智慧城市中基于异构物联网的智慧家居

本文分析现有智能家居系统存在的不足，提出了一种智慧城市中基于异构物联网的智慧家居平台的设计方案。从分析智能家居存在的问题入手，然后说明智慧家居的功能，指出智慧家居与智慧城市的关系。分析导致异构网络的原因，设计异构物联网中的智慧家居平台体系结构，并对比传统单一网络结构中的

随着物联网及相关技术的发展，以物联网、互联网和云计算为子系统的智慧城市体系是未来发展的趋势。以物联网为载体的智慧系统，都将朝着融入智慧城市的方向发展。未来智慧城市建设在技术逻辑上考虑“物联 + 互联 + 智能”的支撑体系，各子系统间既不是孤立的，也不是简单的叠加[1]，按照现代智慧城市复杂生态系统的特征[2]进行发展。

随着智慧城市的建设，由于智慧生活、智慧社区以及智能手机功能外延[3]等发展需求，将使智能家居突破原有的境地，依托智慧城市的建设与发展，逐步迈向智慧家居。智慧家居以构建高效的住宅设施管理系统为目的， 以在传统的居住功能之上， 兼备网络通信、信息家电、设备自动化的信息交互功能[4]， 作为住宅与智慧城市相连接的媒介。

随着智慧家居的发展，现有系统中需要感知的数据越来越多，多个传感器之间的数据需要尽快完成传输，这就对系统中的数据传输提出了新的要求[5]。为了进一步优化智慧家居中网络连接质量，节点使用寿命，针对实际物理环境的多样性，采用异构型的网络结构与通信方式来构建智慧家居平台。

2. 智能家居存在的问题 智能家居作为已提出20 年的概念， 其一直由于局限于智能设备的局域互联与远程测控，一直无法真正走入市场[4]。现在的智能家居普遍由于存在以下几种问题，无法真正融入社会，融入市场。

1) 智能家居的研究发展虽然迅速，但主要集中在研发产品上，产品多而杂[6]。没有将关注点放在对智慧系统实用性的研发上。

2) 没有统一的行业标准，没有一个平台能够控制所有的智能家居系统。智能化的家居发展不均衡， 厂商之间融合程度低，各自为营，过多的竞争导致发展缓慢[7]。

3) 一直局限在区域联通和远程调控的层面。

3. 智慧家居平台的功能构成 智慧家居目的是提高家居舒适度、便利性、安全性、艺术性，打造环保节能的居住环境[8]。能够根据个人生活习惯自动调度智慧家居平台下的各个系统，为用户提供优质的居住环境。智慧家居应该是智能家居系统与外部平台、设备的组合，智慧家居功能框图如图1 所示。

它作为以住宅为核心的平台，从功能角度分析有基础功能与交互功能。基础功能主要兼具传统智能家居系统的功能，同时实现各个系统的互联互通与自动控制，为设备构建能实现自动化统一管理的平台模型，文献[9]中就提出了一种基于深度学习的平台模型，解决系统、设备间自动化管控难题。通过管控的形式，管理住宅内的各项系统，根据用户给出的命令，自动调度系统，实现智能化控制。基础系统功