基于物联网的智能家居安防监控系统设计与实现 摘要：家居安防系统即利用计算机技术、无线通信技术和电子电力技术等先进的通信和控制技术，通过网络化的综合管理，实现对家居生活以及家庭安防的紧密结合的系统，它使得家庭工作和生活更轻松和安全。物联网技术诞生和发展以及 5G 技术的逐渐成熟和推广，使智能家居开始飞入寻常百姓家。随着人们生活水平提高，智能家居安防监控系统应用变得越来越广泛，成为信息化、智能化时代的重要特征之一。如何更好地在智能家居安防监控系统中融入物联网技术，受到了业内人士的共同关注。基于此，首先介绍了物联网智能家居安防系统相关内容，并结合实践经验，就物联网智能家居安防监控系统设计与实现展开了研究与探讨。
关键词：物联网；智能家居；安防监控系统；设计实现
一、物联网智能家居安防系统工作原理
在应用程序和物理设备单元均已经完成互联互通基础上，用户可以通过客户端登陆智能家居安防监控系统，在人机交流界面上发出指令信息，通过核心控制单元，实现对各个应用程度的调用以及对物理设备单元的控制，从而有效管控与系统相联的各个智能设备。安防监控系统的传感模块时刻感应周围环境变化，并不断地将采集到的感应信号向核心控制单元进行传递，由核心控制单元对感应信号做出分析与处理，并与所对应的安全系数高低进行比对。在用户保持静默状态下， 当最终信号处理信息超出预设安全标准时，系统会通过无线传感技术自动向用户发出信息，待用户做出相应指令后再行执行。在安防监控系统中，多个不同类型的传感模块可以同时存在，同时收集感应信息， 并将不同感应信息进行准确分类、传输与处理，呈现出立体化、动态化及全面化的综合管控优势，实现对系统节点进行指令传达、安全监控以及设备控制。
二、智能家居安防系统中云计算的应用
云计算是互联网技术的延伸发展，具有节省硬件配置、远程部署及远程升级等诸多优势特点。云计算具备安全稳定的数据储存中心， 降低了数据被盗、木马入侵的潜在风险。通过云计算技术，可以实现 不同设备之间的数据信息共享。因此，有必要在智能家居安防系统中 融入云计算技术。
1、智能家居云架构。为了有效提升家居生活相关数据处理效果， 有必要在家居安防监控系统中应用云计算。通常而言，智能家居的云 架构主要分为三个层次，即客户端、云平台与家庭网关。用户要首先 在家庭网关中进行认证，并增设支持云技术的相关设备。通过客户端 实际操作，经云平台发出指令，达到操作目的。
2、云平台的构建。家居安防系统实践中，通常采用 LaaS 和 PaaS 相融合的方式构建云平台。在云平台搭建中，要注重人机界面标准与便捷，保证用户实际应用体验。云平台会始终对用户信息保持动态关注， 接受用户操作指令，并反馈消息，实现对智能家居设备的有效控制和操作。
3、家庭网关的设计。家庭网关是云平台和用户操作界面的纽带， 起着串通有无的关键作用，既可以采集和处理用户发出的指令信息， 也可将云平台反馈信号向用户输送。同时，家庭网关还掌控着系统不 同节点之间的信息互通互联。通过家庭网关可以随时查看不同网络监控摄像设备、传感设备以及报警设备等。
三、基于物联网的智能家居安防系统的具体设计与实现
基于物联网的智能家居安防系统的具体设计，主要是根据客户需求和物联网技术本身的层级结构进行针对性多样化设计，因此主要功能可以体现多样化、实用性、安全性特征，通常包括家居安防自动检 测和报警模块、家电设备自动控制模块、家居环境自动控制模块等。 基于物联网的智能家居安防监控系统根据家庭位置和功能要求不同， 设置的子系统包括控制、无线传感器网络监测、厨房、门禁、移 动物体定位、远程监控等方面。具体分析如下：
1、控制子系统。该系统是整个基于物联网的智能家居安防 监控系统设计的中心部位，通过在用户的电脑等计算机设备上面配置嵌入式 WebServer 技术为基础的服务器控制端系统，进而将控制子系统和使用设备之间实现无线连接，随时进行通信传输。主要 的通信形式的客户与服务器模式，进而达到安防监督、控制和保护 的作用。
2、无线传感器网络监测子系统。该系统主要设计初衷是为了实现 传感实时动态监测，运用传感设备的高度灵敏性，对周边的环境进行感知，并进行数据采集，利用 ZigBee 网络技术，将信号传达至控制系统，进而实现信息数据的分析，一旦发现有问题，将会立刻进行 反馈，形成操作命令参数进行返回，进而通过感应设备进行提醒，采 取及时的防护措施进行处置，将风险降到最低。对于智能家居室内会 形成无线传感器网络系统，从而按照既定的协议程序进行数据处理分 析和传输。
3、门禁控制子系统。该环节主要是为了对用户的居住室内的安全 门进行智能化设计，通过在用户的安全门上置入嵌入式单片机技术， 进而利用远红外传感设备实现人脸识别等，从而为用户提供重要的参 考。该系统通过无线路由传输设备将获得感应的信息等按照既定程序 和路径传输到控制系统，从而对数据进行分析处理和反馈，发现 问题或者无法识别的信号给用户以警示，实现用户手机客观端和家庭 门禁系统的有效关联。
4、移动物体定位子系统。该板块主要是对用户认为比较重要的宝 贵的物品、设备、家庭成员等进行实施位置监控而设计的。通过将用 户的收集和被定位物体之间建立有效关联，在这些关联物体上面安装GSM 卡等信号接收设备，并在智能手机上安装一个应用程序，从而在两者之间实现通信信号关联。
5、远程监控子系统。主要是根据用户的需求，对需要了解的室内 家居的具体情况和位置等处进行摄像头安装，从而实现与服务器 的远程连接，进而掌握用户家中的具体境况，发现可疑情况立即进行 报警或者回家处理，将意外和伤害等风险降到最低。
6、基于物联网的智能家居安防监控系统测试与检验。基于物联网的智能家居安防监控系统设计完成之后需要进行组装和整体性能联网测试，针对发现的问题或者不顺畅的环节进行理顺或者改造，以用户满意为最终目的，实现既有功能。系统测试主要是引入ZigBee 协调器， 将连接端口插入 SIM 卡 3G 系统后和家庭用户的计算机进行关联，并实现有线路由器、无线路由器和计算机系统同时连接，进而形成有效连接网络。当然在实现和运行过程中需要考虑两个问题，一个是是否达到公众的多样化需要，在功能设计等方面是否达到要求，且实现顺畅连接。另一个是在运行传输效率等方面进行优化提升。由于受到硬件和软件系统本身、用户手机客户端以及各类传感器设备性能差异影响，可能在传输效率等方面出现延时，因此必须要进行系统设计和规划， 在检测过程中以及后期维护过程中加强与用户的沟通，从而实现效用最大化，满足客户的需求。
总之，基于物联网的智能家居安防监控系统设计与实现是一个系统的、复杂的过程，需要运用多种硬件和软件设备等，在数据采集、分析、处理、传输等方面以及用户需求、费用等方面也要进行综合考虑， 最终形成高效安全稳定顺畅的智能家居安防监控系统，实现应有的价值和功能。
参考文献
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