智能家居中的M2M

智能家居中的M2M 应用与解决方案

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摘要：本文介绍了M2M技术在智能家居中的应用和方案解决的问题。主要包括了智能家居中的体系架构、功能架构，也说明了M2M技术在智能家居中的通用特征和特定特征，以及其具有怎样的触发需求。同时，对其数据流量进行分析，并说明了系统的配置问题。最后，总结了智能家居的发展。

关键词：智能家居；M2M技术；体系架构；家庭网关

一、引言

随着国民经济和科学技术的发展，仅仅舒适安全的普通家居已经不能满足人们的期望。在当今这个信息社会，人们期望的是一个具有能动智慧的家庭环境，于是，智能家居应运而生。智能家庭局域网、家庭网管、信息家电等这些与智能家居密切相关的名词已经几乎是家喻户晓。如何建立一个高效率、低成本的智能家居系统已经成为当前社会的一个热点问题。M2M技术的提出在智能家居的应用领域给人们提供了一个全新的解决方案。

二、用M2M完成智能家居的“集成”]1[

将M2M技术应用到智能家居中，需要解决两个问题：

一是解决家庭内部设备组网问题。建立智能家庭网络，使得家居内部所有设备，包括灯控模块、电动窗帘、电子门窗、安防系统、音频/视频设备、数码设备、电脑、智能电器等，都具备通信和连网能力，形成统一的智能家庭网络。

二是解决智能家庭网络如何与外部通信网络连接的问题。使得智能家庭网络成为移动互联网和通信世界的一部分。其目的是使人们能够更简单地远程监视和控制自己的家居，可通过手机、互联网对家庭进行管理，为用户提供方便。

三、智能家居中的体系架构]2[

1、感知层

在智能家居中，感知对象分为人们所生活的家庭环境和人本身，通过各种传感器，实现对家庭内部的全面感知。传统的智能家居8大子系统可作为感知层的执行设备。除此之外，物联网智能家居系统还应用了许多典型的感知技术，比如无线温湿度传感器，无线门磁、窗磁，无线燃气泄漏传感器等。

2、网络层

物联网中的网络层包括各种通信网络与互联网形成的融合网络，除此之外，还包括家居物联网管理中心、信息中心、云计算平台、专家系统等对海量信息进行智能处理的部分。在智能家居中，网络层不但要具备网络运营的能力，还要提升信息运营的能力，如对数据库的应用等。在网络层中，尤其要处理好可靠传送和智能处理这两个问题。

3、应用层

利用云计算技术，降低智能家居的硬件投资成本，把大量的处理放在了家庭外部。同时这也为家庭内部的复杂计算提供了可能，借助人因工程、心理学、临床医学、营养学、模式识别、机器视觉、语言识别等技术，建立智能家居云感知模型，实现家庭内部的语言感知、物品感知、用户习惯感知、用户行为感知、家庭事件感知、情绪感知、健康感知。并为家庭服务商提供第三方接口，提供便于人们生活的各种服务。

四、系统的功能架构]3[

智能家居是以住宅为平台，利用先进的计算机技术、网络通讯技术和综合布线技术，将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，并将与家庭生活有关的设备进行集成，以构建高效、舒适、安全的生活环境。除了提供舒适、安全、高品位的家庭生活空间外，智能家居还可将家居生活由原来被动静止的结构转变为具有能动智慧的工具，从而提供全方位的信息交换功能。事实上，智能家居系统是用于实现家居智能功能的设施，如图所示是一个智能家居系统功能示意图。

上图所示的智能家居系统主要包括8个子系统。其中，智能照明控制系统可以实现灯光照明的多样控制、远程控制以及联动控制。其优越性：一是具有良好的节能效果，二是可以延长光源寿命，三是可以改善生活环境，四是可以实现多种照明效果以及场景灯光控制。

智能安防系统可以实时监控非法闯入、火灾、煤气泄漏、紧急呼救的发生。一旦发生警情，系统可以向预设的电话或者110报警，同时启动本地的声光报警，并使相关电器进入应急联动状态；如果是非法入侵，还可以通过视频保留证据，最大程度地保护住户的生命财产安全。

家庭环境控制子系统主要实现对室内环境信息的实时监测，包括温度和湿度信息。该系统主要实现的功能是对室内温度和湿度信息的采集；当用户需要查询环境信息的时候，通过网络传送温度和湿度信息。

背景音乐子系统就是在任何一间房子里，包括客厅、卧室、厨房以及卫生间，均可布上音乐线，通过1个或者多个音源，使每个房间都可以听到美妙的背景音乐。

家庭娱乐子系统可以集游戏、家庭影院、家庭KTV为一体，让用户足不出户就可以在家里体验全方位的家庭娱乐。

家庭能量管理子系统主要就是实现电表、水表、燃气表的三表抄送，免去工作人员上门抄表的麻烦，同时，用户也可以实时检测加重水电燃气的使用情况。

家庭信息处理子系统智能家居系统的核心，既是家庭信息的交通枢纽，又是家庭信息安全的保护神。信息处理中心主要功能是：实现家中不同的家电的互联信息处理；家庭内部网络与外网的数据交流；处理远程操控命令、采集传感器信息，处理监控采集的视频信息；解析报警信息并实时上报给用户；实现对用户的权限认证，确保家庭信息的安全性。信息处理中心相当于智能家居网络的服务器，是一个独立、智能、灵活多变、标准化的家居网络系统接口单元，它通过各种途径从多种多样的外部网络接收通信信号，然后通过家庭内部网络信号传送到特定的用户设备上，并将相应信号反馈给外部通信节点，实现整个远程交互过程。信息处理中心的实现，PC机完全可以满足要求，但以PC机为载体存在着一些缺点，如成本昂贵，体积较大，不易移动等，所以用其作为硬件载体性价比太低。目前在智能家居系统中，一般采用嵌入式开发平台作为信息处理中心。

家庭网络子系统可将个人电脑、家用电器、三表、照明等安全防范系统与广域网相连接，从而实现智能家居的远程控制，让用户随时随地都可以通过网络智能控制家中的智能化设备。

五、智能家居中的M2M业务特性

M2M作为物联网现阶段最普遍的应用形式，其带给人们日常生活的便利以及社会生产力水平的提高，是的M2M的应用越来越广泛，设计从家庭个人日常生活到工业生产自动化的诸多领域。

当前M2M业务大多都是根据用户的需求，针对特定应用来制定业务，而

M2M应用需求是极多样化的，使得M2M业务特性迥异，很难用一种或者几种特性全面地归纳和总结全部M2M业务的特性。

M2M业务特性分为通用业务特性和特定业务特性。其中通用业务特性包含：常规业务特性、M2M设备的触发需求、M2M设备的寻址需求、M2M设备的标识需求、M2M通信计费的需求、通信安全的需求、M2M设备远程管理需求等；特定业务特性包含：低移动性、时间控制接入、时间容忍度、只支持分组交换、特定事件监视、在线少量数据输入、离线少量数据传输、安全连接、基于组的特