综上所述，本设计采用工作在2.4G频段的NRF24L01无线模块组网具有无可比拟的优势。本设计除了无线智能家居技术所具有的共同优点外，还具有以下优点：①无技术门槛，普通家庭自行可安装使用；②可远程控制；③实时数据上传；④嵌入微信公众号，摒弃了专用APP的烦恼；⑤界面清新，操作简单。
第一章 前言
1.1智能家居理论及研究工智能而逐渐被大家所熟知，在各家各户也逐渐出现了它们的身影，方便了大家的生活。作为核心，涌现出来的基于物联网技术的智能家居（smart home）产品在生活的方方面面都有他的影子，例如与大众生活息息相关的食品管理、智能家庭、药品管理、家庭护理、网络监控、自动售卖、自动驾驶、远程自动控制、智能化楼宇、个人健康与数字化生活等[3]。正是由于这些智能化功能，使我们人类的生活不仅在舒适性方面有了很大的提高而且也增加了安全性，并且变得十分便利，为美好的生活增添了无限的可能性。进而以后小区的管理将不再投入大量的人员和资金，只需要几个人便可以实现小区的智能化集中管理。它不同于以往的管理方式，大众不仅可以随时了解到家中及小区的情况，管理人员也可以随时发现潜在的危险，提高了整个小区的安全性。但是智能硬件厂商大多为初创企业，在智能硬件技术的研究上面还不是特别深入，综上原因，对smart home的研究意义重大。
（2）电力载波：电力载波通讯简称为PLC。PLC通信方式常被应用于发电厂和变电站。因为它可以传输高速信号，所以常常被用为多媒体信号的传输。其传输的信号需要通过其他设备把相应的信号转换成图像和声音。只要把它插入家庭电源，即能共享高速网络 [5]。不用再次架构网络是它最突出的特点，只需具备电线这一条件，就能进行数据的传送。电力线载波通讯具有以下缺点：①PLC信号因为受到配变的阻断、隔离，所以PLC信号不能在多个配变所在的范围内进行传送；②三相电力线在数据信号传输上有很大的损耗(10分贝-30分贝)；③PLC信号的损失随着信号连接方式的不同而不同；④电力线固有的脉冲属性，它会对传输信号进行干扰；⑤载波信号由于电力线的固有特点导致信号大大减弱；⑥安装时需要布置大量的信号发射器、信号接收器和与之相关的其它设备，工作量大，影响美观；⑦在已经装修好的家庭中安装智能化设备，其布线受到约束；⑧公共电网容易受到设备接入导致的二次污染，被相关国家法律法规限制。
中国的smart home市场容量在全球位列前五。其中smart home在美国的市场规模达到97.1亿美元，日本其次为11.3亿美元，德国则为9.3亿美元，中国为5.2亿美元，英国为4.8亿美元。另外，在smart home普及率的增长情况方面，美国以5.8%位居第一。其次日本为1.3%，瑞典也达到了1.3%，挪威和德国也都达到了1.2% [10]。
国外：自从第一栋智能家居在世界上出现以后，美日、德国、新加坡等国的smart home产品都得到了广泛的应用。其中诸多智能化设备都加入了smart home这个大家族，例如花草自动浇灌、太阳能与节能设备、智能安防报警设备、家居照明控制系统、智能照明设备、智能门锁窗帘窗户设备、智能穿戴设备、智能水表、智能电表、智能燃气表等 [15]。
1.2智能家居系统的发展概况
国内：smart home在国内刚刚兴起，它还未被大众所接受，其市场消费观念还偏低，正在经历孵化期到成长期这一阶段，但随着大面积扩充和进一步实施smart home购买市场，购买者的购物行为和购物风气逐渐被培养起来，smart home市场的购买潜质将不容忽视，拥有着广阔的产业前景。由于以上原因，在smart home市场的探索这一方面，越来越多的全国范围内的先进的smart home生产企业开始对其投入精力，许多中国范围内杰出的smart home品牌因为对购买者需求走向改变和企业投资环境的精细周密的探索而迅速振兴，逐渐成为smart home产业中的佼佼者!在国内已历经了11年多成长壮大的smart home，从大家初步的梦想，到如今家家户户提起smart home都不感到陌生时，其经历的过程异常的艰难。另外，国家也出台了相关政策来促进物联网技术的发展。在这一片向好的市场和政策支持下，未来我国smart home将迎来需求高峰期[10]。
（3）无线智能家居技术：该智能家居技术采用2.4G技术。该技术与蓝牙、27M无线技术呈现三足鼎立之势。2.4GHz无线技术应用广泛，在世界各国都有它的身影，它们都具有共同的ISM频段。许多无线网络都可以接入这个频段，包括现在运用最广泛的bluetooth、无线局域和ZigBee等无线网络。这个频段具有超低辐射，绿色无污染，得到了大众的认可，被全球广泛使用。由2.4G无线技术打造的产品具有跳频功能，为了避开信号干扰一般都设有125个通迅信道。由于该网络在通迅上面更加畅通无阻，指令与指令间不会相互产生干扰[5]。它具有很多优良特性：①较低的功率消耗；②无污染；③高可靠；④稳定性较强并可以加密，能够保障数据的安全性；⑤能够抵抗诸多干扰；⑥拥有多种组网方式；⑦可以很方便的进行安装，升级也变得非常容易；⑧没有令人眼花缭乱的线，能够方便的进行维护；⑨投入的成本较低。
1.3智能家居系统的实现方法比较
（1）总线技术：早期的smart home产品称得上是拥有高科技的产品，它大多是采用有线连接，通过总线控制方式采用双绞线传输的一种智能控制技术。通过各种总线协议对外围设备进行智能操控，例如RS-485协议、LonWorks协议等总线协议[7]。现场总线控制系统在实现室内电灯、空调等电器及报警系统的与inter网的连接以及信号传输的问题上采用了系统总线的方式来实现，各个子模块必须接入总线才能实现相应的功能，具有很大的局限性，并且接线也非常繁琐。大型工程如各社区的集中化控制比较适合使用总线技术，具有较好的安全保障和稳定性能。但在智能家居领域几乎没有发展前景。其原因有：①消费者购买周期较短，在客户消费和工程实施上都存在很大的限制；②接线非常繁琐、不具有美观性；③安装需要专业人员，布线任务重，每次大量重新改变信号线时，需要破坏墙体；④不容易维护；⑤组网工程量大、基本没有升级的可能；⑥需要大量的成本投入。
第一章 前言
1.1智能家居理论及研究工智能而逐渐被大家所熟知，在各家各户也逐渐出现了它们的身影，方便了大家的生活。作为核心，涌现出来的基于物联网技术的智能家居（smart home）产品在生活的方方面面都有他的影子，例如与大众生活息息相关的食品管理、智能家庭、药品管理、家庭护理、网络监控、自动售卖、自动驾驶、远程自动控制、智能化楼宇、个人健康与数字化生活等[3]。正是由于这些智能化功能，使我们人类的生活不仅在舒适性方面有了很大的提高而且也增加了安全性，并且变得十分便利，为美好的生活增添了无限的可能性。进而以后小区的管理将不再投入大量的人员和资金，只需要几个人便可以实现小区的智能化集中管理。它不同于以往的管理方式，大众不仅可以随时了解到家中及小区的情况，管理人员也可以随时发现潜在的危险，提高了整个小区的安全性。但是智能硬件厂商大多为初创企业，在智能硬件技术的研究上面还不是特别深入，综上原因，对smart home的研究意义重大。
（2）电力载波：电力载波通讯简称为PLC。PLC通信方式常被应用于发电厂和变电站。因为它可以传输高速信号，所以常常被用为多媒体信号的传输。其传输的信号需要通过其他设备把相应的信号转换成图像和声音。只要把它插入家庭电源，即能共享高速网络 [5]。不用再次架构网络是它最突出的特点，只需具备电线这一条件，就能进行数据的传送。电力线载波通讯具有以下缺点：①PLC信号因为受到配变的阻断、隔离，所以PLC信号不能在多个配变所在的范围内进行传送；②三相电力线在数据信号传输上有很大的损耗(10分贝-30分贝)；③PLC信号的损失随着信号连接方式的不同而不同；④电力线固有的脉冲属性，它会对传输信号进行干扰；⑤载波信号由于电力线的固有特点导致信号大大减弱；⑥安装时需要布置大量的信号发射器、信号接收器和与之相关的其它设备，工作量大，影响美观；⑦在已经装修好的家庭中安装智能化设备，其布线受到约束；⑧公共电网容易受到设备接入导致的二次污染，被相关国家法律法规限制。
中国的smart home市场容量在全球位列前五。其中smart home在美国的市场规模达到97.1亿美元，日本其次为11.3亿美元，德国则为9.3亿美元，中国为5.2亿美元，英国为4.8亿美元。另外，在smart home普及率的增长情况方面，美国以5.8%位居第一。其次日本为1.3%，瑞典也达到了1.3%，挪威和德国也都达到了1.2% [10]。
国外：自从第一栋智能家居在世界上出现以后，美日、德国、新加坡等国的smart home产品都得到了广泛的应用。其中诸多智能化设备都加入了smart home这个大家族，例如花草自动浇灌、太阳能与节能设备、智能安防报警设备、家居照明控制系统、智能照明设备、智能门锁窗帘窗户设备、智能穿戴设备、智能水表、智能电表、智能燃气表等 [15]。
1.2智能家居系统的发展概况
国内：smart home在国内刚刚兴起，它还未被大众所接受，其市场消费观念还偏低，正在经历孵化期到成长期这一阶段，但随着大面积扩充和进一步实施smart home购买市场，购买者的购物行为和购物风气逐渐被培养起来，smart home市场的购买潜质将不容忽视，拥有着广阔的产业前景。由于以上原因，在smart home市场的探索这一方面，越来越多的全国范围内的先进的smart home生产企业开始对其投入精力，许多中国范围内杰出的smart home品牌因为对购买者需求走向改变和企业投资环境的精细周密的探索而迅速振兴，逐渐成为smart home产业中的佼佼者!在国内已历经了11年多成长壮大的smart home，从大家初步的梦想，到如今家家户户提起smart home都不感到陌生时，其经历的过程异常的艰难。另外，国家也出台了相关政策来促进物联网技术的发展。在这一片向好的市场和政策支持下，未来我国smart home将迎来需求高峰期[10]。
（3）无线智能家居技术：该智能家居技术采用2.4G技术。该技术与蓝牙、27M无线技术呈现三足鼎立之势。2.4GHz无线技术应用广泛，在世界各国都有它的身影，它们都具有共同的ISM频段。许多无线网络都可以接入这个频段，包括现在运用最广泛的bluetooth、无线局域和ZigBee等无线网络。这个频段具有超低辐射，绿色无污染，得到了大众的认可，被全球广泛使用。由2.4G无线技术打造的产品具有跳频功能，为了避开信号干扰一般都设有125个通迅信道。由于该网络在通迅上面更加畅通无阻，指令与指令间不会相互产生干扰[5]。它具有很多优良特性：①较低的功率消耗；②无污染；③高可靠；④稳定性较强并可以加密，能够保障数据的安全性；⑤能够抵抗诸多干扰；⑥拥有多种组网方式；⑦可以很方便的进行安装，升级也变得非常容易；⑧没有令人眼花缭乱的线，能够方便的进行维护；⑨投入的成本较低。
1.3智能家居系统的实现方法比较
（1）总线技术：早期的smart home产品称得上是拥有高科技的产品，它大多是采用有线连接，通过总线控制方式采用双绞线传输的一种智能控制技术。通过各种总线协议对外围设备进行智能操控，例如RS-485协议、LonWorks协议等总线协议[7]。现场总线控制系统在实现室内电灯、空调等电器及报警系统的与inter网的连接以及信号传输的问题上采用了系统总线的方式来实现，各个子模块必须接入总线才能实现相应的功能，具有很大的局限性，并且接线也非常繁琐。大型工程如各社区的集中化控制比较适合使用总线技术，具有较好的安全保障和稳定性能。但在智能家居领域几乎没有发展前景。其原因有：①消费者购买周期较短，在客户消费和工程实施上都存在很大的限制；②接线非常繁琐、不具有美观性；③安装需要专业人员，布线任务重，每次大量重新改变信号线时，需要破坏墙体；④不容易维护；⑤组网工程量大、基本没有升级的可能；⑥需要大量的成本投入。
