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2016年第15卷第9期

智能家居无线物联网系统设计

口李英辉李鑫刘凤梅

【内容摘要】本文设计了一种智能家居无线物联网系统，该系统由无线物联网网关、智能控制终端等部分组成，支持多种通信方

式，可以控制多种家居设备。其中无线物联网网关通过无线WIFI连接外部网络，进行系统管理，控制终端实现家

居设备智能控制和信息实时显示。由于系统核心部件——网关设备采用新频段高效传输技术、异构无线传感器网

络融合技术和分层处理技术等手段，使得该无线物联网系统具有稳定性好、准确度高、抗干扰性强等优点。

【关键词】网关设备；智能家居；物联网；无线WIFI

【基金项目】本文为河北省科技计划项目课题“智能家居无线网关设备研究”(编程成果。

【作者简介】李英辉(1979一)，男，河北石家庄人；石家庄职业技术学院副教授，硕士；研究方向：电子技术

李鑫(1982一)，女，河北石家庄人；石家庄职业技术学院讲师，硕士；研究方向：计算机技术

刘凤梅。石家庄职业技术学院

一、引言点是无线物联网网关，其设计指标如下：一是支持多种无线

智能家居是以住宅为平台，利用网络通信技术、综合布方式组网，无线发射功率不高于50mW，以免干扰家用电器和

线技术、自动控制技术、音频视频技术和安全防范技术等将电子产品；二是满足与现有集中器、传感器和家用电器无线

家居生活有关的设备集成，形成智能家居系统的居住环境。物联网接口设备实现跨平台互联；三是通过感知家庭的安

本文设计了一种智能家居无线物联网系统，支持多种通信方全、健康、节能等信息，进行分析处理，为家庭提供及时、互动

式，可以控制多种家居设备。和高效的信息服务；四是支持智能手机、平板电脑、便携式计

二、系统设计方案算机等家庭移动终端之间的信息协同服务能力；五是具有信

(一)设计原理。智能家居无线物联网系统通过家居智能息安全和隐私保护措施。

管理系统的设备来实现家庭安全、舒适、信息交互与通信能力。(三)设计方案。鉴于智能家居无线物联网系统的核心

该系统主要由无线物联网网关、智能控制终端等组成。无线为无线物联网网关，因此本文重点介绍无线物联网网关设备

物联网关通过无线WIFI连接外部网络，进行系统管理；控制设计。由于家居环境下存在墙壁等障碍物阻挡，给无线信号

终端实现智能控制和实时显示。无线物联网网关是智能家居传输带来困难，因此采用“有线穿墙、无线覆盖”的模式，利用

无线物联网系统的核心设备，具备家居无线物联网设备管理，以太网或低压电力线载波通信技术实现各无线物联网集中

基于标识的用户接入认证和关键隐私信息加密，智能家居控器之间的互联；各房间微无线网络则通过频率规划以及无线

制，传感器信息融合、存储和初步分析处理的功能，并根据分析发射功率控制，实现无相互干扰、绿色低能耗、高速和低速共

处理结果实现与家庭住户、社区信息服务中心之间基于事件存、感知和应用共用的家居微无线网络，支持各种传感器网

的信息交互。智能家居无线物联网网关由家居无线物联网网络和应用终端的无缝接人。无线物联网网关设计采用模块

关、集中器和各个房间的无线传感器设备以及微无线网络(节化思想，设计面向不同感知网络和基础网络，其硬件主要包

点通信设备)构成，各房间的微无线子网按照功能划分为通信括控制处理模块、通信模块、电源模块、时钟同步模块等。控

子网和传感子网。通信子网为家居各种移动终端提供无线物制处理模块是网关的核心模块，实现协议转换、管理、安全等

联网接口，实现终端设备在任何区域的无缝无障碍接入；传感各个方面的通信控制及数据处理；通信模块将网关接人广域

子网则完成各类传感器节点监测数据的上报。智能终端进行网，采用有线(