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物联网技术的智能家居研究

2020-12-21 00:01编辑: www.jxszl.com景先生毕设
目 录
一、引言 1
(一)物联网的概念 1
(二)物联网基本特性、属性 1
二、物联网关键技术 2
(一)技术的体系结构 2
(二)关键技术 3
1、感知技术 3
2、网络通信技术 3
3、云计算 4
三、智能家居系统设计 4
(一)智能家居系统的技术需求 4
1、传感器技术 4
2、网络传输技术 5
3、信息处理技术 5
(二)智能家居系统的概述 5
(三)智能家居组网结构 6
(四)智能家居系统具体设计 7
1、厨房天然气与烟雾报警系统 7
2、智能家居安防监控系统 8
四、物联网在智能家居的成功应用 11
总 结 13
参考文献 14
致 谢 15
一、引言
(一)物联网的概念
上个世纪末,位于美国麻省理工学院MIT的自动识别中心(AutoIDLabs),最先提出“物联网(Internet of things)”,物联网指的是为了实现智能化的识别与管理,将有用的物品运用一系列射频识别等技术,一些射频识别等传感设备实时、有效的连接到互联网。21世纪初即05年11月17日,国际电联(ITU)在非洲的突尼斯共和国举行了一场世界峰会,峰会的主题是信息社会,众所周知的《ITU互联网报告2005:物联网》也是在本次峰会上发布,同时“物联网(Internet of things)”这一概念也正式出现在该报告中。报告中提到:在不久的将来,人类会迎来新的通信时代——“物联网通信”,人们的日常生活与身边的所有事物息息相关,为了控制这些事物与人进行信息交换,完全可以采用互联网。RFID、WSN、Nano technology、Intelligent Embedded Technology等技术会运用的更广泛。
大多数学者认为物联网技术是基于传感器技术和网络技术,比如条形码技术(Bar code technology)、二维码技术(Two dimensional code technology)、射频识
 

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,为了控制这些事物与人进行信息交换,完全可以采用互联网。RFID、WSN、Nano technology、Intelligent Embedded Technology等技术会运用的更广泛。
大多数学者认为物联网技术是基于传感器技术和网络技术,比如条形码技术(Bar code technology)、二维码技术(Two dimensional code technology)、射频识别技术(Radio frequency identification technology)、嵌入式系统技术(Embedded system technology)、GPS、传感网络(Sensing network)等,为实现人对物的智能管理,灵活运用接入网与互联网互相连接从而形成复杂的混合网络。人与人之间可以通过互联网技术进行联系,而人与物之间可以通过物联网进行联系,方便了人与物的沟通,方便了人对物的管理。
(二)物联网基本特性、属性
物联网能通过使用任意网络或者方式实现大部分物体、人在任何时间、任何地点进行有效的连接、沟通。物联网的主要属性有:技术、产业、商业、社会、通信、全息。
物联网主要有以下几种特性:信源复杂性、信息格式多样性、信息实时性、信息易用性、运用领域多样化。物联网中的物体可以是实际物体,也可以是虚拟物体,通过物联网的相关技术使之相连、组成网络、互相通信,同时能完成某些特定的任务,分析当前环境通过自身调节适应环境,另外,物联网(Internet of things)也能进行选择性创建物体、管理物体以及毁灭物体。
二、物联网关键技术
(一)技术的体系结构
物联网系统通常被分为三个层次:感知层、网络层和应用层。

图1 整体结构图
第一层(感知层)是物联网技术(Internet of things technology)和物联网应用最基础的部分。感知层很好理解,其功能就是感知,其方法是利用各种传感器(sensor)、射频识别技术(RFID)或者二维码技术(Two dimensional code technology)等技术来全面感知物体的相关信息。
第二层(网络层)位于第一层(感知层)和第三层(应用层)之间,它作为两者之间的纽带保证了物联网功能的实施,因此,它的主要功能就是“传送”,双向传送感知层所获取的物体信息和控制信息。目前,网络层大多数是通过私有网络、移动通信(mobile communication)网络与互联网进行连接。例如,智能手机的NFC支付功能,使用了近距离无线通信技术采集支付信息,然后通过移动通信网或者WIFI连接银行支付系统并验证身份完成支付。
第三层(应用层)的核心功能主要是“数据”和“应用”,将网络层传送过来的数据进行管理和处理,然后与各类应用相结合,提供定制的服务。目前,应用层的发展落后于其他两层,但应用层提供的定制服务与人类息息相关,所以,应用层有很大的发展前景。
(二)关键技术
目前,虽然物联网刚刚起步,但它所涉及的技术却非常多,关键技术主要有感知技术(Sensing technology)、网络通信技术(Network communication technology)、云计算(Cloud computing)等。
1、感知技术
物联网的发展主要是感知技术的发展,感知技术主要包括电子标签(Electronic label)和传感器(sensor)等技术。
(1)电子标签
感知技术中采集信息多采用电子标签,射频识别技术(RFID)是一种非接触式识别技术,也是近距离通信的一种,它的原理是利用射频信号和电感或电磁耦合的技术,不用接触物体就可以完成对物体的自动识别。射频识别技术(RFID)有三个组成部分,分别是:应答器、阅读器和应用软件系统。应答器大都由天线、耦合原件和天线组成,用标签附着在物体上作为应答器。阅读器是用于读取或写入标签信息的设备。应用软件系统主要是处理传送过来的数据。
(2)传感器
如今的传感器正向小型化、智能化、方便化的方向发展。传感器类似人类的感官,它能将感受到的转换成电信号,有利于对这些信息的传送、处理、记录和控制。如今的传感器也被广泛的应用于其他领域,如工业生产、海洋探测、航空航天、医学诊断等,相信不就的将来传感器技术会越来越先进。
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