作者：李青 本文字数：2464
　　[摘           要]  随着物联网技术的进步，物联网应用不断向多元化和产业化发展，智能家居作为一种重点应用，是融合多学科多技术的复杂系统。在分析建设智能家居教学实训系统必要性的基础上，针对智能家居教学实训系统的建设需满足教学科研、大学生科技竞赛与毕业论文等活动有机结合的目标，提出相应的技术架构，并对各子系统功能结构进行分析讨论。
　　[关    键   词]  物联网实验室;智能家居;子系统
　　[中图分类号]  G642                 [文献标志码]  A            [文章编号]  2096-0603（2019）25-0182-02
　　 一、智能家居教学实训系统建设的必要性
　　 21世纪的人类社会正快速步入信息时代，我们处于新的技术革命之中，物联网正是这场技术革命的中心。物联网是继计算机、互联网、移动通信网等迅速发展和普及之后，出现新的计算模式的变革，实现了信息世界和物理世界的融合，被称为“世界信息产业的第三次革命”，物联网在工业、农业、交通、电网、家居等不同领域中的应用越来越受到重视。根据工业和信息化部牵头制定的《物联网“十三五”发展规划》中强调，要不断推动物联网在消费领域的实践和应用创新，鼓励健康服务、智能家居等消费领域的应用迅速发展，促进家庭智能安防、家用电器智能化控制、家居环境监测和管理等智能家居得到广泛应用。
　　 智能家居系统，是将ZigBee技术、RFID技术、无线传感器网络等物联网技术，结合先进的计算机、网络通讯、综合布线和无线等技术，将与家居生活相关的多种子系统通过信息管理平台有机融合在一起，进行网络化综合智能控制和管理。首先，要在家居环境中建立一个无线局域网，在智能家居网络操作系统的作用下，通过硬件和执行机构实现对所有无线局域网上用电设备的控制。其次，各种用电设备都要通过一定的网络平台，构成与外界环境的通讯道路，实现与家庭外部环境的信息沟通，完成远程控制、监测和信息交换等功能，实现人们对家居环境的不同需求。
　　 高校作为培养市场需求的高素质人才的重要阵地，开设物联网专业及课程，建设物联网实验室智能家居教学实训系统，成为人才培养的需求。
　　 二、智能家居教学实训系统的建设目标
　　 物联网技术是一门涉及计算机、自动化、电子、通信、网络、信息安全等多学科的应用性极强的交叉学科，物联网实验室智能家居教学实训系统的建设，不仅是创新人才培养的需要，也是学校可持续性发展的要求。
　　 （一）实验室应满足实验教学要求
　　 根据人才培养方案，物联网实验室智能家居教学实训系统的建设，应能满足本专业和相关专业学生完成验证性、综合性、設计性的实验教学内容，通过实验操作和物联网实验环境的实景搭建，巩固物联网的专业知识，激发学习热情。
　　 （二）实验室很强的延展性应满足科研要求
　　 物联网实验室很重要的一个特征是通过传感器、射频等技术，将不同物体联系起来，因此实验室建设时都留有统一开放的接口，并且开放系统源代码，用于教学科研的二次开发，使实验系统的功能具有很强的扩展性。智能家居教学实训系统具有丰富的资源条件和前沿性技术，可以为教师科研课题、学生社团的科技训练、物联网项目实践、科技竞赛、大学生创新创业项目、毕业论文设计甚至对接企业产品提供实验条件。
　　 实验教学、教师科研、大学生科技竞赛与毕业论文等活动通过智能家居教学实训系统有机结合在一起，相辅相成，不仅充分利用了实验室资源，提高资源利用率，还可以汲取学生的奇思妙想为教师带来科研上的灵感，为提升科研成果质量、提高学科建设水平助力。
　　 三、智能家居教学实训系统的建设内容
　　 智能家居教学实训系统是由多种物联网技术交融形成的复杂系统，涉及智能传感器技术、嵌入式编程技术、无线组网技术、串口及网络编程技术、RFID射频识别技术和云平台等远程控制，这些技术和操作要领在物联网的理论课和实验操作过程中可以学习到;同时构建一个智能家居的实景体验区，供学生真实体验智能化家居环境的部署效果;在实验操作和实景体验的基础上，学生可根据自行设计的需求，对实验设备进行二次开发，运用智能家居教学实训系统的各种模块、传感器等设备器件，通过开放的通信接口，自行设计和扩展控制设备，实现教学系统和体验系统的联动，实景搭建属于自己的物联网实验环境，加强学生全面把控部署实际场景的能力，从而实现智能家居教学实训系统的实验教学、体验和展示、科研创新的综合功能。其系统架构示意图如下图所示。
　　 （一）智能家居教学实训系统的技术架构
　　 物联网系统的结构复杂，其工作过程可以类比人类对问题进行智慧处理的过程，借鉴成熟的计算机网络体系结构模型的研究方法，物联网在结构上可分为感知层、网络层和应用层三个彼此独立又紧密关联的部分。感知层类似于人的五官，用于全面感知环境、获取信息、采集数据，它是联系物理世界与信息世界的基础，主要由RFID设备、各类传感器、摄像头、开关控制的器件等构成;网络层类似于人的神经，用于传输信息，采用无线和有线两种技术进行搭建，包括无线局域网、校园网、无线移动通讯网、传感器网络等;应用层类似于人的大脑进行智能计算，提供数据的存储、融合、查询、检索功能，，并进行智能数据处理和智能决策，为各子系统提供智能服务。
　　 （二）智能家居实景体验系统功能

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