基于云計(jì)算智能家居系統(tǒng)架構(gòu)探究

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1、基于云計(jì)算智能家居系統(tǒng)架構(gòu)探究　　摘要：分析了當(dāng)前智能家居普遍面臨的問題，提出了一種基于云計(jì)算服務(wù)模式的智能家居云架構(gòu)體系。該系統(tǒng)以家庭網(wǎng)關(guān)作為連通家庭設(shè)備、云服務(wù)器的橋梁，用戶可以使用PC或移動(dòng)終端對(duì)家居設(shè)備進(jìn)行控制和監(jiān)控。關(guān)鍵詞：智能家居；云計(jì)算；家庭網(wǎng)關(guān)；物聯(lián)網(wǎng)中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-7800（2014）003-0080-030引言在智能家居領(lǐng)域，各個(gè)家居之間的通信都是通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的。智能家居中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、可視化需要進(jìn)行合理、統(tǒng)一的處理。云計(jì)算可以提供一個(gè)虛擬基礎(chǔ)設(shè)施以處理和整合智能家居中的監(jiān)控設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、分析工具、可視化平臺(tái)

2、。云計(jì)算作為一種基于互聯(lián)網(wǎng)的大眾參與的計(jì)算模式，是在互聯(lián)網(wǎng)對(duì)低成本海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及大規(guī)模并行計(jì)算需求快速增長的背景下出現(xiàn)的新型IT服務(wù)架構(gòu)。云計(jì)算服務(wù)不僅包括網(wǎng)絡(luò)上以應(yīng)用方式提供的服務(wù)，還包括以提供數(shù)據(jù)中心的硬件或者系統(tǒng)軟件為內(nèi)容的服務(wù)。如今，人們把數(shù)據(jù)中心的軟件和硬件稱為云。所有服務(wù)均放置于服務(wù)器端，用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)按需使用。7智慧家居這個(gè)概念的提出，讓家庭生活開始走向數(shù)據(jù)化和信息化，采用各類傳感器采集家庭生活中的信息，并聯(lián)動(dòng)相關(guān)的控制器對(duì)家庭生活進(jìn)行智能處理，并且采用專用網(wǎng)關(guān)，將其與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，在家庭中構(gòu)建出一個(gè)家庭互聯(lián)網(wǎng)，以真正實(shí)現(xiàn)“智慧家庭”，也

3、即智能家居在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的應(yīng)用。智能家居作為物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的重要組成部分，其業(yè)務(wù)平臺(tái)是智慧家庭的后端管理平臺(tái)，是連接千家萬戶乃至各種與生活相關(guān)的機(jī)構(gòu)的樞紐。由于光纖到戶政策的推出，以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)無處不在，并具備了廣泛的受眾基礎(chǔ)。因此，將家庭物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)相連之后，智慧家庭業(yè)務(wù)平臺(tái)將會(huì)承載海量數(shù)據(jù)，并且需要對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析、應(yīng)用，從而使得云計(jì)算引入此業(yè)務(wù)平臺(tái)成為必然。在這樣的趨勢下，智能家居云作為家庭信息業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)應(yīng)運(yùn)而生。智能家居云在為用戶提供基礎(chǔ)設(shè)施（包括處理器、內(nèi)存、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)接口）的基礎(chǔ)上，結(jié)合用戶的普遍應(yīng)用類型，開發(fā)用戶所需要的各

4、種應(yīng)用，同時(shí)有針對(duì)性地為不同的用戶提供應(yīng)用，讓用戶自主選擇。7智能家居已不僅僅是家庭生活的自動(dòng)化，更加涵蓋了安全監(jiān)控、醫(yī)療護(hù)理、便利舒適以及節(jié)能環(huán)保等內(nèi)容，甚至還在不斷擴(kuò)展中。比如，物聯(lián)傳感已經(jīng)將智能家居與智慧交通實(shí)現(xiàn)接軌。隨著該概念的興起，一系列的智能設(shè)備如同雨后春筍，比如各種智能鎖、智能門禁，安防報(bào)警、遠(yuǎn)程監(jiān)控等。但是，這些孤立的產(chǎn)品對(duì)于用戶而言，并不如廠家演示的那樣神奇。在這種情況下，基于智能家居云的智能家居解決方案，將那些孤立的產(chǎn)品通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，并集中控制，賦予家居設(shè)備真正的智慧，讓用戶體驗(yàn)到真正的未來之家。在該系統(tǒng)中，用戶將會(huì)享受到智能安防、智

5、能醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)控、場景控制、節(jié)能減排等服務(wù)，以及一系列的信息服務(wù)。智能家居云作為智能家居的業(yè)務(wù)服務(wù)平臺(tái)，起到了承上啟下的作用。智能家居云對(duì)下可以管理單個(gè)智慧家庭內(nèi)的智慧產(chǎn)品，甚至可以綜合管理整個(gè)智能社區(qū)乃至整個(gè)智慧城市；對(duì)上則可以支持多種行業(yè)應(yīng)用，同時(shí)與第三方功能業(yè)務(wù)平臺(tái)進(jìn)行對(duì)接，將各種垂直的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，整合成一個(gè)完善的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)體系。比如，因?yàn)橹悄芗揖悠脚_(tái)具備7*24小時(shí)在線的特性。因此，智能家居云平臺(tái)可作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)社區(qū)，實(shí)現(xiàn)購物、交友、教育、娛樂等多方功能，讓家庭成為生活的中心。1智能家居云架構(gòu)整個(gè)智能家居系統(tǒng)分成3部分：移動(dòng)終端應(yīng)用系統(tǒng)、云平臺(tái)、家庭網(wǎng)關(guān)

6、。整體架構(gòu)如圖1所示。7智能家居云主要是為了解決智能家居環(huán)境中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理方面的工作，當(dāng)用戶需要向智能家居云服務(wù)提供者獲得控制、存儲(chǔ)等業(yè)務(wù)云服務(wù)時(shí)，首先在家庭網(wǎng)關(guān)中進(jìn)行身份注冊(cè)，隨后添加家庭中的智能設(shè)備，下載家居應(yīng)用。當(dāng)用戶通過Android客戶端或電腦客戶端登錄智能家居應(yīng)用獲取云服務(wù)，用戶即可控制家居設(shè)備、監(jiān)控家居環(huán)境，如圖2所示。1.1云平臺(tái)構(gòu)建云平臺(tái)總架構(gòu)采用IaaS（InfrastructureasaService）與PaaS（PlatformasaService）整合的方式來構(gòu)建應(yīng)用平臺(tái)，如圖3所示。IaaS基礎(chǔ)設(shè)施云為上層平臺(tái)提供處理、存儲(chǔ)

7、、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)和其它必要的應(yīng)用程序。PaaS在IaaS提供的虛擬機(jī)集群基礎(chǔ)上為客戶提供開發(fā)語言工具Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫等應(yīng)用。這樣，只需要在PaaS平臺(tái)上開發(fā)對(duì)應(yīng)的智能家居云服務(wù)應(yīng)用即可。1.2云應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)根據(jù)上圖所示，用戶通過家庭網(wǎng)關(guān)WebOS向云端HomeApp注冊(cè)帳號(hào)密碼，并選擇所需控制的家電應(yīng)用，同時(shí)云端實(shí)時(shí)更新該用戶家庭網(wǎng)關(guān)webOS執(zhí)行列表并實(shí)時(shí)采集家電信息。之后用戶使用移動(dòng)終端設(shè)備對(duì)家電進(jìn)行控制操作，則直接訪問云端所選擇的家電應(yīng)用實(shí)例，實(shí)現(xiàn)家居智能控制。7以JavaWeb為例，結(jié)合傳統(tǒng)移動(dòng)服務(wù)與JavaEE標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于云端每個(gè)家電應(yīng)用均采用系

8、統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)模型。如圖5所示，系統(tǒng)模型按照邏輯結(jié)構(gòu)分為