论文总字数：31205字

摘 要

随着物联网技术以及AI人工智能技术的不断发展，作为物联网和人工智能的重要应用场景，智能家居也将出现井喷式发展，预计到2030年我国智能家居市场可能将达到一万亿。

文章介绍了智能家居的基本概念及各种分类方式，分析了目前国内外主流智能家居厂商的现状及前景，并认为目前大部分智能家居产品仍然是“伪智能”，唯有真正从用户角度出发方便了用户才能算上“真智能家居”。汇总了主流的无线、有线通讯技术进行了比较分析并给出了选择建议，并分析认为智能家居未来一定会是以无线通讯技术为主流，多种通讯技术进行综合应用。

同时介绍了目前智能家居系统常用的供电系统，包括新能源供电系统、无线供电系统等等。设计了切实可行的综合了通讯系统、供电系统、智能管理系统和各种前端设备的基于智能场景的智能家居系统。利用路由器和无线面板AP构建了通讯系统，利用太阳能光伏发电系统集合UPS不间断电源构建了供电系统，并根据睡觉、上班、防止入侵、回家、起床等不同的场景设计的不同的动作和数据传输流程，对于智能家居系统的设计具有较高的参考意义。

关键词：智能家居系统；智能网关；供电系统；ZigBee；Wi-Fi

Abstract

With the development of the Internet of Things technology and artificial intelligence technology, as an important application scenario of the Internet of Things and artificial intelligence, smart homes will also have booming development. It is expected that by 2030, China's smart home market may reach one trillion.

The article introduces the basic concepts and various classification methods of smart homes, analyzes the current status and prospects of mainstream smart home manufacturers at home and abroad, and believes that most smart home products are still “pseudo-intelligence”, only from the perspective of users. It is convenient for users to count "real smart home." The mainstream wireless and wired communication technologies are summarized and compared and a selection suggestion is given. It is analyzed that the future of smart homes will be based on wireless communication technology as the mainstream, and a variety of communication technologies will be applied comprehensively.

And the article introduced the current power supply system commonly used in smart home systems, including new energy supply systems, wireless power supply systems and so on. A smart home system based on intelligent scenes is designed that is practical and feasible to integrate communication systems, power supply systems, intelligent management systems, and various front-end devices. Using a router and a wireless panel AP to build a communication system, using a solar photovoltaic power generation system to integrate UPS uninterruptible power supply to build a power supply system, and designing different actions and data according to different scenarios such as sleeping, going to work, preventing intrusion, going home, and getting up. The transmission process has a high reference value for the design of smart home systems.

KEY WORDS: Smart Home System，Intelligent Gateway，Energy Management，ZigBee，Wi-Fi

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 5

1.1 研究背景及意义 5

1.2 智能家居的概念及分类 6

1.3 智能家居国内外发展现状 7

第二章 智能家居主要通讯控制协议对比分析 9

2.1 通讯控制协议概述 9

2.1.1 有线通讯协议概述 9

2.1.2 无限通讯协议概述 9

2.2 常见有线通讯协议对比分析 10

2.2.1 KNX 10

2.2.2 CAN 10

2.2.3 LonWorks 10

2.2.4 RS-485 11

2.3 常见无限通讯协议对比分析 11

2.3.1 ZigBee 11

2.3.2 Z-Wave 11

2.3.3 Wi-Fi 11

2.3.4 蓝牙技术 12

2.4 总结及协议使用建议 12

第三章 智能家居主要供电方式对比分析 14

3.1 前言 14

3.2 新能源供电系统 14

3.3 无线供电系统 15

3.4 UPS不间断电源供电系统 16

3.5 总结 16

第四章 智能家居系统的设计 17

4.1 智能家居系统的组成 17

4.1.1 通讯系统 18

4.1.2 智能管理系统 19

4.1.3 智能安防系统 20

4.1.4 智能采光照明系统 24

4.1.5 智能健康监测系统 26

4.1.6 智能家电控制系统 28

4.1.7 智能供电系统 29

4.2 智能场景下的家居系统 30

4.2.1 智能场景的定义 30

4.2.2 起床场景下的家居系统反应 30

4.2.3 上班场景下的家居系统反应 31

4.2.4 回家场景下的家居系统反应 32

4.2.5 防止入侵场景下的家居系统反应 32

4.2.6 睡觉场景下的家居系统反应 33

4.3 总结 34

第五章 总结及展望 35

5.1 总结 35

5.2 展望 35

致谢 36

参考文献 37

绪论

研究背景及意义

随着社会经济水平的不断发展，大家对于身边的方方面面都会产生越来越高的要求，并且随着互联网的不断渗透，万物联网也成为了越发明显的趋势。在这个背景下，大家对于自己的生活条件自然会有越来越高的要求，无论是舒适程度、安全程度、方便程度都会有更高的要求，所以这就是我们常称的智能家居。

对于智能家居的作用，很多人认为就是生活品质的提升，确实从本质上来说就是这样。那么作为物联网的一个非常重要的应用方向，智能家居正在逐渐实现大家的愿望，在这个过程中，智能家居有非常重要的三个特点，一个是方便性，一个是易整合性，一个是实用性。比如说现在每一个家庭都有这种各样的电器，而且很多还是号称智能电器，比如说智能冰箱、智能马桶、智能电视等等，但是实际上这些并不智能，他们相互之间没有统一的标准，没有变化互相连通，所以他们实际上是出于一种非常混乱的状态，每一台都需要对应的遥控器或者终端去操作，这些对于用户来说是很不方便的，所以说随着物联网的发展，将所有的终端综合成一个系统的、互联的、智能的整体是非常重要且非常具有前景的。

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