智能家居是以住宅为平台，集系统、结构、服务、管理、控制于一体，利用先进的网络通讯技术、电气自动化技术、无线电技术等，将与居家生活有关的各种设备有机结合，通过网络化的综合管理，实现家电（如空调、地暖、新风等）控制、照明控制、窗帘自控、防盗报警、门锁控制等，创造优质、高效、舒适、安全、便利、节能、健康、环保的居住生活环境空间。
1 项目介绍
苏地2016-WG-53地块，位于苏州市吴中区木渎镇金枫路西侧、花苑路南侧，占地面积61584.4m2，70年产权的城镇住宅用地，容积率小于2，建筑密度小于30%，绿化率大于37%。作为苏州木渎板块的“地王”和“标杆”，势必要打造高端楼盘，未来将打造成一个总户数为892户的高端智能宜居精装项目。
2 智能家居系统的关键技术
基于物联网技术的智能家居有三层结构，包括感知延伸系统、网络传输层及应用和服务层。本文主要介绍物联网技术在智能家居系统应用中所涉及的技术。
2.1 互联网传输技术
传感器技术是智能家居系统中应用最广泛和最实际的，包括家庭射频技术、无线局域网、红外线、蓝牙、ZigBee等。接入层利用业务网关和家庭网关，应用不同协议规范进行互联互通的互操作，且与骨干网络无缝链接。本项目主要运用ZigBee技术，该技术目前在无线传感网中使用较多，具有近距离、低功耗、低数据速率、高可靠性等特征。
2.2 传感器技术
感知层包括湿度检测模块、一氧化碳检测模块、PM2.5检测模块、用于安防的入侵报警模块，以及智能开关、智能插座、智能仪表和其他电气设备等。感知层的主要作用是实现全面感知家居内各种设备的运行信息和环境参数，并根据用户需求变更设备的工作状态。
2.3 信息处理技术
应用层是用户图形界面的接口，主要包括PC机、智能手机、平板电脑等智能终端设备。针对Windows、iOS、Android等不同操作系统，为人机交互提供接口，使用户可以通过网页、APP等客户端软件进行人机交互。
3 基于物联网技术的智能家居系统的结构及原理
本智能家居系统可以实现以下功能：可视对讲、智能灯光、环境控制系统（空调、新风、地暖控制）、指纹门锁联动控制、室内安防、视频监控、电梯联动控制等。职能家具系统的结构及原理如图1所示。
图1 基于物联网技术的智能家居系统的结构及原理
3.1 智能门锁
系统功能：①具备指纹、密码、钥匙三种开门方式；②支持手机APP远程开锁的功能；③提供人员出入记录，具备安防提醒功能（移动终端）；④门锁遭遇破坏时，能及时反馈给业主及物业；⑤通过指纹或密码方式开门时，可与情景模式联动。
系统组成：①门锁协议转化模块；②室内智能终端。
具体原理：通过门锁内协议转化模块将门锁协议与室内智能终端进行ZigBee协议对接，实现室内智能终端及手机APP对门锁进行智能控制、信号传输和信号反馈。
3.2 安防控制系统
系统功能：①通过室内智能终端及手机APP实现对智能家居的控制及一键布防与撤防；②紧急按钮或红外幕帘探测器触发时，会及时反馈给业主及物业。
系统组成：①紧急按钮；②红外幕帘探测器；③室内智能终端。
具体原理：紧急按钮、红外幕帘与室内终端实行有线连接，一旦触发，室内终端通过网络直接将反馈信号发送给业主及物业。
3.3 网络摄像头
系统功能：①手机端可实时监控；②具备录像功能；③将IPC的监控、对话、录像功能接入智能化APP。
系统组成：①网络摄像头；②室内智能终端。
具体原理：网络摄像头与室内智能终端实行无线连接，网络摄像头的储存卡放置在室内智能终端内，手机可通过网络实时监控家庭情况。
3.4 智能燃气阀和水阀
系统功能：①燃气阀与一氧化碳监测联动，可与情景模式联动；②水阀与漏水监测联动，可与情景模式联动；③一体化面板及手机APP控制燃气阀和水阀的开闭。
系统组成：①智能燃气阀；②智能水阀；③室内智能终端。
具体原理：智能燃气阀和智能水阀与室内智能终端实行ZigBee连接，智能燃气阀和智能水阀自带探测器，一旦触发探测器，可自行切断燃气阀或水阀。业主不在家时，也可通过室内智能终端或手机APP手动切断。
3.5 灯光控制系统
系统功能：①对客厅、餐厅、卧室的灯光实行智能控制；②可与情景模式联动。
系统组成：①智能开关；②室内智能终端。
具体原理：智能开关与室内智能终端实行ZigBee连接，以无线ZigBee技术，通过室内智能终端或手机APP实现灯具的开关。
3.6 空调控制系统
系统功能：①可实现制冷、制热、抽湿等模式切换；②可根据设定的时间和温度等参数自动开启；③手机APP可获取空调面板温度数据；④可与情景模式联动。
系统组成：①空调Modbus网关；②协议接收模块；③室内智能终端。
具体原理：空调外机通过Modbus网关实现协议转化，通过有线连接实现与室内智能终端的协议对接，最终实现室内终端及手机APP对空调的智能控制。
3.7 地暖控制系统
系统功能：可实现对各区域地暖的开闭控制。
系统组成：①地暖分集水器处RS485接口；②协议接收模块；③室内智能终端。
具体原理：通过分集水器处的RS485接口与室内智能终端进行协议对接，可实现室内智能终端及手机APP对地暖的开闭控制。
3.8 新风控制系统
系统功能：①通过智能化方式控制新风的启停及风速的调节；②设备实现与VOC传感器的联动（设置阈值）。
系统组成：①新风外机RS485接口；②协议接收模块；③室内智能终端。
具体原理：通过新风外机的RS485接口与室内智能终端进行协议对接，可实现室内智能终端及手机APP对新风的开闭控制。
在智能联动上，先对VOC监测进行阀值设定，通过几个探测器和新风自带监测数据到室内终端机将汇总的平均值与阀值进行对比，判断是否自行启动。
3.9 梯控系统和单元门前机
系统功能：①业主在室内智能终端上一键呼叫电梯，电梯到指定楼层等候；②业主在单元门前机处刷卡或进行人脸识别，电梯降到一层等候；③业主进入电梯后刷卡或指纹，电梯到达指定楼层；④访客使用单元主机呼叫室内机，业主通过室内终端确认后开启单元门电梯至一楼访客处，访客进入电梯点击相应楼层；⑤单元门前机实现室内智能终端和手机APP对讲功能；⑥业主在单元门前机处刷卡、输入密码或人脸识别。
系统组成：①电梯协议转化模块；②协议接收模块；③室内智能终端；④单元门前机。
具体原理：通过电梯协议转化模块与室内智能终端进行协议对接，可实现室内智能终端及手机APP对电梯的控制。
3.10 入户门前机
系统功能：①实现可视对讲功能；②与移动终端云对讲功能对接。
系统组成：①入户门前机；②室内智能终端。
具体原理：入户门前机与室内智能终端有线连接，通过网络可通过室内智能终端及手机APP实现对讲功能。
3.11 场景面板
系统功能：①可视对讲；②场景控制及编辑（a：可根据需要，将灯光及其他智能化设备组合成“回家”“会客”“影院”“离家”等不同的场景，只需点击一个按键，就可以使所有的设备进入预先设定的状态；b：业主可在一体化面板及移动终端上对场景模式进行编辑，编辑内容包括模式名称及联动设备）；③电梯控制；④智能化设备控制；⑤物业信息显示。
系统组成：①各类单体设备；②室内智能终端。
具体原理：通过协议与室内智能终端进行对接，实现智能化控制。
4 结语
目前项目正处于样板间施工阶段，基本实现了项目初期运用物联网技术的目标，完成了物联网技术与施工管理业务相结合开展的深化设计、报审出图、现场施工等应用内容。物联网技术应用还很广，目前还仍处于初级阶段，在后续的实践和研究过程中，对物联网技术会积极探索，以提高入住业主的生活水平。
参考文献
[1]陈石波．基于物联网技术的智能小区设计与研究[D]．重庆：重庆师范大学，2013．
[2]李磊．基于物联网技术的智能小区设计与研究[D]．长沙：长沙理工大学，2013．
（作者刘志会系中铁建工集团诺德房地产公司助理工程师，成本部部长）
