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基于物联网的智能家居终端控制器

【摘要】21世纪是信息化的世纪，各种电信和互联网新技术推动了人类文

明的巨大进步。随着科技的发展和人类的进步，人们越来越追求着高质量的生活。

根据物联网的技术和原理，设计制作了一种智能家居控制系统。整体结构通过采

用Zigbee无线组网方式，笔记本连接zigbee控制主机，控制主机再分别控制每

个zigbee终端，实现空调的调温、电灯的开关、传感器数据的读取、在家老人

安全如厕的检测等功能。首先，对整体机构进行了分析和设计。其次，详细介绍

了各部分的组成与功用。通过实验测试，所设计的智能家居终端控制器达到了预

期的性能指标，对医疗护理领域也有重要的现实意义。

【关键词】物联网；智能家居；终端控制器；Zigbee；结构设计

引言

随着日常生活水平的提高，人们越来越追求着高质量的生活。智能家居已普

及应用于各个领域，因其有智能化，人性化，卫生，环保舒适等优点[1-2]。例如，

您有没有想过，在下班途中，打个电话先把家里的电饭煲和热水器启动，让电饭

煲先煮饭,热水器先预热。再比如，对于那些丧失部分劳动能力或行动不太方便

的人来说，生活自理可能会成为一个难题。于是，我们小组想研究一种智能家居

控制系统，以便解决这种难题。

未来家居系统主要有以下七个子系统组成。分别是护理床子系统、智能轮椅

子系统、红外控制子系统、灯光/门禁控制子系统、报警监测子系统、远程监控

子系统、无线操作子系统。本项目采用Zigbee无线组网方式，笔记本连接zigbee

控制主机，控制主机再分别控制每个zigbee终端，实现空调的调温、电灯的开

关、传感器数据的读取、在家老人安全如厕的检测等功能。本项目采用了物联网

的技术和原理，真正能够让实现让物品“开口说话”，实现对物体的“透明”管理[3]。

（见图1）

1.特色与创新

智能家居提升了家居的安全性、便利性、舒适性、艺术性，并使环保节能的

居住环境成为了现实。真正能够实现让物品“开口说话”，实现对物体的“透明”管

理。智能家居又称智能住宅，在国外常用SmartHome表示。与智能家居含义近

似的有家庭自动化、电子家庭、数字家园家庭网络、网络家居、智能家庭/建筑，

在我国香港和台湾等地区，还有数码家庭、数码家居等称法。

图1智能家居结构示意图

数字化家居控制系统可以使得人们可以通过手机或电话在任何时候、任意地

点对家中的任意电器（空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD录像机）进

行远程控制；也可以在下班途中，预先将家中的空调打开、让热水器提前烧好热

水、电饭煲煮好香喷喷的米饭等等；而这一切的实现都仅仅是打一个简单的电话、

短信。此外，该系统还可使家庭具有多途径报警、远程监控等多种功能，如果不

幸出现某种险情，您可以在第一时间获得通知以便进一步采取行动。舒适、时尚

的家居生活是社会进步的标志，智能家居控制系统能够在不改变家中任何家电的

情况下，对家里的电器、灯光、电源、家庭环境进行方便地控制，使人们尽享高

科技带来的简便而时尚的现代生活。

2.智能家居的工作原理

采用了物联网的技术和原理，物联网是在计算机互联网的基础上，利用

RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internetof

Things”。在这个网络中，物品能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其实质

是利用射频自动识别(RFID)技术，通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别

和信息的互联与共享。

3.结构的分析与设计

本课题主要完成基于物联网技术的智能家居中终端控制器的研究。

3.1智能家居物联网结构

本系统提出的基于GPRS的远程监控系统由中央控制器、GPRS通信模块、

GPRS网络、Internet公共网络、数据服务器、医院局域网等组成，其框图如图2

所示。

图2智能家居物联网结构图

3.2红外控制子系统设计

在本项目中，采用场景控制，可以采用一键功能。使用无线遥控器可以使您

在任何地方，不用起身即可随心所欲的控制各种场景，如遥控开门等。

3.3灯光\门禁控制子系统设计

灯光及家居设备控制框图如图3所示。

图3智能家居控制终端模块结构

3.4远程监控子系统设计

GPRS通信模块——