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云計(jì)算智能家居系統(tǒng)架構(gòu)研究
隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及云計(jì)算的發(fā)展，智能家居系統(tǒng)必將越來越完善，在日常生活中的應(yīng)用越來越廣泛。通過將家居設(shè)備中的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行云存儲(chǔ)、云計(jì)算，有利于智能化家居、智能化小區(qū)甚至智能化城市的建設(shè)，從而促進(jìn)現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展。
一、基于云計(jì)算的智能家居系統(tǒng)架構(gòu)概述
物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，智能家居已成為該時(shí)代下重要的產(chǎn)物，針對智能家居模式下海量數(shù)據(jù)處理，云計(jì)算模式能夠有效解決上述問題，因而智能家居云由此誕生。通過云存儲(chǔ)、云計(jì)算，有利于家居朝著智能化方向發(fā)展，為人們的日常生活提供便利的生活環(huán)境。借助智能家居云，不僅能夠有利于網(wǎng)絡(luò)接口、存儲(chǔ)設(shè)備、處理器等基礎(chǔ)設(shè)施的提供，而且能根據(jù)用戶的不同需求，使用戶進(jìn)行自主選擇[1]。在智能家居系統(tǒng)內(nèi)部，智能家居云不僅對智慧家庭、智能社區(qū)、智能城市等領(lǐng)域范圍進(jìn)行有效管理，而且能夠與多種功能之間相互滲透，為家庭生活提供多樣化的服務(wù)。綜上所述，智能家居系統(tǒng)具有廣闊的發(fā)展前景。
二、智能家居云架構(gòu)
通常來說，智能家居云能夠?qū)Ａ繑?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)及運(yùn)算，從而更好的提供家居云服務(wù)。云平臺(tái)、移動(dòng)終端系統(tǒng)及家庭網(wǎng)關(guān)共同組成了智能家居總構(gòu)架。
一旦智能家居用戶需要進(jìn)行家居服務(wù)時(shí)，用戶要先借助家庭網(wǎng)關(guān)平臺(tái)對自己的身份進(jìn)行注冊和驗(yàn)證，在注冊完成之后，將智能家居設(shè)備進(jìn)行添加，并下載家居應(yīng)用等相關(guān)軟件[2]。在家居應(yīng)用軟件下載完成之后，借助手機(jī)或電腦等移動(dòng)通信終端進(jìn)行獲取云服務(wù)，然后就能有效實(shí)現(xiàn)對家居環(huán)境及家居設(shè)備等方面的控制和管理。
(一)云平臺(tái)構(gòu)建。在對云平臺(tái)構(gòu)建過程中，通常利用PaaS與IaaS進(jìn)行有效整合，云平臺(tái)總架構(gòu)圖如下圖2所示。
IaaS能夠提供進(jìn)行存儲(chǔ)、操作處理等功能的程序系統(tǒng)以及其他應(yīng)用程序，為上層平臺(tái)進(jìn)行有效服務(wù)。PaaS主要是以IaaS為基礎(chǔ)，在應(yīng)用程序的環(huán)境條件下能夠提供數(shù)據(jù)庫、Web服務(wù)以及語言開發(fā)工具等。通過PaaS與IaaS進(jìn)行有效整合，使云平臺(tái)總架構(gòu)更加完善，更好的提高家居服務(wù)。
(二)云應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)。借助家庭網(wǎng)關(guān)
WebOS，用戶能夠有效實(shí)現(xiàn)針對Home App對賬號(hào)的身份驗(yàn)證與注冊，并對智能設(shè)備進(jìn)行選擇控制。與此同時(shí)，云端能夠有效對家庭網(wǎng)關(guān)執(zhí)行列表進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，并實(shí)現(xiàn)對家電信息的有效采集。在信息采集完成之后，利用先進(jìn)的移動(dòng)通信終端，能夠有效實(shí)現(xiàn)對家電設(shè)備的控制，從而體現(xiàn)出智能化的特點(diǎn)。
由圖3所示，系統(tǒng)有效實(shí)現(xiàn)了分層，共分為了安全過濾層等6層結(jié)構(gòu)。通過對結(jié)構(gòu)的分層，使數(shù)據(jù)處理更具有條理性，效率更高，更好的有利于實(shí)現(xiàn)基于云計(jì)算模式下的智能化家居控制。
三、家庭網(wǎng)關(guān)
(一) 家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)。鑒于視頻數(shù)據(jù)的復(fù)雜性，系統(tǒng)在對數(shù)據(jù)處理時(shí)，通常利用外部接口再加DSP與ARM，通過這樣連接，能夠有效建立用戶和媒體介質(zhì)之間的聯(lián)系，從而更有利于對家電設(shè)備進(jìn)行智能化控制。
(二)網(wǎng)絡(luò)攝像頭及各種傳感節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)。 針對家庭潛在險(xiǎn)情的監(jiān)測，應(yīng)充分利用煙感及煤氣傳感器，借助傳感器將信息進(jìn)行有效收集，并充分利用紅外及門磁探測器對非法入侵等不良現(xiàn)象進(jìn)行合理監(jiān)測。借助Zigbee終端節(jié)點(diǎn)，與探測器及傳感器進(jìn)行充分連接，這樣才能有利于將報(bào)警信息進(jìn)行及時(shí)傳送，使協(xié)調(diào)器充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
(三) 家庭無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。通常來說，家庭無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)也是需要注意的問題。在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方面，應(yīng)根據(jù)家庭網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況，科學(xué)的選擇傳輸類型。一般來講，家庭網(wǎng)關(guān)、探測器及傳感器之間應(yīng)借助Zigbee協(xié)議有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，Zigbee協(xié)議結(jié)構(gòu)類型通常為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，如下圖6所示。相對來說，Zig
bee技術(shù)具有低成本、低功耗、近距離等方面的優(yōu)點(diǎn)，因而在無線通信技術(shù)中具有較為廣泛的應(yīng)用。除此之外，應(yīng)用Zigbee協(xié)議具有較高的可靠性，組網(wǎng)能力相對較強(qiáng)，在實(shí)際應(yīng)用過程中也相對較為方便。通常來說，Zigbee協(xié)議具有相對較為可靠的層次結(jié)構(gòu)，不同結(jié)構(gòu)之間相互協(xié)調(diào)，共同發(fā)揮出其應(yīng)有的作用。
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