【正文】 智能型基礎(chǔ) 設(shè)施等領(lǐng)域。可以節(jié)約至少 15%的能耗；開發(fā)電力、交通、醫(yī)療、銀行等智能化以及城市間智能化。 目前 RFID 技術(shù)正處于迅速成熟的時期，許多國家都將 RFID 作為一項重要產(chǎn)業(yè)予以積極推動。如何獲取數(shù)字信號，或者說如何將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，就需要通過傳感器技術(shù)來實現(xiàn)； 傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā)、海洋探測、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護(hù)等等極其之泛的領(lǐng)域。 由此可見， 傳感器技術(shù) 在 發(fā)展經(jīng)濟、推動社會進(jìn)步方面的重要作用，是十分明顯的。相信不久的將來，傳感器技術(shù)將會出現(xiàn)一個飛躍，達(dá)到與其重要地位相稱的新水平。 RFID 技術(shù)用于實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)真正意義上的物理性，借助相應(yīng)的射頻設(shè)備，各種物品和設(shè)備就像攜帶了一個“電子身份證”，更具智能化；借助無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，人與物之間可以展開“對話”，物體和物體之間也能進(jìn)行“交流”。 RFID 技術(shù)可同時識別多個標(biāo)簽，操作快捷方便。天線設(shè)計與制造：例如標(biāo)簽天線匹配技術(shù)，針對不同應(yīng)用對象的 RFID 標(biāo)簽天線結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，多標(biāo)簽天線優(yōu)化分布技術(shù)，片上天線技術(shù)，讀寫器智能波束掃描天線陣技術(shù)，以及 RFID 標(biāo)簽天線設(shè)計仿真軟件等。 RFID 標(biāo)簽集成：例如芯片與天線及所附著的特殊材料介質(zhì)三者之間的匹配技術(shù)，標(biāo)簽加工過程中的一致性技術(shù)等。目前 RFID 技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛?；ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)作為物聯(lián)網(wǎng)的通道，要保證信息有序正確的流送，就依賴于安全可靠的中間傳輸機制。云計算作為一種虛擬化、硬件 /軟件運營化的解決方案，可以為物聯(lián)網(wǎng)提供高效的計算、存儲能力，為泛在鏈接的物聯(lián)網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)引擎。 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的未來趨勢 互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)的發(fā)展，改善了人與人之間的交流方式和交流效率，縮短了時間和空間的距離；而“物聯(lián)網(wǎng)”引入了人與物之間的交流，成為改變?nèi)祟惿畹募夹g(shù)首選，其發(fā)展目標(biāo)就是使人們在任意時間、任意地點都可以與任何物 品相聯(lián)，無疑為人類生活帶來了革命性的變化。相信物聯(lián)網(wǎng)的推廣將會成為推進(jìn)經(jīng)濟發(fā)展和社會進(jìn)步的驅(qū)動器。目前，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在中國還是處于前 期的概念導(dǎo)入期和產(chǎn)業(yè)鏈逐步形成階段，沒有成熟的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和完善的技術(shù)體系，整體產(chǎn)業(yè)處于醞釀階段。物聯(lián)網(wǎng)概念提出以后面向具有迫切需求的公共管理和服務(wù)領(lǐng)域，以政府應(yīng)用示范項目帶動物聯(lián)網(wǎng)市場的啟動將是必要之舉。待各個行業(yè)的應(yīng)用逐漸成熟后，帶動各項服務(wù)的完善、流程的改進(jìn)，應(yīng)用市場才會隨之 成熟 起來。智能是知識與智力的總和。 智能家居是在 互聯(lián)網(wǎng) 的影響之下物聯(lián)化體現(xiàn)。要構(gòu)建智能家居系統(tǒng)，首先需要在整個家庭范圍內(nèi)組建一個信息交互網(wǎng)絡(luò)，打通數(shù)據(jù)交互的通道；其次設(shè)計一個集中控制器，通過它去控制和監(jiān)測整個家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)里的設(shè)備；最后需要采取一定的技術(shù)手段，將家庭內(nèi)部的集中控制器與 外界 Intemet相連接，實現(xiàn)整個家居的真正意義上的網(wǎng)絡(luò)化，達(dá)到能夠在網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)端對家庭內(nèi)部設(shè)備實現(xiàn)監(jiān)控的目的。 智能家居的應(yīng)用 智能家居 最初的發(fā)展主要以燈光遙 控控制、電器遠(yuǎn)程控制和電動窗簾控制為主，隨著行業(yè)的發(fā)展，智能控制的功能越來越多，控制的對象不斷擴展，控制的聯(lián)動場景要求更高，其不斷延伸到家庭安防報警、背景音樂、可視對講、門禁指紋控制等領(lǐng)域，可以說智能家居幾乎可以涵蓋所有傳統(tǒng)的弱電行業(yè)，市場發(fā)展前景誘人，因此和其產(chǎn)業(yè)相關(guān)的各路品牌不約而同加大力度爭奪智能家居業(yè)務(wù)，市場漸成春秋爭霸之勢 。許多廠家設(shè)計的智能家電系統(tǒng)還是沿用以前的一些功能，像用于探測的紅外裝置，用于安全的監(jiān)控攝像頭，用于預(yù)防和檢測的感知煙霧探頭，具有在發(fā)生緊急事件的求助按鈕等，這些設(shè)計已經(jīng)能滿足用戶的基本需求，但普遍存在報警不及時、重復(fù)投資率大等缺點。 任 何一個新概念、新問題的提出，也必將伴隨著一門新技術(shù)的產(chǎn)生去解決這個問題。為了解決這一問題，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運而生，它的出現(xiàn)為智能家居的實現(xiàn)提供了一個很好的技術(shù)手段。要想解決這些問題，必須引入新的科技，遵循綠色、生態(tài)、環(huán)保 的核心理念，結(jié)合生物電子、軟件工程、高新材料、環(huán)保生態(tài)等學(xué)科，帶領(lǐng)智能家電控制系統(tǒng)進(jìn)入一個新的輝煌時代。新的高科技產(chǎn)品和芯片產(chǎn)品將會源源不斷的出現(xiàn)，所以智能家電的未來將會著下面這些方向發(fā)展： 隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，智能家居傳感終端將具備對環(huán)境的判別自我適應(yīng)、自我診斷及自我修復(fù)的機能，有效提升智能家居各應(yīng)用的智能協(xié)同感知。 現(xiàn)有的智能家居業(yè)務(wù)多呈現(xiàn)出一種孤島狀，各業(yè)務(wù)的互通性和融合性較低，這樣不利于為用戶提供更全面、更人性化的服務(wù)。 集約化 隨著智能家居業(yè)務(wù)融合度的提升，家庭網(wǎng)絡(luò)中的智能家居終端功能將更加集中。另外，在保證安全性的基礎(chǔ)上，通過終端模塊化加載和自動發(fā)現(xiàn)協(xié)議，終端接入家庭網(wǎng) 黃河科技學(xué)院畢業(yè) 論文 第 7頁 絡(luò)會更加自動化，實現(xiàn)即插即用。而通過無線傳輸?shù)撵`活性、移動性和可擴展性滿足了人們對于靈 活、便攜、無所不在的訴求。 物聯(lián)網(wǎng)的問世讓智能家居生活方式逐步發(fā)生變化。它可以通過基于物聯(lián)網(wǎng)的衣物管理系統(tǒng)，方便地為家人提供衣物基本信息跟蹤與定位、穿衣顧問及購物指南，滿足人們對于“美”的追求。另外，在基于傳統(tǒng)的燈光、家電、安防等本地控制的基礎(chǔ)上，通過基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)，能夠為家人提供對燈光、窗簾、家電的智能聯(lián)動及遠(yuǎn)程管控，提供安防報警與視頻聯(lián)動及多種方式的報警通知，如通過彩信方式將報警視頻信息推送給用戶手機或接警中心。 3 智能家居系統(tǒng)設(shè)計方案 智能家居系統(tǒng)總體設(shè)計思想 我們應(yīng)用智能家居的基本目標(biāo)是使我們的生活環(huán)境更加舒適、安全、方便和高效。與此同時，應(yīng)立足于用戶對整個系統(tǒng)的具體需求，具有實用性。網(wǎng)絡(luò)化的目的在于要實現(xiàn)設(shè)備資源和信息資源的共享，由于計算機網(wǎng)絡(luò)本身具有開放性，和共享性。用戶可根據(jù)其需求，對系統(tǒng)進(jìn)行更新和升級。這樣可以通過手機操控的方式來實現(xiàn)家居監(jiān)控。并且以短消息的方式對系統(tǒng)進(jìn)行控制，提高了效率降低了成本，同時本系統(tǒng)可以擴展應(yīng)用于多種無人職守地區(qū)的監(jiān)控安防等場所，如圖 31 所示。 (2)家電遠(yuǎn)程控制 當(dāng)我們需要遠(yuǎn)程控制家用電器的開關(guān)時，只要用手機發(fā)送指定命令的短信息，通過GPRS 模塊的接收，并將短信息翻譯成為可以識別的命令傳輸給家庭控制器，控制器經(jīng)過處理，通過 Zigbee 模塊的無線傳輸將命令發(fā)送到與家電相連接的單片機上，通過對單片機的控制實現(xiàn)了對家電的控制。當(dāng)檢測到的火災(zāi)存在，將把采集到的信息通過無線 Zigbee 模塊發(fā)送到家庭控制器，家庭控 黃河科技學(xué)院畢業(yè) 論文 第 9頁 制器通過 GPRS 模塊將信息以短消息的方式發(fā)送到主人的手機。其中， GPRS 模塊的主要功能是接收用戶手機所發(fā)送的短消息，并將短消息解析成為一段可以識別的命令傳輸給主控制器。 ZigBee 模塊是將主控制器所下達(dá)的 命令通過無線的 ZigBee 網(wǎng)傳輸?shù)郊译姸恕? 應(yīng)用技術(shù)分析 無線傳輸技術(shù) 室內(nèi)無線傳輸采用基于 ZigBee 射頻芯片 CC2430 設(shè)計的終端節(jié)點，通過覆蓋在家中的無線網(wǎng)絡(luò)把信息發(fā)送到總控制器。在低耗電待機模式下， 2 節(jié) 5 號干電池可支持 1 個節(jié)點工作 6~24 個月，甚至更長。通過大幅簡化協(xié)議，降低了對通信控制器的要求，按預(yù)測分析，以 8051的 8 位微控制器測算，全功能的主節(jié)點需要 32KB 代碼，子功能節(jié)點少至 4KB 代碼，而且 ZigBee 免協(xié)議專利費。 ZigBee 工作在 20250kbps 的較低速率，分別提供 250kbps()、40kbps(915MHz)和 20kbps(868MHZ)的原始數(shù)據(jù)吞吐率，滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。傳輸 的距離 一般 在 20 到 80 米 之間，在增加發(fā) 射功率后， 還 可 擴展 到 2到 4 千米 。 (5)短 延時 。 而且 相比較而言，藍(lán)牙需要 35秒 、 WiFi 需要 更多 。 ZigBee 可采用 行星 、 網(wǎng)絡(luò) 狀 的 結(jié)構(gòu)，由一個主 要 節(jié)點管理 許多個 子節(jié) 黃河科技學(xué)院畢業(yè) 論文 第 10頁 點， 同時 最多一個主 要 節(jié)點可管理 256 個子節(jié)點，同時主節(jié)點還可由上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點管理，最多可組成 幾萬 個節(jié)點的大網(wǎng)。 ZigBee 提供了三級安全模式，包括安全設(shè)定、使用接入控制清單，防止非法獲取數(shù)據(jù)以及采用高級加密標(biāo)準(zhǔn)的密碼， 以保證 確定其安全性。采用直接序列擴頻在工業(yè)科學(xué)醫(yī)療 (ISM)頻段， (全球 )、915MHz(美國 )和 868MHz(歐洲 )。 ? 集成符合 標(biāo)準(zhǔn)的 GHz 的 RF 無線電收發(fā)機。 ? 在休眠模式時僅 μA 的流耗，外部的中斷或 RTC 能喚醒系統(tǒng)；在待機模式時少于 μA 的流耗，外部的中斷能喚醒系 統(tǒng)。 ? 較寬的電壓范圍 (～ V)，強大和靈活的開發(fā)工具。 ? 具有電池監(jiān)測和溫度感測功能。帶有 2 個強大的支持幾組協(xié)議的 USART，以及 1 個符合 IEEE 規(guī)范的 MAC 計時器， 1個常規(guī)的 16 位計時器和 2 個 8 位計時器。CC2430 模塊本身集成了 51 內(nèi)核的單片機，在基于 Zi gBee 協(xié)議的基礎(chǔ)上可以進(jìn)行簡單編程對傳感器發(fā)出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理發(fā)送到主控制器，同時可以對 接收 到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 GPRS 網(wǎng)絡(luò)是在現(xiàn)有的 GSM 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上引入 SGSN(GPRS 業(yè)務(wù)支撐節(jié)點 )、 GGSN(GPRS 網(wǎng)關(guān)節(jié)點 )、和 PCU(分組控制單元 )。西門子公司的 TC35i模塊是一個支持中文短信息的工業(yè)級 GSM 模塊，工作在 900MHz 和 1800MHz 雙頻段，