基于云計算的智能家居系統(tǒng)主要由三部分組成：云平臺(數據中心)、控制端和家庭設備。

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云數據中心。云數據中心是一個提供云服務的服務集群。提供以下功能：通過INTERNET接收來自家庭網關的數據并存儲，根據內置策略或來自控制端的指令將控制數據傳輸給家庭網關;通過INTERNET與控制端連接，向控制端提供系統(tǒng)的實時數據或歷史數據，接收來自控制端的指令;內置大量家用設備控制模型，供家庭網關控制使用;對存儲的大量數據進行數據挖掘，尋找可供進一步利用的知識。

云數據中心的實現(xiàn)既可以是自行搭建服務器集群的私有云，也可以直接租用大型云計算公司所提供的服務，例如提供多平臺文件同步的軟件DROPBOX，就直接采用了亞馬遜公司的云計算服務，自身沒有任何硬件。也就是說，在云中心的構建上，可以不考慮硬件，而集中精力于軟件的開發(fā)，盡可能為用戶提供可靠、易用的服務，而對于所需的存儲和計算資源采用隨用隨買的方式，使得整個結構具有很大的靈活性和可擴展性。

云計算平臺通過提供一個基礎服務層，來為智能家居系統(tǒng)提供一些必須的功能，例如用戶認證、數據存儲、與家庭網關和智能終端的聯(lián)網和編程接口。這為更高級的應用層提供了一些標準的基礎服務。接下來，利用這些基礎服務，系統(tǒng)開發(fā)者成為一個軟件生態(tài)系統(tǒng)的維護者，大量的第三方廠商可為該系統(tǒng)開發(fā)應用，例如提供WEB網站、手機應用程序、進行數據分析等。家電和傳感器廠商可以利用這些程序接口來向系統(tǒng)提供最新的設備驅動，供家庭網關調用。

控制端。控制端是一個人機界面設備，是用戶使用智能家居系統(tǒng)的媒介?？刂贫丝梢允且慌_普通家用計算機上的軟件，也可以是智能手機或平板電腦上的應用，或者是智能電視機內置的功能。它使得用戶能夠獲得系統(tǒng)各方面的信息，對系統(tǒng)進行配置和使用。

例如，谷歌三年前已經發(fā)布的“Android@Home”軟件平臺。通過這個系統(tǒng)，Android不再只是手機和電腦的作業(yè)系統(tǒng)，也能讓家居電器智能化，包括電燈、家電、灌溉系統(tǒng)、可視對講、報警、恒溫器等等。Android的應用開發(fā)者可以開發(fā)一款基于該操作系統(tǒng)的應用，連接系統(tǒng)的云服務并綁定賬戶，就可以查看自己家系統(tǒng)的實時情況、歷史數據并進行配置和操作。

人是智能家居系統(tǒng)的控制者，配置并使用系統(tǒng)，同時也是整個系統(tǒng)的一部分。通過簡單的室內定位系統(tǒng)和隨身的RFID標簽，智能家居系統(tǒng)也能感知到人的存在。例如，當你離開書房進入廚房時，廚房的燈光會自動打開，而客廳的燈光自動關閉;而當系統(tǒng)檢測到房屋中已經沒有人存在，則會使整個系統(tǒng)進入最低功耗運行。這些控制由預先設在云數據心的控制策略來執(zhí)行，而人是被服務者。

家庭設備。家庭設備包括家庭網關、傳感器和各種被控制設備。家庭網關是連接家庭內部網絡和外部網絡的連接設備。

智能家居網關是家庭資源管理和配置中心，完成家庭組網和節(jié)點控制等功能。智能家居網關通過無線組網技術連接家庭網絡中各傳感器開關節(jié)點，通過標準的通信協(xié)議，對內實現(xiàn)智能家居內部網絡的管理和控制，對外作為家庭網絡和外部網絡的信息的交互接口。家庭網關可以在傳感器和被控制設備接入家庭網絡后調用其基本功能，并從云數據中心自動下載該設備的控制模型以實現(xiàn)更全面的控制。

各種被控制設備則主要由相應廠商進行開發(fā)，根據系統(tǒng)的統(tǒng)一要求增加無線模塊，并向云數據中心提交控制模型。當設備被最終用戶購買并接入家居系統(tǒng)時，家庭網關可以從云數據中心自動下載其控制模型，實現(xiàn)自動配置。

另外，執(zhí)行器是指所有執(zhí)行控制策略的設備，包括各種家用電器。隨著家電本身智能化的發(fā)展，有可能將每一件家庭設備接入到家庭網絡中。

相比較可看出，傳統(tǒng)的智能家居以家庭網關為核心，所有設備均與家庭網關相連接，向家庭網關提供數據，并接受家庭網關的指令。采用云計算的服務器為核心，來替代目前以家庭網關為核心。在智能家居中引入云計算，由一個盡可能簡單低功耗的家庭網關來獲取各種傳感器數據傳送到云服務器，接受來自云服務器的指令對智能家居系統(tǒng)進行控制。這樣的方案具備以下優(yōu)勢：

縮減并明確了家庭網關的任務，便于家庭網關的標準化和通用性;云服務器可以接受家庭系統(tǒng)的實時數據，在更大范圍內進行統(tǒng)籌安排;云服務器可以存儲大量的既往數據，便于未來在此基礎上進行數據挖掘，從而為整個系統(tǒng)的優(yōu)化和相關領域的發(fā)展提供知識支持。

云計算促進智能家居系統(tǒng)的易用性、經濟性、標準化

云計算技術具有以下特點：

提供服務而非硬件。用戶無需了解云計算的具體機制就可以充分享用其服務?？梢哉f，“云”提供的服務是透明的，不像硬件那樣具體有形，而是如影隨行。在由云端連接的智能家居系統(tǒng)中，由系統(tǒng)的運營方來提供智能家居的服務，設備商和最終家庭用戶都可以視為該系統(tǒng)的用戶。系統(tǒng)用戶無需了解系統(tǒng)的具體實現(xiàn)，設備商僅需按照系統(tǒng)要求制造硬件設備，設備硬件將數據通過家庭網關向云數據中心輸送，并執(zhí)行由云數據中心下達的指令。而家庭用戶則通過各種智能終端獲取云數據中心處理好的數據并提出自己的要求或控制策略。智能家居成為一種標準化的服務和基礎設施，人們需要的是接入該系統(tǒng)，而不是像過去一樣需要通過一個包攬所有功能的家庭網關及若干特殊的家用電器來建立一個智能家居系統(tǒng)。在該模型中家庭網關只是連接傳感器、家電和數據中心的中介，而非系統(tǒng)中樞。

經濟性。云計算提供了存儲和計算的硬件使用效率，與獨立的嵌入式的控制器相比，云服務能夠提供更廉價的單位存儲和計算成本。過去，根據不同的智能家居系統(tǒng)規(guī)模，需要設計制造各種不同配置的家庭網關并進行布線等投資。該項模型通過讓設備商能夠大批量制造盡可能簡單、接口統(tǒng)一的家庭網關和通訊模塊而大大降低整個系統(tǒng)的成本。這種家庭網關只需要支持ZIGBEE網絡和TCP/IP協(xié)議，并能緩存少量數據便足夠勝任了。

高可用性。通過集成海量存儲和高性能的計算能力，云能提供一定滿意度的服務質量。云計算系統(tǒng)可以自動檢測失效節(jié)點，并將失效節(jié)點排除，不影響系統(tǒng)的正常運行。云計算的引入使智能家居成為一種高可用性的基礎服務。系統(tǒng)升級或維護時可以只是暫停部分運算節(jié)點，而對于用戶來說感受到的是無間斷的系統(tǒng)運行。

高層次的編程模型。云計算系統(tǒng)提供高級別的編程模型。用戶通過簡單學習，就可以編寫自己的云計算程序，在云系統(tǒng)上執(zhí)行，滿足自己的需求。云計算的運營方提供統(tǒng)一的操作系統(tǒng)和編程環(huán)境，家庭硬件的制造商在此基礎上進行相應的開發(fā)。這將使得硬件制造商在更高的抽象層次上進行編程，無需關心存儲和計算的實現(xiàn)細節(jié)，更關注于網絡傳輸和用戶體驗。

用冗余方式提供可靠性。云計算系統(tǒng)由大量商用計算機組成機群，向用戶提供數據處理服務。采用數據冗余和分布式存儲來保證數據的可靠性。經過多年的發(fā)展，數據中心的建設維護技術已經非常成熟，像谷歌、亞瑪遜等服務商提供的云計算是非常穩(wěn)定和可靠。該系統(tǒng)可以直接租用這些云計算服務，甚至同時租用幾家服務商的服務來互為冗余，使得整個系統(tǒng)的可靠性甚至高于這些大型服務商。

結束語

云計算是基于互聯(lián)網的相關服務的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網來提供動態(tài)、易擴展且經常是虛擬化的資源?；谠朴嬎愕闹悄芗揖酉到y(tǒng)，將有力促進智能化的真正實現(xiàn)，同時通過其經濟、易用的特點讓更多普通消費者也能體驗到智慧生活。