半岛·体育中国官方网站平台登陆物联网应用技术（智能家居）全套教学课件pptx1.1概念智能家居的基本概念智能家居与物联网智能家居与云计算、边缘计算智能家居与大数据、人工智能

　　智能家居的基本概念智能家居是以住宅为平台，通过物联网技术将家居生活有关的设施连接到一起，实现智能化的生态系统。智能家居系统通常具有智能灯光控制、智能电器控制、安防监控、智能背景音乐控制、智能视频共享、可视对讲和家庭影院等功能这些功能共同提升了家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并提供了环保节能的居住环境。

　　智能家居的“智能化”在很大程度上建立在良好的硬件基础上，要求极大的存储容量和计算能力，仅靠个人计算机存储成本过高。云计算能够提供低成本的计算资源，目前已得到广泛的应用，生活中智能化的设备通常需要相应的云计算基础设施为用户提供服务。边缘计算能够提供一种数据就近处理的计算服务，边缘计算内的逻辑在云计算上备份，使智能设备产生的数据在本地进行处理，设备之间的联动可以通过局域网内的边缘计算实现，同时实现边缘计算的控制与云计算的控制同步，这样可以解决云服务效率低、体验差的问题。目前，边缘计算技术已被广泛运用在了智能家居领域当中，并已经有很多实际应用案例。

　　大数据技术促进了很多行业的技术革新，人们的家居方式也依托数据不断地朝着数据化、网络化的方向发展。除了传统家居的一些基本功能之外，智能家居也能够让人们对家居的一些使用情况了解得更加详细，同时也能更方便地远程控制家居使用。同时，智能家居的发展与当前计算机领域中最热门的话题——人工智能技术也息息相关。随着人工智能技术的发展，智能家居也正在从最初的无需人工干预的“自动化”逐渐发展为真正的“智能化”。智能音箱就是人工智能技术在智能家居中的典型应用不仅能播放音乐，而且能基于语音识别技术将用户的语音指令转化为系统内部控制指令，并能够实现与用户的语音交互。用户只要发出几个简单的语音指令，就可以体验到智能家居的多项功能，如音乐播放、灯光调节等，极大地提高了系统操作的便捷程度。

　　智能家居系统中的传感器，类似于的眼睛、鼻子和耳朵等感觉器官，用来监测家居环境中的各种信息，为控制系统的决策提供数据支持。传感器一般由敏感元件、转换元件和调节电路三部分组成。

　　为了将传统的家用电器和其他家庭设施有机地纳入到智能家居系统中，接受系统统一的管理和控制，需要使用嵌入式技术将一个微型计算机和相应的执行装置安装在电器和设施内部，用来接收控制中心的指令，经过逻辑运算和数据处理，将指令转换为该电器或设施本身的操作，从而完成指令的执行。嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，没有独立、统一的外观，而是根据设备和应用的需要嵌入在设备内部完成计算、处理、存储和控制的作用。一般来说，嵌入式系统由嵌入式硬件系统和嵌入式软件系统两部分组成。嵌入式系统是实现智能家居自动化控制的基础，通过嵌入式系统将家中的各种设备连接到一起，可以提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警等多种功能。

　　智能家居通信中，有线技术和无线技术各有优势，视客户情况而定。常用的无线技术包括：ZigBee蓝牙WLAN红外（IrDA）技术HomeRF常用的有线（总线CANLonWorksCC-Link

　　控制中心控制中心是智能家居的重要组成部分。从智能家居系统内部来看，控制中心是传感信息汇聚的枢纽、逻辑计算和数据处理的平台、控制指令发布的中心控制中心应是一台具有多种无线网络接入功能、具有一定计算能力和存储空间的主机，能够在异构的环境下完成整个系统的检测和控制控制中心还是智能家居系统与外部网络进行信息交换的接口长远的来看，随着信息技术的发展，单独的智能家居系统会作为一个组成单元融入到更广阔的智能平台中，控制中心的部分功能会迁移到云计算平台，并且借助大数据、云计算和人工智能技术，通过使用更丰富的计算和信息资源，在智能家居内部实现真正的智能化

　　人机交互系统人机交互系统在智能家居中起到了非常重要的作用，交互的高效性和可用性将直接影响智能家居系统的用户体验。早期的智能家居人机交互系统延续了工业控制中的基于触摸屏的方式，随着智能手机的出现和普及，手机交互是目前最常见的智能家居交互方式，通过安装相应的手机APP，与传统的交互方式相比，手机交互能够实现了远程控制和定时开关等功能，极大的提高了操作的便捷性和高效性。语音交互与越来越多的出现在成熟的智能家居商业产品中，是继手机等触控交互后的另一种发展趋势，也成为未来最北看好的人机交互方式之一。长远来看，语音交互、体感交互、及触控交互等多种交互模式并行的多模态交互将得到全面发展。通过采集跟踪人脸、手势、姿态、语音等用户信息，并在理解和处理之后转换为用户操作，多模态交互将会极大提升用户的交互体验

　　智能家居在中国的发展经历的四个阶段1．萌芽期/智能小区期（1994年-1999年）2．开创期（2000年-2005年）3．徘徊期（2006-2010年）4．融合演变期（2011-2014年）

　　运营商充分利用自身在固话、宽带、移动等网络方面的优势，与技术实力雄厚的第三方品牌合作发展，形成具有竞争力的生态格局在智能家居落地方式上，运营商巧妙地借鉴了当年苹果和中国联通推出iPhone合约机加速智能手机消费普及的营销思路，和智能家居供应商合作，以补贴的形式刺激消费者尝试智能家居，加速培育智慧家庭市场

　　中国知名的传统公司海尔、格力和美的等等，也加入了智能家居行业的竞争。对于传统公司来说，硬件是必不可缺的。他们对于智能产品的思考，都建筑在一件件硬件实体上。传统公司的设计师想的是：如何为产品插上智能的翅膀。因此，他们把wifi模块加入硬件，让硬件能被手机控制，形们普遍认为的智能家居。

　　国外互联网巨头在智能家居行业的布局已初具规模，纷纷为争夺家居场景中的控制权而战，且各有侧重。亚马逊以Echo智能音箱为入口，通过Alexa语音助手实现声控功能，已兼容2000多个品牌的12000多个智能设备；Google同样押宝智能音箱，通过人工智能＋软件＋硬件的方式与Nest智能家居产品融合；三星相继收购了SmartThings和VivLabsInc.，在软硬件全产业链能力中占据优势；苹果主要依靠开放的API制定标准协议，通过HomeKit匹配互联网设备。与国外市场的统一、单调不同，国内智能家居市场的竞争可以称得上是百家争鸣、百花齐放。除了争夺家居场景的控制权，国内互联网巨头从平台、生态、社交、安全等方面对智能家居行业展开了全方面围剿，竞争加剧升级。

　　中国智能家居行业在应用领域的探索十分积极，华为、小米、美的、阿里等巨头企业都积极向这一领域布局，推出自己的智能家居平台和各种软硬件产品，已经取得了非常显著的成果，产业联动优势正在快速凸显。由于人口规模具备明显优势，加上阿里、京东等厂商本身就有明显的渠道优势，部分硬件产品的销量已经取得非常不错的成绩，根据Canalys报道显示，在2018年第三季度，全球智能音箱销量达到1970万台，同比增长137%，阿里巴巴卖了220万台天猫精灵，排名全球第三，国内另一厂商小米则跻身第四位

　　国家质检总局、国家标准委批准发布了三项智能家居系列国家标准《物联网智能家居数据和设备编码》《物联网智能家居设备描述方法》《智能家居自动控制设备通用技术要求》重点在文本图形标识、数据和设备编码、设备描述、用户界面、设计内容等五大方面对物联网智能家居进行了详细定义和规范。

　　1.4当前标准国家标准GB/T35314-2017《物联网智能家居设备描述方法》规定了物联网智能家居设备的描述方法、描述文件的格式要求、功能对象类型、描述文件元素的定义域和编码、描述文件的使用流程和功能对象数据结构。国家标准GB/T35143-2017《物联网智能家居数据和设备编码》规定了智能家居系统中各种设备的基础数据和运行数据的编码序号，设备类型的划分和设备编码规则。两项标准适用于智能家居系统中相关设备的应用与管理。国家标准GB/T35132-2017《智能家居自动控制设备通用技术要求》规定了家庭自动化系统中家用电子设备自主协同工作所涉及的通信要求、设备要求、控制要求和控制安全要求，适用于智能家居电子设备的自动控制应用。

　　国标GB7665-87对传感器的定义为：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。该定义说明传感器是由敏感元件和转换元件构成的检测装置，具有“感”和“传”两方面的基本功能，能够完成检测任务，然后将探知的信息变换为电信号或其他预先指定的信号形式输出，便于传输、存储、处理和显示等。传感器的输出与输入之间存在确定的对应关系，并且具有一定的精确程度。在不同的技术领域中，传感器有不同的名称，比如传送器、变送器、检测器和探头等，是根据器件用途对同一类型的器件使用不同的技术术语，而近年来已经逐渐统一使用传感器这一名称。

　　传感器的分类传感器种类繁多、原理各异，同一个被测量可以使用多种技术来测量，而同一原理的传感器又可测量不同类型的物理量，因此对传感器国内外目前尚无统一分类方法。按照被测量进行划分，传感器可分为物理型、化学型和生物型等类型；按照感知功能进行划分，传感器可分为电敏、磁敏、光敏、力敏、热敏和声敏等类型；按照信息转换原理进行划分，传感器可分为压电式、压阻式、磁阻式、热点式、光电式、电阻式、电容式和霍尔式等类型；按照敏感元件使用的材料进行划分，传感器可分为金属传感器、聚合物传感器、陶瓷传感器和混合物传感器等类型；按照输出信号进行划分，传感器可分为模拟型、数字型、膺数字型等类型；按照技术发展阶段进行划分，传感器可分为分立传感器、集成传感器和智能传感器等类型

　　根据被测量分类物理量力学量压力传感器、力传感器、力矩传感器、速度传感器、加速度传感器、流量传感器、位移传感器、位置传感器、尺度传感器、密度传感器、粘度传感器、硬度传感器热学量温度传感器、热流传感器、热导率传感器光学量可见光传感器、红外光传感器、紫外光传感器、照度传感器、色度传感器、图像传感器、亮度传感器磁学量磁场强度传感器、磁通传感器电学量电流传感器、电压传感器、电场强度传感器声学量声压传感器、噪声传感器、传感器、声表面波传感器射线x射线传感器、β射线传感器、γ射线传感器化学量离子传感器、气体传感器、湿度传感器生理量生物量体压传感器、脉搏传感器、心音传感器、体温传感器、血流传感器、呼吸传感器、血容量传感器、体电图传感器生化量酶式传感器、免疫血型传感器、微生物型传感器、血气传感器、血液电解

　　根据信息转换原理分类变换原理传感器变换电阻电位器式、应变式、压阻式、光敏式、热敏式变换磁阻电感式、差动变压器式、涡流式变换电容电容式、湿敏式变换谐振频率振动膜式变换电荷压电式变换电势霍尔式、感应式、热电偶式

　　根据使用材料分类在外界因素的作用下，所有材料都会做出具有特征性的反应，因此可以从中选择对外界反应最敏感的材料来制作传感器的敏感元件。根据传感器使用的材料的性质也可对传感器进行分类。按照材料的类别，可分为金属传感器、聚合物传感器、陶瓷传感器和混合物传感器；按照材料的物理性质，可分为绝缘体传感器、半导体传感器、导体传感器、磁性材料传感器；按照材料的晶体结构可分为单晶传感器、多晶传感器和非晶体材料传感器。

　　根据输出信号分类根据传感器的输出信号，可将传感器分为模拟传感器、数字传感器、膺数字传感器和开关传感器等类型。模拟传感器将被测量的非电学量转换为模拟电信号；数字传感器将被测量的非电学量直接或间接转换为数字电信号；膺数字传感器将被测量的信号量直接或间接转换为频率信号或短周期信号的输出；开关传感器在一个被测量的信号达到某个特点的阈值时，会相应输出一个设定的低电平或高电平信号。

　　智能传感器传感器的发展历程大致可分为三个阶段。第一阶段为结构型传感器，以形状、尺寸等结构为基础，利用参量变化来感受信号。第二阶段为固体传感器，由半导体、电介质和磁性材料等固体元件构成，基于物理或化学的效应和定律，利用材料的某些特性来感受信号。第三阶段是当前正在逐渐发展的智能传感器智能传感器是计算机技术、微电子技术与检测技术相结合的产物，利用MEMS技术和大规模集成电路技术，将敏感元件、信号调理电路、微处理器、存储器、以及无线通信组件集成在一块芯片上，使传感器具备检测、自诊断、数据处理、多参量测量以及网络通信等功能，实现微型化、集成化和智能化

　　为了更好地满足控制领域嵌入式应用的需求，随着技术的进步，单片机不断扩展，集成了性能更强的CPU、容量更大的存储器和一些满足控制要求的电路单元。目前,单片机已广泛称作微（MicrocontrollerUnit，MCU）。相比于单片机，微这个名称的应用指向性更强一些。

　　微的分类根据CPU处理二进制位数字长可分为8位、16位和32位机目前常见的MCU包括8位的MCS-51系列、8~32位的PIC系列、16位的MSP430系列、8~32位的AVR系列和32位的ARMCortex-M系列。其中，Intel公司的MCS-51系列MCU是一款在全球范围得到广泛使用的8位机型，后期通过专利转让或技术交换，Intel将8051内核技术转让给许多半导体芯片生产厂家，如ATMEL、Philips、Cygnal、ANALOG、LG、ADI、Maxim、DEVICES和DALLAS等公司。技术人员常用8051来泛指所有这些具有8051内核、使用8051指令系统的增强型和扩展型MCU。

　　微的分类根据指令结构可分为复杂指令集计算机（ComplexInstructionSetComputer，CISC）和精简指令集计算机（ReducedInstructionSetComputer，RISC）一直以来，提高计算机性能的常用方法是增加硬件的复杂性。随着集成电路技术，特别是VLSI（超大规模集成电路）技术的迅速发展，硬件工程师不断增加可实现复杂功能的指令和多种灵活的编址方式，以此获得更强的计算能力。这种设计的型式被称为CISC结构IBM公司提出了RISC结构的构想，即指令系统中只包含使用频率高的少量指令，同时也提供一些必要的指令以支持操作系统和高级语言。Microchip的PIC系列微、ATMEL的AVR系列都属于基于RISC架构的微。通过设置指令为单字长度，上述MCU取指令的周期短，且支持预取指令和流水作业，实现了代码压缩，有效提高代码执行速度。由于RISCMCU包含较少的单元电路，所以硬件结构设计更为简单，芯片面积小且功耗低。

　　微的分类根据内嵌程序存储器的类别可分为掩膜、OTP、EPROM/E2PROM和闪存Flash掩模ROM的写入必须在工厂进行，成本低廉，适于大批量定制，但灵活性较差，上市周期长。其他类型的ROM可由用户在专用的编程器中进行写入和校验。EPROM和E2PROM可用专用的紫外线擦除器擦除程序代码，然后继续在线编写和修改，但写入周期较长，并且重复改写的次数受限。Flash的读写效率高，可以直接与CPU连接，特别适合于便携式系统

　　ARM是AdvancedRISCMachines的首字母缩写，它既是一个公司的名称，也是该公司设计的微处理器的统称。1990年ARM公司成立于英国剑桥，致力于设计低功耗、低成本和高性能的32位嵌入式RISC系列处理器目前ARM公司出品的系列微处理器市场覆盖率最高、发展趋势广阔，已经占据32位RISC微处理器80%以上的市场份额，广泛应用在移动设备等嵌入式领域中知识产权（IntellectualProperty，IP）核的概念出现在20世纪90年代，简而言之，集成电路制造商将经过检验的合格的电路设计文件保存在数据库中，当日后进行类似功能的IC设计时，设计人员可以直接将库中的文件取出作为子模块进行调用，从而减少了重复开发的工作量，降低了设计成本。这些具有固定的不可再分功能的IC设计部件被称之为核（core），核文件已被称之为知识产权核或IP核。

　　ARMCortexARMCortex系列包含三个子系列，即Cortex-A、Cortex-R和Cortex-M。三个子系列差异较大，分别瞄准不同的应用市场。Cortex-A系列的目标是为包括手机、数字电视、电子书和家庭网关在内的高端市场提供的高性能处理器，其中的A即Application的首字母；Cortex-R系列专注于提高应用的实时性能，典型应用环境包括汽车刹车系统和动力传动系统等，R为Real-Time的首字母；Cortex-M系列是面向嵌入式应用提供低功耗高性能的微，因此用Microcontrollor的首字母M来命名。

　　ARMCortexM0Cortex-M0是ARM公司于2009年推出的面向嵌入式应用的32位微的IP核。Cortex-M0内核的门电路少，代码密度高，因此具有尺寸小、执行速度快和低功耗等特点，其能耗仅为85μW/MHz。近几年来，Cortex-M0微的价格也不断降低，已经处于市场上其他8/16位微的同等水平，因此被广泛应用在智能家居、智能仪表、人机接口设备、汽车和工业控制系统中

　　Cortex-M0指令集Cortex-M0基于ARMv6-M架构，使用的是ARMv6-MThumb指令集，包括大量的32位的Thumb-2指令。早期的ARM处理器架构采用32位指令集，称作ARM指令。ARM指令具有强大的功能和良好的性能，但与8位/16位处理器相比，需要占用更大的程序存储空间，功耗也更大。为了解决代码长度问题，1995年ARM着力开发了一种新的指令体系，即Thumb指令集。Thumb指令集是ARM指令集的一个子集，具有16位的代码宽度，与等价的32位RISC代码相比有更好的代码密度，有效的节省了系统的存储空间。经统计，Thumb指令集代码大小降低了约30%。Thumb-2指令集是Thumb指令集和ARM指令集的一个超集，集成了传统的Thumb指令集和ARM指令集的各自优点，不需要显示切换状态就可运行16位与32位混合代码。与32位ARM指令集相比，Thumb-2指令集降低了大约26%的代码量，同时能够保持相同的性能。

　　纵观嵌入式系统的发展过程，大致经历了4个阶段。第一阶段是以4位和8位单芯片为核心的可编程系统。这种系统存储容量小，系统结构简单，计算效率低，主要应用在专业的工业控制系统中，与设备相配合完成监测、伺服等相对单一的工作。在应用软件方面缺乏操作系统支持，大多采用汇编语言编写程序直接控制被控设备。第二阶段是以8位和16位嵌入式处理器为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。在这一时期出现了大量不同种类的CPU，系统整体开销减小，效率提升，但通用性比较差。多家公司推出了包含传统商业操作系统特征的嵌入式操作系统，具有一定的兼容性和扩展性，一般都配备系统仿真器，方便了应用开发过程，应用软件专用性强。此时期的嵌入式系统主要用来控制系统负载以及监控应用程序的运行。

　　嵌入式系统的发展第三阶段是以32位RISC嵌入式处理器为基础、以实时操作系统为核心的实时嵌入式系统。在此阶段，32位微逐渐成为市场主流，主频越来越高，并继续向高速、智能化和低功耗的方向发展；高速度、高精度的DSP的发展更进一步提升了嵌入式系统的技术水平。嵌入式操作系统具有高度的模块化和扩展性，效率提高，兼容性好，能够运行在多种不同类型的微处理器上；能够支持多任务，网络操作，图形窗口和用户界面；操作系统提供大量的应用程序接口（API），并且一些跨平台的软件开发技术从通用计算机上延展到嵌入式系统中，进一步简化了应用程序的开发。第四阶段是以基于Internet接入为标志的嵌入式系统，目前正处在迅速发展阶段。随着物联网概念的提出，NB-IoT、LoRa、Zigbee和WLAN等网络通信技术的蓬勃发展，结合嵌入式系统应用日益增长的网络化需求，嵌入式设备与Internet的结合代表着嵌入式技术的未来。

　　嵌入式系统的定义IEEE（国际电气和电子工程师协会）对嵌入式系统的定义为：嵌入式系统是用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置。显然，这个定义是从应用的角度考虑的，嵌入式系统是软件和硬件的综合体。目前国内普遍被认同的一个较为完整和规范的定义为：嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。该定义给出了嵌入式系统包含的4个要素。

　　无线年，麦克斯韦建立了电磁理论；1888年，赫兹通过实验证实了电磁波的存在；1896年，马可尼发明了无线年完成了跨域大西洋的通信实验，从而推动人类进入了无线通信时代。发展至今，通过卫星通信、无线网络和移动通信等技术，人们几乎可以把所有类型的信息发送到世界的各个角落。无线通信技术深刻地影响到了人们的工作和生活。

　　无线电波的传播特性无线电波是一种电磁波，以开放的方式在自由空间中传播，速度为3?108m/s，同样也具有直射、反射、绕射和散射等波的特性。为了避免同一区域多个用户使用的无线电波相互干扰，就需要将频率根据不同的业务进行分配，以避免频率使用方面的混乱。无线电波频率是一种有限的非耗损性资源，因此世界各国均设有专门的机构进行分配和管理。

　　无线电波的传播特性无线GHz之间，不同频段具有不同的传播特性。频率低的无线电波在传播过程中的损耗小，传播距离远并且绕射能力强，但低频段的频率资源有限，系统容量小。高频段的频率资源比较丰富，系统容量大，但频率越高传播损耗就越大，传播距离近并且绕射能力弱，同时高频段的技术难度大、成本高。

　　无线电波的传播特性按照发射天线到接收天线的传播途径的不同，无线电波传播主要方式有直达波传播、地波传播和天波传播等3种

　　短距离无线通信技术短距离无线通信技术目前并没有严格的定义。一般意义上，单跳有效传输距离在百米以内，通信收发双方通过无线电波传输信息，组网技术灵活的通信技术，就可以被称为短距离无线通信技术。短距离无线通信技术具有低功率、低成本、低复杂度、体积小、可用频率多等特点。工作频率多为免付费、免申请的全球通用的工业、科学、医学（Industrial,ScientificandMedical,ISM）频段，不需要申请频率资源使用许可证，同时设备价格低廉；终端之间采用无中心、自组织的对等通信模式；适用范围广，可根据不同应用需求进行个性化设计，特别适用于频率资源稀缺的环境，所以应用场景众多。

　　蓝牙的起源和特点1998年，爱立信、诺基亚、东芝、IBM和Intel五家公司成立了特别兴趣小组（SpecialInterestGroup,SIG）来联合开展一种短距离、低成本的无线通信技术的标准化工作以历史上颇具传奇色彩的丹麦国王哈拉德二世的名字“蓝牙”来命名，表达了将该技术推广至全世界的信心。

　　传统蓝牙技术规范采用了灵活开放的原则设计协议和协议栈。为保证种类繁多的蓝牙设备和应用之间能够实现互联互通，所有设备都要实现蓝牙协议栈中的数据链路层和物理层，但并不要求必须实现全部协议，应用可以根据自身需求选择其他协议。在高层协议的设计方面，蓝牙尽可能重用现存的协议，而不是重新设计和实现新协议，所以蓝牙中包含了很多已经稳定成熟的协议。蓝牙协议栈的灵活性和开放性保障了设备制造厂商快速开发多种多样的兼容蓝牙技术规范的软硬件应用。

　　低功耗蓝牙低功耗蓝牙BLE是一种新型的超低功耗无线传输技术，功耗和传输速率是其重点提升的技术指标。根据蓝牙技术联盟的数据，低功耗蓝牙的峰值功耗仅为以前版本的1/2，一颗纽扣电池就能支持使用了蓝牙4.0的电子设备正常工作一年以上。蓝牙4.0规范定义了两种实现方式：单模（single-mode）方式和双模（dual-mode）方式。双模方式的芯片将低功耗蓝牙协议集成到传统蓝牙之中，实现两种蓝牙的共存共用；单模方式的芯片仅采用低功耗蓝牙协议，降低了设备功耗，提高了数据传输速率。

　　2002年，英国Invensys公司、日本三菱电气、美国摩托罗拉公司和荷兰飞利浦公司共同组建Zigbee联盟目标是基于IEEE802.15.4通信标准开发一种低成本、低速率、低功耗、低延迟、自组织的无线网络技术该名称来源于蜜蜂（bee）通过折线（Zigzag）的之字舞与同伴共享花粉位置信息的现象，比较贴切地反映了Zigbee的技术特点2004年12月，Zigbee1.0版规范发布，随后Zigbee联盟又陆续通过了Zigbee2006、ZigbeePro和Zigbee3.0等规范

　　Zigbee基于IEEE802.15.4标准定义的通信功能来构建低功耗、低成本的网络系统。为了进一步降低设备硬件成本，IEEE802.15.4标准将设备分为全功能设备FFD和精简功能设备RFD两种。FFD可以充当任一种类型的网络节点，而RFD只能作为终端节点。Zigbee网络可以采用三种拓扑结构：星形拓扑、网状拓扑和树形拓扑

　　WLAN（WirelessLAN）是基于IEEE802.11系列标准构建的以无线信道为传输媒介的计算机局域网帮助用户摆脱网线的限制，为用户提供灵活、稳定、高速和安全的无线网络服务用户的笔记本电脑、平板电脑和智能手机等电子设备可以在生活和工作的各个场所通过WLAN便捷高效地共享文件，并且方便灵活地接入互联网WLAN已成为众所周知的和应用最为广泛的无线网络技术Wi-Fi（WirelessFidelity），即无线无线设备互通性所成立的联盟及其品牌的名称

　　WLAN网络结构最常使用的是基础架构模式（Infrastructure）。在该模式中，一个无线接入点AP和多个处于同一区域的网络主机采用星形拓扑组成基本服务集（BasicServiceSet，BSS）。每个AP被指定一个服务集标识符（ServiceSetIDentifier，SSID），并周期性地对外广播自己的SSID和MAC地址。网络主机通过搜索接收到的SSID来识别AP并且选择希望加入的网络。在选择过程中，如果没有人为指定，网络主机通常会选通信质量最好的AP。AP负责管理无线网络和接收、缓存、转发数据包，网络主机之间经过AP来进行网络通信。同时，AP可使用网线接入骨干有线网络半岛bandao体育官方，如以太网，并作为无线网络和有线网络之间的网关进行数据中转服务，由此BSS内的无线主机可以与外界网络互连，且与有线网络主机一样，具有同等的网络功能，可以通过路由器访问互联网。BSS是WLAN网络的基本组成单元，多个BSS能够同时连接有线网，扩展网络规模。AP通常由交流电持续供电，功率强，覆盖半径达上百米。，

　　WLAN支持的另一常用的组网方式是点到点（Peer-to-Peer）模式，或称对等模式。对等模式采用灵活的组网方式，不需要固定的AP组建网络和转发数据，而是由WLAN网络主机通过自组织的方式自发建立网络，并且使用多跳的方式在网络中传输数据。在此模式中，网络主机既要利用网络传输自己高层应用的数据包，又要像路由器一样缓存和转发其他网络主机的数据包，也就是说，既是网络功能的使用者，又是网络功能的提供者。对等模式具有灵活强、扩展性强、网络覆盖范围大等优点，但由于缺少了AP的集中管理，对等模式网络管理和网络路由的复杂度较高

　　WLAN物理层IEEE802.11b/g工作在ISM的2.4~2.4835GHz频段，频率干扰现象非常严重。802.11标准将该频段83.5MHz的带宽划分为14个信道，每个信道的频宽为22MHz，相邻信道中心频率的间隔为5MHzCH1在频谱上和CH2、CH3、CH4、CH5都有重叠的部分，因此如果有一台无线，而同时另一台主机工作在CH2~CH5的其中之一的话，两台主机发出的信号会互相干扰。为避免这种情况的发生，802.11规定频段存在重叠关系的相邻信道不能同时被使用。基于这个原则，同一区域只有3个信道是相互都不重叠的，如CH1、CH6和CH11，所以最多只能同时使用3个信道。由于各国对于实际使用的2.4GHzWLAN信道的规定不同，比如美国和加拿大只开放CH1~CH11，欧洲和中国则开放CH1~CH13，而日本开放CH1~CH14，因此CH1、CH6和CH11是普遍被同时使用的3个信道。IEEE802.11工作的5GHz频段被划分为23个非重叠信道。

　　WLANMAC层IEEE802.11的数据链路层包含逻辑链路控制层（LLC）和介质访问控制层（MAC）两个子层，并且采用了IEEE802.2定义的LLC子层。802.11MAC层采用的CSMA/CA技术与802.3以太网的CSMA/CD技术类似，同样使用载波侦听多路复用（CarrierSenseMultipleAccess，CSMA）。隐藏终端是无线网络的一个常见现象，产生的原因在于无线通信信号的有效覆盖范围是有限的，不在彼此通信范围内的主机相互都是不可知的，因此网络主机不能了解网络其他区域的信道使用情况，这种现象可能会引发传输的冲突。为适应无线在CSMA的基础上增加了冲突避免（CollisionAvoidance，CA）功能，主要思想是调节主机占用无线信道的时间点，通过竞争的方式对多个主机进行排序，每次排序第一的主机获得信道使用权，可以占用信道发送数据，其他主机等待下次机会，从而避免发生冲突。同时CSMA/CA采用了ACK主动确认机制，保证网络通信的可靠性。

　　通过信息传感设备，按约定的协议，将任何物体与网络相连接，物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能物联网最早的鼻祖可追溯到1990年由施乐公司发售的网络可乐贩卖机——NetworkingCokeMachineMITAuto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID时最早提出来的物联网(InternetofThings)2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联网”的概念2009年8月总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”

　　物联网的基本特征物联网就是“物物相连”的互联网这其中包括两层含义：物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信

　　利用无线射频识别(RFID)、传感器、定位器和二维码等手段随时随地对物体进行信息采集和获取感知包括传感器的信息采集、协同处理、智能组网，甚至信息服务，以达到控制、指挥的目的物联网是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。

　　可靠传输是通过各种电信网络和因特网融合，对接收到的感知信息进行实时远程传送，实现信息的交互和共享，并进行有效的处理在这一过程中，通常需要用到现有的电信运行网络，包括无线和有线网络物联网不仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式

　　智能处理是利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对随时接受到的跨地域、跨行业、跨部门的海量数据和信息进行分析处理，提升对物理世界、经济社会各种活动和变化的洞察力，实现智能化的决策和控制

　　物联网的基础架构物联网迄今为止并没有一个明确的定义，目前较为全面的定义是中国物联网大会提出来的：凡是有传感器和传感技术而感知物体的特性，并按照固定的协议，实现任何时候物与人之间、人与物之间、人与人之间互联互通，实现智能化识别，定位跟踪管理的网络就是物联网根据物联网的三个基本特征，可以确定出物联网的三层基础架构：感知层、网络层和应用层

　　4.2大数据技术1998年，SGI的首席科学家JohnR.Masey在USENIX大会上首次提出大数据概念，他在发表的BigDataandtheNextWaveofInfraStress的论文中首次提出”大数据”这个词2003-2006年，Google公布发表GFS，Mapreduce，Bigtable三篇技术论文，奠定了大数据发展的基石在信息技术中，“大数据”是指一些使用目前现有数据库管理工具或传统数据处理应用很难处理的大型而复杂的数据集，其挑战包括采集、管理、存储、搜索、共享、分析和可视化

　　大数据处理主流框架HadoopApacheHadoop软件库是一个框架，它允许使用简单的编程模型在计算机集群之间对大型数据集进行分布式处理。支持从单个服务器扩展到数千台服务器，每台机器都提供本地计算和存储Hadoop在计算机集群的上游提供高可用性服务，用于检测和处理应用程序层的故障，但不是依靠硬件来提供高可用性SparkApacheSpark使用最先进的DAG调度程序、查询优化器和物理执行引擎，为批处理和流式数据实现了高性能,可以轻松构建并行应用程序，使用Java、Scala、Python、R和SQL快速编写应用程序Spark为一堆库提供动力，包括SQL和数据帧、用于机器学习的MLlib、GraphX,和SparkStreaming，可以在同一个应用程序中无缝地组合这些库FlinkApacheFlink是一个框架和分布式处理引擎，用于无边界和有界数据流上的有状态计算Flink可以在所有常见的集群环境中，以内存的速度和大小运行、执行计算。具有4个特点，分别是处理无边界和有界数据、在任意位置部署应用程序、以任何规模运行应用程序、充分利用内存性能。StormApacheStorm是一个自由开源的分布式实时计算系统，具有可扩展性、容错性Storm支持可靠地处理无边界的数据流，可以像Hadoop对批处理所做的那样进行实时处理，支持多种语言。有许多用例：实时分析、在线机器学习、连续计算、分布式RPC、ETL等。处理速度很快，支持每秒处理超过一百万个元组

　　大数据关键技术大数据技术是一系列使用非传统的工具来对大量的结构化、半结构化和非结构化数据进行处理，从而获得分析和预测结果的数据处理技术大数据需要多种技术共同作用才能完整体现其价值。根据大数据的处理过程，大数据关键技术可分为：大数据采集大数据存储大数据处理大数据计算大数据应用

　　大数据采集技术是指传感器采集、计算机终端采集、互联网数据采集、地理数据采集、移动智能设备数据采集等多种方式获取各种类型的数据，包括结构化数据、半结构化数据、非结构化数据，利用ETL等工具将分布的、异构的数据源中的数据如关系数据、平面数据文件等，抽取到临时中间层后进行清洗、转换、集成，最后加载到数据仓库或数据集市中，成为联机分析处理、数据挖掘的基础；或者也可以把实时采集的数据作为流计算系统的输入，进行实时处理分析大数据采集与传统数据采集相比，具有数据源类型繁杂，获取的数据量大、速度快、类型多样等特点，所以大数据采集技术在保证数据采集的可靠性、高效性、准确性等方面具有很大挑战

　　大数据存储是将采集到的数据进行持久化，存储到相应的数据库，利用分布式文件系统、数据仓库、关系数据库、NoSQL数据库、云数据库等，实现对结构化、半结构化和非结构化海量数据的存储，有利于统一进行管理和调用，解决海量文件的存储与管理，海量小文件的存储、索引和管理，海量大文件的分块与存储以及系统可扩展性与可靠性

　　大数据处理分为流处理模式和批处理模式两种批处理是先存储后处理，流处理是直接处理。最典型的批处理模式是MapReduce编程模型，Google公司在2004年提出的MapReduce编程模型分为Map任务和Reduce任务两部分，将用户的原始数据进行分块，交给不同的Map任务去处理，之后Reduce任务对所有的Map任务进行处理，根据Key值进行排序汇聚，输出结果流处理模式是应对数据实时处理很好的选择，目标是尽可能快的对最新的数据进行分析并给出结果，包括数据预处理、数据脱敏清洗等操作，原理是将数据视为流，依赖内存数据结构，将源源不断的数据组成数据流立刻处理并返回结果。

　　大数据智能计算决定最终信息是否有价值，通过计算获取智能的、深入的、有价值的信息大数据智能计算可分为数据分析挖掘和数据计算两类数据分析挖掘又分为数据分析和数据挖掘，数据计算包括图计算、流计算、时空计算、云计算、高性能计算5类越来越多的应用涉及大数据，这些大数据的属性，包括数量、速度、多样性等都会引发大数据不断增长的复杂性，所以大数据智能计算就显得尤为重要。

　　大数据应用领域广泛，各行各业中都有大数据的身影，包括金融、医疗、交通、工业、电信、舆情、社交、旅游等行业

　　4.3云计算与边缘计算云计算（CloudComputing）是一种商业计算模型，它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使用户能够按需获取计算能力、存储空间和信息服务云计算将计算资源集中起来，并通过专门软件实现自动管理，无需人为参与。用户可以动态申请部分资源，支持各种应用程序的运转，无需为烦琐的细节而烦恼，能够更加专注于自己的业务，有利于提高效率、降低成本和技术创新边缘计算（EdgeComputing）是相对云计算而言的，它是指收集并分析数据的行为发生在靠近数据生成的本地设备和网络中。边缘计算又被叫做分布式云计算、雾计算

　　边缘计算云计算的不足：万物互联实时性需求数据安全与隐私能耗较大边缘计算模型是指在网络边缘执行计算的一种新型计算模型边缘计算模型中边缘设备具有执行计算和数据分析的处理能力，将原有云计算模型执行的部分或全部计算任务迁移到网络边缘设备上，降低云服务器的计算负载，减缓网络带宽的压力，提高万物互联时代数据的处理效率边缘计算是对云计算的补充，为移动计算、物联网等提供更好的计算平台

　　4.4人工智能人工智能是一门涉及信息学、逻辑学、认知学、思维学、系统学和生物学的交叉学科，已在知识处理、模式识别、机器学习、自然语言处理、博弈论、自动定理证明、自动程序设计、专家系统、知识库、智能机器人等多个领域取得实用成果20世纪中叶，人工智能的发展经历了第一次热潮。麦卡洛克和皮茨发现了神经元“兴奋”和“抑制”的工作方式，1956年罗森布拉特提出了“感知机”模型，促进了连接主义的发展。同时，1959年所罗门夫有关文法归纳的研究和1965年塞缪尔将分段划分引入对符号域的数据处理，也促进了符号主义的发展1995年提出了统计学习理论，既有严密理论又有完美算法支持，人工智能也因此成为以统计学习和机器学习为主导的研究。

　　人工智能的核心技术机器学习即用人类最原始的学习方法给予机器可以处理数据的能力，通过训练数据归纳出算法，用测试数据测试算法准确性，再通过历史数据所产生的经验做出有效的决策。机器学习作为人工智能的技术基础，不仅拥有通过算法对计算机数据进行快速处理的能力，还拥有统计模型所具有的对问题进行预测、分类的能力。主要方法包括：监督学习无监督学习强化学习

　　计算机视觉通过对数字图像或者视频进行检测、识别、分析，使得计算机对于摄像机拍摄到的场景信息具备高级别的理解和决策能力核心任务是将实际场景中拍摄到的图像进行特征提取，得到特定的数值或符号信息，再根据这些数值或符号做进一步的检测或者识别，并将结果以决策的形式来表现可以认为计算机视觉技术是采用几何、物理、统计和学习理论等来构建模型，然后从图像数据中分解出判别信息这里的图像是广义的，其数据源包括照片、视频、医学影像、紫外红外谱段相机拍摄的多模态图像等等。计算机视觉的子领域包括场景重建、事件检测、视频跟踪、目标识别、3D姿态估计、运动估计和图像复原等等

　　自然语言处理是以利用计算机和软件系统为工具，为实现计算机与人类自然语言之间更好的沟通交流和计算机对人类言有效理解与加工处理的一个重要方向自然语言处理旨在研制可对人类口头或书面语言做出非预设反应，可对外部信息进行有效通信交流的计算机系统或软件系统涉及到了有关语言学、数学以及计算机学科等多学科知识，并交叉成为了一门计算机与人工智能方面的成熟学科。如果计算机的处理系统可以对人类自然语言进行有效的处理，并可以在一定程度上地理解且对自然语言进行检索提取运用加工，那么计算机在人工智能领域可以说是具备了一定的智能，对人工智能领域和计算机领域的发展都将具有极大的意义。

　　生物特征识别生物特征识别技术利用人类固有的生物特征来作为识别的依据，而这些特征往往有很高的个体差异性，同时可模仿性也很差这些技术主要包括：指纹、声音、人脸、掌纹、笔迹等生物特征基于这些生物特征，人们也已经研制出很多耳熟能详的生物特征识别的产品，如指纹打卡机、人脸识别开机、声音控制设备、签名识别等多种产品

　　语音识别技术语音识别技术的研究工作最早可以追溯到二十世纪五十年代二十世纪八十年代有两项关键技术在语音识别中得到应用，使语音识别的发展取得重要突破，分别是基于隐马尔科夫模型（HiddenMarkovModel，HMM）的声学建模和基于N-gram的语言模型语音识别开始从基于简单的模板匹配方法转向基于概率统计建模的方法进入了21世纪，随着计算机硬件的发展，促进了深度神经网络（DepthNeuralNetwork，DNN）在语音识别中的应用，将深度神经网络运用到隐马尔科夫模型状态输出的概率，构成DNN-HMM系统

　　第5章智能家居企业平台与生态《物联网应用技术（智能家居）》教育部计算机类专业教指委-华为协同育人项目

　　能力CAPACITY要求了解智能家居开发平台的功能及特点了解智能家居云平台的架构。了解主流智能家居云平台的开发流程了解主流智能家居云平台及其生态。

　　一、华为HiLink基本概念华为HiLink智能家居开发者平台开发者及开发者账号企业开发者ManufacturerID（生产商标识）DeviceID（设备标识）DeviceTypeID（产品类型标识）产品功能定义

　　支持自动发现华为HiLink设备支持在智能网关的场景下一键完成设备入网配置。支持网络参数发生变化时自动同步，无需重新配置。支持多个智能网关分布式部署，设备自动切换。智能连接支持一个App完成设备管理和控制，统一入口，统一体验。支持通过手机App完成多设备联动和场景设置。支持通过智能网关实现局域网内设备联动。支持通过接入智能家居云实现云端设备联动智能联动

　　一、华为HiLink协议策略开放设备侧SDK，帮助智能硬件厂商快速集成华为HiLink协议。开放App侧HTML5插件开放，支持厂家定制设备控制页面。云端通过开放API，实现和第三方云的协议对接和数据共享。开放智能网关插件平台，可以支持主流协议，如googleweave协议的对接。

　　一、华为HiLink行业合作与进展华为HiLink开放协议已经和海尔、美的、BroadLink等国内几十家知名厂商合作，打造互联互通的新平台。未来将会有越来越多的厂家产品支持，为消费者提供真正的智能家居体验。目前华为最新智能路由、电视盒子、手机等智能终端上均支持对接华为HiLink平台，可以为消费者提供极致简便的互联互动体验。

　　一、华为HiLink开发者社区华为HiLink开发社区为开发者提供全方位的指导，帮助开发者从开发环境搭建到集成、测试、提供一站式的开发服务。开发者社区提供了如下方面服务：华为HiLink开发工具，远程调测平台，应用接入管理平台，SDK下载入口，文档在线，实时客服以及应用推广。

　　一、华为HiLink产品开发产品开发是指借助HiLink平台，进行产品创建、产品定义、固件开发、固件上传、申请认证等步骤，完成一个将硬件接入平台的全过程.本节只介绍主要流程，在第八章将具体介绍每一环节的开发步骤。

　　1.成为开发者2.创建产品3.产品功能定义4.固件开发5.H5界面设计6.上传固件7.产品配置8.提交认证9.华为认证

　　本章小结智能家居开发平台的功能及特点智能家居云平台的架构。主流智能家居云平台的开发流程主流智能家居云平台及其生态。

　　练习思考智能家居开发平台的主要功能是什么智能家居云平台的架构都包括哪些？HiLink的开发流程主要有哪些步骤？说一说几个主流智能家居云平台的特点。

　　能力CAPACITY要求了解智能家居中智能单品的类型、品种及功能特点。掌握不同单品在不同场景应用下的作用了解当前最新的智能单品的创新点了解智能单品之间的组合形式

　　千兆路由是指接具有千兆带宽速度端口的路由器。随着光纤入户的普及，接入家庭网络的带宽提升到百兆以上，这时需要使用千兆路由器来充分发挥带宽速度，有利于网络运行的稳定、降低延迟。

　　双频路由器是指可以同时工作在2.4GHz和5.0GHz频段的路由器。由于常见的电子产品比如空调、微波炉、无线GHz频段，很容易造成设备间的无线GHz这个拥挤的公共频段，避免与其他无线设备发生冲突。因此，为了既能与2.4GHz的设备兼容，又可以服务于5GHz的设备，很多厂家都生产双频路由器。

　　多核路由器与具有多核处理器的电脑、手机类似，随着需要处理的数据量增加、功能的扩展，单核设备连接10个以上设备会出现不稳定现象，多核处理器技术可提升路由器的计算能力和多设备连接的稳定性。

　　在选择路由器时，需根据户型面积大小、网络带宽不同、用户需求、成本等多种因素来选择相应的路由器型号和配置。

　　华为路由器120m2及以上任意户型，宽带的带宽大于等于100M时，可以选用华为路由Q2Pro100-120m2方正户型，带宽大于等于100M时，可以选用华为路由WS5200四核版100m2以内中小户型，带宽大于等于100M时，可以选用华为路由WS5200增强版100m2以内中小户型，带宽小于等于100M时，可以选用华为路由WS5102为大户型提供高功率路由、子母路由、多路由级联组网等方式的路由器对于小户型提供更小巧、便捷的小型路由器。

　　主要参数①有线M自适应速率的以太网接口，支持WAN/LAN自适应（网口盲插）;子路由：提供1个10M/100M/1000M自适应速率LAN口。②设备类型：包括无线路由器、智能路由器、家用路由器、子母路由、分布式路由。无线参数①QoS特性：支持按设备限速。②WPS功能：支持，H键兼容WPS功能。③传输标准：支持802.11a/b/g/n/ac。④无线Mbps。⑤无线GHz，支持双频并发

　　华为子母路由Q2Pro有线ab。②电力线传输协议：G.hn千兆电力线技术，支持PLCTurbo技术。③有线网络接口：母路由：提供3个10M/100M/1000M自适应速率的以太网接口，支持WAN/LAN自适应（网口盲插）;子路由：提供1个10M/100M/1000M自适应速率LAN口。无线参数①手机App：支持华为智能家居App本地/远程管理②WiFi模式：支持穿墙、标准、睡眠三种模式③安全特性：支持防暴力破解，自动屏蔽破解者；支持WPA-PSK/WPA2-PSKWi-Fi加密；支持防火墙、DMZ、DoS攻击保护④特色功能：支持华为HiLink智能家居、IPv4/IPv6、5G优选、网口盲插、信道适时自动优化、PPPoE/DHCP/静态IP/MAC地址克隆WAN上网方式、Wi-Fi中继、Wi-Fi定时开关、客人Wi-Fi、连网设备管理、MAC地址过滤、儿童上网保护、VPN透传、DMZ/虚拟服务器等功能，支持IPv6/IPv4。

　　有线规格①有PLC电力线：支持HomePlugAV2，最高速率可达1300Mbps，产品天线内置。②协议标准：IEEE802.3/3u/3ab无线参数①操作系统：基于OpenWRT深度定制的智能路由器操作系统MiWiFiROM。②管理应用：支持Web、Android、iOS。③手机应用：小米Wi-FiApp。

　　功能特色1.多个Mesh路由器搭配，共同协作。2.将2.4GHz、5GHz两个频段合并为一个Wi-Fi名词。3.小米Mesh路由器之间通过千兆电力线组网，不会因墙体阻挡而产生信号衰减。4.小米Mesh路由器支持Wi-Fi、千兆电力线、网线多通道混合组网，每个Mesh路由之间都能自适应组网，实现最优网络连接。相比无线中继模式，大幅减少网速衰减。

　　智能摄像头室内视频监控系统是指在家庭重要区域内安装网络摄像机，进行24小时监控。视频资料能够进行本地存储，也可以供用户通过网络实时查看。室内视频监控系统一般包括视频采集、视频传输、视频信号存储与显示部分，用以满足如下需求：实时远程监控、实现共同实时告警、摄像头上传告警通知、视频证据存储和回放

　　开锁方式 指纹开锁 密码开锁 NFC门卡 华为智卡 蓝牙开锁 远程开锁 机械钥匙智能密码锁、指纹锁

　　通讯方式采用Wi-Fi直连技术，门锁直连家中Wi-Fi，不用额外承担网关成本操作系统青稞自主研发iSenseOS操作系统识别体系自主研发的物联网设备身份识别体系iSenseID安全性防“小黑盒”及静电打击；采用锌合金压铸一体成型，防暴力破坏能力更强，304不锈钢锁体，C级锁芯，具备盗撬报警功能。青稞智能指纹锁

　　（1）开锁方式：采用创新静脉识别技术，采集手指静脉识别开锁，非配合无法盗取特征识别。不限人群、不限环境、指腹脏污、磨损、褪皮均可轻松识别，一步到位。（2）加密功能：具有银行锁具的加密功能，即使专业人员也无法轻易破解。（3）防钻：装有高密度防钻板，能抵抗电钻等工具的暴力开启。（4）抗电磁干扰：抗电磁干扰强度经美国国防部军标认证，高于“小黑盒”最大值50倍。（5）手机应用：连接智能网关，通过华为智能家居App远程查看门锁状态，随时掌握家中状态，查看开门记录。智能静脉锁

　　环境监测包括门窗开合监测、空气温湿度监测、人和动物移动监测、空气质量监测等。环境监测主要以各种传感器为输入信号来源，通过连接网关，与手机App连接进行智能控制，实现与其他家电联动。

　　多功能网关智能设备联接枢纽，不仅可以作为夜灯使用，还可以搭配华为智能家居生态产品实现多种功能，比如搭配传感器，探测夜间活动，自动点亮夜灯；搭配门窗传感器，家人回家或亲人到访，门窗传感器感应到大门开合，多功能网关同步播报门铃，让你及时知晓家人或亲人到家；搭配定时功能，定制温情语音留言等。

　　门窗传感器利用磁控原理，实时监测开合状态，安装在门窗、抽屉等位置，与多功能网关联动实现警报提醒和智能场景联动。精致小巧，流线型体态，让门窗传感器自然融合到家庭环境之中。专业防拆设计，暴力拆卸自动报警，贴心守护门窗安全。

　　传感器采用四元红外探测元件，在感应范围内精准识别移动，实现入侵警告或智能场景联动。支持磁吸安装，角度任意可调。搭配多功能网关，开启“离家模式”，传感器感知侦测区域的活动变化，外人闯入，向多功能网关发送信号，多功能网关现场发出高分贝警鸣震慑，并通过消息推送到用户手机，使用户及时了解家中动态。

　　温湿度传感器具备温湿度监测、LCD屏显示、历史数据记录以及灵活摆放的功能。与智能设备联动，实现室内温湿度的自动调节，营造舒适的家居生活环境。也可通过华为智能家居App查看实时及历史温湿度数据。

　　家庭智能照明系统设计的需满足如下基本要求1.控制功能家庭智能照明系统设计要实现在任何一个地方均可控制不同地方的灯，或在不同地方可以控制同一盏灯，这就是集中控制和多点控制。还需满足红外、无线遥控、手机App远程控制等。2.情景设置功能如某种情景下的定时，色温、颜色定制，开关缓冲、明暗调节等。

　　一、华为HiLink光学基本概念光照度光照度即通常所说的勒克司度（lux），表示被摄主体表面单位面积上受到的光通量。1勒克司相当于1流明/平方米，即被摄主体每平方米的面积上，受距离一米、发光强度为1烛光的光源，垂直照射的光通量。光照度是衡量拍摄环境的一个重要指标。

　　一、华为HiLink光学基本概念2.色温色温是表示光源光谱质量最通用的指标，一般用Tc表示，单位开尔文温度单位，用K表示。色温是按绝对黑体来定义的，光源的辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全相同时，此时黑体的温度就称此为光源的色温。

　　一、华为HiLink光学基本概念3.颜色对光线的吸收与反射各种颜色对光线的吸收和反射是各不相同的，过分鲜艳的颜色会使人产生倦怠的感觉，过分深暗的颜色则会使人的情绪感到沉重。红色对光线%。由于红色和对光线反射比较强，因此容易产生耀光而刺眼。青色和绿色对光线的吸收和反射都比较适中，所以对的神经系统、大脑皮层和眼睛里的视网膜组织比较适应，给人带来凉爽和平静的感觉。因此，通常大家看绿色的，青色的，眼睛会比较舒服。

　　一、华为HiLink光学基本概念4.光谱光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，全称为光学频谱。光谱中最大的一部分可见光谱是电磁波谱中人眼可见的一部分，在这个波长范围内的电磁辐射被称作可见光。光谱并没有包含人类大脑视觉所能区别的所有颜色，譬如褐色和粉红色。

　　一、华为HiLink光学基本概念5.光强发光强度简称光强，国际单位是candela（坎德拉）简写cd，其他单位有烛光，支光。1cd即1000mcd是指单色光源（频率540X10^12Hz）的光，在给定方向上（该方向上的辐射强度为（1/683）瓦特/球面度））的单位立体角发出的光通量。可以用基尔霍夫积分定理计算。6.光通量光通量指人眼所能感觉到的辐射功率，它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积。由于人眼对不同波长光的相对视见率不同，所以不同波长光的辐射功率相等时，其光通量并不相等。光通量的单位为“流明”。光通量通常用Φ来表示，在理论上其单位相当于电学单位瓦特，因视觉对此尚与光色有关。

　　全彩灯泡相比于传统灯泡，全彩灯泡支持多种光学参数可调，且支持远程控制，与手机App搭配可以参与更多智能场景联动。

　　三思全彩灯泡陶瓷散热专利，经久耐用：采用绝缘设计，1600摄氏度高温烧结的优质陶瓷灯主体，如图6-14所示，散热优异且弥补了传统铝基板漏电隐患。外观镂空设计，通风散热，光衰小，性能稳定，

　　三思全彩灯泡线万种光色自由切换，把灯光作为看不见的装饰品，轻触间完成室内风格变化色温调节可调色温设置，清醒白光，悠闲暖光随意选择。不呆板，让生活更有质感。同场景风格。

　　三思全彩灯泡模式设置可最多提前设置17种模式，一键切换，操作简单，例如酒吧、拍照场景、生日场景、浪漫烛光、激光氛围、影视场景、亲子故事、海浪冥想等模式。场景应用适用于客厅吊灯、餐厅吊灯、壁灯、创意灯饰、床头灯、阅读灯、台灯等。

　　三思全彩灯泡智能控制使用华为智能家居App可以对全踩灯泡进行智能控制，通过对灯泡的远程开关、亮度调节、定时和倒计时设置，帮助进行作息时间及作业时间管理，让学习更轻松；同时还可以进行多才调控和场景设置让生活更出彩

　　智能灯单个的智能灯泡具有灵活性，适合中小空间的照明需求，但对于大面积的空间或需要亮度更高的场合，就需要使用亮度范围更大、功能更丰富的大型智能灯

　　欧普智能音响灯（1）控制：支持多种控制方式，包括手机App控制，遥控器控制，墙壁开关控制。遥控器1控6灯，手机多灯控制。（2）无线子母路由器及HiLink核心直连技术，无需接收器，支持与路由器直连。（3）调光调亮：手机App和遥控器支持色温和亮度调节功能。（4）声光搭配：可搭配JBL蓝牙音响，配合不同场景模式的音频，实现一灯多用。（5）三段分控：全灯分两部分，三种亮灯模式，包括全亮，大灯盘亮，小灯盘亮，满足不同照明需求。（6）手机应用：华为智能家居App中可自动扫描、一键添加，设置设备位置和名称，开启设备应用。

　　植物生长灯在智能家居中，植物作为给空间带来氧气、活力和高可观赏性的主要因素，对于光照的需求也需要考虑到。利用光谱可调功能，如图6-18所示的三思智能植物生长灯预设7种植物光谱，满足家居常见植物不同光照需求，呵护植物点滴成长，使植物葱郁有活力。

　　三思智能植物生长灯光谱管理：支持光谱自定义，满足专业植物爱好者的独特需求，提供植物成长不同阶段的光照，让植物按需成长。

　　三思智能植物生长灯（2）照射时长管理植物生长与人类一样，需要合理的作息时间，华为智能家居App为植物生长提供预设开启时长、倒计时、照射8小时后提醒关闭功能，保证植物正常的休息时长，方便使用。（3）照度管理采用优异的光学设计，中心光强与周边光强接近，光谱比例均匀，植物不会陡长。（4）远程控制通过华为智能家居App可进行远程控制，包括照度、时长、光谱调节等功能。（5）配备与三思全彩灯相同的陶瓷散热技术。

　　三思智能植物生长灯光谱指导不同植物对光谱有不同的需求。科学的光谱配比能更好的管理植物生长。三思植物生长灯选用对植物生长影响最大的两个光谱波段；红光波段600nm-700nm，蓝光波段440nm-490nm，以红光为主辅以蓝光，实现植物正常发育与产量形成。

　　三思智能植物生长灯光照时间指导光照时间指导：按照植物对光照周期反应的不同可分为长日照植物，短日照植物和日中性植物三种，另外还有双重日常型、长短日型、短长日型。

　　无需更换灯具，无需考虑开关底盒是否有零线，无需装修时提虑为双控、互控带来性突破智能静脉锁一控一：1个无线个多功能接收器多控一：1个多功能接收器可被多个无线个无线动能开关可以控制多个多功能接收器

　　动能驱动：内置微能量采集模组，无线米，利用人们手指按压开关时的习惯性动作将机械动能转化为电能，并发出射频控制信号，能量恒久。安装灵活性：不需要重新布线，也无需供电和电池，随意粘贴、放置或安装，各种材质的墙面均可直接安装

　　智能化：可实现双控、三控，互控，全开、全关功能，支持场景控制、远程控制、语音控制灯。通过华为云端和智能家居App支持控制其他华为HiLink智能产品

　　安全性：没有电弧，不会引爆泄露煤气耐用性；比传统开关更耐用，低压工作动能开关种类：包括多能功接收器、动能开关1键、2键、3键。

　　电视盒子是一个小型计算终端设备，只需要通过HDMI或色差线等技术将其与传统电视连接，就能在传统电视上实现网页浏览、网络视频播放、应用程序安装等功能，也可以将手机、平板中的照片、视频投射到大屏幕电视上。

　　存储：配备2GBDDR3RAM、8GBeMMCFlash，采用多线程下载和大缓冲区技术影音效果：配备Dolby5.1、DTS2.0，影院级音效配置，4K分辨率，ImprexTM芯片级画质增强。内容平台：接入国广东方播控平台，持续提供稳定的正版内容服务。荣耀盒子Pro

　　沉浸式UI设计智能语音交互功能跨屏续播功能内置互补式Wi-Fi双天线华为HiLink智能家具协议支持蓝牙4.0支持4K和3D视频解码支持SAMBA和DLNA协议支持微信遥控

　　携手来自丹麦的扬声器品牌丹拿联合调音，独特丹拿工艺概念喇叭，叠加华为Histen算法，高音清亮，低音雄浑，真实还原声音本色，给人如临演奏会现场般的聆听感受。音质

　　小艺兼备会议时间提醒、生活小事备忘、旅行购物清单等功能，并可同步至手机日程，提供个人专属贴心服务。日程管家

　　既是音箱也是智能电话，可以通过小艺接拨联系人手机，或与亲友的小艺音箱直接通话。与亲友畅聊同时，继续专注于手上的事情，释放双手。一语通话

　　轻松开关灯、调节亮度、空调温度，更可定制回家/阅读/睡眠/离家灯多种模式，只需一句话，即可控制多款家电，大至空调、净化器，小至插座、晾衣架，都可应声而动，生活更随心所欲。联动功能

　　具备6个环形麦克风，先进的抗干扰算法，5米内全方位立体捕捉声音，嘈杂环境下发出的指令，小艺都能灵敏应答。声音捕捉

　　1.视频硬件配置：精选欧司朗进口LED光源，光源亮度3000流明，日光下的色彩如黑夜中鲜活。

　　3.画面清晰度：通过特定的插帧算法，解决高动态画面的抖动和拖尾，大幅提升运动画面的清晰度和流畅度。

　　6.音响配置：Harman/kardon原装音响，只需一个按键变身无线音响，支持Wi-Fi和蓝牙连接。

　　8.交互设计：全新设计的语音交互UI，支持人性化的多轮对话式引导交互。声纹识别系统可识别发出指令着的性别和年龄段，为其推荐喜欢的个性化内容。

　　9.联动功能：搭载百度IoT技术，能与接入DuerOS的十余个智能物联平台的设备进行语音直接控制，只需对无屏电视说出要求，就可自动完成调节室内温度、关窗帘、开灯等动作。

　　本章小结了解智能家居中智能单品的类型、品种及功能特点。掌握不同单品在不同场景应用下的作用了解当前最新的智能单品的创新点了解智能单品之间的组合形式

　　练习思考选取几个智能单品进行组合，设计一个智能家居系统中3个不同情景下的多设备联动场景。列出该场景下所包括的所有设备，描述出在该场景下，各设备组网的架构、联动方式，以及做此设计处于何种考虑。

　　能力CAPACITY要求了解华为HiLinkDeviceSDK的架构，了解智能硬件接入步骤。了解HiLinkDeviceSDK两大功能模块，掌握HiLinkDeviceSDK智联快连中的两种组网方式。掌握HiLinkDeviceSDK的库的结构，学会适配API接口，实现函数。掌握UI+界面设计工具使用方法。

　　Device（设备）HiLink智能家居平台中的设备节点，如家庭娱乐，家庭照明，家庭安防，家庭健康以及穿戴式等IoT领域的智能硬件。网关物联网解决方案中的网关，包括路由器、家庭网关等。

　　APP物联网解决方案中的手机/iPad控制端。云物联网运营管理平台，实现海量连接、设备管理和运营管理，主要功能包括统一华为账号、设备管理、场景联动控制、安全连接和外部数据共享功能。

　　Profile定义了设备侧的应用场景，这些行为包括如何与网关、云平台进行信息的查询和控制等。Profile是服务的集合。服务（Service）是指定义智能设备执行查询和控制的命令的集合。比如一盏智能灯，可以对外提供开关服务，外界可以通过这个服务来控制灯的开关状态以及获取灯的开关状态。

　　HiLinkDeviceSDK是运行在Device上的互联互通中间件，主要在如下场景中使用。（1）物联网智能设备，如灯泡、插座、门磁、空调等，有接入网络的需求。（2）智能设备需要使用App统一操控。使用场景

　　技术优势（1） 多场景覆盖支持短距和LTE、NB-IoT等多种互联技术。覆盖家庭互联、穿戴互联等多种诉求。（2）互联互通支持Wi-Fi，6LoWPAN等。（3）一步完成Wi-Fi设备入网设备物理连接方式，入网配置对开发者透明。

　　技术优势（4） 业务Profile开放预定义智能家居Profile，设备厂商只需适配Profile，HiLinkDeviceSDK将实现设备与网关、设备与手机、设备与云端互联互通。（5） 统一的Profile定义支撑设备应用之间互操作。Profile采用JSON的描述方式，易于理解和传输。（6） SDK适应多种运行环境HiLinkDeviceSDK定义了操作系统适配层接口，开发者只需要适配接口，就可以使SDK运行在Linux、华为LiteOSKernel等操作系统上，甚至没有操作系统。

　　HiLinkDeviceSDK发布包包含了HiLinkDeviceSDK库文件和头文件，针对不同的编译环境和硬件平台，HiLinkDeviceSDK会提供相应的库。设备开发者根据需要下载特定的库即可。

　　下载HiLinkDeviceSDK库根据设备芯片型号，操作系统信息，平台交叉编译版本等信息，登录华为IoT平台进入文档下载中心（/#/pa_doc）下载设备SDK包。HiLinkDeviceSDK发布包中包含库文件和对应头文件，发布包目录结构如图7-4所示。分别将库文件和头文件添加到工程目录下即完成HiLinkDeviceSDK的添加。

　　实现HiLinkDeviceSDK集成（1）HiLinkDeviceSDK源代码中调用了一些依赖于运行平台的适配函数，如格式化输出函数hilink_printf、内存块填充函数hilink_memset等，这些适配函数是需要开发者实现的。（2）程序需要按本文给出的逻辑流程调用相应的HiLinkDeviceSDK提供的接口函数。这些接口函数需要开发是实现。（3）一些与业务强相关的功能适配函数和数据结构需要开发者实现，如用于描述设备基本信息的Deviceinfo数据类型，用于获取设备服务字段的接口hilink_get_char_state等。

　　HiLink智联快连是属于HiLink中配网部分，可快速将新设备接入到网络中。通过华为智能家居App或HiLink网关，下发无线路由器SSID和密码参数，快速配置STA类智能设备，使其加入无线路由器网络。