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随着科技的不断进步发展,人们对于生活环境质量要求越来越高。在解决了基础物质生活需求的今天,高质量的生活水平逐渐为人们所追求。智能家居也随之而生,随着物联网络的出现,家居物联网的组建也日渐提上。
家居物联网的出现,将极大的改变我们的家居环境,甚至是社会生活习惯,其本质是物理无缝集成到信息网络中,实现真实世界与互联世界的融合。本文将结合物联网技术,着重介绍家居物联体系的建立、实现以及在物联环境中家电的新型应用。
体系架构
家庭家居物联网系统是物联网域中的最小集成单位,是实现统一融合的物联网络的最小系统,其技术构建可用”DCMC”来概括,即Device(设备)、Connect(连接)、Manage(管理)以及Customer(用户)。其组成如图所示:(附件)
家居物联网的设备层(Device)主要实现数据的采集以及信息的发布。包括了传感器、集成RFID识别等新型技术的物联家电终端、二维码标签以及通信模块等设备。
家居物联网的数据互联层(Connect)实现不同的数据传输类型的协议互联,是整个家居物联网的数据传输通道。通过数据的互联实现终端设备的组网通信,而不再是单一的信息孤岛,实现对于GSM、3G、RFID、WIFI、蓝牙等技术的互联。
家居物联网的控制管理层(Manage),是整个家居物联系统的核心,通过它可以对家中的终端设备进行控制、管理,以及提供智能的分析处理。并可以实现人与家居物联网络的交互,实现互联世界对物理世界的 *** 作。
家居物联网的用户对象层(Customer),是家居物联网的使用者。通过语音合成技术构筑的良好人机交互机制,通过对管理层下发命令来控制整个家居物联网络,而物联网的信息可以通过语音合成进行语音的播报反馈给使用者。
解决方案
家庭家居物联网系统(以下简称家庭联网系统)的技术方案主要涉及TTS技术、无线通讯技术、电子技术、计算机技术、网络通信等技术手段,实现家庭家居互联控制、通信以及家居网络的安防的功能,能与其他家庭网络互连组网。可以实现远程家电控制、报警,以及实时数据采集、网络互享等功能。
家庭联网系统主要分为三大部分组成:
1、家庭信息互联处理中心是家居物联网的联络中心,主要实现家中不同的家电的互联信息处理以及与外网的数据交流;
2、家庭控制管理中心是实现家居物联网的控制中心,处理远程 *** 控命令、采集传感器和标签信息,并兼容家庭安防控制系统,可以对局域网的用户设置访问等级等功能。;
3、移动互连处理中心是外网数据与家居联网数据的交互平台,主要实现物理局域网内、外数据与家居互联中心的数据交互,并能将外来请求提供给安防中心。如下图所示:(附件)
系统构成
家庭信息互联处理中心和家庭控制管理层的组成包括:物联终端设备、通信网关设备和提供信息管理处理的应用软件,而移动互联中心组成主要为通信网关和网络应用程序组成。
物联终端设备主要为家用物联电器,物联家电终端将是新技术综合的复杂元器件整体。如物联冰箱(产品中已集成了语音合成芯片SYN6288),在食物扫描进入冰箱时会自动的记录食物的生产日期,经过智能的判断后会通过TTS技术进行语音播报:“于2010年11月5日购买的牛奶,已经过期,请勿饮用。”或者在冰箱内的食物不够时,会进行语音提示给用户,在得到用户的采购单后,通过联网技术在允许接入的超市中进行购物。
除了白色家电控制管理应用外,家居物联环境中的物联黑色家电终端也将更智能,更娱乐。未来的家用物联TV会智能判断感知人观看电视节目时与电视的距离,当距离过近会自动的黑屏并通过内置的语音合成软件进行语音播报提示。而电视节目提供商在得到客户允许后,收集客户平时喜欢观看的电视节目,有新的客户喜欢的节目出现会第一时间通过TTS技术进行合成播报推荐,用户可选择接受或拒绝。终端生产商在客户使用电器过程中收集客户常用的功能,来制定针对目标客户的个性化产品。
物联家电终端出现产品故障等问题时,会第一时间通过语音合成技术对室内的客户报警,并将家电故障数据提交给厂商的售后部门以及指定的用户手机中。售后部门的服务处理中心得到数据,并从云处理中心得到准确的 *** 作步骤,反馈给客户,并指派工程师去提供维护服务。
通信网关与物联终端基于统一的互联通讯协议(如闪联标准),物联终端和传感采集装置可将整个家庭环境中的动静态数据信息通过通信网关与家庭控制管理进行数据的交互。当出现异常的数据信息能迅速的将数据上传,并进行室内的告警。用户在外出时,可以通过移动互连终端如手机,精确的对家中的电器进行 *** 控,在夏日的下班途中,可以远程控制家中的空调提前开启,等踏入家门中,将是舒适的温度。
每个家庭的家居物联网可以对外来访问请求设置相应的等级,最大的保障用户的隐私使用权益。按照不同访问等级,将访问不同权限的家居联网数据信息。
意义
家庭物联网的构筑将实现家用电器等一系列家用产品的触觉,而集成了语音合成技术实现了物品的说话能力,在物联终端或者通信网关中集成语音合成芯片(如SYN6288)实现物品开口说话的能力。通过语音的直接交流,才是最为合适的人机交互处理机制。
家庭环境中的一些数据信息需要与小区或者更大规模的物联网络进行集成,通过云处理中心来提供智能的判断能力,提供紧急事件的处理方法,最终实现物理环境与虚拟环境的融合。
结语与展望
家庭联网系统将是整个物联网络中的一个最小完整节点,只有家庭物联网系统的构成,才能实现小区以至国家范围内的物联系统。家庭家居物联网的建设最为迫切需要解决的问题则是物联通讯协议标准的确立,而不是几年过后互不相连的信息孤岛。
通过家居联网系统的建设推广,实现统一的物联小区局域网。家居物联网的主要应用场所也是在小区、办公楼等局域网络中的使用,通过家庭家居联网系统的构建来推动我国物联网的由点及面的发展。整套系统的构建将是小区物联网必不可分的基础结构,是实现物联小区的主力应用方向。语音合成带来的良好人机交互体验,也是物联终端所必备的功能。
物联网与嵌入式是密不可分的,虽然物联网拥有传感器、无线网络、射频识别,但物联网系统的控制 *** 作、数据处理 *** 作,都是通过嵌入式的技术去实现的,物联网就是嵌入式产品的网络化。
物联网与嵌入式之间的关系
1、物联网是新一代信息技术的重要组成部分,是互联网与嵌入式系统发展到高级阶段的融合。
2、作为物联网重要技术组成的嵌入式系统,嵌入式系统视角有助于深刻地、全面地理解物联网的本质。
3、无论是通用计算机还是嵌入式系统,都可以溯源到半导体集成电路。微处理器的诞生,为人类工具提供了一个归一化的智力内核。
4、在微处理器基础上的通用微处理器与嵌入式处理器,形成了现代计算机知识革命的两大分支,即通用计算机与嵌入式系统的独立发展时代。
5、通用计算机经历了从智慧平台到互联网的独立发展道路;嵌入式系统则经历了智慧物联到局域智慧物联的独立发展道路。
6、物联网是通用计算机的互联网与嵌入式系统单机或局域物联在高级阶段融合后的产物。
7、物联网中,微处理器的无限弥散,以“智慧细胞”形式,赋予物联网“智慧地球”的智力特征。
嵌入式简介
嵌入式系统是一种专用的计算机系统,作为装置或设备的一部分。通常,嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上,所有带有数字接口的设备,如手表、微波炉、录像机、汽车等,都使用嵌入式系统,有些嵌入式系统还包含 *** 作系统,但大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑。
从应用对象上加以定义,嵌入式系统是软件和硬件的综合体,还可以涵盖机械等附属装置。国内普遍认同的嵌入式系统定义为:以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。
嵌入式的特点
1、专用软硬件可裁剪可配置(嵌入式系统是面向应用的,和通用系统的区别在于系统功能专一)
2、低功耗高可靠性高稳定性
3、软件代码短小和PC资源相比资源(硬件资源内存等)比较少
4、代码可固化在存储器芯片或单片机中而不是存在磁盘中
5、实时性
6、交互性(一般不需要键盘鼠标人机交互以简单为主)
7、它是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。
深圳市天工测控技术有限公司(SkylabM&CTechnologyCo,Ltd),专业从事GNSS、WiFi、蓝牙等无线产品的研究,提供并基于模块内核进行二次开发应用,给客户提供低成本的无线产品解决方案。生产执行ISO-9001质量管理体系和IATF-16949汽车行业质量标准体系,旨在向国内外客户提供高品质、高性能的无线模块和应用方案。
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