时间：2022-10-19 14:04:33
导语：在物联网智能家居的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
【关键词】智能家居 物联网 技术 应用 分析
通过将物联网技术充分的应用到智能家居中，推动智能家居的发展以及逐渐完善，从而不断提高智能家居的智能化程度，使智能家居的可靠性以及便捷性等方面得到相应提高，促进智能家居行业的全面发展，为人们生活水平的提高提供物质基础。
1 物联网技术概述分析
物联网技术从概念提出到目前为止只有短短的十几年时间，但是在这段期间物联网技术已经得到较快发展，对人们的生活方式进行积极的改变。物联网在一定程度上是互联网应用技术过程中的发展产物，可以将其简单地理解为物与物相连的互联网，它主要是在互联网核心基础上，通过相应的无线传感技术以及智能技术，保证物与物之前的相互连通。物联网技术在应用过程中具有一系列的相关特征，主要分为：全面感知、可靠传递以及智能处理等。
2 智能家居系统发展的不足分析
对于智能家居而言，其发展动机主要来自于人们对于高品质生活的追求，并且通过将智能家居系统进行应用，可以为人们提供出更加便捷以及舒适的居住环境，同时也能将人们从繁重的家庭事务中解放出来，享受高品质的生活。在社会经济不断发展以及科学技术进步的同时，为智能家居发展提供先决条件，并且将其作为基础，将住宅作为一个较大的应用平台，通过采用综合布线技术以及自动化控制技术等相关设施进行集成，构建出一个高效率住宅设施以及家庭日常事务智能化管理系统，从而为人们提供更优质的服务。
智能家居系统在我国的普及程度不高，对于这一点而言，主要和我国经济发展的水平存在直接关系，并且因为智能家居系统价格相对来说比较高，目前影响智能家居市场的普及。由于智能家居自身也存在一定不足，主要体现在以下几个方面：
（1）智能家居系统中的每个子系统之间的数据交换没有统一的标准协议，整个系统互联互通设计难度大，使很多智能化家庭服务仅仅只停留在设计层面上，无法得到实现。
（2）现如今应用智能家居系统中的子系统多数都是执行器，而智能化执行必须依靠对家庭的全面感知才可以得到相应实现，全面感知设备以及技术应用则存在一定不足，这样给子系统智能化程度的提高带来影响，使智能家居功能以及服务难以得到有效开展。
（3）现如今智能家居系统自动执行都是一些比较简单的感知动作，缺少对于感知数据的分析了解，同时也没有对人工智能进行有效的推理和分析。
通过上述问题分析，智能化家居在满足人们生活品质提高的同时依然存在较多的曲线，并且实用有待于提高，然而物联网技术发展以及应用技术也逐渐成熟，推动和完善智能家居系统的发展，对存在的问题采取有效的控制措施。
3 智能家居物联网技术应用分析
3.1 关于在感知层面上的应用
对于这一点应用来说，主要体现在全面感知上，然而全面感知主要是为物联网应用主要特征，在智能家居中发挥重要作用，应用射频识别以及摄像头和二维码等感知以及测量等技术手段，从而能够更好的实现系统设备对家庭环境以及其他方面感知对象信息的收集和获取。然而智能家居系统中每个子系统都可以成为物联网全面感知的一个执行设备，通过物联网进行全面感知，能够使每个子系统智能化程度进行提高，实现智能化服务，使智能化家庭系统在设计以及功能优化上得到创新，将更多的服务进行实现。在此之外，网络技术智能家居系统所应用的典型感知技术包括无线温湿度传感器以及无线门磁等，在保证安全的基础上实现监控作用。
3.2 在网络层面上的应用
网络层面上的应用主要体现在智能家居中通信网络以及互联网所组成的融合网络，并且对智能家居系统中大量信息进行智能化处理的各种信息计算、管理中心及平台。同时融合网络是智能家居系统中各部分信息连通的基础。物联网技术在智能家居网络层面中的应用，不仅要求其具有较大的网络运营能力，与此同时也要保证信息数据处理应用能力，信息传送的可靠性以及数据处理智能化是物联网技术在网络层面应用中的重要内容。通过对物联网技术进行有效应用，能够更好的解决传统智能家居智能化程度低等问题，有效解决信息数据分析能力差等问题。
3.3 应用层面应用分析
物联网技术在智能家居系统应用层面的功能发挥，在一定程度上是物联网技术对智能家居系统进行完善的重要体现，物联网技术和传统智能家居的深度融合主要通过应用层面进行实现的。物联网技术通过应用层面能更好的实现智能家居生活中智能检测以及智能安防等智能化服务，通过对其进行有效应用，能更好的提高家居生活中的智能化水平，对人们的家居生活进行有效改善，提高人们生活质量。
4 总结
总而言之，对于物联网技术发展以及应用可以更好的对人们的生活质量进行改善，所以在智能家居日后发展过程中必须要提高对物联网应用技术的研究和开发，并且找到合适的智能家居发展物联网应用措施，通过将物联网技术的不断发展以及融合，保证日后智能家居得到更加全面以及完善的发展。
参考文献
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关键词：ZigBee；S3C2410；GPRS；物联网；智能家居
中图分类号：TP273.5；TP872 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）07-0062-03
0 引 言
智能家居是物联网技术的第三大应用领域。物联网大潮下的智能家居行业在中国乃至全世界都有广阔的前景，是一个朝阳行业，蕴含着巨大的市场潜力[1]。本系统利用物联网的传感、互联、智能控制等技术特点构建新型智能家居系统[2]，将GPRS移动通信技术、嵌入式Internet技术与新一代无线网络通信技术ZigBee相结合，克服了有线布线的弊端，配置灵活、实时性好，势必是未来智能家居系统的发展趋势。
1 系统的结构特点
基于物联网的智能家居系统的结构如图1所示，本系统按照物联网的三层架构设计。其中，传感层包括搭载了ZigBee无线通信模块的各种传感器和家用电器，可与ARM9智能家居监控仪交互数据及命令，实现对家居环境的全面感知；互联层中，ARM9智能家居监控仪作为嵌入式网关和网络服务器[3]，用于连接传感层和监控层； 监控层包括远程电脑、小区监控中心和用户手机，可通过Internet登录监控仪IP访问监控网页，实时监测家居环境，控制家电的开启和关闭，真正实现智能控制。若出现异常，则执行预定的控制动作，例如启动蜂鸣器响铃、启动排风扇排风等，同时通过小区网络向小区监控中心报警，并通过GPRS自动给主人手机发报警短信，实现联合安防。
2 系统硬件设计
本系统采用的是Samsung 公司的基于ARM920T内核的处理器S3C2410，它不仅具有独立的16 KB指令和16 KB数据cache、全功能的MMU虚拟内存管理单元，还集成了大量的功能接口[4]，本系统对相应接口进行了配置和扩展。
图1 基于物联网的智能家居系统结构
ZigBee无线通信网络的组建依靠ZigBee模块芯片CC2430，每个传感器及家用电器均配置一个CC2430芯片构成通信节点[5]。S3C2410通过SPI总线与CC2430进行通信，接收传感器采集的信号及控制家用电器继电器的闭合和断开；利用DM9000芯片把网口外扩为以太网接口RJ45，与以太网连接，提供远程网络服务；通过串口连接GPRS模块提供GPRS移动通信功能；LCD控制器外挂LCD触摸屏；I2S总线控制器外扩蜂鸣器提供音频报警；通过USB HOST控制器外扩USB接口连接摄像头。系统硬件架构如图2所示。
图2 系统硬件架构图
3 系统软件架构
本系统的软件架构有三个层次：驱动层、系统层和应用层。在驱动层，移植I2S驱动、USB摄像头驱动、LCD驱动和以太网驱动，并编写ADC驱动，用以保证各个硬件模块能正常工作。在系统层，移植Linux操作系统、QT触摸屏界面开发环境及BOA嵌入式网络服务器。在应用层，采用多线程编程方法实现各个功能模块，并通过编写CGI程序和远程监控网页交互数据[6]。系统软件架构如图3所示。
图3 系统软件架构图
3.1 嵌入式Web服务器远程监控设计
要实现远程访问服务，必须先构建嵌入式Web服务器。本系统移植了BOA Web服务器，再通过CGI建立Web浏览器与Web服务器之间的交互。CGI程序能够嵌入HTML脚本，用C语言编写，使用ARM-GCC编译，采用GET、POST或直接的URL参数传递方法与远程客户端进行通信，实现动态监控[7]。首先，浏览器将远程客户端发送的请求送到Web服务器，Web服务器将数据使用STDIN送给CGI程序，执行CGI程序后获得缓冲区中的设备信息，最后，使用STDOUT输出包含家居环境信息的HTML形式的结构文件，经Web服务器送回浏览器，显示给远程客户端。CGI工作流程如图4所示。
图4 CGI工作流程图
3.2 ZigBee无线通信设计
ZigBee无线通信网络由若干个通信节点组成[8]，通信节点由传感器或家用电器配置一个ZigBee无线模块芯片CC2430芯片构成。其中，每个传感器通信节点的无线通信流程是：CC2430芯片完成硬件初始化以后，向监控仪发出入网申请，成为通信节点；为实现系统的低耗能性，在通信节点成功接入网络后立即转入低耗能等待模式，尽可能减少能量消耗；系统随时检测传感器信号状态，一旦接收到异常的中断请求即进入全功能状态，否则继续等待；处于全功能状态的通信节点接收传感器传递过来的信号，如果是模拟信号，需先进行A/D转换，再将数据通过ZigBee网络传输到监控仪；传输完毕后，返回低能耗等待模式。其通信流程如图5所示。
3.3 GPRS短信报警设计
本系统有现场声光报警和短信报警两种报警方式，当系统监测到有火灾或者有门禁入侵时，就会触发报警系统。其中，短信报警通过GPRS模块实现。GPRS模块通过串口与S3C2410连接，它具有一套标准的AT命令集，包括呼叫控制命令、网络服务相关命令、电话本命令、短信息命令等[9]。本系统通过对串口编程，给GPRS模块发送包含AT短信息命令的字符串[10]，从而实现发送固定内容的短信。GPRS短信报警流程如图6所示。
图5 ZigBee无线通信流程图
图6 GPRS短信报警流程图
4 系统测试结果
启动系统后，智能家居监控仪的触摸屏上可显示实时的监控界面，包括火警、烟雾、红外门禁入侵等报警状态及热水器等家用电器的开启或关闭状态，并可通过触摸屏上的按键对系统、家电等进行控制，触摸屏监控界面如图7所示。通过任一远程电脑的浏览器登录系统IP，可访问系统的远程监控页面，在线查看家居环境、控制家电、实时拍照及录像等，远程图像监控页面如图8所示。
图7 触摸屏监控界面
图8 远程图像监控页面
5 结 语
本系统基于物联网的全面感知、互联传输及智能控制三层架构设计，并使用ZigBee无线通信技术克服了有线布线的弊端，使得监控点配置灵活。GPRS移动通信技术、嵌入式Internet技术的综合应用，则实现了小区乃至更大区域的联合和实时安防，实现了多平台、多网络的无缝连接。
参 考 文 献
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根据国脉物联网技术研究中心在《2010~2015中国智能家居产业发展趋势与投资机会研究报告》中的预测：2015年我国建筑总面积将达到632.7亿平方米，较2010年新增132.2亿平方米。同时，中国2010年智能家居市场规模达到420亿元，预计2010~2015五年市场规模增速将超过20%，2015年有望达到1380亿元。
机遇不仅在C端
随着市场的扩展，越来越多的厂商加入到智能家居战争中。除了海尔、小米等传统家电和IT企业，目前市场上玩家还有传统可视对讲厂家和智能控制类厂商。
对于资金充足、资源丰富的传统家电巨头，要进行物联网的改造并不困难。成立智能家居研究院或者与互联网巨头企业形成联盟都能形成有效帮助。然而，对于中小型家电企业来说，在物联网技术上投入过多并不是一件明智的事情。
因此也催生了一批为传统家电企业转型提供物联网技术支持的服务类公司。这些公司也得到资本的大力支持。
2014年4月Broadlink获得京东与360的1000万美元投资，8月机智云也获得经纬320万美元融资。
这类服务升级公司都能够给企业提供一套完整的硬件设备接入互联网的服务，帮助传统硬件厂商做产品升级换代。
行业内大部分的企业服务大多针对大型企业硬件提供升级解决方案，而更大的市场潜藏在中小型传统家电中。
攀多物联就是为B端客户提供这样一种升级解决方案。
目前的物联网技术包括感知层、传输层和应用层。应用层分硬件和软件，硬件是基础的底层，软件与硬件相连，属于驱动层，一般是靠线路操纵系统实现。而上面一层传输层则是决定产品以何种方式连入互联网，最上面一层就是云端。
业内大部分的物联网企业主要集中在某一层技术上，而攀多则是着力在打通各个技术层，从而给企业提供全套的解决方案。这对于物联网技术来说存在一定创新意义。
攀多物联CEO田龙强告诉《第一财经日报》记者：“目前也没有在这块形成技术的，这是全新的业务应用场景，但没有很好用的技术，我们的技术针对这块。”
这种解决方案能够快速提高传统家电企业互联网改造的时间。田龙强介绍道：“如果是针对企业已有硬件产品做升级，只需要在企业原有的硬件产品上加上我们的联网模块，整个的过程只需要1周以内。”
装置联网模块的家电设备能够用下载App的移动端工具实现远程操控。
传统企业如何借力互联网
除了提供物联网解决方案，攀多同时联手这些企业开发全新的硬件产品，除了联网模块，这个过程还涉及到设计硬件电路板。田龙强毕业于中科院硬件与嵌入式开发专业，负责攀多硬件部分的设计。
目前，业内对物联网技术商业模式还在探寻。虽然硬件设备能够吸引更大的资本青睐，但是由于技术尚处在探索阶段，对于商业模式，攀多团队也有更多尝试。在一些家用的小摆件上通过物联网技术植入一些有趣的创意。
攀多运用硬件开发设计了针对情侣市场的摆件情书。通过移动设备，情侣间可以通过编辑情话发送到硬件上显示。加强热恋期情侣持续交互。“以前情侣礼品都是走商业礼品渠道，里面没有更多的交互内容，像这种内容产品一方面是个硬件，但同时也有互联网的商业模式在，就是增值的一些，编辑贺卡等可以体现产品的不同的体验，这是不同的商业模式。”田龙强说道。
这款产品在8月开始众筹。这些尝试让攀多发现了物联网从B端推向C端的可能。
[关键词]物联网 智能系统 应用
[中图分类号]TP311.52
[文献标识码]A
[文章编号]1672-5158（2013）05-0100-01
物联网其定义为把所有对象透过无线射频识别（RFID）及感测网络技术，将感测设备与网际网络连接起来，以进一步实现智慧化的识别和管。
一、物联网在智能家居中的应用发展
物联网是把所有对象透过无线射频识别等讯息，将感测设备与网际网络连接起来，实现智慧化的识别和管？的技术。在整个网际网络的基础上，用RFID自动识别和信息获取、无线数据通信等技术，将架构一个包含世界上所有事物的相连结。互联网是对象间互相联络，沟通的形式将扩大从人际到人际，人类事物与事物，事物。这将改变人们的生活带来一个新的无处在的计算和通信的时代。无线射频率识别技术（Radio Frequency IDentification，RFID）及相关识别技术将成为物联网 （Internet of Things，IoT）的基础。在整个网络中，所有的对象能够自动识别，互相进？信息交流。以物联网为基础运用在居家照护的电子网络化，结合各类的医疗照护仪器，识别其中的信息，来达到和照护者的沟通，甚至透过网络可与远程的医疗机构进？被照护者的实时信息交换。可充份的节时间，提高救护的效率，在互联网的东西，异质性的设备和技术，带来一些挑战，由于同的设备在管异构数据具有同特点。在这种情况下，物联网的结构进分析，数据管框架的物联网也基于Web服务的设计。也有研究出以环境智能基础为架构的家庭护系统，来克服目前所需面对的居家护识别的困难。
二、基于物联网的智能居家照护方法
居家照护架构可分为四层，说明如下：
1.设备层：也就是指照护所使用到的设备，主要是辨识被照护者的标签、血糖机及血压计等设备，这些设备经测后会将资传至控制层。
2.控制层：这部份主要在接收设备层传感器（sensor）传出的资，有RFIDReader用来取tag的资辨别是否为被照护者本人，IEEE 1451 i’nterrace是用在接收各类的照护设备传感器资。
3.传输层：是用接收传送资至应用层，大部份是使用Bluetooth，Wi Fi，Zigbee，COM等。
4.应用层：包括ALE，EPCIS Capture Application，EPCIS Query Interface，还有Complex Event Process Engine针对所接收到的照护设备资的事件资过滤、筛选后透过EPCIS Repository进事件处理后产生相对应的事件状况。
依据相关居家照护医疗设备其传输界面为Bluetooth，RS 232，USB或红外线，必须使用IEEE 1451.x的协议来当作接口进连结及资的传输接收，被照护者的RFID tag则需以ALE Middie进资辨识接收。再者将所接收到的资传NEPCIS，触发EPCIS～Object Event，这些事件将被储存于EPCIS事件储藏库中（Event Repository），此为储存EPc资的资库，也存放EPCIS Object Event所定义的event type之资，或者是使用者自定义vocabulary之资，Object Event依EPCglobal标准所定义的格式。
PCIS仅仅是一个实体的资库，重要的是还有各种的接口，以来连到各种同的资库实体。
针对居家照护的医疗设备，如血糖机、血压计可依被照护者的原本历史检验检查值定义出一个标准值，超过标准值，像血糖过高应进么对应的处理状况，针对这些事件然后产生一个单一事件处理程序，进而心跳过低和血糖低于标准二种状况发生需进么处理程序，定义出所谓的复合事件处理程序。
以目前的居家照护平台所使用的方法大为较封闭式的架构，被照护者的一些相关照护资没有一个很明确的处理方式，也可能无法达到与其它的照护系统的交互作用连结处理。本研究提出的方法为一个较开放标准化的居家照护处理，而非一般封闭式之处理，资？接收后进人引擎中，可以针对如血糖、血压等资进相对应的单一事件处理或者血糖与心跳资二者的复合事件处理，这个引擎平台是可方让其它的居家护平台将照护的资传送进来加以分析产生对应的处理事件，如此一来可达到一个照护标准化可达到一个开放式的处理引擎平台。
基于物联网的智能家居控制系统，对住宅内的家用电器、照明灯光等进行智能控制，并实现家庭安全防范，并结合其他系统为住户提供一个温馨舒适、安全节能、先进高尚的家居环境，让住户充分享受到现代科技给生活带来的方便与精彩。
物联网与智能家居
想要实现物体的智能控制，只有通过物与物的联网才能实现，也就是通过物联网来实现智能家居控制。物联网扩充了网络的范围，单个的物体不再孤独，而是与他周围的物体联动起来。比如，当家中发生煤气泄漏时，窗户自动打开，新风系统自动启动，报警信息自动发送，相关的物体都来处理这个事件，让您及时发现问题并预防事故的发生。这就需要各个系统之间相互配合和合作，只有整个体系都互联了，才能实现智能化控制。
物联网是指通过射频识别（RFID）技术、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备和技术，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术，将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。
智能家居物联网是一个居住环境，是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境，实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。
智能家居系统的组成
智能家居系统可以向用户提供家电统一管理、照明控制、供电控制、室内无线遥控、防盗报警、家居安全保障、温度光照检测与调节、电话远程控制及INTERNET远程遥控等功能，将给人们的居家生活带来更多安全、舒适和便利。
智能安防系统。安装在室内外各处的红外探测器、红外对射、门磁为您的家庭构建了第二道防线。当有警情发生时，能自动拨打电话，并联动相关电器做报警处理，您可通过远程监控系统随时了解家中的情况并决定如何处理。如当室内发生燃气泄漏或易燃物产生烟雾时，传感器感知情况后，报警系统立即发出警报，自动以信息的方式告知你，以便做出最快反应。
智能照明系统。客厅和起居室具有多种灯光模式组合，使环境光线更为舒适，同时亦可作较多的变化，以适应不同的情况，例如：当您下班时走近光线昏暗的过道时，过道照明自动缓慢点亮，在人员离开后2分钟，灯光将会自动缓慢关闭。
智能窗帘系统。本系统可以使用墙壁开关控制窗帘开合，并且可以使窗帘停留在轨道任意位置。同时，可以让用户在床上休息时利用遥控器或其它的控制方式来对窗帘进行控制，也可以配合家庭智能终端对窗帘进行定时控制，使得家庭装修的更具智能个性化。
智能娱乐系统。智能娱乐系统，简单地说，就是在居室的任何一间房里，包括厨房、卫生间和阳台，均安装背景音乐线，通过多个音源，可以让每个房间都听到美妙的背景音乐。如果有的房间不想听可以独立控制这间房的开关，还可调节音量大小及享受自己的MP3。如果家长在客厅放音乐，不想影响在卧室休息的小孩，可以通过控制器直接将卧室的音乐关上，这样别的房间就不会受到干扰，不会影响到家人的学习或休息。
家电控制系统。目前大部分的家庭电器都通过电源插座获得交流电能的供应。智能家居把注意力放在暖气、热水器、空调、冰箱和洗衣机等这些能源消耗较多的家用电器上。比如当您在下班前半小时，只要拨动手机按键，就可以开启空调，慢慢调节，把室温调节到适宜人体的温度。要实现手机遥控空调，在手机发出指令给智能家居的网关，再传输到用于空调系统的zigbee网络化改造的无线控制模块，无线控制模块内嵌在空调系统中，通过无线网络对空调进行操纵。
远程医疗监护系统。远程医疗是信息技术与医学相结合的产物，它使用远程通信和计算机多媒体技术为患者提供医学信息和医疗服务，主要应用在临床会诊、检查、诊断、监护、指导治疗、医学研究、交流、医学教育和手术观摩等方面。远程医疗监护系统作为远程医疗系统中的一部分，是将采集的被监护者的生理参数与视频、音频以及影像等资料通过通信网络实时传送到社区监护中心，用于动态跟踪病态发展，以保障及时诊断、治疗。随着当今社会老年人口的剧增，医疗资源中监护的作用更加突出。
关键词：智能家居；物联网技术；设计；实现
中图分类号：TP311 文献标识码：A
在智能家居的发展应用中，将智能家居与物联网技术相结合是智能家居发展应用的一个重要的发展方向。本文将对基于物联网技术下的智能家居系统的设计进行分析介绍，通过充分利用WIFI和4G技术将智能家居系统各层之间有机的联系在一起，实现智能家居系统各系统层之间的信息交互，从而实现智能家居系统中人与物、物与物的交互性控制。
1.智能家居系统与物联网技术的特点分析
物联网技术是一种应用于物与物之间相互连接通信的互联网技术，通过采用物联网技术可以将虚拟网络技术和物理实体网络进行有效的连接，从而使得用户可以通过网络技术实现对于家中智能设备的控制。在物联网技术的发展过程中其有着广阔的发展前景。而智能家居系统则是通过网络实现对于家居设备的联网控制。物联网和智能家居系统之间有着极强的互补性，两者之间的结合将会迸发出“1+1>2”的效果。基于物联网技术的智能家居控制系统将利用分布于被控设备上的各种信息传感器来对各种信息进行收集、判断、传递的基础上构建起连接家中所有家具设备（诸如家居安全控制系统、家用电器）的控制网络，从而形成一整套的安全与家具设备控制系统。基于物联网的智能家居控制系统具有如下的特点：
（1）极强的实施联网性，通过这一系统能够有效地将家中的各种设备进行联网通信。
（2）及时性，业主可以随时随地的通过移动终端来对家居进行监控并对一些突发事件进行远程操控处理，通过这一方式能够将各种损失的影响降至最低。
（3）极强的灵敏性。基于物联网的智能家居控制系统依靠多种传感器实现对于周边环境的实时信息监控，传感器通过将采集到的数据传输至基于物联网的智能家居控制系统，通过对相关数据进行分析处理以便根据设定完成相关的控制功能。
2.基于物联网的智能家居控制系统的设计和构建
在嵌入式智能家居系统的构建上需要通过家庭网关完成智能家居系y所连接的各设备的信息交互。因此在基于物联网的智能家居控制系统的构建中需要在每个家庭中设置一个集中式的家庭网关，而在拓展基于物联网的智能家居控制系统的系统功能时则需要对家庭设置进行更改，从而使得智能家居系统的拓展难度大为增加。本系统将嵌入式智能家居系统作为构建的基础，并辅助以中间件技术、物联网技术、WIFI技术等，从而使得基于物联网的智能家居控制系统在信息处理、整合等方面的能力大为提高，相较于传统智能系统构建时所存在的信息孤岛问题，新的基于物联网的智能家居控制系统在智能信息构建中发挥着极为重要的作用。在基于物联网的智能家居控制系统的构建中主要分为以下主要的体系结构：
（1）组成系统的各级传感设备和监控设备。在基于物联网的智能家居控制系统的构建中需要使用各种传感设备和监控设备用以实现对于信息的采集，这些传感器包含声、光、化学等类型的传感器，通过这些传感器所采集到的信号整个智能家居系统能够对外界信息有着充分的认识。
（2）基于物联网的智能家居控制系统中各基础类型的传感器将采集到的信息发送至中央控制系统，通过中央控制系统来对智能家居系统中的各种设备进行管理和控制。在基于物联网的智能家居控制系统工作时，首先，中央控制系统接收到各传感器所采集到的各种外界数据，将各类数据与智能家居系统中所存储的相关设定进行比对，基于物联网的智能家居控制系统中的各类设备进行控制。此外，该控制系统能够在系统遭遇紧急情况时进行自动报警，并在自动报警时启动相应的应急预案。同时基于物联网的智能家居控制系统在工作时的各种传输信息将会被记录在用户数据库中，以备后续查看。
（3）应用层。应用层是用户图形界面的接口，也是用户与基于物联网的智能家居控制系统进行直接交互的窗口。在基于物联网的智能家居控制系统的应用过程中，用户可以通过网络、手机APP等完成对于基于物联网的智能家居控制系统的登录，并在完成系统登录后对组成基于物联网的智能家居控制系统中的各家居设备进行管理操作，通过对各种设备进行删除、添加等操作用以实现人机交互。
此外，在构建基于物联网的智能家居控制系统的过程中还可以使用Android平台来完成对于智能家居系统的构建。通过这一构建方式将能够使得基于物联网的智能家居控制系统得到极大的扩展。利用Android平台与物联网相结合的方式使得控制系统能够依靠无线的方式来对组成智能家居的各设备进行控制。因此，可以构建起以物联网的智能家居控制系统为核心并辅助以基于Android平台的手机控制终端的模式来完成整个物联网控制系统的构建。在构建Android客户端的过程中，Android客户端的控制系统包括有用户界面UI、Socket通信、SQLite数据库设计等的组成部分。此外，基于Android平台所开发的手机、平板等移动终端所开发的应用程序包含一部分的组件并可以根据需要予以激活。在网络编程上，Android的通信模式十分友好，通过结合TCP的传输通信方式以及UDP的传输，Android平台中可以通过采用其中所带有的Dategram Socket或是Dategram Package类的组件用以实现Android控制系统的编制。Socket的编程方式是一种底层结构，在进行Android平台通信模块的组建时可以将其作为整个Android控制系统中应用协议的基础。凭借Socket对象的创建就能够实现以打开输入输出流的方式来实现与用户、智能家居设备之间的信息交互。整个控制系统中客户端与服务器之间主要是按照以下的模式进行工作的。首先，用户服务器通过以Serversocket为对象实现对于服务器的初始化，而后等待客户端的接入链接。此后，构建Socket对象完成对于客户端的初始化操作。服务器在接收到客户端所发出的控制请求后做出反应并使得两者之间进行相互的链接。待到链接完成后，通过客户端即可实现相应的控制操作。而后服务器将会对客户的操作做出相应的回应。这一过程直至客户端中止操作为止。在完成对于数据库的构建中，由于智能家居所需处理的信息量较少且相应的时间也较短，因此无需高要求的数据库。在构建智能家居系统时可以使用Android平台中所内置的SQLite数据库来完成数据库的构建。SQLite数据库能够对NULL、INTEGER等类型的数据进行良好的管理。
结语
在通信技术不断发展的今天，基于物联网构建起智能家居系统并通过采用手机APP作为智能家居系统的控制终端将极大地拓展智能家居系统的应用范围和使用的交互性。本文在分析智能家居系统特点的基础上对如何做好基于物联网的智能家居系统的构建进行了分析介绍。
参考文献
【关键词】智能家居；物联网；GPRS；ARM；Zigbee
Abstract：This article use the ARM platform and GPRS technologies to achieve the remote monitoring and control household，use Zigbee wireless communication technology and the CC2430 chip to achieve the constitution of the family internal LAN，use AT89C51 single-chip microcomputer to control the node control chip and the control mode for the corresponding interrupt control.The central controller ARM，GPRS module，Zigbee module through serial communication between way realization，so that make the whole system combined into as a whole.Through the control system，users can control of household equipments and obtain various data of household using the Internet or mobile at any time.
Key Words：Smart Home；The Internet of Things；GPRS；ARM；Zigbee
1.引言
2009年1月，IBM公司提出了“智慧地球”的理念；2009年8月，总理在中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心考察时，提出了“感知中国”的目标[1]。物联网是以感知为核心的物物互联，从技术角度又称为传感网。物联网将成为继计算机、互联网和通信网络之后的信息产业第三次浪潮[2]。
随着科学技术的迅猛发展，世界迎来了信息化时代。现如今，可以把信息技术、自动控制技术和计算机技术结合起来应用于建筑及住宅，于是出现了智能建筑及住宅。
2.智能家居的概述
智能家居概念的起源很早，但一直未有具体的建筑案例出现，直到1984年美国联合科技公司（United Techno1ogies Building System）将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康乃迪克州（Conneticut）哈特佛市（Hartford）的City Place Building时，才出现了首栋的“智能型建筑”，从此揭开了全世界争相建造智能家居的序幕[3]。
随着互联网的发展，尤其是无线网络的出现和发展，智能家居逐步进入网络化时代。它能提供照明控制、远程家电控制、安防报警、室内外遥控、自动窗帘、可编程定时控制等多种功能和手段，使人们的生活更加安全、舒适和便捷。
3.系统总体方案
3.1 系统总体结构及主要功能
系统主要由家庭智能控制模块、图像处理单元、ARM中央控制平台、Zigbee无线传输模块[4]、GPRS无线通信模块和因特网通信等部分组成，其总体结构简图如图1所示。
其中家庭智能控制模块主要包括智能安防报警模块、智能照明控制模块及空调远程控制模块。各控制模块通过Zigbee模块与ARM中央控制平台实现连接，组成一个星形家庭智能控制网络。同时，ARM中央控制平台可连接一个USB摄像头，实现对家庭环境的实时监控[5]。ARM中央控制平台通过GPRS和因特网实现与外部的连接，用户出门在外也可以随时随地的通过互联网或者手机对智能家居进行控制。
3.2 系统硬件架构
中央控制器采用了ARM920T S3C2400作为主控芯片，S3C2400内部集成的TFT/STN LCD触摸屏控制器主要用于传输显示数据和产生控制信号，支持屏幕水平和垂直滚动显示。该LCD接口利用S3C2440内部集成的LCD控制器，可直接和大多数TFT液晶显示屏直接相连，通过IIC接口利用IIC总线可以控制液晶显示屏的背光、对比度等，从而实现了人机交换界面的建立[6]。
Flash存储芯片可通过接口总线直接与S3C2400相连，用户可以在其内部存放系统启动代码、根文件系统及内核代码，从而形成随机存储器，用户可在Flash上执行启动代码，在SDRAM上执行主程序。系统硬件电路框图中与中央控制器相连的CC2430芯片为Zigbee无线传输芯片，负责传感器节点、控制器终端节点以及中央控制器的各种数据信息的接收和传输。
3.3 系统软件架构
系统主程序主要运用C语言编写，结合一些主要函数来实现各个模块对应的功能，如系统主程序的初始化、系统设置等。主程序主要由各子程序组成，包括Zigbee无线通信程序、GPRS无线通信程序、各终端模块控制程序等[7]。系统主程序流程图如图3所示。
4.各部分功能及构成
4.1 智能安防报警模块
此模块的作用是通过烟雾传感器对室内气体进行实时监测，若有异常则向中央控制器CC2430发送数据信息，以短信的形式向用户手机发送警报，从而起到安防的作用[8]。
烟雾传感器可以有效地检测环境中可燃气体或有毒气体的浓度，对家居中的安全隐患进行检测，从而防止火灾或事故的发生。针对家用可燃性气体如液化气或天然气等气体的检测，选择采用TGS813气敏传感器，TGS813传感器外观如图4所示。
4.2 智能照明控制模块
照明控制器采用AT89C51单片机做为控制芯片，与CC2430采用串口异步通信的方式进行信息的传递。模块结构框图如图5所示。
此部分主要由延时选择电路、光照检测电路、热释电传感器及处理电路、单片机系统和输出控制电路组成。工作时，光照检测电路和热释电红外线传感器采集光照强弱、室内是否有人等信息传输到单片机，单片机根据信息通过输出控制电路对照明设备进行开关操作，从而实现智能照明控制，达到节能的目的。并且，和空调控制器类似，本模块中Zigbee通信模块CC2430收发模块终端通过串口通信方式与照明系统控制器相连，从而用户用手机即可控制照明控制系统实现各种控制命令[9]。
照明控制模块选择AT89C51单片机作为终端控制，其系统硬件电路如图6所示。当外界环境光照强时，光敏电阻R13阻值较小则A点电平较低；当外界环境光照弱时，光敏电阻R13阻值较大，则A点电平较高，将此电平送到单片机，由程序控制是否实现照明。
4.3 空调远程控制模块
此模块设计使用Zigbee通信模块CC2430通过串口通信方式与空调控制器相连，从而用户可以直接用手机即可控制空调主机实现各种控制。例如，在炎热的夏季，在回家之前提前半小时用手机遥控开启空调系统，使得到家后室温凉爽。
在当今空调品牌中，大部分都采用的HBS总线，因为一般的智能家居控制系统和HBS总线不兼容，所以想把空调加入到智能家居控制系统中需要通过单片机和HBS通信模块MM1192芯片连接从而实现智能家居对空调的控制[10]。
MM1192是由日本的MITSUMIG公司研发的专为HBS总线控制模块设计的一种解码译码芯片，其自身带有编码和解码电路，可与单片机直接相连。在设计单片机I/O控制口时，令P1口作为各种控制按键的控制口，不同的按键对应不同的控制功能，具体分为：开机、高温、低温、除湿、送风、制冷、加热、关机。控制状态的显示输出可利用P2口进行连接，当前的命令也可通过八个不同的LED发光二级管显示。
5.小结
使用ARM S3C2440和ARM-Linux系统构成系统的中央控制平台，实现对家居各种信息的检测和控制；利用无线短距离Zigbee通信模块建立家庭内部局域网络，实现中央控制平台与各职能控制器终端的无线通信；利用GPRS模块实现了对职能家居的远程监控，使用户无论何时何地都能通过手机了解家中的情况，并且对家电设备进行控制。
参考文献
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关键词：物联网；ZigBee；无线传感网络；智能家居
DOIDOI：10.11907/rjdk.161600
中图分类号：TP319
文献标识码：A文章编号文章编号：16727800（2016）009009702
作者简介作者简介：孙会民（1990-），女，山东菏泽人，山东科技大学信息科学与工程学院硕士研究生，研究方向为计算机软件理论。
0引言
智能家居利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术，融合个性需求，将与家居生活有关的各个子系统如安防、灯光控制、空调控制、窗帘控制、信息家电、场景联动、环境监测等有机地结合在一起，通过网络综合智能控制和管理，实现以人为本的全新家居生活体验。
本方案用电脑作为客户端，通过无线网络 （WiFi、GPRS） 对家居系统进行控制，做到方便、快捷、触手可及。
1智能家居监控系统
本系统以CC2530为控制核心，完成信息的采集与电器的控制等操作。终端节点把采集的数据通过无线数据传输方式发给协调器，协调器通过A8网关把打包好的数据发送给服务器供外部调用[13]。平台上配有液晶显示模块，人机交互界面能方便进行相关操作。
数据传输既可以通过Internet网络进行，也可以利用现有的无线通信网络，如WiFi网络[4]。在家庭内网中，只需与一个具有无线接口管理功能的ZigBee模块相连，通过人机交互界面，便可通过PC终端进行设备控制与状态查询。
系统通过上位机与A8网关配合，采集温湿度传感器、光照采集传感器、烟雾采集传感器、红外反射传感器的数据，实现对继电器的控制功能。智能家居监控系统流程如图1所示。
2系统总体设计
系统分为上位机软件控制和下位机ZigBee控制器两大部分。上位机通过人机交互界面发送控制信息并接收下位机ZigBee控制器发送的检测信号；下位机ZigBee控制器根据上位机软件给出的指令发出控制信号，控制相应的家居场设备，同时将检测到的信号发送到上位机图形界面上[5]。
软件部分主要是C#编写的图形界面进行人机交互。上位机通过人机交互界面，将控制信号通过网线或者WiFi把相应的命令或者信号传送到A8网关上，然后通过A8网关发送信息给协调器，协调器把命令传送到各个终端节点上，以此接收数据或者对中断节点进行控制[6]。
2.1系统设计思路及关键技术
智能家居系统上的软件包括PC软件和嵌入式软件。PC软件基于VS2010平台的C#语言编写。硬件程序在Windows下基于IAR集成开发环境的C语言编写[78]。
（1）PC应用软件（智能客户端）。PC机软件通过各个模式的设定实现相应功能。在PC端接受底层硬件传来的数据并显示[910]，同时把显示的数据进行适当处理，使其智能化。如当天气炎热达到预先设定的阈值时，空调会自动打开制冷降温；当处于离家模式时，家里的灯泡、风扇、空调等会自动关闭，以此通过客户端来实现智能化。
（2） 嵌入式应用软件。①Main：获取传感器的温湿度值、烟雾值，并作相应处理，同时还监听和处理PC软件发送的请求；②ZigBee：处理Main下的指令。
2.2软件子系统设计
2.2.1PC端软件功能设计
C#客户端通过调用各模块实现各种模式。在Client端有回家模式、离家模式、电视模式、工作模式、会话模式、电影模式、全开模式、省电模式、上网模式以及自定义模式等各种功能，见图2。
（1）登录模块。在登录模块中，需要通过验证用户名和密码才能登录。
（2）注册模块。需要输入用户名和两次密码输入完成注册。
（3）主模块。在主模块下定义了各种模式，以此实现智能化。
（4）回家模式。①回家时，门禁系统会打开，通过继电器开关打开大门；②进入大门时有温馨的智能提示，提示内容用语音播报，如“您有一个未接电话”等；③家里的电器会打开，如：空调、电灯、电视等。
（5）离家模式。①离家模式下，家里的电器会关闭。首先查看电器开关状态，比如灯泡处于打开状态，则通过继电器模拟关闭；②安防系统会打开，比如红外感应打开用来防范小偷、烟雾感应系统和温度感应系统打开以预防火灾；③有紧急情况时，安防系统会自动发送信息到手机，并根据紧急情况等级设定手机接收信息的铃声或响铃时间长短。
（6）电视模式。通过继电器开关电视。
（7）工作模式。在工作模式下，窗帘会关闭，所有背景音乐也会关闭，还会启动部分安防系统。比如有人来了会有提示，此功能通过继电器模拟实现。
（8）会客模式。①在会客模式下会响起背景音乐，调节气氛；②电话或短信会根据内容的紧急情况，以及相同联系人发送短信的数量来确定短信的重要程度，以此选择是否通知；③选择操作继电器模拟实现。
（9）电影模式。①在电影模式下，可以打开想看的电影，还可以选择重复播放，可从列表框中删除影片；②在此模式下通过继电器模拟实现灯泡的关闭，实现智能控制。
（10）全开模式。①在全开模式下，打开所有必要的电器和系统；②此处通过继电器来模拟实现。
（11）省电模式。①在省电模式下，关闭不必要的电器开关；②关闭背景音乐。
（12）上网模式。在上网模式下关闭不必要的流量。
（13）自定义模式1。①在此模式下可以查看用户设定城市3天的天气预报，还可以查询其它城市的天气；②通过天气的温度值给用户提供一些指导信息；③通过继电器的打开与关闭进行模拟。
（14）自定义模式2。此模块为视频监控模块，通过视频监控可以记录下一些视频，比如不在家时的访客，通过调用视频可以知道谁来过[11]。
2.2.2下位机软件功能设计
（1）任务与事件添加。在任务初始化函数中添加任务（OSAL_SampleApp.c中），方式如下：
void osalInitTasks（ void ）
{
……………
ZDApp_Init（ taskID++ ）；
SampleApp_Init（ taskID++ ）；
GenericApp_Init（ taskID++ ）；//添加任务初始化函数
}
任务的处理函数地址：
const pTaskEventHandlerFn tasksArr[] = {
……………..
ZDApp_event_loop，
SampleApp_ProcessEvent，
GenericApp_ProcessEvent //添加任务处理函数
}；
注：这两个函数的顺序是对应的，还要在SampleApp.c中定义这两个函数。
（2）ZigBee节点程序流程。协调器主要负责建立网络、维护网络。上电初始化完成后，协调器建立一个网络。一旦建立网络成功，协调器的网络地址、簇ID、网络编号以及传输通道等信息就确定了，这时它会进入空闲状态，等待其它节点加入。若接收到节点入网申请，则允许其加入网络并分配网络地址等信息。当加入网络成功后，终端节点将进入应用层处理函数[12]。
3结语
本文将无线传感器网络和嵌入式系统A8相结合，构成一个无线智能家居控制系统。对智能家居内部ZigBee网络、智能家居的上位机进行了分析研究。由于设备节点有限，只采集了温湿度、光照、烟雾等节点数据。
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关键词 图像处理；物联网；图像识别；图像提取
中图分类号TP393 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）47-0233-02
1 物联网定义
物联网是未来因特网的综合部分之一，可以被定义为一个动态的全球网络基础。基于标准的和互操作的通信协议，无论物理的还是虚拟的“物”均有身份、物理属性和虚拟特质，具备自配置能力且使用智能接口，可以无缝地集成到信息网络中去。”
本文认为，物联网实质上是将真实世界映射到虚拟世界的过程：真实世界中的事物，通过传感器采集一定的数据，在虚拟世界中形成与之对应的事物。“相关物体可能在虚拟电子空间中被创造出来，源于物理物体空间，且与物理空间的物体有关联。”现在一提物联网，就谈RFID，传感器，天线，好像物联网就是给所有东西装上一个射频芯片，就组建了物联网。都以为物联网是射频感应，其实最终的物联网是图像识别。事实上，物联网的发展如人类的进化一样，还是靠眼睛感知整个世界的，进化史上没有出现几个用电磁波进行沟通的动物，在进化树上感应能力远远没有识别能力枝繁叶茂。
从概念上来说，电磁感应与光学识别很相似，目的都是快速准确地确认追踪目标物体。相比之下，识别属于"可视技术"，只能对进入视野范围内的图像进行处理，而感应不要求看见目标，且可同时进行多目标的处理。为什么射频技术被人们看好，应该就是RFID可想象的应用范围更为广泛。
但从整个世界范围看，识别的应用领域肯定大于感应，因为人本是依赖眼睛的动物，我们的大脑思维也是对这个色彩斑斓的世界一幕幕投影；在不久的将来，通过你的眼睛把任何物体连接上物联网就可以实现。
2 模式识别与图像识别
图像识别（Image Recognition）的过程，主要由以下四个步骤组成：图像预处理、图像分割、图像特征提取以及图像分类。
图像识别中4个主要步骤功能如下：
1）图像预处理
图像识别的第一步就是进行图像预处理。图像预处理的主要目的就是增强图像目标信息，减弱无关信息，以便人机分析；对于图像中文字的识别处理，一般首先要定位和分离文字，然后进行细化、平滑和边界跟踪处理。细化的目的是获取文字的骨架或轮廓，即将字符的笔道宽度减少为一个像素的宽度，这样剩下来的是原字符的骨架。平滑的目的是消除噪声、改善图像质量，即去掉笔道边沿小的凹凸处以及笔道中孤立的黑点。
2）图像分割
根据所选用的算法及图像特征情况，将图像分割成需要的几个部分。
3）图像特征提取
图像分割后，在所需要的分割图像上提取有效的特征，并对其中的某些参数进行测量、计算，为图像分类提供依据。
4）图像分类
依据提取出的图像特征值，运用模式识别的方法对图像进行分类。确定分类结果后，对图像的重要信息进行深入解释。在分类过程中输入的是图像特征信息，输出的是图像类别名称。
3 图像格式的选择
图像有多种存放格式，其中各有特色。其中BMP用于Windows下的位图（Bitmap）格式，文件几乎不用压缩，占用磁盘空间较大，它的颜色存储格式有l位、4位、8位及24位。开发Windows下的软件时，BMP格式是最不容易出问题的格式，并且DOS和Windows环境下的图像处理软件都支持该格式。
4 图像预处理
图像流程图如图1所示：
图像预处理过程包括许多技术，例如：图像的灰度化、图像二值化、字符的细化等，要根据图像特征的特点采用针对性的预处理技术。
1） 灰度转化
灰度化处理，即将一幅彩色图像转化为灰度图像的过程。彩色图像比较复杂，许多算法不能对彩色图像实施，灰度图像比较简单，容易处理，所以图像处理中灰度化处理是很重要的一步，是后续处理的基础。由于彩色图像的每个像素的R，G，B值是不相同的，所以显示出红绿蓝等各种颜色。灰度化就是使彩色的R，G，B分量相等的过程，而R，G，B分量相等时的颜色是黑白色，没有颜色差异，有的只是亮度上的不同。在RGB颜色模型中，R=G=B的值叫做灰度值。灰度值越大像素点越亮，灰度值越小像素点越暗。
图像灰度化有多种不同的算法，概括起来主要有如下3种：
（1）最大值法：使R，G，B的值等于3个值中最大的一个，即
R=G=B=max（R，G，B）
最大值法会形成亮度很高的灰度图像。
（2）平均值法：使R，G，B的值求出平均值，即：
R=G=B=（R+G+B）/3
平均值法会形成较柔和的灰度图像。
（3）加权平均值法：根据重要性或其他指标给R，G，B赋予不同的权值，并使R，G，B的值加权平均，即
R=G=B=（VRR+VGG+VGB）/3
其中VR、VG、VB分别为R，G，B的权值。VR、VG、VB取不同的值，加权平均值法就将形成不同的灰度图像。由于人眼对绿色的敏感度最高，对红色的敏感度次之，对蓝色的敏感度最低，因此使VG>VR>VB将得到较合理的灰度图像。实验和理论推导证明，当VR=0.30，VG=0.59，VB=0.11时，即
Vgray=0.30R+0.59G+0.11B
R=G=B=Vgray
时，能得到最合理的灰度图像。
我们读入如图2所示。
采用加权平均值法进行图像的灰度处理。经过灰度处理后的256色位图如图3所示。
2） 图像二值化
图像进行灰度化处理后，每个像素的灰度值大小决定了图像中像素的亮暗程度。图像二值化就是把图像中不同亮暗程度的像素根据某个阈值分成黑白两种颜色，一般图像中的字符用黑色表示，其余部分用白色表示。经过此步骤后灰度图像就被转化为只包含黑、白两个灰度的二值图像。在绝大多数字符识别系统当中图像二值化处理是一个必需的过程。二值化方法的优劣直接影响着字符识别系统的性能指标。在进行图像二值化处理过程中会损失图像的许多有用信息，因此，能否保留原图的主要特征非常关键。算法如下：
定义原始图像上的点为。设给定一个判定阈值为T，变化后的图像定义为：
方法的关键是选取一个灰度级判定阙值T，像素灰度大于T的重新分配以最大灰度，小于T的分配以最小灰度，这样就可以重新组织一个新的二值图像，并成功地把字符对象从背景中分离出来，分割阈值的准确性选择很重要，它直接影响分割的精度。
5特征选择和提取
经过前面一系列的图像预处理和图像分割后，下一步就是特征选择和提取。下面从处理完毕的字符图像中提取最能体现字符特点的特征向量，代入BP神经网络然后对其进行训练。对待识别的样本进行以上相同处理，最后提取特征向量代入训练好的BP神经网络，就可以对字符进行识别分类。以下是几种比较简单常用的特征提取方法。
5.1 逐象素特征提取法
对图像进行逐行逐列的扫描时当遇到白色象素点时取其特征值为0,遇到黑色象素点时为1，扫描结束以后就形成了一个图像与维数中象素点的个数相同的特征向量矩阵。
逐象素特征提取法的特点是运算起来速度快，算法比较简单，可以使BP神经网络很快地收敛，训练效果好。缺点是适应性不强，只有通过加大训练样本数目的方法来增强其适应性。
5.2骨架特征提取法
骨架又称中轴，是一种重要的图像几何特征。两幅图像线条粗细的不同使得两幅图像差别很大，在对图像进行细化处理，统一到相同的宽度（如一个象素），这时两幅图像的差别就不是特别明显了。原图与细化后的图像对比如图4和图5所示：
骨架特征提取的方法当图像一旦出现偏移就难以识别了，但是对于线条粗细不同的字符有一定的适应性。
5.3 垂直方向数据统计特征提取法
这种特征提取方法的算法就是自上而下逐行扫描，统计每行的黑色象素点的个数，然后自左向右对图像进行逐列的扫描，统计每列的黑色象素点的个数，将统计结果作为字符的特征向量，如果字符的宽度为h，长度为w，则特征向量的维数就是h+w。
6 图像识别的应用
图像识别技术现在已经广泛应用于农业、渔业、林业、机械、勘探、天文气象、交通、公安、医学、邮电等部门，以及许多工矿企业中。下面简单列举出一些图像识别技术应用。
1）文字和字符识别应用：卡片输入，稿件输入，文件处理，支票查对，信函分拣，期刊阅读，自动排版等；
2）机器视觉识别：通过相机捕捉图像，分析数字图像的特征信息，应用于自动化视觉检测或装配线的自动化；
3）遥感和航空照片分析，指纹、掌纹、脸部、唇纹等生物器官的识别，热成像及超声图像检查等；
4）声音识别：侦听和机器故障判断，以及语音识别和鉴定等；
5）生物医学应用：白血球、癌细胞、染色体检查以及修复手术控制设计等；
6）工业应用：产品质量检测，图形设计，集成电路设计以及自动键合等；
7）预报问题：天气预报，地震预报，经济预报和工业烟雾预报等。
参考文献
[1]董长虹.Matlab图像处理与应用[M].北京：国防工业出版社，2004.
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