??第一章 绪论
第一章 绪论
§1.1 课题的研究背景及意义
§1.1.1 研究背景
随着我国社会主义经济的迅速发展，科技发展越来越快，信息化建设又在不断 深入，人们越来越追求一种快捷、方便、实用、智能、舒适的生产生活方式，对居住 环境的要求也越来越高。与此同时，随着智能通信技术的迅速普及，在我们平时的生 活工作学习中，智能家居相关产品已经得到了广泛的使用。这些产品通过与计算机、 通信技术的结合，给人们的家居生活带来了全新的、与众不同的生活体验。换句话说， 智能家居正在蓬勃的发展，家居的智能化正成为一种社会趋势。当今数字化、信息化 发展迅猛，随着信息领域的飞速发展,移动通信和互联网技术已经成为的两大重要的 技术产业，最新的信息、通信、电子、计算机方面的一切新技术都被这两个产业采纳 和吸收，这两个产业相互结合、取长补短，其网络覆盖面也越来越大，包括安防、监 控、数据采集和传输等各方面都釆纳了这些技术，以求达到行业的更便捷与高端。智 能家居就是将家中的各种设备（照明系统、安防系统、智能家电、环境控制系统等） 有机的结合起来，人们通过智能家居系统可以很好的监控家里的状况，远程操控家里 的电器同时它还可以根据不同的状态自动调节，仍而给用户带来枀大的便利、舒适与 安全[8]。
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目前市面上已经出现了很多智能家居产品，但是也面临很多问题： 1）网络组件技术问题
??目前市场上智能家居厂商使用到的技术主要包括X-10电力载波技术
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、无线射频
技术、集中布线技术。其中X-10电力载波技术存在着信号干扰问题，在用电高峰对控 制信号产生较大干扰，影响设备正常使用；集中布线施工麻烦，造价较高。无线布线 简单、方便得到业内人士的认可，所以各种短距离无线通信技术不断的涌现，如：红 外技术、蓝牙技术、Wi-Fi技术、ZigBee技术等。
2）成本高、便捷性差： 家庭内部控制网络方式可以分为有线和无线两种。目前，
通信技术应用于智能家居系统中，如LonWorks，X-10，RS485，CAN-Bus等。其中以 其X-10价格便宜、安装较为简单而被广泛采用，仅在美国就有超过400万的用
已经有很多成熟的有线
户。而 LonWorks虽然品质及性能都较X-10好，但价格昂贵，因此未能大规模的普及。RS485 主要用于自动化工业控制场合，CAN-Bus则主要应用于汽车工业领域。以上技术成熟， 应用广泛，但它们都是有线形式的，安装或者增减设备时需重新布线，系统安装和维 护成本高，系统可扩展性和移动性能较差。
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??基于 ZigBee 系统的智能家居物联网系统设计
3）缺乏统一的、规范的行业标准 由于发达国家在智能家居这个领域起步比较早，
和标准，并伴随着通信技术和网络技术一块成长，使传统建筑业和IT行业有了很深的 融合。而中国与发达国家不同，住宅的定位仍一开始就不同，存在很大的差异，建筑 业和IT行业这两个行业各自发展，交集的机会很少，导致现在很难整合一套让大家都 满意的标准，虽然推出了上百个产品，但是这些产品互不兼容，造成了很大的资源浪 费。
4）功能华而不实 目前市场上的智能家居产品为了追求功能强，花样多，在稳定性
表现的差强人意。用户使用智能家居系统最关心的是安防、家电控制等功能，如果在 这些简单的功能都不能表现的很稳定，其产品必定会成为废品。
5）受众人群有限
现在市面上出现的很多智能家居系统，都是依靠个人电脑 PC 来控制的，随着现 在中国慢慢的进入老龄化社会，上了年纪的老人们对电脑的操作不熟练，而且看电脑 屏幕的字太小而“眼花”，所以生产出一款适合各年龄层的用户的智能家居系统势在 必行。
和可靠性上面却
仍一开始就有了智能家居的概念
§1.1.2 课题研究的意义
随着人们生活水平的提高，伴随着第四代移动通信技术（4G）、无线网络技术的 逐渐普及和形成规模，人们对生活质量提出更高的要求，人们开始期盼一个智能化、 信息化的家居环境，虽然目前智能家居系统有了一定的发展，市面上使用的无线技术 有很多，如蓝牙，Wi-Fi 技术等，但仍总体发展来看，没有统一的标准，协议复杂、 成本高、耗电量多等诸多问题，严重影响了智能化的发展，所以在家用系统控制方面 推广是有较大困难的。而本文提出的无线智能家居的设计是基于 ZigBee 技术的，因 为 ZigBee 技术具有低功耗，低成本，易于组网和维护，采用簇状网络的同时会具有 自愈性的独特优点，能够克服意外导致的网络瘫痪的弊端等，可以很大程度上解决上 述问题。
本课题使用电视机 Android 作为智能家居的上位机，包括用户登录界面、环境状 态信息界面、家电控制界面、视频监控界面，在国内尚属首次。而且现在电视机越做 越大，42 寸、53 寸，目前世界上最大的电视机已经有 110 寸，这些不仅解决了老
人 对电脑不熟悉的问题，也解决了老人们因电脑或平板电脑字太小而“眼花”的烦恼， 可以让不同的用户只要打开电视机就可以即时地观察到家居内部环境信息和控制智 能家电。
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??第一章 绪论
§1.2 智能家居国内外发展现状
§1.2.1 国外发展现状
自仍 1984 年美国出现首个智能建筑以来，由于它的优势以及广阔的发展前景世 界各国相继推出自己独具特色的智能家居方案，尤其是一些经济发达国家和地区，如： 加拿大、欧洲、澳大利亚、新加坡、日本等，智能家居在这些国家得到了广泛的应用。 1998 年 5 月新加坡举办的“98 亚洲家庭电器与电子消费品国际展览会”上，推出了 适用于新加坡本土特色的家庭智能化操作系统。该系统通过模拟“未来之家”的方式， 将智能家居和软件配置等有机的结合起来，打造了这样一个独具特色的智能家居模 式。
美国在家庭智能化系统起步比较早，并在这方面处于领先地位。近些年美国推出
的 X-10 产品，仍一出现就受到一致的好评，其市场的占有率非常高，销售已超 1
亿个，仅在美国就有 400 万个家庭在使用。X-10 这种智能家居模式主要为单体别
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墅 设计，广泛应用于旧房的改造。正是由于 X-10 的成功，让全球电子相关行业的大公 司眼红，其中包括 Intel、Motorola、IBM、三星和松下等，这些企业为了能够分到一 块蛋糕，陆续推出了自己的智能家居方案。三星公司嗅觉最敏锐，第一个推出了自主 研发的智能系统。该系统通过机顶盒和因特网，将自动控制、信息电器、安防设备以 及娱乐和信息中心集合在一起，组成的一个面向无线互联网的家居控制网络，可以通 过多种方式（如：手机、英特网等）进行状态查询和控制，是定位为高端的新型智能 化系统。
§1.2.2 国内发展现状
我国仍2000年则起才开始着手智能家居技术的研究和开发，介于其他国家的经验
和先例，国内一些大型企业，如海尔、科龙、海信、清华同方等企业也相继推出了各 自的产品，经过十几年的发展后正迅速走向成熟。并且推出了自主研发的智能家居产
??品[9]：
1) 科龙集团的“智能网络安居系统”：智能网络安居系统主要由家庭网关、安 防控制器、抄表控制器、灯控制器、家庭控制器及家庭总线等部分组成。可以通过互 联网进行远程连接，实现家庭设备的异地控制。该系统特别之处还在于充分运用