云计算在智能家居系统中的应用研究

云计算在智能家居系统中的应用研究

周立峰宋百姓

周立峰宋百姓

（南华大学城市建设学院湖南衡阳421000）

摘要：随着新型智慧化城市概念的提出和发展，智能家居作为城市民生改善部分的重要组成，正受到越来越多的重视。在当前我国的智能家居系统构建中，云计算作为实现物联网的重要技术手段，同时针对于云计算的一些特有优势而言，它在较大程度上提升了智能家居系统的水平，改善了城市居民的生活质量，本文就其展开相关论述。

关键词：智能家居；拓扑结构；云计算；总体设计；模块框架

前言

云计算是继1980年代大型计算机到客户端-服务器的大转变之后的又一种巨变。它是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源，其具有超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、按需服务、廉价等特点。众所周知，智能家居系统已经成为了当前乃至今后我国家居系统行业发展的一个重要方向。针对当前的智能家居系统进行分析可以发现，其最为关键的一个部位就是家庭主控制器，家庭主控制器直接操控着整个智能家居系统中的各项设备。云计算技术的应用能够更好地促使家庭主控制器实现其应用的控制效果。

一云计算运用在智能化家居系统的优势分析

1）提高生活的安全性。随着智能化技术的不断普及，尤其是智能家居系统的逐步深化，其在安全性方面的表现也逐渐的引起了人们的关注，尤其是对于云计算的应用来说，其对于确保整个智能化家居系统环境的安全性更是具备着极大的优势，比如在自动报警方面的设置就能够针对家居环境中可能出现的一些瓦斯扩散等问题进行详细的监控，避免安全事故的发生。

2）确保整个家居环境的舒适性。其最为主要的表现方面就是对于家居环境湿度和温度的有效监控和调节，通过实时控制能够在较大程度上保障整个家居环境中的温度和湿度都能够在较大程度上满足人们的基本需求，进而保障人们始终处于舒适的状态之下。

3）提升人们生活的便利性。这种便利性的提升主要表现在对于家居系统中的一些智能化电器设备的远程操控上，通过物联网就可以把家居系统中的一些设备和手机或者是掌上PC等设备进行有效地共联，进而保障这些设备能够在较大程度上准备的被这些便携设备操控，提升了控制的便捷性，加强了人们生活的便利，减少了生活中的一些麻烦。

4）在较大的社区范围内提升其管理的水平和效率。尤其是对于整个社区内部的供电效率存在着较大的积极作用，比如当整个社区存在一定的供电紧张问题时，就可以根据每一个住户中智能家居系统所表现出来的用电状况和需求进行恰当的设计，优先保障一些急需用电的设备的建筑，避免因为电力中断造成较为严重的后果，这也是通过云计算来实现的。

5）数据的收集和统计。云计算技术在智能家居系统中的应用价值还在较大程度上体现在其对于一些数据的收集和统计上，尤其是能够针对整个智能家居系统的使用状况进行综合的统计和分析，进而就可以发现其中存在的一些不足，并且还可以针对这些不足提出一些恰当的解决办法，最终针对其智能家居系统进行优化升级，提升其技术的发展和进步。

二智能家居系统的总体设计

智能家居系统的硬件和软件都应具有先进性，避免短期内因技术陈旧造成整个系统性能不高和过早淘汰。与此同时，应立足于用户对整个系统的具体需求，具有实用性。不管是系统中的设备、软件还是网络拓扑结构，都应具有良好的开放性。网络化的目的在于要实现设备资源和信息资源的共享，由于计算机网络本身具有开放性，和共享性，因此我们应设计提供标准接口。用户可根据其需求，对系统进行更新和升级。该系统采用GPRS技术和短消息的方式来实现无线传输短消息，并且控制器将把短消息分析翻译成为可以识别的命令编码。这样可以通过手机操控的方式来实现家居监控。用GPRS接入的好处是可以满足部分Internet普及率不是很高的现状，同时用手机对家庭进行监控弥补了通常智能家居控制器的操作距离短、地域限制等问题。并且以短消息的方式对系统进行控制，提高了效率降低了成本，同时本系统可以扩展应用于多种无人职守地区的监控安防等场所，如图1所示。

三智能家居系统拓扑图

智能家居的系统主要有GPRS模块、基于单片机的主控制模块、ZigBee无线传输模块、家电端的控制模块、和传感信号采集发送模块几部分组成。其中，GPRS模块的主要功能是接收用户手机所发送的短消息，并将短消息解析成为一段可以识别的命令传输给主控制器。基于单片机的主控制器的作用是将接收到的命令做出响应。ZigBee模块是将主控制器所下达的命令通过无线的ZigBee网传输到家电端。传感信号采集发送模块的作用是通过实时的监控，不断确认是否达到预订的警报值，如果达到了预定值，就将警报信号发送给主控制器，主控制器通过分析判断出该警报信号是从哪个家电终端发送的，在经过GPRS模块发送给用户手机，从而实现了对家庭各个方面的防护，如图2所示系统拓扑图。

四模块框架结构

GPRS模块采用TC35i，TC35i是GPRS模块，价钱比较便宜。在设计结构上，它采用插槽代替排线，这样就可以将其悬空放置，不占用PCB面积，它的下面可以放置SIM卡槽和其他芯片和电路。通过AT指令完成GPRS短信息接收和传送到主控制器中。ZigBee模块的型号是CC2430，该芯片是Chipcon公司生产的首款符合ZigBee技术的2.4GHz射频系统单芯片。该芯片延用了以往CC2420芯片的架构，在单个芯片上整合了ZigBee射频前端、内存和微控制器。模块的总体结构框图如图3所示。

五小结

基于云计算的智能家居系统在当今社会发展中所体现出来的优势越来越明显，但仍然存在着很多的问题需要去克服。本文着重对云计算智能家居系统的优势和系统进行分析，可为以后的工作提供参考。

参考文献：

[1]郭维钧.智能家居与云计算[J].智能建筑，2013（150）.

[2]韩增锟.基于Web技术的智能家居远程监控系统[J].微型机与应用，2012（03）.

[3]岳敬华.基于云服务的智能家居系统的研究与设计[D].杭州电子科技大学，2014.

作者简介：

周立峰：男；汉；助教；硕士；研究方向：建筑电气与智能化；供职单位：南华大学。