智能家居论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇智能家居论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

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参考文献

[1]张延宇，曾鹏，臧传治.智能电网环境下家庭能源管理系统研究综述[J].电力系统保護与控制，2014，42（18）：144-154.

[2]王春梅，李扬.计及用户舒适性的家庭智能用电调度优化[J].电网与清洁能源，2016，32（4）：58-62.

[3]刘经浩，贺蓉.一种基于实时电价的HEMS家电最优调度方法[J].计算机应用研究，2015，32（1）：132-137.

[4]高思远.智能家居能源调度算法研究[D].河北工程大学，2015.

[5]SHAOS，PIPATTANASOMPORNM，RAHMANS.Developmentofphysical-baseddemandresponse

[6]袁泉.大功率储能变流器的研究[D].北京：北京交通大学，2012：3-5.

基于ZigBee的智能家居控制系统的设计

参考文献

[1]邱凌.浅谈智能家居[J].网络信息技术应用与自动化，2008（5）：1-2.

[2]周怡.ZigBee无线通信技术及其应用探讨[J].自动化仪表，2005，26（6）.

[3]王权平.ZigBee技术及其应用[J].现代电信科技，2004（1）：33-37.

[4]高小平.中国智能家居的现状及其发展趋势[J].电器与能效管理技术，2005（4）：18-21.

[5]杨诚，聂章龙.ZigBee网络层协议的分析与设计[J].计算机应用与软

基于Cortex—A9的智能家居控制系统的硬件设计与实现

参考文献

[1]范丽娜.智能家居系统中家电控制的研究与实现[D].南京：南京邮电大学，2011.

[2]徐金波.基于Android与Zigbee的智能家居系统设计与实现[D].南昌：南昌航空大学，2015.

[3]张亮.嵌入式智能家居控制系统的设计[J].城市建设理论研究：电子版，2015（25）：55-57.

[4]熊琼.基于ARMCortex-A8与Android平台的智能家居系统设计[D].太原：太原理工大学，2014.

智能家居实训室在高校的建设与实践

参考文献：

[1]夏长凤.高职院校智能家居实训室建设的探讨与实践[J].电气自动化，2014，36（3）：28-30.

[2]江进，王浩存.物联网智能家居实训系统的设计与实现[J].电子技术与软件工程，2014（10）：38-39.

[3]胡軍.智能家居体验中心系统的硬件设计与实现[D].浙江：浙江工业大学，2014.

[4]徐鲁宁，郭晓功，胡斌.高职院校物联网专业实训平台建设探索[J].河南科技，2014（10）：258-259.

[5]彭玲，黄松发.关于高校物联网实训室建设的研究[J].电脑知识与技术，2014，36（10）：8848-8849.

[6]兰宇飞.高职院校实验实训室建设的实践与探讨[J].高等职业教育—天津职业大学学报，2012，21（3）：24-26.

[7]彭文华.高职院校“物联网应用实训室”建设方案初探[J].电脑知识与技术，2011，7（27）：6782-6783.

基于Cortex—M3的智能家居监控系统的设计

参考文献：

[1]郑魏，李智敏，骆德汉.智能家居无线网络设计与实现[J].电视技术，2013，（21）.

[2]申斌，张桂青，汪明，李成栋.基于物联网的智能家居设计与实现[J].自动化与仪表，2013，（02）.

[3]张佳茜.基于WIFI的家庭无线网络设计研究[J].科技致富向导，2012，（26）.

[4]崔小玲，侯思祖，张璇，吴胜明，岑彦.基于STM32的智能终端的设计与实现[J].电力系统通信，2012，（05）.

[5]李江权，张兴敢.基于Cortex-M3处理器的智能家居监控系统设计[J].现代电子技术，2012，（07）.

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关键词：智能家居；设计；多功能；人性化

智能家居系统别称智能家庭局域网，其基本功能包括防盗报警系统、网络接入系统、消防报警系统、电视对讲门禁系统、煤气泄露探测系统等众多功能系统。我国的智能家居设计起步较晚，与西方国家存在较大差异。

一、智能家居的概念

智能家居别称智能住宅，英文名称为“Smart Home”。其是一个以住宅为平台，兼备建筑、自动化，智能化于一体的高效、舒适、安全、便利，安装有智能家居系统的居住环境。智能家居集成是利用网络通信技术、综合布线技术、安全防范技术、音视频技术、自动控制技术将家居生活有关的设备产品集成。它的目标是通过互联网等信息通信技术手段，通过远程控制终端来实现对家居电器等的智能控制，使其能够按照人们的意愿设定工作运行，而不论距离的存在。智能化是智能家居的两大特点之一，其另一大特点就是远程控制。随着互联网技术的快速发展，特别是无线网络技术的发展，互联网智能家居系统可提供遥控、家电控制、防盗报警、电话远程控制、计算机控制等多种功能和手段，让生活变得更加舒适、简单和安全。

智能家居因为受产品生产商的限制。使其短时间内无法实现统一的标准协议，所以一般都是一个商家单独做系统研发方案的。其中比较具有影响力的一次是2007年微软推出的“未来之屋”的一个方案，是物联网技术应用于日常家居生活的一个典型案例。当人们进人房屋时，安全系统会对进入者的面部进行扫描，确认身份后才会打开房门。冰箱的液晶显示器能够智能的列出保存的食物清单，厨房水槽可以能够根据使用者身高不同而调节高度，而排风机可以检测油烟浓度，已作出是否需要开启的决定。除了这些，每个房间的装修风格墙、壁颜色和温度，都可以根据使用者的喜好自由更换。

二、国内外智能家居发展状况

智能家居起源于20世纪80年代初，随着大量电子家用电器的面市，家居生活电子化开始实现；80年代中期，通过把家用电器、安全防范设备与通信设备各部分独立的功能用途整合成一体，形成了家居生活自动化的概念；到80年代末，随着通信信息技术的快速发展，出现了利用总线技术把家居生活中各种家电、通信、安防设备进行管理与监控的商用系统，其在当时被美国称为Smart Home，也就是现在智能家居的雏形。智能家居进入21世纪后，其发展是多样化的，技术实现的方式也更加丰富了。总的来讲，智能家居发展过程大概包括四个阶段。第一阶段主要是利用两芯线、同轴线进行家庭组网，实现了窗帘、灯光控制等功能。第二阶段主要利用RS-485线、部分利用IP技术进行组网，实现安防、可视对讲等功能。第三阶段实现了家庭智能控制的系统化，控制主机产生，功能包括控制、安防等业务。第四阶段全部利用IP技术，末端设备利用zigbee等技术，智能家居功能提供采用“云”技术，达到了可以根据用户需求实现个性化，以及定制。近年来，物联网成为了全世界关注的热点话题，全球公认为其是继互联网之后最有价值的科技创新。物联网通过射频识别（RFID）、全球定位系统、红外感应器等信息传感设备，按制定的协议把所有物品与互联网连接起来进行信息通讯以及交换，来实现智能化跟踪、管理、识别、监控和定位。物联网的科技创新也为智能家居引入了新的定义，也扩大了其展领域。

在国内开发智能家居的公司中，其家庭内部组网中多采用有线方武（如X-10），但是利用无线通信的。 大多是自己制定简单的协议，并没有使用比较成熟的比较适用于智能家居的协议。国内早期典型的智能家具系统有：海信的智能家居控制系统、科龙集团研制的智能网络家居系统等。他们的产品因为带有不同的标准，为产品的相互兼容带来无法避免问题。2005年6月，以海尔为首的 “e家佳”和联想牵头的“闪联”同时被信息产业部确定为推荐性标准，从而拉开了数字家庭竞争的序幕。到目前为止，智能家居系统的发展有了很大的进展，其功能也越来越多样化，其产品的兼容性问题也得到了很大的改善。

三、智能家居的特点

1、节约能源：在不需要时，能源系统可以自动关闭，这样可以减少能源的浪费，减低使用能源的费用。

2、操作方便：智能家居系统提供远程遥控接口。智能家居系统还可以把重复的工智能化。在您外出时，还可以控制家电。

3、安全性高：智能家居系统在紧急情况下可以防御坏人或报警。您可以在任何地方可以监控家里的安全状态，这样可以保证您住宅的安全。

4、改变生活方式：您可以在家办公，进行远程会议，孩子在家里上课，主妇在网上逛街等。生活中的大部分都可以利用互联网在家进行，不受时间地域的限制。智能化的生活工作方式与以往的生活工作方式有了很大区别。智能家居可以给人们带来更为简单快捷的生活，在现在这个生活、工作节奏越来越快的社会，智能家居也可以为人们减少繁琐家务、节约时间，让人们有时间去休息，去教育子女，去锻炼身体和进修，使人们的生活工作质量有了很大的提高。

四、智能家居的控制

智能家居应该不需要依赖复杂的集成和布线，而是能够感知环境、感知人，并且随着互联网和物联网的发展，人与物、物与物的沟通将变得不再困难。手机不应该是控制器，而应该只是这些“管家们”和人沟通的一个管道。智能家居控制系统是由各个子系统通过网络通信系统组合而成的，要根据需要，减少或者增加子系统，以满足需求。另外，可以设置各种控制模式，如离家模式，回家模式，下雨模式，生日模式，宴会模式，节能模式等，极大满足生活品质需求，即插即用，特别用无线的方式，可以快速部署系统。

通过上述内容简要介绍了智能家居设计的内容，分析了其在国内外发展的现状，详细指出了其特点与有效控制形式，希望通过本论文能推动智能家居的发展。

参考文献：

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关键词：物联网；智能家居；课程建设；项目式教学

中图分类号：g712文献标识码：a文章编号：1672-5727（2014）07-0107-03

“智能家居”的概念自20世纪80年代被提出后，进入21世纪才引起社会的广泛关注。随着智能家居技术的不断成熟、产品不断完善、市场不断发展，人们对它由陌生变熟悉，逐渐地由“远观”到真正应用于家庭生活。正是因此，以往对智能家居的定义已经不够准确而详尽，现在非常有必要重新审视智能家居的定义，以适应智能家居行业的新发展。特别是“物联网”概念提出以后，学术界开始大量探讨与物联网智能家居相关的概念、技术及标准，产业界也开始在多个领域加强对智能家居技术的应用，数百所高等院校相关专业都开设了“智能家居”课程。

目前物联网的现状与当初的互联网非常相似，今天的互联网已经形成了巨大的产业规模并衍生出很多行业。作为物联网最主要、最重要的组成部分，物联网智能家居也将经历这样一次升级。家用电器的数量远远超过电脑、手机的总和，如果再加上各种诸如智能眼镜和智能手表之类的无线传感器、控制器，数量上就会是传统电脑及手机的几十倍甚至上百倍，可以说，单单一个物联网智能家居的市场可能就是传统互联网及移动互联网总和的几十倍以上。从某种程度上来讲，离开了智能家居，智慧城市或者智慧地球就失去了存在的基础，可以说智能家居将成为物联网最主流的应用市场。

课程开发

为了体现工学结合的办学特色，我院在开设“物联网应用技术专业”之初，就坚持以职业岗位能力为核心的人才培养模式，开发了体现工学结合的课程体系，并根据技术领域和职业岗位的人才需求，突出专业技能的培养，形成了“理论与实践相融合，以职业岗位作业流程为导向”的模块化课程体系。通过开设一体化的专业实践技能课程，将理论与实践相结合，加强学生的综合技能训练；推进课程与企业岗位技能需求相互融合，与就业岗位相互衔接，突出培养学生的实际操作经验；将职业资格、职业技能教育与院校日常教学相结合，大力推进实务专题、顶岗实习，培养学生专业岗位的实践能力。

物联网的行业应用包括智能交通、智能大棚、智能电网、智能家居、智能医疗等等，对于具有交通行业背景的院校而言，一般要开设“智能交通”课程；对于农业类院校而言，一般应开设“智能农业大棚”课程；对于电力行业院校而言，可能就要开设“智能电网”课程。而我院是信息类院校，没有专门的行业背景，所以根据福建省产业发展特点及我院的实际情况，并征求企业专家和专业教师的意见，制定了专业培养方案和课程体系，其中包括“智能家居”课程。

课程建设

物联网智能家居的内涵究竟是什么？哪些技术是核心技术？哪些产业或产值才真正属于“智能家居”？这些问题看似简单，但又难以回答。当前，从技术发展、产业规模、行业标准等方面还不能明确回答上述疑问。也正是因此，市场上关于“智能家居”的技术及应用各不相同，能够作为高职院校教学材料的资料、书籍及实验设备就更加少之又少。只有从务实的角度考虑，将智能家居引向以“实际应用”为目标的发展思路上，夯实智能家居的核心技术，抛开概念，注重应用，智能家居才能成为独立的学科专业，具有明确的科研方向，为物联网新兴产业服务。

因此，我院成立了“智能家居”课程建设小组，明确责任，分工合作，从案例资料收集、企业调研、教材编写、实验室建设等多方面推进课程的建设。截至目前，已完成课程标准（教学大纲）的制定、校本教材的编写及实验室的建设，圆满完成了课程建设任务。

课程设计

本课程依据企业对物联网智能家居系统工程实施过程中的技能要求，以项目为单位组织教学，将智能家居各子系统的相关知识点和技能要素直接融入项目教学和实验实训的各个环节中，让学生在技能训练过程中加深对专业知识和技能的理解与应用，培养学生的关键能力，满足学生职业生涯发展的需要。

学习情境设计根据智能家居系统的实际工作岗位需求，以培养学生职业能力为重点，引入具有一定代表性的行业应用项目案例，从中分解知识点作为子项目，从简单到复杂，将该学习领域课程划分为5个学习情境，各学习情境的教学过程以行动为导向，以学生为主体，基于工作过程加以完成，如表1所示。

教学设计以智能家居的相应子系统为项目，采用一体化教学模式，边学边做。以实际工程建设过程为切入点，选取典型工作情境，分组实施。按照情境导入、项目分析、方案制定、项目实施、小结评价5个教学环节进行教学设计。以视频监控项目为例进行的教学过程设计，如图1所示。当然，项目的选取要根据各院校的实际情况（包括实验实训设备、专业教师能力以及合作企业等）而定。

教学方法与手段“智能家居”课程是一门理论性与实践性相结合的课程，有些学生在此之前可能对“智能家居”知之甚少，因此授课过程中应以实际应用为主，以理论讲授为辅，灵活运用多种教学模式，充分发挥传统教学与现代教学的优势。（1）课堂讲授。要将原理和概念深入浅出地讲清、讲透，并引导学生逐步理解课程的重点和难点，让学生掌握基本概念、基本理论和基本技术，但不能讲得太深，够用即可。（2）实际工程项目参观。在课程讲授过程中，可安排并带领学生参观相关企业的建设项目和样板演示，目的是使学生对智能家居有感性认识。（3）实际练习。充分利用本校实验环境，在任务驱动课程设计理念的指导下，根据实际案例，按照工作过程步骤连贯进行，使理论与实践的结合更紧密。（4）相互评估。在学生完成相关任务后，采用小组成员间和小组间相互检查、测试、评分的方法，让学生了解自己的不足，相互学习，取长补短，共同进步。（5）课外阅读指导。目前物联网智能家居技术及应用多样化，但标准不统一，所以要鼓励学生查阅相关的网络资源和辅助文献，以进一步拓展学生的知识面。

教学成效

从理论到实践，变被动为主动培养高技能应用型人才，需要加强学生实践操作、团队合作等关键能力的培养，特别是对于一些课程的学习，许多学生只有在理解课程与未来工作的相关性之后，才能够有目的、有意识地积极学习。因此，针对“智能家居”课程，应采取以实践教学为主、以理论教学为辅的教学方式，体现“做中学、学中做”的思想，激发学生的学习热情，使学生从传统的“要我学”转变为“我要学”，从而变被动教为主动学。

形式多样、思想开放结合每节课学习的实践和理论知识，课后组织讨论，师生座谈，积极阅读物联网和智能家居方面的资料书刊，结合学生的兴趣，在课程组教师的带领下或自发地成立智能家居相关子系统的项目小组，如“视频监控小组”、“门禁系统小组”、“环境监测小组”、“智能窗帘小组”等，对智能家居进行多角度的深入探讨。

校企合作、提高能力在“智能家居”课程教学过程中要加强对学生实践能力的培养，通过到企业参观、到工程现场实践、请企业管理人员介绍系统建设经验及存在问题与原因分析等方式，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，其效果主要体现在两个方面：其一，使学生明确自己的兴趣取向及理论知识的掌握情况，为学生选择毕业论文题目及就业方向打下良好的基础；其二，通过参加课外参观实践活动，增加学生关于智能家居工程项目建设的经验。

存在问题

第一，本课程采用分组项目教学，学生需要通过团队协作完成相关任务，因此出现一些学生依赖小组其他成员完成任务的情况，需要在教学过程中加强引导。

第二，项目式教学需要更好的场地和设备，因此要完善实训教学条件，加强互动教学模式建设，不断改进校企合作模式。

第三，项目式教学需要更多的现场指导和手把手的示范，教师的工作量增加，由一个任课教师讲授、指导，难免顾此失彼，因此可组织课程教学团队，由几个教师共同完成同一教学任务，同时引入企业人员参与部分教学，教学效果更佳。

第四，本课程涉及的知识面广、技能复杂，如何协调好有限的教学课时与多而广的教学内容之间的矛盾，进行适当的内容增减，是今后教学中需要不断探讨的

问题。

第五，目前关于智能家居的相关教材资料很少，能够适合项目式教学需要的教材更是少之又少。因此编写高职院校学生适用的“智能家居”教材非常必要，任务紧迫，与智能家居相关的技术及国家标准也在不断改进和完善过程中，所以教材及课程内容要实时跟踪、不断改进。

“十二五”期间，由于物联网起步伊始，智能家居行业方兴未艾，而我国真正从事该行业的人才极其匮乏，智能家居行业不仅是我国物联网产业的重要组成部分，也是未来社会发展的必然趋势。可以断定，物联网技术必将不断升级，发展成为“国家战略性新兴产业”，国家对物联网行业的推动及智能家居行业本身巨大的市场需求和广阔的发展空间，必将产生对该行业人才的巨大需求。

参考文献：

[1]于军琪，孙继武，等.智能建筑课程设计与项目实例[m].北京：中国电力出版社，2010.

[2]张家群.视频监控技术在家庭中的应用[j].科技咨询导报，2007（2）.

[3]黎连业，王超成，苏畅.智能建筑弱电工程设计与实施[m].北京：中国电力出版社，2006.

[4]吴秀华.远程智能化家庭安防系统的设计与实现[d].厦门：厦门大学，2006.

[5]朱金秀，韩光洁，，吴迪.物联网工程专业课程体系的研究与探索[j].中国电力教育，2012（16）.

[6]崔艳荣，陈勇.物联网工程专业课程体系设置探究[j].长江大学学报（自然科学版），2010，7（2）.

[7]桂小林.物联网技术专业课程体系探索[j].计算机教育，2010（16）.

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[关键词]智能家居；安防；体系；通信协议

1前言

智能家居，英文常用Smart Home表示，是以家为平台，兼备建筑、信息、家电自动化与智能化，集系统、管理、控制、服务于一体的便捷、舒适、安全、健康的家居环境。

当人们在追求更舒适、更高品质的生活时，家居安全正成为人们日益重视的一个领域。据有关统计数据表明，90%的家庭在烹饪时，会发生人中途走开；70%的家庭没有安装烟雾报警器，30%的家庭厨房大功率电器被直接连在接线板上。除此之外，当前国内的大部分老旧社区安防设备老旧或损坏，外来人员可随意出入小区，这导致了偷盗事件时有发生，严重危害居民的人身与财产安全。这些我们日常生活中司空见惯的现象，往往就是导致我们人身与财产遭受严重损害的源头。因此，购买家居安防产品正逐渐成为人们日常生活中司空见惯的现象。

同时，越来越多的科技企业已嗅到了家居安防潜在而巨大的市场需求，纷纷涌入智能家居安防产业，并研发出品种繁多、功能强大的智能家居安防产品。但是目前国内还没有成熟的智能家居安防标准体系来引领、规范行业有序竞争与发展。这导致了如下问题：对众多产商而言，无法明确自身生产的产品是否完全符合国家相关的产品安全标准；消费者的合法权益缺少相关标准的切实保障；监管者无法依照既定标准来对市场上的产品进行有效抽检。因此，构建智能家居安防标准体系将是解决上述行业问题的关键举措。

2智能家居安防标准体系

2.1研究现状

通过检索万方、维普、中国知网三大数据库，未检索到关于智能家居安防标准体系框架的相关论文。因此，本研究是国内首个探索性建立智能家居安防标准体系的前瞻性研究。

2.2构建依据

本文研究的智能家居安防标准体系目前还没有成熟的标准体系，本研究作为探索性研究，主要依据产业链的关键要素与GB/T 13016-2009《标准体系编制原则与要求》来构建标准体系。

2.3体系框架图

整个标准体系采用分层模型，其中第一层包括：基础标准、产品标准、检测试验标准、安装施工标准、能源标准、信息技术标准、服务标准等7个子标准模块；第二层则是对第一层做进一步的细分。具体如图1所示。

3智能家居安防标准体系分析

3.1体系统计表

依据国家标准信息网的数据，查询与收集智能家居安防产业相关标准，并对标准数据进行分类统计，统计结果如表1所示。其中标准总数目只有84个，而按照标准的适用范围来看，国家标准38个，占比45%；行业标准44个，占比52%；地方标准2个，占比2%。从统计表中，可以得到如下结论：一是标准数目不多，覆盖范围不全，还有待制定新标准以填补空白；二是地方标准数目太少，而地方标准往往是国家与行业标准的前期技术储备与试点，因此，各省市标准化研究院加大智能家居安防产业地方标准的制修订力度，是非常有

必要的。

3.2标准分布情况

依据标准在产业链中发挥的作用进行统计，得出图2标准分布图。从图中可知，产品标准与信息技术标准占比分别达到39%与25%，是整个俗继逑档暮诵淖槌伞R虼耍完善标准体系的重点要放在产品标准与信息技术标准上。

3.3标准时效性

依据智能家居安防标准体系明细表中标准实施的时间点，经过统计分析，得到标准实施时间分布图，如图3所示。此图也印证了智能家居安防产业在中国的发展历程。2004年前智能家居安防产业刚刚在我国兴起，因此相关的标准数目比较少；2005年后，随着智能家居安防产业进一步发展壮大，新制定的标准数目呈现明显的上升趋势。但是，在进入2015年后，新制定的标准又出现了大幅度回落，这说明了经过近10年的快速发展，智能家居安防产业又迎来了新的发展瓶颈。其中，在信息技术标准中，实现设备互联互通的技术领域一直没有统一、全面的国家标准诞生，这严重影响了整个产业的发展势头。例如在视频监控设备中，消费者购买了不同产家的监控设备，在搭配使用中，经常出现兼容性问题。因此，本文将在下一章中分析视频监控设备互联互通的问题。

4视频监控设备互联互通分析

4.1抽样数据

本文选择星网锐捷、大华股份、海康威视、苏州科达、中兴力维五家国内知名企业的IPC、NVR两款主流产品，进行视频监控设备互联互通问题的研究。

4.2主流接人协议简介

4.2.1GB/T 28181简介

作为公安部所颁布实施的第一个国家标准，GB/T 28181较好地解决了不同系统间的互联互通难题，受到了各大视频产商的积极响应与接纳，并在平安城市项目中被普遍推广应用。其主要致力于解决系统层级的交互通信与资源管理，凭借开放、清晰的接口设计，可将整个城市的安防报警系统级联成一个大系统，从而实现自顶向下的管理。

4.2.2 ONVIF简介

该标准致力打造不同企业的产品，可以通过一个“统一的语言”来进行沟通，确保用户端设备不被固有解决方案所束缚，而这个“统一的语言”即该协议所描述的关于网络视频的数据模型、交互接口、通信模式等。同时，ONVIF协议所提供的接口是对全球厂商免费开放使用的，这使得诸多不同厂商所生产的网络视频产品具备互通性。

4.3统计表

经过统计分析，选取的五家企业生产的IPC产品对GB/T 28181与ONVIF协议支持率达到100%，而NVR产品对GB/T 28181与ONVIF协议的支持率分别达到25%与100%。因此，GB/T 28181与ONVIF协议已被大多数生产企业所采纳使用，这有助于消费者以家庭为单位，使用不同企业生产的视频监控产品，成功搭建安防监控网络。

4.4建议措施

GB/T 28181与ONVIF在应用范围上存在差异，但在协议内容上并没有存在明显的冲突。GB/T 28181更多的应用于系统层面，以构建市级、省级、国家级的多层级视频监控网络，主要实现的是城市安防系统间的互联互通。而ONVIF主要解决了设备与设备之间指令交互、数据传输等问题。因此，从应用范围上看，GB/T 28181与ONVIF可以起到互补的作用，而且两个协议可以运行于同一个设备，而不互相干扰。

基于上述分析，当前，国家应该大力提倡、推广视频监控设备同时支持GB/T 28181与ONVIF两种通信标准，这是解决视频监控设备互联互通行之有效的措施。而从长远角度讲，国家应设立专项研究，积极研究推动ONVIF与GB/T28181合二为一，取长补短，抢先制定出一个更全面、更通用的视频监控通信协议。这也许是中国安防企业弯道超车的一次历史性机会。

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关键词：智能家居；Zigbee；3G网络；安全监控

引言

随着现代科技的发展及人们生活水品的提高，越来越多的人不再满足于传统的家居生活方式，开始期望出现一种依托现代科技的全新的家居体验，智能家居技术应运而生[1]，无论在传统家居还是智能家居中，安全问题一直是人们关注的焦点问题之一。而一般的家居控制仅拥有家庭局域网络，只能在家庭内部进行监控[2]。本文在此基础之上研究并设计了一种基于Zigbee及3G网络的智能家居监控系统，实现了对家居系统的远程监控，并且能够通过移动终端实时的了解家庭内的环境数据，提高家居生活的安全系数。

1系统架构

本文研究设计的智能家居监控系统采用Zigbee无线传感网络加3G网络架构，家居内部的各种环境数据例如温度，湿度等以及各家用电器的节点数据通过Zigbee无线传感网络传送至嵌入式主控芯片，由嵌入式系统进行综合分析处理，在此基础之上，添加视频监控系统，通过在大门，阳台等存在安全隐患的地方安装摄像头，进行视频监控，进一步提高家居安全系数。视频数据也一并送至嵌入式主控系统，进行压缩、编码等处理。为了方便人们在外出的时候可以实时的了解家庭情况，本文将嵌入式系统收集并处理之后的各家居数据通过3G网络接入Internet，用户可以通过联网的手机、平板电脑等随身携带的移动终端实时的了解家庭内部环境，实现对家居系统的远程控制。系统框图如图1所示。

图1 智能家居监控系统

2硬件设计

2.1 Zigbee无线局域网设计

Zigbee又被称为紫峰技术，是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。一般这个协议规定的通信技术是一种传输距离较短且功耗较低的无线通信技术。其主要特点是低复杂度、低功耗、近距离、低成本、自组织、低数据传输速率。主要适合应用于各类自动控制和远程控制系统，可以嵌入到各种设备中。简而言之，ZigBee技术就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。

本文采用的Zigbee技术为CC2530片上系统解决方案，CC2530是由德州仪器开发的一种典型的Zigbee技术解决方案，众所周知，Zigbee无线网络传输技术需要一系列的网络节点作为支撑，本文采用的CC2530能够建立起一个强大的网络节点，但是所需要的成本相对于其他解决方案来说有很大优势，同时CC2530具有一些不同的运行模式，切换不同的运行模式可以有效地降低系统功耗，对整个系统工作的稳定性有着重要意义。

2.1.1Zigbee网络拓扑

采用何种网络拓扑结构将决定局域网内各节点之间消息的传递方式。常见的Zigbee网络拓扑结构有三种：星型网络拓扑、树型网络拓扑、网状网络拓扑。星型网络拓扑选定一个中心节点作为协调器，其周围的相邻终端节点均只与中心节点相互通信，中心节点作为整个网络的核心，需要分析处理所有的数据，必须连续不间断供电。树型网络拓扑是利用路由器对星型网络拓扑做的一些补充即底层的若干个终端节点连接至路由器，各路由器再连接至协调器。通信时各终端的数据首先汇集到路由器，再由路由器传送至协调器。网状拓扑即树型拓扑中的路由节点可以与其附近的其他路由节点相互通信，信息传输方式更加复杂多变。三种网络拓扑结构如图2所示。

图2 三种网络拓扑结构

通过对上述各拓扑结构的分析，结合本文设计需求可知本文更加适合采用星型网络拓扑结构。

2.1.2无线传感网络终端节点设计

终端节点是整个智能家居系统最基础的部分，由传感器采集模块和Zigbee精简功能设备集成而成。终端节点接收到协调器节点发送来的数据采集命令之后，将传感器采集到的家居环境数据经无线传感网络发送至协调器节点，再由具有全设备功能的协调器节点传送至嵌入式系统。

常规的家居环境数据采集传感器如温度传感器，湿度传感器，煤气浓度检测传感器等都有成熟的电路，本文设计中只需将传感器模块与Zigbee模块结合即可组成无线传感器。无线传感器结构如图2所示。在本文的星型Zigbee网络拓扑中，无线传感器作为终端节点只需与协调器节点之间相互通信，接收协调器节点发送的命令，并将传感器采集的数据传送至协调器节点。无线传感器结构如图3所示。

图3无线传感器结构

2.2 监控视频采集处理

在大门、阳台、客厅等室内一些必要的地方安装基于USB接口的数字摄像头，将采集到的视频数据通过USB接口直接送到嵌入式系统中进行压缩及编码处理。数字摄像头可以直接将采集的模拟视频信息转化成数字信号。数字视频信号与模拟视频信号相比具有抗干扰能力强，频谱效率高，图像失真少等优点。目前市场上的摄像头基本以数字摄像头为主，购买及安装使用非常方便。嵌入式主控系统在接收到摄像头发送的数字信号并进行压缩处理之后将视频数据通过3G网络发送至用户的移动终端，方便用户随时通过视频图像了解家居内的安全状况。

3监控系统功能实现

本文系统平台采用ARM-Linux系统，其内核功能与Linux操作系统非常相似，并没有本质区别，驱动程序需要实现的功能也一样。只是在内核编译时，需要移植到ARM上的Linux系统所采用的编译器以及一些头文件和部分库文件会依赖于具体的ARM处理器结构。解决这一问题只需在Makefile文件中制定即可。

3.1视频采集压缩功能实现

本文视频采集功能的实现依靠USB摄像头，其正常工作需要在ARM-Linux中配置相关的驱动程序。Linux中关于视频设备的驱动程序常用的是Video4Linux。它提供了一系列的接口函数供视频设备编程时调用。

首先将驱动程序模块编译成.O目标文件，放在内核的/lib/modules/目录下，使用depmod a命令将此模块变成可加载模块。在调用摄像头功能时，使用insmod命令调用驱动程序中int init-module（void），设备驱动程序开始初始化，初始化结束，摄像头便能正常工作。摄像头被正常驱动之后，便是对视频数据的采集工作。图4为视频采集工作流程图。

图4 视频采集流程

完成对视频的采集之后，为了便于视频数据在3G网络中传输，还需要对视频数据进行压缩，以适应3G无线网络带宽。H.264视频压缩标准是JVT（Joint Video Team 视频联合工作组）提出来的一种新的视频压缩标准，在图像质量相同的前提下，H.264数据压缩比与MPEG-2相比高出2-3倍，比MPEG-4相比高出1.5倍到2倍。因此，经过H.264标准压缩后的视频数据对网络带宽的要求更低，更适于带宽非常紧张的无线网络。

3.2 3G网络传输功能实现

本文设计的3G网络部分的主要功能是将嵌入式主控系统收集并处理之后的监控视频数据及各类家居安全数据以无线的方式接入互联网，并发送至用户的手机等移动终端。3G模块接入方式采用WCDMA制式，选用能够满足监控视频传输带宽需求的华为E1750无线上网卡它支持上行最高速率HSUPA 5.76Mbps；支持下行最高速率HSDPA 7.2Mbps，数据传输非常快。

为使3G网卡在ARM-Linux下能够正常工作，必须配置驱动信息。

首先在/driver/usb/serial/p12303.c

中加入3G无线网卡的ID信息：

{USB-DEVICE（HUAWEI_VENDORID），HUAWEI_PRODUCT_ID））

在/driver/usb/serial/p12303.h中加入：

#define HUAWEI_VENDOR_ID 0xl2dl

#define HUAWEI_PRODUCT_ID 0xl001

然后，将Linux内核重新编译。

在内核/dev目录下建立新的字符节点

Mknod/dev/ttyUSB0 c 188 0

Mknod/dev/ttyUSB1 c 188 1

Mknod/dev/ttyUSB2 c 1 88 2

接下来交叉编译3G虚线网卡驱动的移植工具usb-modeswich，它是一种转换USB设备工作模式的工具。usb-modeswich.setup文件中加入以下程序：

#Huawei E1750

#Contributor：Anders Blomdell，Ahmed Soliman

DefaultVendor=0x12dl

DefaultProduct=0x1446

TargetVendor=0xl2dl

TargetProduct=0x1001

#only for reference and0.x versions

MessageEndpoint=0x0l

MessageContent=”55534243123456780000000000000011060000000000000000000000000000”

HuaweiMode=0

运./usb_modeswitch即可切换3G网卡的工作模式，进行3G拨号上网。

实验室条件下，在基于Linux操作系统的嵌入式平台基础之上连接USB摄像头，网络环境为实验室的WCDMA3G网络，终端为一个普通的安卓系统智能手机。测试了包括灯光控制、温湿度采集等10个节点，最远距离协调器13米，结果表明，在Zigbee无线传感网络内系统能够稳定运行，没有出现掉线的情况，能够有效的采集并传输测试的数据。3G通信网中也能够高效的传输视频等信息数据。图5为实验室条件下手机终端接收到的监控画面。

图5 移动终端监控画面

4 总结

本文研究设计了一个基于Zigbee及3G无线网络的智能家居监控系统，实现了Zigbee网络采集的各种室内安全数据和摄像头采集的视频监控画面一并通过3G无线网络传输至用户移动终端。为用户提供了一个家居安全监控平台。3G网络的应用也契合了当下高速发展的移动互联网时代，具有很高的实际应用价值。

参考文献

[1] 肖海涛. 基于ZigBee技术的智能家居系统设计[D]，中国优秀硕士学位论文全文数据库，2008.

[2] 宋冬，廖结，陈星，江灏. 基于Zigbee和GPRS的智能家居系统设计 [J].计算机工程，2012，33：243-246.

[3] 李战明，李泉，殷培峰. 基于ZigBee的环境监测无线传感器网络节点设计 [J].电子测量技术，2010，33（6）：118～122.

[4] 丁诚诚. 基于ZigBee的人体传感网的设计与实现[D]，中国优秀硕士学位论文全文数据库，2010.

[5] Halit Eren， Emran Fadizl. Technical challenges for Wireless Instrument Networks―A Case Study with Zigbee[C]. IEEE Sensors Applications Symposium San Diego， California USA， 2007 IEEE.

[6] 周毅.基于Android系统的视频监控客户端软件的设计与实现[D].浙江工业大学，2012

[7] 南忠良，孙国新.基于ZigBee技术的智能家居系统设计[J]电子设计工程，2010，18（7）：117-119.

篇(6)

【关键词】 智能家居 电气安全 综合测试

一、引言

随着我国改革步骤的加快，经济迅速发展，智能制造技术也为工业革命带来了契机。家用电器行业得到了较快的发展，人们逐渐开始购买空调、冰箱、洗衣机、电视等电器设备，极大地提高了生活质量和水平。但是，在快速发展和使用过程中，许多家用电器的质量问题也逐渐暴露出来，问题层出不穷，严重影响了人们的生活和生命健康安全。构建完善的电气综合测试技术，可以及时发现家用电器的问题，确保家用电气的质量合格[1]。

二、智能家居时代电气设备应用分析

为了能够提高家用电器的使用寿命，确保家用电器无故障运行，智能家居采用了严格测试工作，以便能够及时地发现用电器存在的问题，但是经过多年的实践发现，家用电器应用及测试工作依然存在较多的问题：

（1）许多家用电器安全标准不规范。家电行业发展迅速，不同功能的家用电气安全标准更新较慢，导致家用电器安全问题频发，影响人们使用[2]。

（2）家用电器漏电现象较为严重。漏电可能导致家庭人员生命健康受到威胁，一般漏电发生的原因是绝缘工作没做好，家用电器内部导电部件之间的绝缘不完善。

（3）大功率家用电器安全问题频繁发生。大功率家用电器瓦数较大，家用电器内部导线质量不合格，容易导致设备工作短路，严重时可能引发火灾，比如电磁炉、高压锅和电热设备等，瓦数都高达两三千瓦，如果使用不当，极有可能引发火灾。

（4）不法商家偷工减料。许多家用电器对制造材料的要求较高，而许多制造商为了追求利润最大化，制造家用电器时容易偷工减料，或者使用较次的材料进行加工生产，为用电器的安全使用埋下了隐患，非常容易产生安全事故。

三、智能家居时代电气设备安全测试技术

随着智能家居时代的快速发展和普及，电气设备安全测试技术也在迅速发展，我国开始逐渐引入国外先进的电气设备测试技术，家用电器测试技术主要包括以下几个方面。

（1）泄露电流测试技术。泄露电流是指在不存在电器运行故障和电压的情况下，电器中存在电流泄露。根据电气设备测试经验可以获知，电流泄露的情况包括以下几个方面：电器中相互绝缘的金属零件之间泄露电流；带电零件与接地零件之间泄露电流；周围介质与绝缘表面形成的电流；人体触及家用电器设备时，设备经人体流入大地的电流或由设备经人体又回到设备的电流。因此，泄露电流测试时主要针对这些部位进行测试，可以快速准确地发现泄露电流的部位[3]。

家用电器设备通电以后，可以在正常工作状态下检查电流。对地漏电流就是指流过保护接地导线的电流，也是测量家用电器设备通过电源线地线流回到地的电流，大多数家用电气设备都采用具有三芯插头电源，具体的测试流程如图1所示。Sl左S2合电源反接的状态下；S1右，S2合的正常状态下；S2断开中线，S1左的单一故障反向供电的状态下；S2断开中线，S1右的单一故障正向供电下；进行漏电流测试，对地漏电流在通常状态下需要小于5mA，SFC（单一故障状态下）必须小于 10mA。

家用电器外壳电流是指人接触到设备上的接地保护外漏部分，部分电流将会从用户身上流过，测试流程如图2所示。S1用于反转电源线，S3用于打开或闭合接地连接，S2用于断开中线，外壳漏电流在正常使用状态下需要小于100μA，单一故障状态下小于500μA。

（2）耐压测试技术。家用电器工作时，电压的高低和动态变化较为频繁，因此家用电器的耐压测试就显得非常重要。一般地，耐压测试是指将一个高于正常工作的电压接入到一个家用电器设备上，按照耐压测试标准规定的时间，如果设备的绝缘性合格，则加在上面的电压仅仅产生一些微小的漏电流或不产生漏电流[4]。对一般的被测设备来讲，耐压测试技术的关键是测量火线与机壳之间的漏电流值，相关规定如下：标准测试电压是两倍被测量电气设备的工作电压加1000V，部分电气设备的测试电压也可以高于这个规定值，测试电压必须在5S内逐渐上升，达到测试电压值，保证测试电压值稳定加压时长不少于5s，此时被测量的家用电器回路泄露的电流值等于额定电流的1.5倍。

（3）接地电阻测试。随着家用智能大功率电气的增多，接地电阻测试就显得非常重要。接地电阻测试可以使用自动化的测试系统，包括程控电源模块测试、信号采集调理模块设计、计算机控制系统设计。程控电源模块可以输出0v-140v的程控电源或升流器，并且在DSP控制系可以输出相关的电压测试结果，经流器升流之后可以设定一个输出电流值，并且将电流值输出到调理电路，实现数据分析和结果展示功能。

家用电器接地电阻测试时可以将设备电源线断开，被测设备不需要家电，使用10A的恒流源提供一个交流电信号，获取通过电阻造成的电压降，计算接地电阻值，如图3所示。

家用电器的外壳为了防止短路造成瞬间电压过高，通常都需要设置一些绝缘电阻，绝缘电阻通常达到兆欧级别，具体的绝缘电阻测试流程如图4所示。

四、 结束语

随着智能家用电器的普遍使用和发展，家用电器的安全使用已经引起了人们的关注。做好家用电器安全测试工作，有助于及时地发现家用电器存在的问题，保证家用电器的质量和合格率，进一步保障使用人员的生命健康安全。

参 考 文 献

[1] 邵奇峰， 吴必瑞. 智能家居电话网远程监控系统设计与实现[J]. 电气应用， 2009， 28（3）：42-44.

[2]聂石宗. 家用电器电气安全综合测试技术探讨[J]. 科学中国人， 2015， 21（13）：114-116.

篇(7)

关键词：物联网；智能门禁；智能环境监测；智能安防；智能家电

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2016）01-0076-03

引言

物联网是一个涵盖和跨越大量现有的专业门类和技术体系的国家战略性新兴技术，是当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一。[1-3]如何与时俱进地培养物联网专业人才成了高校教育的首要任务。从2010年以来，全国200多所本科院校、100多所专科院校相继开设了物联网工程专业。物联网技术是下一代信息技术的代表[4]，物联网是典型的交叉学科，如何利用3～4年时间让学生熟悉和掌握物联网技术，培养满足社会需求的物联网专业人才，各高校和社会各界人士都在积极探讨。高校教师团队身处一线教育岗位，结合学生学习的实际需求与教学需求，设计一套适合培养优秀的物联网专业人才的教学设备，有着重大的社会意义。[5-7]

在物联网的众多典型应用中，智能家居和我们的生活关系最密切，其市场正日渐兴起。伴随着巨大的产业需求，我国智能家居产业的人才需求量也一路高涨。智能家居的目的是创造一个优质高效、舒适安全、便利节能、健康环保的居住环境，优化人们的生活方式和居住环境，帮助人们有效地安排时间、节约各种能源。[8-10]智能家居平台也是一个涵盖多种交叉学科的综合平台，是将理论知识灵活应用到实际生活的经典之作。[11]因此，研究和学习智能家居的开发过程成为许多高校培养物联网应用人才的一个有效途径。

学生在物联网实训平台的实践中不仅能接触到硬件设计、软件代码编写，还能体会实际产品开发过程中各相关专业知识的交叉引用，积累开发经验。有了物联网实训平台，学生不用走出校门、不用找企业实习，在实验室里就能积累项目经验、培养团体精神、提高技术技能，为就业创造更好、更多的机会。

实训平台整体设计

面向应用型本科的物联网实训平台，以物联网技术在智能家居领域的综合应用为切入点，将与居家生活有关的各种设备有机地结合起来，通过网络远程综合管理设备。笔者主要采取点面结合的研究方法，吸收了嵌入式处理器、ZigBee无线模块、RFID模块的最新研究成果，并注重对各大高校需求进行调研，以期找到符合大多数普通高校所要求的物联网实训平台的设计方案，构建求大同存小异的物联网实训平台。本文按功能将物联网实训平台划分为4个子系统，下页图1是系统的整体结构框架图。

各模块的主要功能包括：

①中央控制器：中央控制器是物联网综合集成创新实践平台的核心，中央控制器采用S3C6410+Linux操作系统，通过QT界面功能菜单、来自互联网负责的命令、手机短信控制和遥控器控制信息等多种控制手段，控制实训平台的各个终端节点。

②智能门禁子系统：门禁模块主要实现指纹识别、ID卡识别、密码识别、可视对讲、文本留言、语音留言和图像留言等功能。门禁控制器采用S3C6410+Linux操作系统，通过QT界面功能菜单以及模块连接中央控制器共同实现门禁的各项功能。

③智能环境监测子系统：室内信息包括室内温度、室内湿度及室内光照度等信息；传感器采集到相应信息后，通过ZigBee网络传输给中央控制器，中央控制器通过友好的人机交互界面实时显示室内环境信息，同时以折线图的方式，清楚地展现出环境变化情况，环境监测信息同时会作为其他子系统控制判断的依据。

④智能安防子系统：安防模块由火焰、烟雾、燃气及人体红外4种传感器及终端检测控制器组成，负责防火、防爆及防盗探测报警。在正常布防状态下，安防模块节点将采集到的实时数据通过ZigBee网络将报警信息发送给中央控制器，中央控制器根据设定的阈值和预设的报警方案启动报警，预警方式有短信、声光、语音和文字等。

⑤智能家电控制子系统：家电控制包括灯光控制、窗帘控制、风扇控制。控制家电时，中央控制器接收互联网、手机客户端或中央控制器QT界面功能菜单控制命令，通过ZigBee网络将控制命令发送给由目标家电连接的终端节点，控制相应的家电。控制灯光的亮/灭和窗帘的开/合；在自动情境模式中，通过检测室内光照度等信息，完成灯光及窗帘的自动控制。

各子系统设计

1.智能门禁子系统设计

主控制器由嵌入式网关、7寸显示触摸屏、室内摄像头、3G模块等组成。嵌入式网关采用ARM1176JZF-S3C6410 + Linux 2.6操作系统。网关的输入方式采用电阻式触摸屏输入，用户可在触摸屏上通过点触来实现对智能终端的控制，也可以通过触摸屏来输入信息。主控制器按照使用功能又分为室内中央控制器和室外门禁控制器。室外门禁控制器通过以太网路由器组成局域网，其结构框架图如图2所示。

2.智能环境监测子系统设计

室内环境监测模块主要由ZigBee节点、温湿度检测传感器、光照度检测传感器和二氧化碳检测传感器组成。ZigBee节点将采集到的室内环境信息，通过无线方式传递给协调器；协调器模块通过串口1与室内中央控制器连接；中央控制器通过读取串口数据获得数据帧，再根据通信协议解析协议内容提取温湿度和光照度的具体数据值。图3所示的是ZigBee网络下的环境监测子系统。

3.智能安防子系统设计

安防模块主要由ZigBee节点、火焰传感器、烟雾传感器、燃气传感器和人体红外传感器组成。ZigBee节点将采集到的安防信息，通过无线方式传递给协调器；协调器模块通过串口1与室内中央控制器连接；中央控制器通过读取串口数据获得数据帧，再根据通信协议解析协议内容提取各安防监测数据。在布防时，中央控制器通过串口发送指令给协调器，协调器再根据节点编号发送给目标节点。图4所示的是ZigBee网络下的安防子系统。

4.智能家电控制子系统设计

家电控制模块主要由ZigBee节点、LED呼吸灯、电动窗帘和PWM风扇组成，室内中央空调接收来自QT界面、Web网页、手机客户端或短信发来的控制指令，将指令转化为控制命令帧，发送给协调器。协调器再通过ZigBee网络将指令发送给要控制的家电模块。ZigBee节点模块在接收到控制命令帧后，通过协议解析命令帧，控制家电模块做出相应动作。图5所示的是ZigBee网络下的家电控制子系统。

结语

笔者将物联网实训平台分成4个部分，分别设计了各部分的个子系统，此实训平台具有以下一些特点：①多学科集成创新技术。诸多技术的融合可加深物联网工程及相关专业的学生对一些关键物联网技术的理解，方便他们灵活学习和应用各科知识，提高实践和创新能力。②嵌入式可视对讲技术。门禁模块与中央控制器组成局域网，以S3C6410+QT的开发模式，在Linux操作系统中移植Qt4.7.0，通过TCP/IP协议进行音视频的实时交互，实现模拟门禁监控与对讲功能。③多传感器网络的数据识别与采集。能同时采集多种类的终端传感器，在ZigBee节点上完成数据的识别、传送和采集。相信随着科技的发展，实训平台将会越来越完善。

参考文献：

[1]朱洪波，杨龙祥，于全.物联网的技术思想与应用策略研究[J].通信学报，2010（11）：2-9.

[2]高刃.基于无线传感器网络的智能家居系统的设计与实现[J].无线通信，2012，2（4）：85-89.

[3]杜伟略，潘健.物联网综合实训平台设计[J].实验技术与管理，2013（9）：63-67.

[4]金星.嵌入式智能家居系统的总体设计与实现[D].南昌： 江西农业大学，2013.

[5]潘雷，余伟，闫艳红.高职物联网实训中心建设[J].电子商务，2013（8）：75-76.

[6]黄沛沛.物联网实验箱上位机管理系统[D].武汉：武汉理工大学，2012.

[7]陈琦，韩冰，秦伟俊，等.基于Zigbee/GPRS物联网网关系统的设计与实现[J].计算机研究与发展，2011（S2）：367-372.

[8]王志军.基于物联网技术的智能家居系统的实现研究[D].合肥：安徽理工大学，2012.

[9]汤奕，鲁针针，宁佳，等.基于电力需求响应的智能家电管理控制方案[J].电力系统自动化，2014（9）：93-99.