统大多是基于ARM嵌入式系统同时支持多种无线通信协议。基于各种无线通信控制方法的整合FPGA物联网智能家居控制器探索了智能家居控制领域的新可行性。利用FPGA与智能家居控制器的各个模块相比,芯片可以自由定制,接口灵活性强。ARM单片机支持串口少的缺点,使系统同时支持多种通信方式,使系统具有更高的适应性和可扩展性,同时控制多达31台家用电器,基本满足日常家居需求。
2. 19992000年,麻省理工学院首次提出了国际电信联盟的物联网概念(ITU)物联网的概念在2005年的年度报告中得到了扩展,认为物联网是通过射频识别的(RFID)、红外传感器、全球定位系统、激光扫描仪等信息传感设备按照约定的协议与互联网连接,进行信息交换和通信,实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理。这样,在物联网时代,只要在各种日用品上嵌入一个短距离的移动收发器,世界上所有的物体都可以通过Internet交换信息。从智能家居的角度家居的角度生动地描述。周末早上,当你还在睡觉的时候,你预订的闹钟响了。如果你按下闹钟,闹钟会给咖啡机发一条信息说:等一会儿,这家伙又在床上了,15分钟后煮咖啡。当咖啡机收到信息时,它会给烤面包机发送一条信息,等待15分钟再烤面包。通过这样的交流,我们的家庭生活将变得智能和有趣。从应用终端感知的核心技术来看,物联网技术可分为以下三类:
第一,基于RFID的应用。在想要监控和管理的对象上嵌入RFID智能标签,借助现有的网络技术、数据库技术和中间件技术,可以构建一个基于大量读写器和无数移动电子标签的物联网RFID的物联网。
第二,基于传感器的应用。在想要控制和管理的对象周围布置大量的传感器节点,通过节点收集监控对象的信息,并将收集到的信息传输到信息处理中心,从而根据收集到的信息构建一个物联网监控管理。
第三,基于M2M的应用。这里的M既可以是人(Man),也可以是机器(Machine),M2M一般指人与机之间建立联系的所有手段和技术,涵盖提高机械设备通信和网络能力的技术,其技术目标是促进设备的智能化。通过M2M技术可以构建人对机器(Man to Machine)、机器对人(Mac hine toMan)、机器对机器(Machine to Machine)的物联网。 3. 物联网在智能家居中的应用 大多数传统的智能家居都是通过有线的方式形成智能家居系统,这不仅需要专业人员的参与和专业公司的维护,而且施工周期长,系统灵活性差。物联网智能家居是无线物联网技术与智能家居有机结合,构建安装简单、使用方便、维护方便、扩展的智能家居系统。 根据业内普遍认为的物联网系统结构,家居物联网可分为感知层、网络层和应用层。 (1 )感知层 综合感知是物联网技术的一个特点,即使用射频识别(RFID)、二维码、GPS、相机、传感器等感知、捕获、测量技术手段,随时随地收集和获取感知对象的信息。在智能家居中,感知对象分为人们生活的家庭环境和人本身。传统智能家居中的八个子系统可作为感知层的执行设备。此外,物联网智能家居系统还应用了无线温湿度传感器、无线门磁、窗磁、无线、无线门磁、窗磁、无线气体泄漏传感器等。 (2 )网络层 物联网中的网络层包括由各种通信网络和互联网形成的集成网络。此外,它还包括智能处理大量信息的部分,如家庭物联网管理中心、信息中心、云计算平台和专家系统。在智能家居中,网络层不仅要有网络运营的能力,还要提高数据库应用等信息运营的能力。在网络层中,特别要处理可靠传输和智能处理这两个问题。 (3 )应用层 应用层是将物联网技术与智能家居专业技术相结合,实现家居智能应用的解决方案集。通过应用层,物联网最终实现了信息技术与传统家居的深度融合,主要体现在智能电网、家庭医疗、多媒体娱乐、家庭安全和家庭控制等应用上。此外,应用层还为家庭服务提供商提供第三方借口,提供各种方便人们生活的服务。 4 结语 目前,严格地说,物联网在智能家居中的应用主要集中在感知层的应用上,只能说物联网技术的应用,真正意义上,无处不在的物联网智能家居,特别是在应用层的整合中,也需要多行业的深度合作,提供全面的智能家居。此外,不统一的标准也是制约物联网智能家居发展的瓶颈。在未来,物联网智能家居离开云是不可想象的,每个家庭实际上都是一个云,无论你在哪里,家庭风暴对你透明,因此,除了制定标准,促进多行业深度合作,云技术的研究和应用也是物联网智能家居发展的关键。