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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);智能家居;無線網(wǎng)絡(luò);ZigBee;WiFi;藍(lán)牙;6LoWPAN
中圖分類號:TB
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
doi:10.19311/ki.16723198.2017.01.085
1物聯(lián)網(wǎng)
“物聯(lián)網(wǎng)”的概念來自美國麻省理工學(xué)院的師生們開發(fā)出的RFID技術(shù)(網(wǎng)絡(luò)無線射頻識別系統(tǒng))。這種技術(shù)的產(chǎn)生,使得日常的物品進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)成為了可能。最常見的一些RFID應(yīng)用,如居民二代身份證、公交卡、門禁卡等等,這些卡內(nèi)設(shè)有RFID芯片,通過刷卡完成信息識別和交互。通過各種信息傳感設(shè)備、裝置和技術(shù),采集聲、光、電、熱、力、生化、位置等各種人們所需的信息,結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)形成一個個網(wǎng)絡(luò),最終實現(xiàn)物體與物體、物體與人之間的連接互通(Internet Of Things)。
當(dāng)前,物聯(lián)網(wǎng)的組成被主要被分成五個層次:感知層、接入層、互聯(lián)網(wǎng)層、服務(wù)管理層和應(yīng)用層。感知層,通過RFID、各種傳感器、紅外二維碼技術(shù)完成信息收集;接入層,通過Wi-Fi、ZigBee、藍(lán)牙等無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議完成信息傳輸;應(yīng)用層和服務(wù)管理層,通過網(wǎng)絡(luò)管理、云計算、應(yīng)用集成等等設(shè)計的信息處理系統(tǒng),分別完成在不同場景下的應(yīng)用。
2智能家居
智能家居就是將原本“靜止”且需要人用物理按鈕來操控的普通家居通過內(nèi)部嵌入射頻識別芯片(RFID)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、紅外線感應(yīng)器、氣體感應(yīng)器、激光掃描器等傳感設(shè)備,并且通過與之對應(yīng)的協(xié)議連接至互聯(lián)網(wǎng),變成能“主動”且可遠(yuǎn)程按計劃操控的智能家居。隨著近年來信息化的高速發(fā)展、通信的自由化、業(yè)務(wù)量的高速增長以及人們對工作、生活環(huán)境的安全性、舒適性以及高效性要求的提高,社會對智能家居的需求大大增加。
現(xiàn)代智能家居系統(tǒng)一般可以分為內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)和網(wǎng)關(guān)三個部分。其中內(nèi)網(wǎng)是負(fù)責(zé)連接各種家電和其他設(shè)備的局域網(wǎng);外網(wǎng)一般是小區(qū)局域網(wǎng)、Internet等;而網(wǎng)關(guān)的作用是連接內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng),實現(xiàn)外網(wǎng)對內(nèi)網(wǎng)的監(jiān)測和控制。
一個基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng),首先要選擇合適的無線接入網(wǎng)絡(luò),智能家居系統(tǒng)對無線網(wǎng)絡(luò)的主要要求是低功耗、使用壽命長、數(shù)據(jù)傳輸可靠等要求。目前常見的無線網(wǎng)絡(luò)有ZigBee、WiFi、藍(lán)牙、6LoWPAN等。
3現(xiàn)階段主要無線技術(shù)的應(yīng)用
3.1ZigBee
ZigBee是一個基于IEEE802.15.4的通信協(xié)議,IEEE802.15.4本身是用于處理物理層和底層MAC層的協(xié)議。IEEE802.15.4工作組正式成立于2000年12月,致力于一種提供便攜、移動或固定設(shè)備使用的低成本、低復(fù)雜度、低速率、低功耗的無線連接技術(shù)。
IEEE802.15.4定義了兩個物理層標(biāo)準(zhǔn),分別是24GHz物理層和868/915MHz物理層,二者都是用相同的物理層數(shù)據(jù)包格式,區(qū)別在于工作頻率、擴頻碼長、調(diào)制技術(shù)和傳輸速率。2.4GHz頻段是全球統(tǒng)一的自由ISM頻段,這有助于ZigBee設(shè)備的推廣和使用;868MHz和915MHz分別是美國和歐洲的ISM頻段,這兩個頻段的引入避免了2.4GHz附近各種無線通信設(shè)備的相互干擾。
Zigbee收發(fā)模塊使用了2.4GHz的直序擴頻技術(shù),和一般的頻移鍵控,幅移鍵控和跳頻數(shù)傳電臺相比,具有更強的抗干擾能力;ZigBee協(xié)議對網(wǎng)絡(luò)層和對應(yīng)的API接口做了標(biāo)準(zhǔn)化的定義;ZigBee可以對數(shù)據(jù)是否完進(jìn)行檢查,并且擁有鑒別用戶身份的功能,采用通用的AES-128加密算法,算法中長達(dá)128位的密碼保障了通過ZigBee傳輸?shù)男盘柕臋C密性;通過ZigBee傳輸?shù)臄?shù)據(jù)大多采用短幀的傳送方式,實時性很強,傳輸速度也非???;ZigBee組網(wǎng)容易,自恢復(fù)能力強,再加上低成本和小型設(shè)備對無線網(wǎng)絡(luò)的帶寬要求不是很高,因此,ZigBee對智能家居中的擴展,增加新設(shè)備非常的友好。
在擁有上述優(yōu)點同時,ZigBee技術(shù)也存在一些問題?,F(xiàn)階段,國內(nèi)應(yīng)用的ZigBee技術(shù)主要還是在24GHz ISM頻段的范圍內(nèi),這個頻段的信號衍射能力弱,穿δ芰θ酢T詡揖擁幕肪忱錚即使是一扇窗,一扇門或者是一堵墻都能讓信號的強度衰減很多。雖然我們能夠通過射頻功放的方式,對2.4GHz頻段的信號進(jìn)行放大處理,但這樣又造成了大量且不必要的輻射污染,這種方式和ZigBee本身節(jié)能、低功耗的初衷相悖。
Z-wave同樣也是一種短距離無線傳輸?shù)募夹g(shù),它和ZigBee一樣源自無線射頻,都屬于硬件協(xié)議和架構(gòu)上的技術(shù)。Z-Wave是由一家名為Zensys的丹麥公司主導(dǎo)的一種無線組網(wǎng)規(guī)則。Z-wave Alliance(Z-wave聯(lián)盟)雖然看起來不如ZigBee聯(lián)盟規(guī)模大,但是其中的成員(廠商)都已經(jīng)在智能家居的領(lǐng)域擁有成熟的產(chǎn)品,Z-Wave聯(lián)盟已經(jīng)獲得來自全球各個國家和地區(qū)的160多家國際知名公司的支持。在美國,Z-Wave可以使用的頻段是915MHz;而在歐洲,可以使用的頻段是868.42MHz;915MHz和868.42MHz屬于國際無線規(guī)則中的一區(qū)和二區(qū)的ISM頻段,而在我國這兩個頻段都非民用,因此很可能在中國禁止使用。
3.2藍(lán)牙
藍(lán)牙(Bluetooth)技術(shù)始于愛立信公司的1994方案,它開始是研究在移動電話和其它配件間進(jìn)行低功耗、低成本無線通信連接的方法。發(fā)明者希望為設(shè)備間的通訊建立一套統(tǒng)一規(guī)則,以解決用戶間移動電子設(shè)備互不兼容的問題。每個藍(lán)牙設(shè)備可同時維護(hù)8個鏈接,可以將每個設(shè)備配置為不斷向附近的設(shè)備發(fā)送其存在的通知,以便創(chuàng)建連接。另外,可以對兩個設(shè)備之間的連接設(shè)置密碼保護(hù),防止被其它設(shè)備接收。
藍(lán)牙的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.15.1,也工作在無需許可的ISM2.4GHz頻段,最高速度可達(dá)723.1kb/s。為了避免干擾可能使用2.4GHz的其他協(xié)議,藍(lán)牙協(xié)議將該頻段劃分成79個頻道(帶寬為1MHz),當(dāng)檢測到與其它信號沖突時自動跳轉(zhuǎn)到其他頻道,每秒的頻道轉(zhuǎn)換次數(shù)可達(dá)1600次。
近年來藍(lán)牙的發(fā)展也比較迅猛,2015年年初的藍(lán)牙4.2,在數(shù)據(jù)傳輸速率和傳輸距離的提高與錯誤率的降低上有了很大進(jìn)步。而藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟于2016年6月提出第五代藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),藍(lán)牙5的理論接收距離最遠(yuǎn)可達(dá)300米,在實際使用中的收發(fā)距離也可以達(dá)到120米,四倍于藍(lán)牙4.2技術(shù)。
3.3WiFi
WiFi(Wireless Fidelity,無線保真),從1997年無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11以來,在眾多業(yè)界領(lǐng)先公司組成的WiFi聯(lián)盟的大力推動下,發(fā)展迅猛。目前WiFi的使用范圍非常廣泛,基于WiFi技術(shù)的智能家居產(chǎn)品也最為常見,其優(yōu)勢在于傳輸速率快,且產(chǎn)品成本低。對于用戶來說,基于WiFi的智能家居組合最為便捷,購買設(shè)備后可以自己進(jìn)行組網(wǎng)。
在智能家居中使用WiFi也有一些顯著的缺點。首先,安全性非常低是WiFi為最嚴(yán)重的問題,無線信號也不是很穩(wěn)定;其次,WiFi的功耗還是很高的,這也限制了它在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用;再次,WiFi組網(wǎng)能力低,擴展空間受限制。
3.46LoWPAN
6LoWPan是基于IPV6的低速無線個域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),即IPV6 over IEEE 802.15.4,于2004年提出。與ZigBee相比,都是基于IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn),都具有低功耗,低復(fù)雜度度,安全性強(都采用AES128加密標(biāo)準(zhǔn))等優(yōu)點。
提起物聯(lián)網(wǎng)我們可能很容易聯(lián)想到IPV6,IPV6是現(xiàn)行版本IP協(xié)議(IPV4)的下一代協(xié)議。由于網(wǎng)絡(luò)地址資源有限成為了IPV4所面臨的非常嚴(yán)峻的問題,這在很大程度上限制了互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用。IPV6有128位地址,IPV6的使用,不僅能解決網(wǎng)絡(luò)地址資源數(shù)量的問題,而且也解決了多種設(shè)備連入互聯(lián)網(wǎng)的障礙。IPV6也一直被認(rèn)為是在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中最為理想的技術(shù)手段。由于IPV6龐大的協(xié)議棧和大量的數(shù)據(jù)分發(fā)包,無線傳感網(wǎng)下的節(jié)點設(shè)備無法直接移植IPV6。6LoWPAN的誕生,就是發(fā)明了一種將IP報頭壓縮到只傳送必要內(nèi)容的小數(shù)據(jù)包的方法。
一直以來,大家普遍認(rèn)為將IP協(xié)議引入無線通信網(wǎng)絡(luò)是很不現(xiàn)實的。所以,到目前為止,前面提到的一些專用協(xié)議一直為無線網(wǎng)絡(luò)采用。IP協(xié)議對帶寬和內(nèi)存都有著比較高的要求,為了適應(yīng)微控制器及低功率無線連接而降低它的運行環(huán)境也是一件相當(dāng)困難的事情。
IETF 6LoWPAN草案標(biāo)準(zhǔn),基于IEEE 802.15.4實現(xiàn)了通過IPV6的通信,它的有望改變前面的困境。低功率運行的6LoWPAN,讓它非常適合應(yīng)用在手持機和各種儀器中,再加上它內(nèi)置支持AES-128加密的方式,為強健的安全性和鑒權(quán)打下了堅實的基礎(chǔ)。6LoWPAN所取得的突破是得到一N非常高效、緊湊的IP實現(xiàn),消除了以前形成各種專有協(xié)議和專門協(xié)議的因素。其龐大的地址空間是最大的亮點,基本可以不考慮接入設(shè)備的上限。而另外一個亮點,就是當(dāng)IPV6中的節(jié)點設(shè)備啟動時,可以通過自動讀取設(shè)備的MAC地址根據(jù)相關(guān)規(guī)則配置好設(shè)備的IPV6地址(從效果上類似局域網(wǎng)中的DHCP協(xié)議)。
4結(jié)語
我們國家一直很重視物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,但較之西方發(fā)達(dá)國家,我們的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還是有長的路要走的。
各國廠商為了在物聯(lián)網(wǎng)市場上搶占更多的先機,紛紛推出自己研發(fā)和采納的無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),ZigBee、Z-wave、WiFi、藍(lán)牙等,它們有各自的優(yōu)點,同時也有各自的不足。而從IPV6演化而來的6LoWPAN的橫空出世,開源的理念和與下一代IP協(xié)議的對接,使標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一成為了可能,也讓滯后發(fā)展的我們看到了希望。
每種技術(shù)都有它的優(yōu)勢,ZigBee的低功耗與安全、WiFi的便捷開發(fā)、藍(lán)牙的高速傳遞速率、6LoWPAN的良好發(fā)展趨勢。所以從長遠(yuǎn)的角度考慮,各種不同的技術(shù)在競爭中尋求合作,而非互設(shè)競爭壁壘,才是物聯(lián)網(wǎng)的未來方式,才會帶來物聯(lián)網(wǎng)世界真正的繁榮。
參考文獻(xiàn)
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家居智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)就好比我們以前組裝的電腦,各個智能家居就是電腦的各個外設(shè)配件,多模信息網(wǎng)關(guān)就是電腦的MCU,智能家居中間件就是各個硬件設(shè)備驅(qū)動,開發(fā)的應(yīng)用服務(wù)平臺就是我們的軟件系統(tǒng)。家居智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展就會像幾十年前的電腦發(fā)展一樣,進(jìn)入多元化時代,家居智能物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用時代也會隨之到來。
家居智能物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
近幾年金融危機之后的復(fù)蘇時期,物聯(lián)網(wǎng)概念迅速風(fēng)行,受到各國政府的重視。物聯(lián)網(wǎng)是通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的拓展應(yīng)用和功能延伸,它利用感知技術(shù)與智能裝置對物理世界進(jìn)行感知識別,通過網(wǎng)絡(luò)傳輸,進(jìn)行計算、處理和知識挖掘,實現(xiàn)人與物、物與物信息交互和無縫銜接,達(dá)到對物理世界實時控制、精確管理和科學(xué)決策目的。通過物聯(lián)網(wǎng)與智能家居結(jié)合形成家居智能物聯(lián)網(wǎng),其如何實現(xiàn)對生活有用的業(yè)務(wù)和應(yīng)用將是我們關(guān)注的重點。
智能家居發(fā)展過程中,2007年微軟推出的“未來之屋”系統(tǒng)有著重大影響力。該系統(tǒng)中:進(jìn)入房屋時,安全系統(tǒng)會對來訪者的面部進(jìn)行掃描,確認(rèn)身份后自動打開房門;客廳冰箱上的液晶顯示器能列出保存的食物清單,廚房水槽能夠根據(jù)使用者的身高調(diào)節(jié)高度,而排風(fēng)機會根據(jù)油煙濃度自動開啟;此外,每個房間的墻壁顏色、裝修風(fēng)格和溫度都可以根據(jù)家庭成員的喜好和情緒自動更換。該系統(tǒng)是智能家居的一個樣板。
由于智能家居受產(chǎn)品生產(chǎn)廠家的限制,在短時間內(nèi)還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,所以一般都是一個廠家單獨做系統(tǒng)研發(fā)方案的。各個系統(tǒng)相對獨立,并不相互交換信息,整個系統(tǒng)更像是多個智能家居系統(tǒng)的簡單堆積。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,與智能家居結(jié)合,形成家居智能物聯(lián)網(wǎng)是智能家居系統(tǒng)未來發(fā)展的必然趨勢。
家居智能物聯(lián)網(wǎng)的特點與瓶頸
家居智能物聯(lián)網(wǎng)是一個以住宅為平臺、以智能家居為節(jié)點,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為紐帶的家居系統(tǒng)。其典型應(yīng)用場景如圖1所示。根據(jù)功能不同智能家居節(jié)點可分為三個部分:負(fù)責(zé)對家居環(huán)境及相關(guān)人員信息采集的信息采集系統(tǒng),如采集住宅內(nèi)外人員信息的視頻監(jiān)控系統(tǒng),采集家居環(huán)境的煙霧采集器、溫濕度采集器和三表讀數(shù)采集器;負(fù)責(zé)對家居環(huán)境進(jìn)行相關(guān)改變的智能控制系統(tǒng),如打開房門的門禁系統(tǒng),改變室內(nèi)光亮、溫濕度的空調(diào)、電燈和電動窗簾,提供主人相關(guān)服務(wù)的電視、冰箱和洗衣機等家電設(shè)備;負(fù)責(zé)信息交互,提供遠(yuǎn)程訪問與控制功能的家庭信息平臺。
一體化的集成控制平臺。隨著時代的發(fā)展,家中電器設(shè)備越來越多,越來越智能化,人們常為種類繁多的操作頭痛不已,家居智能物聯(lián)網(wǎng)就是智能家居一體化的集成控制平臺。首要的一個功能就是家居設(shè)備操作的集成化,將家中的設(shè)備集中在一個界面平臺上進(jìn)行操作控制,省去了用戶尋找和熟悉各種控制操作的煩惱。其次是家居設(shè)備操作的一鍵化,目前越智能的家電設(shè)備的操作也越復(fù)雜,這便給有老人孩子的家庭帶來諸多不便,家居智能物聯(lián)網(wǎng)提供一鍵設(shè)置功能,能以功能需求為單元保持對相關(guān)設(shè)備的一系列操作,用戶僅需一鍵操作,就可完成相關(guān)功能。
全方位的信息監(jiān)控平臺。隨著人們生活節(jié)奏的加快,希望能快速簡便的得到家居的一切相關(guān)信息。家居智能物聯(lián)網(wǎng)就是全方位的信息監(jiān)控平臺。不僅為您顯示家中所有設(shè)備的狀態(tài)以及溫濕度狀況、電路電流電壓狀況,讓您對家中的所有狀況一目了然,還能為用戶提供家中的視頻圖像,闖入報警和煙霧報警的緊急情況報警。并擁有事件記錄功能,能對家居環(huán)境的變化進(jìn)行記錄,以便事后進(jìn)行相關(guān)分析與追蹤處理提供信息基礎(chǔ)。
智能化的信息交互平臺。單獨的智能家居系統(tǒng)的堆積,無法發(fā)揮出智能家居的潛力,反而增加了智能家居的使用復(fù)雜度,家居智能物聯(lián)網(wǎng)就是智能化的信息交互平臺。不僅為您提供遠(yuǎn)程接入的控制能力,讓您無論身處何處都能控制家中的任何智能家居系統(tǒng),而且還能為各個智能家居系統(tǒng)提供信息交互的平臺,就像家居系統(tǒng)的管家一樣,根據(jù)主人的相關(guān)設(shè)定,管理和協(xié)調(diào)相關(guān)智能家居進(jìn)行相關(guān)操作。
家居智能物聯(lián)網(wǎng)要想發(fā)展并推廣,目前面臨著巨大挑戰(zhàn)。家居智能物聯(lián)網(wǎng)的對象是結(jié)構(gòu)和特性完全相異的各種家用電器,相互之間兼容性比較差,沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議,各個廠家生產(chǎn)的智能家電之間的數(shù)據(jù)共享比較困難。因此,家居智能物聯(lián)網(wǎng)不易擴充和相關(guān)兼容,制約其被廣大用戶接受。
家居智能物聯(lián)網(wǎng)所處的運行環(huán)境有很大差異,個體性比較強,如果采用單個用戶單個設(shè)計調(diào)試的模式,成本就將成為制約其推廣的重要因素。而讓用戶根據(jù)自身條件進(jìn)行相關(guān)系統(tǒng)調(diào)整的話,用戶的能力就將成為制約其推廣的重要因素。
家居智能物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方向
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,與智能家居結(jié)合,形成家居智能物聯(lián)網(wǎng)是智能家居系統(tǒng)未來發(fā)展的必然趨勢。基本目標(biāo)是將家庭中各種與信息相關(guān)的信息采集設(shè)備、家用電器和家庭安防裝置等通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接到一個家庭智能信息系統(tǒng)上進(jìn)行集中或者異地的監(jiān)視、控制和家庭事務(wù)性管理,并保持這些家庭設(shè)施與住宅環(huán)境的協(xié)調(diào)。如圖2所示為家居智能物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)。
其中,智能家居中間件的開發(fā),確切地解決了各個廠商設(shè)備之間兼容性差的問題,它就像電腦中軟件驅(qū)動的概念,為家居智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供了一個開發(fā)的應(yīng)用平臺。
基于該系統(tǒng)架構(gòu),家居智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主要集中在四個方面。首先是內(nèi)含通用的智能家居通信協(xié)議的嵌入式通信模塊。物理層上可選用不同的通信制式,但基于其上的通信協(xié)議將是通用的,即通用的智能家居通信協(xié)議將向TCP/IP協(xié)議一樣,被植入各個智能家居的通信模塊中。
其次是多模信息網(wǎng)關(guān)的研發(fā)。它是家居智能物聯(lián)網(wǎng)的核心部件,它的開發(fā)將使智能家居變成即插即用的配件,直接接入家居智能物聯(lián)網(wǎng)中。因此,具有各種功能的、面向各種方向的多模信息網(wǎng)關(guān),將像無線AP一樣不斷涌現(xiàn)出來。
第三,智能家居中間件的開發(fā)。它就像硬件廠商需要提供驅(qū)動一樣,未來智能家居廠商也必須向用戶提供智能家居中間件。
(廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院)
摘 要:隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,無線智能家居系統(tǒng)將成為智能家居系統(tǒng)發(fā)展的主流之一。智能家居系統(tǒng)使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不但克服了有線系統(tǒng)的高成本、不方便等缺點,而且使用方便,能夠快捷地管理家務(wù)、監(jiān)測家居環(huán)境、遙控家用電器等。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);智能家居;傳感技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)家電為代表的家電智能化發(fā)展將給我國家電產(chǎn)業(yè)帶來前所未有的發(fā)展機遇。物聯(lián)網(wǎng)家電已經(jīng)一步步走進(jìn)消費者的家庭,并在逐步被消費者接受。從家電企業(yè)來看,物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為家電企業(yè)搶占未來戰(zhàn)略制高點的焦點所在,如果企業(yè)不進(jìn)行前瞻性研發(fā),等到物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品時代真正來臨時,必將處于落后地位甚至被淘汰。整個中國的家電制造業(yè),應(yīng)該消除浮躁并不斷創(chuàng)新,扎扎實實給消費者提供質(zhì)優(yōu)、價廉、性能好的物聯(lián)網(wǎng)家電產(chǎn)品,滿足消費需求,引領(lǐng)市場的發(fā)展。
一、總體方案設(shè)計
本系統(tǒng)主要包括:主控模塊、人機界面模塊、GPRS通信模塊、感知終端模塊,整體方案設(shè)計如下圖1.1所示:
圖2.1 整體方案設(shè)計
在遠(yuǎn)端的移動智能終端或電腦通過Internet 訪問到無線傳感器網(wǎng)絡(luò),而嵌入式WEB 服務(wù)器提供了交互式的頁面訪問。在物聯(lián)網(wǎng)框架下的智能家居是一個復(fù)雜的系統(tǒng),需要多方合作完成,如Internet 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的設(shè)計、建立感知層網(wǎng)絡(luò)。
二、 硬件設(shè)計
1.控制主機采用 ARM 32位的Cortex?-M3內(nèi)核STM32F103VB作為主控芯片,配有7寸顯示屏,用戶可以在主控機上設(shè)置或查詢各個家電的工作狀態(tài)。電路設(shè)計如圖3.1所示。
圖3.1 控制主機 圖3.2 控制主機 圖3.3 控制主機
2.GSM模塊選用Siemens公司推出的新一代無線通信GPRS模塊MC35i,該模塊主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊供電模塊(ASIC)、 FLASH、ZIF連接器天線接口六部分組成,通過獨特的40引腳的ZIF連接器實現(xiàn)電源、連接指令、數(shù)據(jù)、語音信號及控制信號的雙向傳輸。其實物如圖3.2所示。
3.物聯(lián)網(wǎng)智能家居感知終端RF無線的設(shè)計采用UHF_4432_MDL100模塊,此模塊是一款組網(wǎng)型無線串口, 模塊采用穩(wěn)定的四層板半孔表貼工藝,生產(chǎn)時只需采用表面貼片安裝到PCB板上就行了,這樣可以節(jié)省空間,減少接插件,增加了板與板連接的可靠性和穩(wěn)定性。其PCB圖如3.3所示。
4.人機界面部分設(shè)計,為了操作上的方便,人們用觸摸屏來代替鼠標(biāo)或鍵盤。觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成,觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面,用于檢測用戶觸摸位置,然后將相關(guān)信息傳送至觸摸屏控制器;而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點檢測裝置上接收觸摸信息,并將它轉(zhuǎn)換成觸點坐標(biāo),再傳送給CPU。它同時能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。
三、 軟件設(shè)計
1.感知終端無線網(wǎng)絡(luò)通信軟件設(shè)計
無線網(wǎng)絡(luò)采用一主多從的方式進(jìn)行組網(wǎng),由主機輪詢從機收集信息的形式,從機處于被動方式,由主機分配網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)獲得網(wǎng)絡(luò)的從機在發(fā)送完一包數(shù)據(jù)后必須釋放網(wǎng)絡(luò),從機之間不能相互傳遞數(shù)據(jù)。在軟件上,通過自主定義通信協(xié)議,有效提高通信的穩(wěn)定性、安全性。
2.GSM模塊通訊軟件設(shè)計
控制主機通過GPRS短信形式發(fā)信息給用戶的手機,可以綁定多個號碼,信息的內(nèi)容包括家里的電器有多少正在使用,門窗是否關(guān)閉,是否有人拜訪,是否有險情發(fā)生(如火災(zāi)發(fā)生,煤氣泄漏,有人非法闖入)等;用戶可以編輯簡單命令來控制電器的使用,打開或關(guān)閉門窗等。通信流程如4.1所示:
圖4.1 GSM模塊通信流程圖
四、結(jié)論
本文介紹物聯(lián)網(wǎng)智能家居關(guān)鍵性技術(shù),結(jié)合家庭自動化進(jìn)行應(yīng)用設(shè)計。在硬件方面,按照嵌入式板級硬件設(shè)計流程,設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于ARM 處理器的低成本網(wǎng)關(guān)硬件。軟件設(shè)計上采用自頂向下和分層的設(shè)計方法,結(jié)合網(wǎng)關(guān)硬件,利用嵌入式操作系統(tǒng)uCOS-II 和協(xié)議棧LwIP,搭建了一個物聯(lián)網(wǎng)智能家居平臺。家居智能化管理是信息社會發(fā)展的必然趨勢,而物聯(lián)網(wǎng)則是實現(xiàn)家居智能化管理的必要載體,因此,降低產(chǎn)品的成本,提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性,物聯(lián)網(wǎng)智能家居管理系統(tǒng)才能更好的發(fā)展。
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作者簡介:林顯其,男(1988.11-),漢族,廣東廉江人,工業(yè)中心研發(fā)員,研究方向:自動化控制、物聯(lián)網(wǎng)控制
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);智能家居;控制系統(tǒng)
1 智能家居的概念
智能家居是指利用先進(jìn)的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、綜合布線技術(shù),將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機地結(jié)合在一起,通過統(tǒng)籌管理,讓家居生活更加舒適、安全、有效。與普通家居相比,智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能,提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間;還由原來的被動靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇又腔鄣墓ぞ撸峁┤轿坏男畔⒔换スδ?,幫助家庭與外部保持信息交流暢通,優(yōu)化人們的生活方式,幫助人們有效安排時間,增強家居生活的安全性、舒適性,甚至合理控制各種能源的使用。
2 物聯(lián)網(wǎng)智能家居控制系統(tǒng)的工作原理
智能家居控制系統(tǒng)是以有線和無線的形式連接起來的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)為硬件平臺,各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為軟件支撐平臺,通過現(xiàn)場總線把家庭生活中使用的通信設(shè)備、家居設(shè)備、家庭安全防范設(shè)備連接成一個完整的、能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制的一個控制系統(tǒng)。通過這個控制系統(tǒng)將整個家庭中能夠連接到網(wǎng)絡(luò)是的所有電氣設(shè)備有機的整合到一起,并對這些設(shè)備進(jìn)行有效的控制,形成功能完善的智能家居系統(tǒng)。智能家居在網(wǎng)絡(luò)的幫助下,形成與外界的溝通渠道,以實現(xiàn)與外界的智能家居電器的信息交互。從而滿足用戶對家居實行遠(yuǎn)程監(jiān)控,對家用電器遠(yuǎn)程控制和狀態(tài)查詢,滿足人們對安全,舒適,便利的生活需求。
3 物聯(lián)網(wǎng)智能家居控制系統(tǒng)采用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居控制系統(tǒng)主要使用了三控制種網(wǎng)絡(luò)技術(shù),包括RS-485總線技術(shù),以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和GSM遠(yuǎn)程監(jiān)控報警網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
3.1 RS-485總線的家居設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
RS-485串行總線標(biāo)準(zhǔn),可以使智能家居設(shè)備通信距離從十幾米延長為幾公里,這完全符合家居設(shè)備對互聯(lián)要求。有線的RS-485總線通信,結(jié)構(gòu)相對簡單,價格比較便宜,數(shù)據(jù)傳輸速率和通信距離適當(dāng)。但是,使用RS-485總線技術(shù)互聯(lián)的家居設(shè)備的前提,是要確定要互聯(lián)的設(shè)備是即插即用設(shè)備。在整個家居系統(tǒng)中,嵌入式系統(tǒng)作為中繼器,負(fù)責(zé)通過與RS-485總線互連的串行端口管理家用終端接入模塊的作用。該系統(tǒng)采用嵌入式ARM處理器為總線主控設(shè)備,RS-485網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)主從網(wǎng)絡(luò),通過輪詢的方式檢查各個接入設(shè)備的狀態(tài)信息,無論何時保證僅存在一對主機和從機之間的通信,即接收數(shù)據(jù)或發(fā)送數(shù)據(jù)。家用設(shè)備作為總線從機設(shè)備,包括單片機控制器,接入檢測電路和信號調(diào)節(jié)電路。接入檢測電路,是為了滿足智能家居終端對家居設(shè)備移除及新設(shè)備接入的檢測,實現(xiàn)家居設(shè)備的即插即用功能。
3.2 GPRS的遠(yuǎn)程報警網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
GPRS是通用分組無線服務(wù)技術(shù)的簡稱,俗稱“2.5G”,是位于第二代和第三代移動通訊技術(shù)之間的通信技術(shù)。是用戶可用一種GSM移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。與GSM的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相比,有以下優(yōu)點:
(1)傳輸速率高,連接方便。GPRS通過使用GSM網(wǎng)絡(luò)中,沒有被使用的TDMA信道,傳輸速率得到保證,可連56至114Kbps。GSM網(wǎng)絡(luò)使用電路交換數(shù)據(jù)模式時,在通信兩端建立物理鏈路,并維持該鏈路到通信結(jié)束。GPRS在傳送數(shù)據(jù)過程中,是把數(shù)據(jù)包劃分成若干個分組之后,再進(jìn)行傳送的。這樣容易獲得更高數(shù)據(jù)速率,并且投資較小。進(jìn)一步說,無線通信裝置不必在它們之間附加中間設(shè)備,就可以方便地傳輸數(shù)據(jù)。
(2)資源利用率高。GPRS使用分組交換通信,通信過程中把數(shù)據(jù)分成具有一定長度的數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包頭部包含了地址信息表明該分組發(fā)往的目的地址。當(dāng)數(shù)據(jù)包分組到達(dá)時,根據(jù)該地址信息,尋找臨時可用信道資源來傳輸數(shù)據(jù),而無需預(yù)先分配信道。
4 控制系統(tǒng)設(shè)計研究
所謂智能家居的控制系統(tǒng)實際上充分應(yīng)用了模塊化的設(shè)計原理,如此一來其層次相對較為清晰、容易調(diào)試、維護(hù)以及對其功能進(jìn)行充分的擴展與程序的不斷移植,另外也能夠有效的提升處理器的對工作的執(zhí)行效率。當(dāng)前控制系統(tǒng)主要以QT/Embedded作為其GUI的研發(fā)主要手段,能夠充分實現(xiàn)本地圖形的用戶界面,同時實現(xiàn)系統(tǒng)的控制和設(shè)置。在系統(tǒng)充分運行同時初始化順利完成之后,控制系統(tǒng)會對現(xiàn)階段的狀態(tài)實施分析研究,如果為正常運轉(zhuǎn)的狀態(tài),那系統(tǒng)會自動運行對應(yīng)的子程序段。反之則會使用GPRS模塊實施報警操作。在警報出現(xiàn)的情況下,其觸發(fā)的報警操作,此時系統(tǒng)打開全球定位系統(tǒng)設(shè)備同時實施初始化,另外依據(jù)用戶設(shè)置的有關(guān)信息實施短信報警或者電話報警。需要特別注意的是,為了能夠充分保證安全,一般情況下應(yīng)該使用嵌入式WebServer來對其進(jìn)行構(gòu)建,同時可以適當(dāng)加入密碼進(jìn)行驗證。如此,用戶可以使用真正認(rèn)證的密碼以及用戶名,利用CGI來充分實現(xiàn)建立在WEB遠(yuǎn)程條件下的系統(tǒng)控制。
5 結(jié)束語
人類己進(jìn)入21世紀(jì),在高度物質(zhì)文明的今天,追求環(huán)境綠色化、生活信息化己開成時尚,安全、舒適、方便、現(xiàn)代成為21世紀(jì)居家生活的象征。日益更新的現(xiàn)代科技的力量,打破了傳統(tǒng)的時空界線,借助計算機網(wǎng)絡(luò)和層出不窮的信息技術(shù),改變了人類的生產(chǎn)、生活方式,科技正以超乎想象的速度更深刻地影響到人類的思維模式和生存狀態(tài)。建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)智能家居具有時代的前瞻性,順應(yīng)了當(dāng)今信息社會的潮流,對進(jìn)一步提高居民水平和生活質(zhì)量具有非常重要的意義,智能家居具有非常廣闊的發(fā)展前景。
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【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);軟件工程;智能家居;應(yīng)用
1引言
隨著我國電子科學(xué)信息技術(shù)的飛速發(fā)展,智能家居行業(yè)在近年來有了很大進(jìn)步,但目前我國智能家居相關(guān)行業(yè)在國內(nèi)市場起起落落,主要由于部分行業(yè)技術(shù)認(rèn)知混沌和諸多關(guān)鍵技術(shù)缺陷無法真正得到有效推廣利用,使得部分企業(yè)智能家居相關(guān)產(chǎn)品價格高昂,不能得到普及應(yīng)用。本文從分析物聯(lián)網(wǎng)與智能家居的相關(guān)基本概念入手,對智能家居的構(gòu)成和產(chǎn)品應(yīng)用進(jìn)行論述,從而明確物聯(lián)網(wǎng)在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用價值。
2物聯(lián)網(wǎng)和智能家居簡介
2.1物聯(lián)網(wǎng)簡介
物聯(lián)網(wǎng)這一詞最早起源于傳媒領(lǐng)域,目前,物聯(lián)網(wǎng)的定義和范圍已經(jīng)發(fā)生了變化,有了較大的覆蓋范圍。物聯(lián)網(wǎng)也就是物與物相連的移動互聯(lián)網(wǎng),是基于移動互聯(lián)網(wǎng)、廣播網(wǎng)和電視網(wǎng)、傳統(tǒng)移動電信網(wǎng)等移動信息網(wǎng)絡(luò)載體,讓所有需要能進(jìn)行獨立尋址的普通人和物理信息對象都能實現(xiàn)信息互聯(lián)、互通的信息網(wǎng)絡(luò),是我國新一代信息技術(shù)的重要組成部分。物聯(lián)網(wǎng)主要包含兩層意思:一層是以移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為技術(shù)為核心,在其技術(shù)基礎(chǔ)上向各個領(lǐng)域進(jìn)行延伸和擴展網(wǎng)絡(luò);二來就是通過它將物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)延伸出來實現(xiàn)物與物之間的各種信息相互交換。物聯(lián)網(wǎng)具有計算、感知和識別的功能,可以通過各種信息傳感器、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、紅外圖象感應(yīng)器等各種裝置與信息技術(shù),實時分析采集各類需監(jiān)控、連接的物品信息,通過物與物、人與物之間的廣泛連接,實現(xiàn)對物品的智能化感知、識別和管理。物聯(lián)網(wǎng)的核心主要有三個:一是裝置的智能化,日常生活中的智能電視、智能手環(huán)所能實現(xiàn)的多種功能主要在于物聯(lián)網(wǎng)卡,智能電視盡管看起來只是普通的電視設(shè)備,但是它本身的任務(wù)處理范疇已經(jīng)不僅僅局限于收看電視的功能了,它通過物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了裝置的智能化,滿足了使用者的更多需求。二者是聯(lián)機以及移動通訊融合技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以讓移動設(shè)備本身具有更強聯(lián)機通訊能力,提供用戶個性化的通訊服務(wù),大大提升用戶的體驗感。三是設(shè)備的云端服務(wù),聯(lián)網(wǎng)可以將數(shù)據(jù)傳送到云端,實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能,可以完成更復(fù)雜的計算任務(wù),提供更加智能的服務(wù)[1]。
2.2智能家居簡介
智能家居,也稱為家庭自動化,可以實現(xiàn)家居電子設(shè)備自動控制、遠(yuǎn)程控制、語音控制和一鍵控制等功能需求,提升家居生活的便利性、舒適性和安全性。智能家居可以簡單的理解為一個管理體系,它以家庭住宅為管理基礎(chǔ),通過傳感器將智能家居電子產(chǎn)品與家用電子信息緊密的結(jié)合起來,通過相應(yīng)管理軟件對智能家居配套設(shè)施進(jìn)行智能化流程管理,帶來節(jié)能、環(huán)保、舒適、安全的居住環(huán)境。智能家居有多重功能,它可以實現(xiàn)智能燈光控制,用智能的控制方式對全宅燈光的開關(guān)、調(diào)光等場景進(jìn)行控制;可以設(shè)置安防監(jiān)控系統(tǒng),進(jìn)行自動化的監(jiān)控管理,當(dāng)住宅發(fā)生危害人身安全的問題時,安防監(jiān)控系統(tǒng)能夠自動報警,保證住宅的安全[2]。
3物聯(lián)網(wǎng)時代軟件工程在智能家居中的應(yīng)用
3.1家庭安防系統(tǒng)
門禁、報警和監(jiān)控是智能安防系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成部分,常見的安防產(chǎn)品還有智能鎖、煙霧報警器、煤氣感應(yīng)、無線感應(yīng)報警器、智能主機帶防盜一體網(wǎng)關(guān)、無線感應(yīng)門等。門鎖是家居安全的第一道防線,智能門鎖可以最大的保障家居生活的安全性,智能家居改變傳統(tǒng)的門鎖方式,使得開鎖的方式變得多種多樣,防盜、安全性大大提升。當(dāng)安防設(shè)備接入到物聯(lián)網(wǎng)后,設(shè)備可通過智能云攝像進(jìn)行24小時實時監(jiān)控,記錄每一時刻家中發(fā)生的情況,用戶可以通過手機在任何時刻任何地點遠(yuǎn)程查看家中的狀況,大大提高了家居生活的安全性。隨著信息技術(shù)的成熟,我國安防智能產(chǎn)品類型不斷豐富,通過安防系統(tǒng)的使用,可以帶給人們更貼心、舒適、安全的生活體驗。
3.2家庭數(shù)據(jù)中心
家庭數(shù)據(jù)中心,是以一臺綜合網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)儲存處理設(shè)備為基礎(chǔ)平臺,利用先進(jìn)的綜合計算機處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊管理技術(shù)、綜合網(wǎng)絡(luò)布線管理技術(shù),將與各種家居生活信息有關(guān)的各種信息子系統(tǒng),有機的結(jié)合在一起,將其打造成為各種家用信息的存儲與處理中心。家庭數(shù)據(jù)中心相比與傳統(tǒng)的存儲方式更加穩(wěn)妥、安全,因為它并非本地設(shè)備,不會出現(xiàn)硬盤壞掉、信息丟失的情況。未來,家庭數(shù)據(jù)中心或?qū)⒊蔀閿?shù)字家庭環(huán)境的必需品、成為家庭成員分享信息的重要中心[3]。
3.3家庭醫(yī)療中心
家庭醫(yī)療中心可以保證用戶時刻檢測身體各項健康指標(biāo),使我們老人與小孩足不出戶,在家中也能省時省力、高效的實施就診與日常健康護(hù)理。隨著現(xiàn)代電子科技的發(fā)展,電子體溫計、血糖測試儀等家用醫(yī)療器械走入千家萬戶,為人們的日常生活帶來極大的便利。Chainway移動式醫(yī)護(hù)系統(tǒng)融合了多項技術(shù),可詳細(xì)記錄用戶的身體健康狀況,并通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與附近的醫(yī)院醫(yī)護(hù)系統(tǒng)相連接,在病人就診時,可極大的提升就診效率,保障病人的生命安全。
3.4家庭照明中心
在家庭日常生活中,燈光是我們十分依賴的東西,燈光主要分為:室外照明、室內(nèi)照明、舞臺燈具和車用燈具等,不同的對象在不同的空間、場合需要應(yīng)用不同的照明方式和燈具,并保證恰當(dāng)?shù)氖覂?nèi)照度和燈光亮度,智能家居可實現(xiàn)燈光的智能化自動控制,采用它的智能照明控制管理系統(tǒng),使照明系統(tǒng)處于全自動工作狀態(tài)使智能照明控制系統(tǒng)始終處于全自動化的工作運行狀態(tài),可以根據(jù)天氣昏暗程度調(diào)整燈光強度,根據(jù)主人的不同喜歡選擇燈光的類型、顏色,通過智能操控可以不必要上下床就控制好燈光的亮度設(shè)置,同時智能燈光系統(tǒng)通過它的先進(jìn)的智能電子化和電力控制技術(shù),對一個控制指定區(qū)域內(nèi)的所有燈具進(jìn)行智能調(diào)光,使室內(nèi)的照度始終保持在恒定值數(shù)值附近,從而充分利用更多自然光源實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的目的。
3.5家庭娛樂中心
隨著生活水平的提高,人們更加注重精神追求和生活品味。家庭電器的智能化,能夠讓人們根據(jù)自己的個性,隨心所欲地設(shè)置各種娛樂應(yīng)用,給生活帶來新的體驗,滿足每個人不同的需求。例如,智能家居中的影音娛樂應(yīng)用場景,它是以家庭影音娛樂終端產(chǎn)品為依托,給用戶家庭提供音頻視頻相關(guān)的服務(wù),常見的影音娛樂產(chǎn)品包括:智能電視、智能機頂盒、智能音響、媒體服務(wù)器等,通過影音娛樂的應(yīng)用,可實現(xiàn)視頻播放的智能性,同時智能音響系統(tǒng)可實時進(jìn)行家庭語音提醒和智能語音控制,為眾多用戶家庭提供家庭視頻信息,真正實現(xiàn)了智能家居的個性化服務(wù)。
3.6家庭控制中心
智能家居控制中心是結(jié)合軟硬件、網(wǎng)絡(luò)、各類通訊控制接口的整體解決方案,集成當(dāng)前智能家居領(lǐng)域的各類設(shè)備接口技術(shù),結(jié)合成熟的外部網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù),達(dá)到對大部分家居產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)控的目的。智能家居控制中心可以實現(xiàn)人機交互或者遠(yuǎn)程交互,對家庭中的空調(diào)、窗簾、窗戶、電視、燈、監(jiān)控攝像頭、地?zé)嵯到y(tǒng)、花園灌溉裝置等各類智能家居設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)查詢和控制,減少了許多繁瑣的操作,化繁為簡,它可以以智能音響和手機為中心,通過智能音箱和手機控制,為用戶進(jìn)行語音播報,滿足用戶的一切想象,實現(xiàn)智能家居的全方位服務(wù),提升用戶體驗感。
4結(jié)語
智能家居不只是一個行業(yè)、更是一個產(chǎn)業(yè),是誕生在互聯(lián)網(wǎng)+時代的類工具產(chǎn)業(yè),是一種對于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)附加值的變革,目前,智能家居仍處于初步發(fā)展階段,很多技術(shù)還不成熟、廠家標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、成本費用大。隨著科技的發(fā)展,一系列創(chuàng)新應(yīng)用和服務(wù)應(yīng)用應(yīng)運而生,智能家居的技術(shù)難題將會不斷被突破,產(chǎn)品的價格也會隨之下降,其巨大的市場潛力也將逐漸顯現(xiàn)出來,在未來,物聯(lián)網(wǎng)在智能家居中的使用將會給我們的生活帶來巨大的變化,提高生活品質(zhì),為日常的生活提供更多的便利。
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