原创《智能家居系统中无线传感网技术的应用》
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【摘 要】 无线传感网里利用各种集成式微型传感设备对监测环境进行实时监测,并感应、收集各种监测信息.在设计智能家居系统的时候,要求在家庭中通过家庭总线形式建立类似于神经网络的家庭操控系统.本研究将无线传感网技术应用到智能家庭系统里面,构建以无线传感网为基础的智能家庭系统.
【关键词】 智能家居 无线传感网 家庭网络
智能家庭网络其发展与监控技术和网络技术的发展息息相关,智能家庭系统想要广泛应用,首先应当选择适合的网络平台,并以此为基础构建智能化家居系统.现阶段,国际上搭建智能化家居系统的网络技术已经较为成熟,比如CEbus、X-10 等,然而我国关于此方面的学术研究尚处于空白时期.伴随制作半导体技术、传感器技术以及嵌入式处理等研究的不断深入,相应的无线传感网技术得到快速稳步发展.无线传感网技术运用的行业,由仅在军事行业运用到诸多行业,尤其众多科技公司的关注,致使无线传感网能够应用到工业监控、环境监测、智能家庭以及智能城市等不同领域,并且在实施过程中取得显著成效.本文就无线传感技术在智能家庭系统里面的运用加以研究,并设计一套完整的以无线传感网为基础的智能家庭系统.
一、无线传感网的节点与体系构造
传感器的网络节点基础功能与构造重点包含下面几组单位：处理单位（关键组成为嵌入式系统,包含存储器、CPU、嵌入式操控系统等）；传感单位（模数转换模块与传感器模块构成）；电源以及通讯单元（关键组成为无线通讯模块）.可供选择的功能单位还有：移动系统、自动供电系统以及定位系统.无线传感网络里面的各个节点,基本上都分布在感知对象的附近或者内部.无线传感网络的节点利用自组织形式形成网络,通过相互协作来采集、感知并处置网络中的相关数据,进而完成在任意时间、任意地点采集、分析、处理数据信息.此类运用自组织方式形成的网络,利用多跳中继的形式把信息传输到接收发送装置（sink 节点）,最终利用sink 网络线路实现互联网区域的数据传输,将其传输到控制中心集中分析处理.无线传感网络系统构造一般包含sink 节点、用户界面、互联网、分布式传感群（节点）等.
二、智能化家居
智能化家居,又被称作自动化家庭,是指利用家庭总线或者家庭网络把家庭里面的视听、通讯、温控、照明以及安全等家居设施加以连接,协作作业,进而把家庭由被动、独立的构造转化成主动、合作一体的构造.要想使得家居生活实现智能化,就要对住宅里面的各项数据信息进行实施监控,进而获取对应的操控.想要达到这一目标,智能化家居系统在设计的时候需要设计相应的传感器来收集相关数据信息,例如：温度数据、湿度信息、煤气信息以及安全信息等,与之相对应的传感器形成智能化家居系统网络终端.由此,还能将家庭网络命名为家居神经网络.智能化家居系统的关键为家庭网络,还能够将家庭网络称作智能化家居系统的信息平台,因此选择适合的网络平台极为重要,随后再选择各种功能模块,方可形成一个完善的智能化家居系统.
三、无线传感网络在智能化家居系统的应用
1、基础层技术.智能化家居设计中,家庭网络用来联系外部网络与家庭网络,这样住户就能够利用外部网络远程监控住宅中一切情况.本研究的智能化家居设计里面,与家庭网管直接联系的外部网络主要有小区网络、G 网络以及因特网.因为家庭网管较一般网络节点更为复杂,因此在选取处理器的时候,家庭网关选用的处理器必须为ATmega128L的处理器,之前AT-mega32L 的处理器难以达到智能化家居设计要求,上述两种处理器仅在存储容量方面存在差别,别的功能基本一样.2、组网技术.无线传感网之中的组网技术指的是传输层技术与网络层技术.其中网络层用作数据由路由进行转发,传输层则用作保障数据的传送.家庭的网络协议在设计过程中,需要将普通网络与家提供网络之间的共通点与不同点予以分析,设计出来的家庭网络协议方能符合实际需要.在设计路由的时候,应当对以下问题予以分析.首先,基本上所有的无线传感网络,传输的数据均为单向,数据由源传输到sink 节点.然而家庭网络的数据传输,不仅需要从源节点传输到Sink 节点,其中一些数据的源为Sink 节点,其目的地则为家庭网络的其余节点,除此以外,一些数据的目标与源均为网络里面的其他节点,因此家庭网络里面的路由协议在设计的时候,应当将两种形式的数据传输考虑进来.其次,在设计无线传感网络路由的时候,还应注意其小功率消耗为主的特征,即使家庭网络里面,家庭网络节点中的能源是从市电网络中获取,然而,一旦市电网出现供电问题或者遭到破坏的时候,节点的电源则来源于备用电池.由此可知,为提升无线传感网络的延展性与可靠性,网络路由在设计过程中,需着重考虑能源问题.
总结：本研究将无线传感网络应用到智能化家居系统中,还设计了相关方案.在设计节点的时候,本研究运用的是模块化设计,在很大程度上增强了系统的延展性.
参 考 文 献
[1] 程正凯. 智能无线传感网络的研究与设计[J]. 天津科技出版社,2013 年8 月
[2] 张洁凯. 无线传感器与遥控技术的应用[J]. 电子与科技,2016 年9 月
[3] 王兴龙. 智能家居生活[J]. 科技生活,2014 年2 月
无线传感网论文参考资料：
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