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智能家居体系结构|新一代信息技术

时间:2023-11-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:通过总结各类智能家居系统,可以得出如图2.30所示的体系结构。图2.30智能家居体系结构

智能家居体系结构|新一代信息技术

实现智能家居必须满足三个条件:具有家庭网络总线系统;能够通过这种网络(总线)系统提供各种服务功能;能与住宅外部相连接。通过总结各类智能家居系统,可以得出如图2.30所示的体系结构。系统应该包括传感器、输出设备、家居设备、控制中心、数据库系统安全保护层、中间件、传输层、应用层及物理应急设备。

1.传感器

从生物的角度来说,智慧家居系统理应跟一个人体机理一样,首先有外部刺激,然后通过与人体感受器类似的传感器接收到外部刺激。信号通过反射弧反馈给大脑,待大脑处理事务;而传感器就起到了接收外部刺激的作用。

2.控制中心

作为智慧家居的大脑,控制中心是整个系统的核心,是智能化的关键,它的职能相当于一个智能机器人。控制中心包括了类似于服务器的所有功能,包括接收传感器上传数据、数据处理、对家居设备下达指令、将数据存储到数据库等操作。在大数据时代,还可以对全部数据进行数据挖掘,挖掘出知识,并对相关趋势作出预测后采取相应的行动。同时,还可以进行可视化分析及语音对话等操作。控制中心还需具备自我恢复能力,当系统出现故障导致系统瘫痪停滞时,需要有相应处理机制,自动唤醒控制中心。人为按照正确流程停止系统的除外。

3.数据库

智能家居的数据库需要满足许多条件,如存储内容、检索效率、数据安全性等。由于传感器多种多样,上传的数据具有异构性(即格式不同,结构不同,字节大小不同、维度不同等),传统的结构化数据库并不能很好地满足这些需求。另外,由于数据的时间性、空间性及其根据数据产生出大量分析数据,致使数据呈现出海量性,数据库需要有大的容量,并且出于安全方面的考虑,需要对家居系统中的数据进行加密处理。

4.系统安全保护

系统保护层不言而喻是对整个智慧家居系统起保护作用的模块,其中包括对控制中心的保护,对数据库的保护等。它防范非法用户的非法操作,确保用户隐私不被窃取。由于家居系统监控的全面性,存在极严重的隐私保护问题,如果出现用户隐私数据被窃取,将出现意想不到的问题,甚至会造成整个智慧家居系统全面瘫痪。想象一下黑客入侵家居系统,并且调用房间内的各个监控设备,你的一举一动均在其观察范围内是多么可怕的场景。所以系统安全保护模块至关重要。

5.输出设备

该模块是控制中心与用户进行交互操作的关键,控制中心通过输出设备,如可视化设备,将系统中各个部件的运行状态,及需要用户处理的信息显示在可视化设。备中;而语音设备则是控制中心可以通过语音输出,及传感器中的语音识别,实现控制中心与用户的语音交流,用户可以喊出语音口令即可完成相应操作,详细功能与Iphone的SIRI语音功能类似。(www.xing528.com)

6.家居设备

从生物的角度说,家居设备相当于反射弧中的效应器,控制中心下达控制命令,将命令信息传递给指定家居设备,家居设备接收到指令后执行相应操作,如果操作执行出现错误被中断,则将错误信息反馈回控制中心。这里特别需要提到的是控制中心与家居设备间传输数据的协议,目前还没有出现这一方面的研究,但相信有HTTP协议等作为参考,这一方面的实现应该不难。而数据格式方面,相信XML(eXtensible Makeup Language,可扩展性标记语言)以其结构化、可扩展等特点,在此方面发展潜力很大。控制命令传递给指定家居设备后,家居设备需要能够正确接收指令及正确理解指令,并且执行指令操作。

7.中间件

中间件是有效处理资源异构问题、完成不同技术之间共享资源的解决方案。家居系统高级应用程序应该具有跨平台、跨系统的优点,通俗的说法为:不光能在Windows系统上运行,还需要能在Linux等系统上运行;不光能在计算机上运行,还要能在移动设备上运行,将来还会出现各种各样的设备,智慧家居系统应该具备兼容这些设备的能力。为了实现这一功能,需要运用此方法为应用程序开发人员提供各类操作接口

8.传输层

该模块用于系统的网络连接,这是获取信息和发送信息都必须通过的渠道,该模块包括各种进行网络连接的方式。

9.应用层

应用层即是直接面向用户的应用程序,用户通过应用程序来感受到智慧家居系统的优越性。

图2.30 智能家居体系结构

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