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摘 要 智能家居越来越受到人们的重视，智能家居其实就是物联网的技术在家庭中的应用。本文介绍基于Arduino环境和Yeelink平台，实现家居物联网的模型设计，并分析家居物联网的未来前景。
关键词 物联网 智能家居 Arduino Yeelink
中图分类号：TP273.5 文献标识码：A
0 引言
在互联网日趋成熟的信息化时代，人们对未来生活中，将各种产品设备融入网络，实现智能化的识别和管理的设想和憧憬已成为可能。而家居物联网因与人们生活密切相关、技术实现难度不大、需求量大、具有很广阔的市场和研究前景而倍受重视，是整个物联网的最小集成单位。
随着物联网概念的出现，将物联网技术运用到智能家居上成为热门话题。家居物联网的发展，将改变人们的生活，推动人们生活方式的变革。可以说智能家居的是以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。
目前智能家居的技术在快速发展，但是还不是非常成熟，因此需要对智能家居进行深一层的研究，设计出符合目前家庭应用的模型。
1 智能家居物联网的概述
1.1 智能家居物联网的基本架构
通过物联网技术，智能家居可以将家中的各种设备连接到一起，提供对家庭电器的控制、电话远程的控制、安全防盗自动报警、以及可设定控制等多种功能和手段，为用户提供高品位、环境适宜、安全宜人的家庭生活空间。此外、还提供全方位的信息交互功能，与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。如图1所示：
在物联网的运用中，家居物联网系统是最小集成单位，同时也是实现统一融合的物联网网络的最小系统。物联网的技术架构分为感知层、网络层和应用层。而对应家居物联网的技术架构相似的可分为4层：（1）家居物联网的感知层：传感器、集成RFID识别等新型技术的物联家电终端、二维码标签以及通信模块等设备实现数据的采集以及信息的发布。（2）家居物联网的网络层：收集家居物联网的感知层上终端设备的数据并进行处理，使各个终端设备互联起来，同时实现对不同传输类型和协议兼容，是家居物联网的数据传输管道。（3）家居物联网的控制管理层：通过家居物联网的网络层来控制和管理家中的终端设备，可近似比喻为家居物联网系统中的客户端，实现人与家居物联网络各种终端的交互，实现互联世界对物理世界的操作，是整个家居物联网的核心部分。（4）家居物联网的用户层：是家居物联网的使用者，也是家居物联网服务的對象。
1.2 智能家居物联网的基本功能
典型的智能家居具有以下功能： 家居安全监控、家电控制、家居管理、 家庭教育和娱乐、家居商务和办公，如图2所示。
家居安全监控模块：主要是家庭安防监控系统，在传统的安防系统上与网络互连，达到用户可远程监控的功能。
家电控制模块：把家电产品的控制集成到PC电脑、智能手机等终端设备，实现随时网络控制家电的作用。
家居管理模块：对家庭的家居，通过连接设备，把传统的家居互连起来，达到随时可以网络控制家居的作用。
家庭教育和娱乐模块：与家庭影院、在线视频点播、电子游戏等功能集成，让家庭的教育和娱乐也是网络中进行。
家居商务和办公模块：可以在家庭办公，实现商务谈判，节省人们上下班时间，提供办事的效率。
2 智能家居物联网的简易模型设计
2.1 传统的智能家居物联网的不足
传统的智能家居系统，它的功能基本上可以满足用户的需求，但是对于硬件和软件的要求比较高，导致传统的家居物联网系统无法快速地普及的原因之一。
一套能够满足家庭应用的智能家居系统，一般都需要2万元以上的费用，而且外加设备的费用也不少，扩展性也不是很好，因此推广起来比较难。
2.2 Arduino环境和Yeelink平台的简介
（1）Arduino是一个开源的、拥有简单输入/输出的电路板，它沿用了Processing语言的开发环境且IDE（集成开发环境）完全免费开源。Arduino集成了许多单片机的底层代码，无需了解单片机的复杂底层代码，它只是通过简单而实用的函数就可以调用到各种功能，例如接受多种传感器传来的感知环境，通过控制马达、灯光和其它设备来达到用户的需求。这便为快速的实现简易的家居物联网提供条件。
（2）Yeelink是目前定位于做一个开放的通用物联网平台，它主要提供传感器数据的接入，存储和展现服务，能够为编程开发者、软硬件厂商提供一个开源的物联网平台，使得物联网开发者无需关心网络服务器实现网络互连的细节，就可以拥有驾驭物联网电子产品的基本能力，提高开发的效率和降低开发的难度。
2.3 基于Arduino环境和Yeelink平台的智能家居物联网模型的设计
2.3.1 硬件要求
（1）Arduino主板一个（Arduino UNO）；（2）与arduino兼容的以太网板一个（以arduino官方开发的W5100以太网板为例）；（3）若干传感器（以LED灯为例）；（4）若干连接电线。
2.3.2 设计原理
本实验以yeelink为平台，采用yeelink提供的网页接口实现通过互联网或移动互联网对终端的控制。
为了方便实验的进行和条件限制，本实验主要实现通过互联网或移动互联网来管理控制与arduino 开发板连接的LED灯，从而实现远程控制。编写代码烧录进Arduino开发板，设定Arduino固定每个周期向yeelink服务器发出获取命令来获得传感器的当前状态，若需要改变arduino上LED灯的状态，只需通过yeelink提供的网页控制界面改变当前传感器的状态，当arduino在下一个周期发出命令，获取当前传感器状态，通过判断传感器状态已变化，则Arduino亦相应的改变LED灯的状态，从而实现远程控制。
如本实验arduino以每3秒为一个周期向yeelink服务器发出HTTP的get命令来查询对应LED灯的状态，若想点亮LED，则用户通过yeelink的控制界面发送HTTP的post命令更新LED灯的状态为“开”，当arduino在下一个周期时查询发现LED状态从0变为1的时候，则arduino相应改变LED的状态，LED灯便点亮了。同理，若想熄灭LED，用户只需在yeelink控制界面更新LED灯的状态为“关”，约3秒后便能熄灭Arduino开发板上的LED灯，如图3所示。
3 总结
以物联网为主要技术手段的新一代智能家居是实现家庭信息化、数字化社区的主要方式，已成为社会信息化发展的一个重要组成部分。虽然目前智能家居在我国的发展还不是很普及，但是随着家居物联网技术的不断成熟和实施智能家居系统成本的不断下降，以及人们对智能家居概念越来越接受等大环境下，家居物联网在未来的发展中一定是一个非常有市场前景的行业。
参考文献
[1] 张福生.物联网：开启全新生活的智能时代.山西人民出版社，2010.
[2] 林檎.智能家居：未来世界的家.中国青年科技，2006（2）：48-51.
[3] 金海，刘文超，韩建亭.家庭物联网应用研究.电信科学，2010（26）：2.
[4] 搜狐IT新闻.http：//it.sohu.com/20130116/n363658939.shtml.2013-01-16.
[5] 郎为民.大话物联网.人民邮电出版社，2011.
关键词 物联网 智能家居 Arduino Yeelink
中图分类号：TP273.5 文献标识码：A
0 引言
在互联网日趋成熟的信息化时代，人们对未来生活中，将各种产品设备融入网络，实现智能化的识别和管理的设想和憧憬已成为可能。而家居物联网因与人们生活密切相关、技术实现难度不大、需求量大、具有很广阔的市场和研究前景而倍受重视，是整个物联网的最小集成单位。
随着物联网概念的出现，将物联网技术运用到智能家居上成为热门话题。家居物联网的发展，将改变人们的生活，推动人们生活方式的变革。可以说智能家居的是以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。
目前智能家居的技术在快速发展，但是还不是非常成熟，因此需要对智能家居进行深一层的研究，设计出符合目前家庭应用的模型。
1 智能家居物联网的概述
1.1 智能家居物联网的基本架构
通过物联网技术，智能家居可以将家中的各种设备连接到一起，提供对家庭电器的控制、电话远程的控制、安全防盗自动报警、以及可设定控制等多种功能和手段，为用户提供高品位、环境适宜、安全宜人的家庭生活空间。此外、还提供全方位的信息交互功能，与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。如图1所示：
在物联网的运用中，家居物联网系统是最小集成单位，同时也是实现统一融合的物联网网络的最小系统。物联网的技术架构分为感知层、网络层和应用层。而对应家居物联网的技术架构相似的可分为4层：（1）家居物联网的感知层：传感器、集成RFID识别等新型技术的物联家电终端、二维码标签以及通信模块等设备实现数据的采集以及信息的发布。（2）家居物联网的网络层：收集家居物联网的感知层上终端设备的数据并进行处理，使各个终端设备互联起来，同时实现对不同传输类型和协议兼容，是家居物联网的数据传输管道。（3）家居物联网的控制管理层：通过家居物联网的网络层来控制和管理家中的终端设备，可近似比喻为家居物联网系统中的客户端，实现人与家居物联网络各种终端的交互，实现互联世界对物理世界的操作，是整个家居物联网的核心部分。（4）家居物联网的用户层：是家居物联网的使用者，也是家居物联网服务的對象。
1.2 智能家居物联网的基本功能
典型的智能家居具有以下功能： 家居安全监控、家电控制、家居管理、 家庭教育和娱乐、家居商务和办公，如图2所示。
家居安全监控模块：主要是家庭安防监控系统，在传统的安防系统上与网络互连，达到用户可远程监控的功能。
家电控制模块：把家电产品的控制集成到PC电脑、智能手机等终端设备，实现随时网络控制家电的作用。
家居管理模块：对家庭的家居，通过连接设备，把传统的家居互连起来，达到随时可以网络控制家居的作用。
家庭教育和娱乐模块：与家庭影院、在线视频点播、电子游戏等功能集成，让家庭的教育和娱乐也是网络中进行。
家居商务和办公模块：可以在家庭办公，实现商务谈判，节省人们上下班时间，提供办事的效率。
2 智能家居物联网的简易模型设计
2.1 传统的智能家居物联网的不足
传统的智能家居系统，它的功能基本上可以满足用户的需求，但是对于硬件和软件的要求比较高，导致传统的家居物联网系统无法快速地普及的原因之一。
一套能够满足家庭应用的智能家居系统，一般都需要2万元以上的费用，而且外加设备的费用也不少，扩展性也不是很好，因此推广起来比较难。
2.2 Arduino环境和Yeelink平台的简介
（1）Arduino是一个开源的、拥有简单输入/输出的电路板，它沿用了Processing语言的开发环境且IDE（集成开发环境）完全免费开源。Arduino集成了许多单片机的底层代码，无需了解单片机的复杂底层代码，它只是通过简单而实用的函数就可以调用到各种功能，例如接受多种传感器传来的感知环境，通过控制马达、灯光和其它设备来达到用户的需求。这便为快速的实现简易的家居物联网提供条件。
（2）Yeelink是目前定位于做一个开放的通用物联网平台，它主要提供传感器数据的接入，存储和展现服务，能够为编程开发者、软硬件厂商提供一个开源的物联网平台，使得物联网开发者无需关心网络服务器实现网络互连的细节，就可以拥有驾驭物联网电子产品的基本能力，提高开发的效率和降低开发的难度。
2.3 基于Arduino环境和Yeelink平台的智能家居物联网模型的设计
2.3.1 硬件要求
（1）Arduino主板一个（Arduino UNO）；（2）与arduino兼容的以太网板一个（以arduino官方开发的W5100以太网板为例）；（3）若干传感器（以LED灯为例）；（4）若干连接电线。
2.3.2 设计原理
本实验以yeelink为平台，采用yeelink提供的网页接口实现通过互联网或移动互联网对终端的控制。
为了方便实验的进行和条件限制，本实验主要实现通过互联网或移动互联网来管理控制与arduino 开发板连接的LED灯，从而实现远程控制。编写代码烧录进Arduino开发板，设定Arduino固定每个周期向yeelink服务器发出获取命令来获得传感器的当前状态，若需要改变arduino上LED灯的状态，只需通过yeelink提供的网页控制界面改变当前传感器的状态，当arduino在下一个周期发出命令，获取当前传感器状态，通过判断传感器状态已变化，则Arduino亦相应的改变LED灯的状态，从而实现远程控制。
如本实验arduino以每3秒为一个周期向yeelink服务器发出HTTP的get命令来查询对应LED灯的状态，若想点亮LED，则用户通过yeelink的控制界面发送HTTP的post命令更新LED灯的状态为“开”，当arduino在下一个周期时查询发现LED状态从0变为1的时候，则arduino相应改变LED的状态，LED灯便点亮了。同理，若想熄灭LED，用户只需在yeelink控制界面更新LED灯的状态为“关”，约3秒后便能熄灭Arduino开发板上的LED灯，如图3所示。
3 总结
以物联网为主要技术手段的新一代智能家居是实现家庭信息化、数字化社区的主要方式，已成为社会信息化发展的一个重要组成部分。虽然目前智能家居在我国的发展还不是很普及，但是随着家居物联网技术的不断成熟和实施智能家居系统成本的不断下降，以及人们对智能家居概念越来越接受等大环境下，家居物联网在未来的发展中一定是一个非常有市场前景的行业。
参考文献
[1] 张福生.物联网：开启全新生活的智能时代.山西人民出版社，2010.
[2] 林檎.智能家居：未来世界的家.中国青年科技，2006（2）：48-51.
[3] 金海，刘文超，韩建亭.家庭物联网应用研究.电信科学，2010（26）：2.
[4] 搜狐IT新闻.http：//it.sohu.com/20130116/n363658939.shtml.2013-01-16.
[5] 郎为民.大话物联网.人民邮电出版社，2011.