1.5 整体实现过程及原理介绍
在后面的章节会陆续讲解如何使用智能手机，借助于无线技术，通过各个智能单品的精心组合去控制家里的电视、空调、热水器、电饭煲、饮水机、灯光、电动窗帘等，以及实现环境质量监测与智能安防，不过为了避免陷入烦琐的细节当中，在动手之前，有必要从全局的角度去理解一下整体的实现过程以及基本的原理介绍，这对于理解后面章节的内容会起到一个提纲挈领的作用。
下面通过下图来讲解智能家居的整体实现过程及原理。
上图应该与大家从其他书籍或网络上看到的图不同，既不是详细的功能介绍图，也不是详细的技术原理图，当然此处刻意避免了上述两种情况，因为详细的功能介绍图虽然可以从宏观上知道可以实现的功能，但是对如何动手去实践帮助很少；而详细的技术原理图适合于专业的技术人员，对于DIY爱好者而言，可能会太过专业，会使人望而却步。我们的目的是为了实际动手操作，所以上图将功能图的部分与技术图的部分融合在了一起，对于进行实际动手操作很有意义。
也许初看上图，仍然觉得有些复杂，下面就对上图进行详细讲解。
先来看第一个信号流程，即下图红色框中的部分：
为了便于理解，将红色框中部分单独提取出来，如下图所示：
首先要选用智能手机，iPhone、Windows Phone或Android手机均可。智能手机目前还不能直接控制家中设备，需与无线路由器建立连接，无线路由器会为智能手机分配IP地址，例如192.168.1.100；然后将另一个智能主机设备也与无线路由器进行连接，无线路由器仍然会为智能主机分配IP地址，例如192.168.1.101，这样，智能手机与智能主机就在一个局域网里，可以彼此通过网络协议进行通信，至于手机与智能主机进行通信的技术细节不需要深究，可以形象地理解为手机与智能主机现在已经是“邻居”了，这样手机就可以让智能主机设备实现一些功能以控制家中的设备。
智能主机与家中设备是通过无线技术进行通信的，包括红外技术、射频技术、Wi-Fi技术、ZigBee技术等，这些无线技术在后面的实战章节都会介绍，目前只需要知道智能主机与家中设备是通过无线技术进行通信的即可。
前面的内容可以总结如下：将智能手机与智能主机设备通过家中的无线路由器建立“邻居”关系，然后通过智能手机，就可以让智能主机控制家中的设备。
现在读者可能会提出这样一个问题：如果不在家里，那如何控制家里的设备呢？这就需要理解接下来要讲解的第二个信号流程，如下图所示：
不在家里时，无法与家中无线路由器连接，这时可以通过手机的2G/3G/4G网络或者可以连接上Internet的无线网络，与云服务器连接，云服务器通过Internet与家中无线路由器进行连接，进而与智能主机进行连接，从而实现用手机控制家中设备的目的。
小贴士：如果想要在其他地方控制家中设备，一定要确保家中无线路由器可以连接上Internet。
上面讲解的实战操作，将在书中第2～5章进行详细讲解。
接下来讲解环境质量监测功能实现原理，如果对前面讲解的第一个信号流程能够清晰理解，那么接下来的环境质量监测功能的原理介绍，应该能够很容易理解，如下图所示：
智能环境监测仪需要与家中的无线路由器先建立连接，无线路由器会为智能环境监测仪分配IP地址，例如192.168.1.102，这样，智能环境监测仪与智能主机就能够通过家中无线路由器建立连接。智能环境监测仪内部含有各种智能环境监测模块（如环境温度、环境湿度、光照等监测模块），根据监测信息发出控制信号，通过智能主机去控制家中设备，例如，智能环境监测仪检测到室内PM2.5超标，将自动发送控制指令，开启空调换气功能及空气净化器。
家中设备可以“独立思考”，自动将环境参数调整到最适宜的状态。
用户可以通过智能手机与智能环境监测仪建立连接，实时查看家中环境参数，并对智能环境监测仪进行自定义设置。同智能手机与智能主机实现连接的原理类似，如果在家中，智能手机可以通过无线路由器与智能环境监测仪进行连接；如果不在家中，可以通过手机的2G/3G/4G网络或者可以连接上Internet无线网络与云服务器连接，云服务器通过Internet与家中无线路由器进行连接，进而与智能环境监测仪进行连接，如下图所示：
上面功能的实战操作，将在第6章进行详细讲解。
最后讲解一下智能安防的实现流程，如下图所示：
其中智能手机与云摄像头的连接原理，与手机和智能主机及智能环境监测仪的连接原理类似，这里不再赘述。智能手机连接上云摄像头后，就可以通过云摄像头实现家中视频采集、语音对讲、防盗监测等功能。
上面功能的实战操作，将在第7章进行详细讲解。
整个过程中各设备均是通过无线技术进行通信，因此动手操作起来非常便利，对家中布局影响非常小，各智能单品也有多种品牌和型号可选择。
上面提到的智能主机、云摄像头、智能环境监测仪也不需要我们去发明，均为各个公司生产的智能单品，我们可以进行精心的组合；至于云服务器，各个智能单品生产厂家也已经为我们提供了。
“使用智能手机，借助于无线技术，通过各个智能单品的精心组合，去控制家里的电视、空调、热水器、电饭煲、饮水机、灯光、电动窗帘等，以及环境质量监测与智能安防的实现”，通过后面动手实践的讲解，你会对这句话的理解更加深刻。