導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇智能家居的設(shè)計(jì)方案，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：家庭網(wǎng)絡(luò)；WLAN技術(shù)；OPNE

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）30-0196-02

1 WLAN概述

近幾年，移動(dòng)通信技術(shù)從2G到4G，使移動(dòng)設(shè)備也能享受到有線寬帶的網(wǎng)速，但在移動(dòng)用戶(hù)較密集的區(qū)域網(wǎng)速總是十分慢。其次，在建筑內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)因?yàn)榇┩感缘淖璧K，信號(hào)強(qiáng)度也不夠高。對(duì)于室內(nèi)和人口密集的局部區(qū)域，我們的期望不再是網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性，而是更偏向于網(wǎng)絡(luò)的速度和穩(wěn)定性。WLAN技術(shù)利用射頻的技術(shù)，使用電磁波，取代舊式礙手礙腳的雙絞銅線所構(gòu)成的局域網(wǎng)絡(luò)，在空中進(jìn)行通信連接，使得無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)能利用簡(jiǎn)單的存取架構(gòu)讓用戶(hù)透過(guò)。

2 家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案及仿真

2.1 仿真軟件OPNET簡(jiǎn)介

OPNET就是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)軟件包，它能夠準(zhǔn)確的分析復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的性能和行為，在網(wǎng)絡(luò)模型中的任意位置都可以插入標(biāo)準(zhǔn)的或用戶(hù)指定的探頭，以采集數(shù)據(jù)和進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。通過(guò)探頭得到的仿真輸出可以以圖形化顯示、數(shù)字方式觀察、或者輸出到第三方的軟件包去。其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有ItDecisionGuru、Modeler、Modeler/Radio三個(gè)模塊組成，能為用戶(hù)提供一系列的仿真模型庫(kù)，在電信、軍事、航天航空、系統(tǒng)集成、咨詢(xún)服務(wù)、大學(xué)、行政機(jī)關(guān)等方面被廣泛應(yīng)用。

2.2家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案

基于WLAN室內(nèi)組網(wǎng)設(shè)計(jì)的應(yīng)用場(chǎng)景，仿真對(duì)象為100*100m的住宅環(huán)境，針對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組網(wǎng)設(shè)計(jì)。首先，對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行設(shè)置，以太網(wǎng)入戶(hù)，一臺(tái)以太路由器進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，并且以太路由器可以將有線信號(hào)轉(zhuǎn)換為Wi-Fi信號(hào)，提供給家庭移動(dòng)互聯(lián)設(shè)備使用。其次，若家庭面積較大或因建筑結(jié)構(gòu)問(wèn)題，有的區(qū)域內(nèi)無(wú)法完全被Wi-Fi信號(hào)覆蓋，則需要進(jìn)行擴(kuò)展，這里我們選用10Base-T，即傳輸速度10Mbps的非屏蔽雙絞線進(jìn)行有線連接，選用3com公司的小型交換機(jī)作為以太路由的擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋。

本次家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的過(guò)程是先了解家庭網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，其次進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。初步設(shè)計(jì)使用VISIO進(jìn)行模擬，繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，給出家庭網(wǎng)絡(luò)的初步設(shè)計(jì)思想，即網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)組成。然后通過(guò)OPNET進(jìn)行對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)模型搭建，搭建完后選取需要收集的結(jié)果統(tǒng)計(jì)量，最后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能分析。

2.3家庭網(wǎng)絡(luò)建模

2.4 OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真配置及相關(guān)數(shù)據(jù)量的采集

完成建模后，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行參數(shù)配置，這里對(duì)每個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)及路由器選擇802.11g協(xié)議，傳輸速率設(shè)置為54 Mbps，仿真時(shí)間設(shè)置為300s，這些在仿真過(guò)程中為不變量。為了對(duì)比網(wǎng)絡(luò)性能，可變參數(shù)為節(jié)點(diǎn)數(shù)量及門(mén)限值。門(mén)限值對(duì)比我們選擇系統(tǒng)默認(rèn)的none和門(mén)限值256進(jìn)行對(duì)比。

3 仿真的網(wǎng)絡(luò)性能及結(jié)果分析

3.1減少移動(dòng)節(jié)點(diǎn)后的網(wǎng)絡(luò)的性能變化

移動(dòng)無(wú)線節(jié)點(diǎn)的數(shù)量變化，會(huì)影響家庭網(wǎng)絡(luò)的性能。因此，減少節(jié)點(diǎn)數(shù)目后，再次研究網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)丟失率，延遲，負(fù)載，吞吐量就可以知道節(jié)點(diǎn)數(shù)目對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響。由于節(jié)點(diǎn)數(shù)量的減少，吞吐量峰值從21000bit/sec下降到13000bit/sec，其次，網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載峰值從34000bits/sec降到18000bits/sec。

3.2改變門(mén)限值后網(wǎng)絡(luò)性能的變化

門(mén)限值也是影響網(wǎng)絡(luò)性能的一個(gè)重要參數(shù)。拆分門(mén)限就是指以字節(jié)的形式給出拆分門(mén)限及除了最后一個(gè)包以外的數(shù)據(jù)的大小，任何從高層接收的數(shù)據(jù)如果其大小大于此門(mén)限值，都要在MAC層進(jìn)行拆分，在無(wú)線接口上分片進(jìn)行傳輸。門(mén)限值為特殊值none表明不對(duì)任何數(shù)據(jù)分片，門(mén)限值256表示以256字節(jié)為拆分標(biāo)準(zhǔn)。

由圖可以看出，拆分門(mén)限值從0變到256時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)丟失率下降，但是因?yàn)閷?duì)于大于256字節(jié)的數(shù)據(jù)要進(jìn)行分片傳輸，因此信道易造成擁堵，導(dǎo)致平均延遲時(shí)間變大。其次，門(mén)限值的加入使限制了負(fù)載和吞吐量，因此門(mén)限值為0的負(fù)載峰值能達(dá)到35000bits/sec，吞吐量峰值能達(dá)到22500bits/sec；但是門(mén)限值為256的負(fù)載峰值達(dá)到22000bits/sec，吞吐量峰值達(dá)到17000bits/sec。

4 仿真性能分析及結(jié)論

網(wǎng)絡(luò)的整體性能隨著負(fù)載的增加，吞吐量也逐漸變大。當(dāng)負(fù)載達(dá)到某個(gè)值時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的性能達(dá)到最優(yōu)，但是隨著網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的繼續(xù)增加，當(dāng)負(fù)載達(dá)到一個(gè)峰值時(shí)，由于負(fù)載過(guò)大，延遲也會(huì)隨著負(fù)載的變化逐漸達(dá)到最大值，之后隨著負(fù)載的穩(wěn)定，延遲也逐漸趨于穩(wěn)定。

減少網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)目，會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載量減小，吞吐量也隨之較小，但是網(wǎng)絡(luò)延遲因?yàn)樨?fù)載的降低而減小，因此節(jié)點(diǎn)數(shù)目的減小使網(wǎng)絡(luò)在傳輸?shù)募磿r(shí)性上性能提高。

增加門(mén)限值，由于每次傳輸前要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分片，因此使網(wǎng)絡(luò)延遲增加，降低了即時(shí)性。但是同時(shí)，由于分片處理，網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)丟失率明顯降低，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性和穩(wěn)定性。門(mén)限值的加入，使負(fù)載和吞吐量也受到影響，兩者都相應(yīng)地降低 。

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【關(guān)鍵詞】智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件實(shí)現(xiàn)

由于社會(huì)財(cái)富與個(gè)人財(cái)富的不斷增長(zhǎng)與積累，人類(lèi)對(duì)于家居安全與獨(dú)立的意識(shí)不斷提高，因此，智能家居在一開(kāi)始就緊緊抓住了人類(lèi)的需要，并且必將有個(gè)宏闊的發(fā)展前途。而智能家居的安防監(jiān)控系統(tǒng)也處在永不止步的創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，對(duì)此，安防監(jiān)控的軟件開(kāi)發(fā)肩負(fù)著家居安防監(jiān)控系統(tǒng)智能化的重任。

一、簡(jiǎn)介智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng)

1.1智能家居的含義

智能家居，就是指利用一種家居智能化的系統(tǒng)，使用家居總線技術(shù)來(lái)連接家中的各種設(shè)備，通過(guò)連接后，也就是將所有的家具設(shè)備都集中在一起，之后再對(duì)這些集中起來(lái)的設(shè)備進(jìn)行異地的控制、監(jiān)視，以此來(lái)達(dá)到對(duì)主人指定的家居事物的管理。同時(shí)，在智能家居的安裝中，需要注意的一個(gè)問(wèn)題是，智能家居的裝置需要與整個(gè)住宅的環(huán)境相協(xié)調(diào)，做到現(xiàn)代監(jiān)控設(shè)備與住宅的和諧，不影響住宅原先的審美。

1.2智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng)

智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng)，集眾多高科技技術(shù)于一身，如數(shù)據(jù)、通訊、圖像以及計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)系統(tǒng)集成等等，智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化的住宅安全管理。智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng)，通常由四大子系統(tǒng)組成，分別為防盜報(bào)警系統(tǒng)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和煤氣泄漏的報(bào)警系統(tǒng)。目前，家居安防系統(tǒng)，是由緊急求助按鈕、紅外探測(cè)器、煙感探頭、紅外護(hù)欄、氣體泄漏探頭、報(bào)警主機(jī)以及報(bào)警廣播等等部分組成的。此外，有些家居安防系統(tǒng)還會(huì)連接到個(gè)人的計(jì)算機(jī)上，這是為了有效地監(jiān)測(cè)險(xiǎn)情，及時(shí)的感知入侵，并做出最快的防護(hù)措施。而還有少部分的住宅還安裝了視頻監(jiān)控設(shè)備，如某些豪華的大型住宅。

二、家居安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

最初的安防監(jiān)控系統(tǒng)都是用于公共場(chǎng)合，為了保證大多數(shù)人的共同利益，對(duì)需要進(jìn)行監(jiān)控的地方進(jìn)行監(jiān)督的一種方式，像大型的公共活動(dòng)場(chǎng)所，醫(yī)院、銀行等等類(lèi)似的場(chǎng)所，而家居的安防監(jiān)控與這些公共場(chǎng)所不一樣的是，家居的監(jiān)控安防就是為了保證住宅主人的安全和隱私，預(yù)防打擊住宅外的入侵者。所以，在家居的安防監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，肯定也就與大型公共空間的監(jiān)控理念與監(jiān)控原則不一樣，設(shè)計(jì)上也會(huì)有很大的出入。一般來(lái)說(shuō)，家居安防監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)大致有四種方案，雖然家居安防監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)幾乎是大同小異，這些結(jié)構(gòu)主要包括：紅外防衛(wèi)欄、紅外廣角探測(cè)器、紅外幕簾探測(cè)器、門(mén)磁性傳感器、燃?xì)庑孤┨綔y(cè)器、微電腦主機(jī)、手機(jī)、報(bào)警中心。感煙火災(zāi)探測(cè)器、卷閘門(mén)離合傳感器、緊急按鈕。但是，根據(jù)對(duì)這些結(jié)構(gòu)的具體側(cè)重的不同，就產(chǎn)生了不同的具體方案。

（1）報(bào)警控制主板+配件。這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是，由于配件齊全，所以能及時(shí)傳遞消息到主人的個(gè)人電腦和手機(jī)上，也可以給110報(bào)警。但是這個(gè)方案也有自身的缺點(diǎn)，那就是，這個(gè)報(bào)警方案只是用于警示入侵者，沒(méi)有視頻錄像文件，所以發(fā)生盜竊等事故案件后，很難抓獲違法嫌疑人。（2）計(jì)算機(jī)、電腦攝像頭和監(jiān)控報(bào)警軟件三者合一。這個(gè)方案自然是彌補(bǔ)了第一個(gè)方案中的缺陷，有直接的錄像視頻文件，而且安裝簡(jiǎn)單，造價(jià)也不高。但是，這里存在的問(wèn)題是電腦黑客的信息盜竊，因?yàn)閿z像頭與家中連接了互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)是相連接的。（3）網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。這是當(dāng)前較為流行的一種方案，這里只需要兩個(gè)配件，那就是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和路由器，唯一的工作就是配置好路由器，再用網(wǎng)線把網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)與路由器連接起來(lái)。優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，但缺點(diǎn)也突出，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的造價(jià)比較高昂，而且也容易受黑客的襲擊。（4）視屏采集、監(jiān)控軟件、攝像機(jī)和電腦的組合。這個(gè)方案因?yàn)榭紤]周全，一般用于需要重點(diǎn)監(jiān)控保護(hù)的地方，方案成熟，也能滿足住宅主人的需要，但是缺點(diǎn)是，配件太多，所以網(wǎng)線繁復(fù)，同時(shí)必須要有合適的監(jiān)控軟件的命令才能完成。

三、軟件研發(fā)探討

3.1家居安防監(jiān)控系統(tǒng)軟件

對(duì)于一個(gè)功能成熟的家居安防監(jiān)控系統(tǒng)，不僅需要齊全的硬件設(shè)備，同時(shí)也必須要有一個(gè)完善的軟件系統(tǒng)作為平臺(tái)來(lái)管理，而軟件平臺(tái)幾乎是整個(gè)家居安防監(jiān)控系統(tǒng)的中樞神經(jīng)，軟件的靈活與否直接關(guān)系到整個(gè)家居安防監(jiān)控系統(tǒng)的操作，靈活的軟件是智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng)的靈魂，操控著所有設(shè)備的協(xié)調(diào)工作。而且，想要設(shè)備達(dá)到智能化，必須依靠軟件的命令來(lái)完成。

目前較為人熟知的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是使用UML為建模語(yǔ)言的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，主要有三個(gè)部分，軟件平臺(tái)搭建，系統(tǒng)功能模塊通訊的軟件設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)功能模塊的軟件設(shè)計(jì)。智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng)軟件又包括4個(gè)部分，分別為操作系統(tǒng)，boot loader，用戶(hù)應(yīng)用程序和文件系統(tǒng)。

3.2軟件研發(fā)的未來(lái)方向―――IMOS

當(dāng)前的安防監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)完全進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的時(shí)代，這是時(shí)代的需要，也還是時(shí)代的趨勢(shì)。2009年，根據(jù)市場(chǎng)的現(xiàn)實(shí)需要，業(yè)界推出了IMOS―――IP多媒體操作系統(tǒng)。IMOS作為一種開(kāi)放的多功能的軟件平臺(tái)，從本質(zhì)上說(shuō)，IMOS就是一個(gè)通用的操作系統(tǒng)與中間件平臺(tái)。IMOS，與傳統(tǒng)的安全防護(hù)軟件平臺(tái)以及安全防護(hù)軟件中間件對(duì)比，具備很多特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)。（1）在IP監(jiān)控解決方案中，IMOS的地位是核心支撐平臺(tái)，IMOS所針對(duì)的，不僅僅是上層的管理平臺(tái)，需要優(yōu)化支撐網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中的網(wǎng)絡(luò)緩存、編解碼器和網(wǎng)絡(luò)傳輸交換，同時(shí)，IMOS在支持跨區(qū)域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)上也十分方便，滿足系統(tǒng)的全局需要，如看、存、控、管以及用各項(xiàng)業(yè)務(wù)。（2）IMOS作為開(kāi)放的軟件平臺(tái)，可以通過(guò)使用通用I/O引擎，實(shí)現(xiàn)管理各種設(shè)備，如：安防報(bào)警，SCADA與門(mén)禁等。（3）IMOS的開(kāi)放度十分廣，不只局限于上層應(yīng)用，它還可以提供更多更豐富的二次開(kāi)發(fā)手段。（4）IMOS由于是多媒體應(yīng)用平臺(tái)，因此可以更方便的實(shí)現(xiàn)視頻點(diǎn)播、視訊會(huì)議、視頻直播、即時(shí)通信等等。

IMOS作為一種多功能的安防監(jiān)控軟件的開(kāi)放平臺(tái)，它能滿足當(dāng)前人類(lèi)的各種需要，如果把IMOS軟件應(yīng)用在家居的安防監(jiān)控系統(tǒng)中，對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行命令，也必將達(dá)到家居安防監(jiān)控系統(tǒng)的智能化。

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關(guān)鍵詞 STM32；智能家居；Wifi

中圖分類(lèi)號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2013）12-0014-02

隨著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)的迅猛發(fā)展與提高，家庭實(shí)現(xiàn)了生活現(xiàn)代化、環(huán)境舒適化、居住安全化，對(duì)家居的智能化要求越來(lái)越高。智能家居是以住宅為平臺(tái)，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、智能家居——系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事物的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。智能家居不僅能給用戶(hù)提供安全、健康和舒適的生活環(huán)境，而且用戶(hù)能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控自己的家居狀態(tài)和控制家庭電器設(shè)備。

1 智能家居控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本控制系統(tǒng)通過(guò)上位機(jī)手機(jī)（或個(gè)人電腦），通過(guò)Wifi訪問(wèn)STM32單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)控、照明電路、家庭電器、窗戶(hù)、窗簾、門(mén)禁系統(tǒng)的智能控制。它們由統(tǒng)一的智能平臺(tái)將各個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)連接成一個(gè)能夠有相互信息交換，并加以控制的網(wǎng)絡(luò)。環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)包括各種報(bào)警探測(cè)器的訊息采集，如煤氣探測(cè)、火警探測(cè)以及室內(nèi)溫度的監(jiān)測(cè)，用戶(hù)可通過(guò)手機(jī)實(shí)時(shí)了解；家電控制子系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)燈具、窗簾等家用電器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、定時(shí)控制；GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)主人與家居系統(tǒng)的“溝通”，并將系統(tǒng)檢測(cè)到的室內(nèi)相關(guān)情況實(shí)時(shí)的發(fā)送給主人，同時(shí)主人也可以本地顯示控制，并可以通過(guò)該子系統(tǒng)向智能家居系統(tǒng)發(fā)送相應(yīng)的指令。

2.1 12 V電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)窗戶(hù)、電動(dòng)窗簾模塊

該模塊使用TI公司的TSL230B來(lái)測(cè)量環(huán)境周?chē)墓饩€強(qiáng)度，不需外接元件即可完成高分辨率的光硅光電照度/頻率轉(zhuǎn)換。可將一定光譜的光轉(zhuǎn)換成電流，再由電流/頻率轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖頻率。通過(guò)采集到的傳感器數(shù)據(jù)，再根據(jù)季節(jié)的不同，半天和黑夜光照強(qiáng)度的不同，從而自動(dòng)調(diào)節(jié)窗簾的打開(kāi)面積，模塊控制流程設(shè)置如圖2所示。

2.2 紅外遙控模塊

該模塊包含紅外風(fēng)扇、空調(diào)、電視模塊。利用1838通用一體化紅外接收頭接收學(xué)習(xí)紅外信，然后由控制器軟件解碼，除去編碼協(xié)議NEC Protocol的PWM（脈沖寬度調(diào)制）或PhilipsRC-5 Protocol的PPM（脈沖位置調(diào)制），紅外信號(hào)貯存的按鍵信息。用戶(hù)在上位機(jī)進(jìn)行操作后，上位機(jī)發(fā)送指令下位機(jī)，下位機(jī)再通過(guò)重新編碼由紅外發(fā)射頭輸出。用戶(hù)無(wú)需參與調(diào)節(jié)，但根據(jù)界面可以進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。

2.3 市電220 V電器控制模塊

本模塊包含鎢絲電燈、電冰箱等常用電器。使用的是CS5211與CS5212配對(duì)使用的遙控編碼專(zhuān)用電路。采用RF射頻發(fā)射方式，通過(guò)STM32單片主機(jī)輸出信號(hào)控制CS5211輸出無(wú)線編碼信號(hào)。插座端接有CS5212，接收到對(duì)應(yīng)指令后，將觸發(fā)繼電器開(kāi)關(guān)插座電路，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電燈等電器的控制。

2.4 門(mén)禁系統(tǒng)ID卡模塊

利用串口接收來(lái)自門(mén)禁系統(tǒng)的信息，該信息包括ID卡的卡號(hào)，歸屬人的信息。上位機(jī)接收到來(lái)自門(mén)禁系統(tǒng)的指令后，對(duì)信息進(jìn)行判斷，然后上位機(jī)發(fā)送指令下位機(jī)，對(duì)房間電子門(mén)進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。

2.5 自動(dòng)澆花模塊

自動(dòng)澆花系統(tǒng)由stm32控制，stm32讀取土壤濕度傳感器的模擬輸出口并通過(guò)AD轉(zhuǎn)換，計(jì)算出相應(yīng)的濕度，當(dāng)土壤濕度過(guò)低時(shí)發(fā)出警報(bào)或者通過(guò)電磁閥控制自動(dòng)澆水，當(dāng)濕度到達(dá)一定時(shí)，自動(dòng)停止?jié)菜?。同時(shí)也可以通過(guò)串口或按鍵控制澆水。

3 智能家居控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 智能家居控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

整個(gè)控制系統(tǒng)根據(jù)功能可以分為智能控制中心和遙控部分。控制信號(hào)通過(guò)手機(jī)發(fā)送到控制單片機(jī)STM32，單片機(jī)接受信號(hào)將信號(hào)進(jìn)行分析處理發(fā)出控制命令到各個(gè)開(kāi)關(guān)并接受反饋信號(hào)將信息顯示在顯示屏上（如圖3）?？刂浦行挠蒘TM32F 103VCT6微控制器、無(wú)線接受模塊、開(kāi)關(guān)、傳感器等組成，是整個(gè)系統(tǒng)的核心。遠(yuǎn)程控制采用Android操作系統(tǒng)智能手機(jī)，實(shí)

3.2 智能家居控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)整合一套微型智能家居系統(tǒng)（如圖4），模擬家居環(huán)境配置門(mén)禁、窗戶(hù)、窗簾、家電、澆花等，并模擬智能家居的溫度濕度環(huán)境進(jìn)行分析控制。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文提出的基于STM32單片機(jī)以的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，主要特點(diǎn)在于功能實(shí)用、操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、易于安裝。并根據(jù)方案完成了智能家居系統(tǒng)的硬件平臺(tái)和軟件設(shè)計(jì)，并配合器件組成一個(gè)完整的智能家居系統(tǒng)。

基金項(xiàng)目

2012廣東省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目、廣州市屬高?？蒲杏?jì)劃項(xiàng)目（2012A025）

參考文獻(xiàn)

[1]張逢雪，等.基于STM32單片機(jī)的無(wú)線智能家居控制系統(tǒng)[J].行業(yè)應(yīng)用與交流，2011（8）.

[2]南忠良，孫國(guó)新.基于Zigbee技術(shù)的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2010（7）.

[3]王超，等.基于Zigbee的智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)，2011（10）.

篇4

關(guān)鍵詞：智能家居，嵌入式系統(tǒng)，WindowsCE，VisualC++，Delphi

1緒論

目前，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，借助飛速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)，人們可以足不出戶(hù)地縱覽全球。為了適應(yīng)信息化的需求，科研機(jī)構(gòu)將智能化的理念引入小區(qū)管理，并進(jìn)一步引入家庭，從而產(chǎn)生了智能家居的概念。將手機(jī)通信和以太網(wǎng)通信技術(shù)引入智能家居的設(shè)計(jì)，恰好利用了現(xiàn)有的良好的通信條件，使在外的業(yè)主能及時(shí)了解家中的安全，提高業(yè)主的安全感，而且通過(guò)手機(jī)實(shí)時(shí)控制家電，提高了業(yè)主生活的舒適度。

本文提出了基于嵌入式系統(tǒng)ARM10的智能控制平臺(tái)的設(shè)計(jì)，功能包括了短信控制家電，傳感器探測(cè)非正常環(huán)境并且通過(guò)手機(jī)短信告知業(yè)主，以及以太網(wǎng)實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控等功能。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.1硬件總體設(shè)計(jì)框圖

根據(jù)上文的功能需要，設(shè)計(jì)出由ARM10為控制核心，單片機(jī)控制的家電控制模塊和傳感器報(bào)警模塊，并且包含GSM通信模塊的智能家居系統(tǒng)，硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示。

2.2控制核心選擇

智能家居控制系統(tǒng)采用如圖2-2所示的XSBase270作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，該平臺(tái)基于Intel®高性能的PXA270處理器，支持WindowsCE和Linux等嵌入式操作系統(tǒng)，是針對(duì)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的多功能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

PXA270處理器的最高主頻可達(dá)520MHz，且該處理器被加入了WirelessMXX技術(shù)，大大的提高了多媒體處理能力，而且加入了IntelSpeedStep動(dòng)態(tài)電源管理技術(shù)，在保證CPU性能的前提下，最大限度的降低設(shè)備功耗[1]。

XSBase270配置32MFLASHROM，64MSDRAM，并配備了觸摸屏、以太網(wǎng)、USB、串口、CF/MMC、PCMCIA等接口。滿足了智能家居系統(tǒng)控制中心的硬件要求。

2.3家電控制板

家電控制板采用AT89C51為控制核心。擴(kuò)展板的元件布局如圖2-3所示，其上有四盞LED分別模擬四種家電，三個(gè)按鈕模擬三種傳感器。其中四盞LED分別連接單片機(jī)的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3；三個(gè)按鈕分別連接P2.0、P2.1、P2.2。

2.3.1串行端口電路

家電控制板采用串口與XSBase270實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行通信，其采用了經(jīng)典的兼容RS-232標(biāo)準(zhǔn)的MAX232芯片作為串口的電平轉(zhuǎn)換芯片。電路的連接如圖2-4所示：

如上圖所示，家電擴(kuò)展板采用的是常用的DB9頭作為串口接口，其針腳定義圖如圖2-5所示：

其中2腳RxD為接收引腳，3腳TxD為發(fā)送引腳，GND為信號(hào)地引腳。一般情況下普通串口只接這幾個(gè)引腳；特殊的串口，如藍(lán)牙串口除接上述的三個(gè)腳之外，還接了DSR引腳和CTS引腳，是因?yàn)樗{(lán)牙串口的數(shù)據(jù)流輸出采用這兩個(gè)腳的信號(hào)控制；而其他引腳是跟MODEM相關(guān)的。在智能家居系統(tǒng)中，家電控制板接普通串口，GSM模塊接藍(lán)牙串口。

RS-232信號(hào)相對(duì)于信號(hào)地而言，在正負(fù)電平之間擺動(dòng)。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送端輸出的正電平在+5V到+15V之間，負(fù)電平在-5V和-15V之間。無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，線上為T(mén)TL電平。接收器典型的工作電平在+3V~+12V與-3V~-12V。由于發(fā)送電平和接收電平的差僅為2~3V左右，所以其共模抑制能力差，加上雙絞線的分布電容，信號(hào)傳輸距離最大為15m，最高速率為20kb/s[2]。

MAX232包含2個(gè)驅(qū)動(dòng)器、2個(gè)接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路，提供TIA/EIA-232-F電平。該器件符合TIA/EIA-232-F標(biāo)準(zhǔn)，每一個(gè)接收器將TIA/EIA-232-F電平轉(zhuǎn)換成5VTTL/CMOS電平。每一個(gè)發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換成TIA/EIA-232-F電平。

2.3.2家電控制電路

家用電器控制的接口電路如圖2-7所示，K1～K4為繼電器，分別控制四路家電的閉合和斷開(kāi)，Q1～Q4為繼電器線圈電流驅(qū)動(dòng)，電路由單片機(jī)的P1口進(jìn)行控制，DD1～DD4發(fā)光二極管用于顯示某路控制電路的工作情況，主要為了調(diào)試電路而設(shè)置。

2.3.3傳感器接口電路

如圖2-8所示，在傳感器沒(méi)有報(bào)警信號(hào)時(shí)，光電耦合芯片處于截止?fàn)顟B(tài)，與之相接的單片機(jī)端口為低電平；當(dāng)傳感器有報(bào)警，傳感器輸出高電平，此時(shí)光電耦合芯片導(dǎo)通，與之相接的單片機(jī)端口為高電平，由單片機(jī)對(duì)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行采集并做出相應(yīng)處理。

2.4GSM通信模塊

GSM通信部分采用如圖2-9所示的西門(mén)子MC35GSM/GPRS無(wú)線模塊作為通信工具。它支持EGSM900和GSM1800雙頻，支持?jǐn)?shù)字、語(yǔ)音、短消息和傳真，使用AT指令控制發(fā)送短消息。它采用9V直流電源供電，通過(guò)RS-232串行端口與XSBase270試驗(yàn)箱連接進(jìn)行通信。

2.5視頻監(jiān)控模塊

視頻采集模塊采用使用中星微（Vimicro）公司的ZC0301P芯片的攝像頭，ZC0301P芯片可支持USB1.1接口，硬件最高支持VGA分辨率（640×480）。在VGA模式下可達(dá)到15幀/秒速率，在CIF（352×288）和SIF（320×240）模式下可達(dá)到30幀/秒速率。它通過(guò)USB接口連接到XSBase270試驗(yàn)箱。

2.6總體軟件設(shè)計(jì)方案

根據(jù)智能家居的硬件設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)出軟件的總體設(shè)計(jì)方案如圖2-11所示：

其中:、

（1）家電控制系統(tǒng)和GSM網(wǎng)絡(luò)通信各自獨(dú)占一個(gè)RS-232串口。家電控制系統(tǒng)接X(jué)SBase270的紅外串口，GSM模塊接藍(lán)牙串口。如圖2-12所示。

（2）實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控通過(guò)USB攝像頭捕捉圖像，圖像數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送到PC客戶(hù)端進(jìn)行圖像還原。

（3）以太網(wǎng)通信基于TCP/IP協(xié)議，測(cè)試環(huán)境為局域網(wǎng)，若投入到因特網(wǎng)的應(yīng)用，則需要在服務(wù)端、客戶(hù)端所在的局域網(wǎng)連接到因特網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)——即路由器上，要進(jìn)行端口映射，才可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的連接。

智能家居系統(tǒng)的軟件基于WindowsCE5.0嵌入式操作系統(tǒng)。WindowsCE被設(shè)計(jì)成一種分層結(jié)構(gòu)，從下而上一共分為了硬件層、OEM層、操作系統(tǒng)層和應(yīng)用層共四個(gè)層[3]。這種層次的結(jié)構(gòu)將硬件和軟件，操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件隔離開(kāi)，以便于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的移植。智能家居的軟件設(shè)計(jì)主要是集中在應(yīng)用層。

3操作系統(tǒng)的定制

WindowsCE5.0嵌入式操作系統(tǒng)的定制依靠PlatformBuilder5.0完成。PlatformBuilder是微軟公司設(shè)計(jì)的用于嵌入式操作平臺(tái)定制與驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)的工具。推出它的目的之一就是讓用戶(hù)可以更好的將嵌入式操作系統(tǒng)移植到特定的目標(biāo)平臺(tái)上。

3.1BSP的安裝

篇5

“其實(shí)早在2005年國(guó)外很多智能家居品牌紛紛進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)時(shí)，我們就開(kāi)始叫‘狼來(lái)了’?！表f波坦言，國(guó)人在很多方面還是比較相信洋品牌的，不過(guò)這更給國(guó)產(chǎn)品牌以警示：我們一定要做好產(chǎn)品，形成屬于中國(guó)特色的核心競(jìng)爭(zhēng)力，這樣才能在“狼來(lái)了”的叫聲中成長(zhǎng)并壯大。

作為波創(chuàng)企業(yè)集團(tuán)創(chuàng)始人兼董事長(zhǎng)，韋波深知做國(guó)產(chǎn)智能家居品牌的不易。集團(tuán)旗下包含波創(chuàng)科技（中國(guó)）有限公司、深圳市波創(chuàng)科技發(fā)展有限公司、深圳市物聯(lián)通投資發(fā)展有限公司、深圳市物聯(lián)通科技有限公司，以集團(tuán)優(yōu)勢(shì)覆蓋了智能家居技術(shù)開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、海外市場(chǎng)開(kāi)發(fā)及智能家居物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)投資的各方面。尤其在近年來(lái)，諸多智能家居品牌如雨后春筍般涌現(xiàn)，使得這一行業(yè)成為備受市場(chǎng)關(guān)注的寵兒。

自2003年成立至今，深圳市波創(chuàng)科技發(fā)展有限公司經(jīng)歷數(shù)次市場(chǎng)的廝殺和考驗(yàn)，在智能家居市場(chǎng)，屹然樹(shù)立了標(biāo)志性的“旗幟”。韋波對(duì)《中國(guó)經(jīng)濟(jì)信息》記者說(shuō)，“‘狼來(lái)了’的時(shí)代已經(jīng)變了樣子，如今國(guó)產(chǎn)智能家居品牌也可以在全球市場(chǎng)響當(dāng)當(dāng)?！?/p>

初出茅廬 潛身行業(yè)

畢業(yè)于上海理工大學(xué)的韋波，和眾多的創(chuàng)業(yè)者一樣自信、堅(jiān)持。而他的創(chuàng)業(yè)之所以成功，除了自身柔和又理性的性格品質(zhì)外，時(shí)運(yùn)也起到了相當(dāng)?shù)耐苿?dòng)作用。

1996年，韋波只身一人來(lái)到深圳，就職于IT行業(yè)，從事軟件開(kāi)發(fā)?！爱?dāng)時(shí)的環(huán)境是，‘IT想家電化，家電想IT化’。”

韋波最初是為聯(lián)想、方正、清華同方等IT企業(yè)做產(chǎn)品方案，同時(shí)配套做產(chǎn)品，正是這些準(zhǔn)備和積淀為他日后創(chuàng)立波創(chuàng)科技，奠定了基礎(chǔ)。

只是，隔行如隔山，韋波來(lái)深圳做產(chǎn)品研發(fā)之初，便對(duì)此有清醒的洞察。臥龍豈會(huì)甘于棲息于他人腳下，經(jīng)過(guò)性格、技術(shù)的磨練后，波創(chuàng)已經(jīng)在他的腦海里逐漸有了雛形?！霸诼?lián)想、方正、清華同方供職的同時(shí)，我和伙伴們便已將最早的家居智能控制器研發(fā)出來(lái)。”

此后，韋波又陸續(xù)為創(chuàng)維、TCL、美的、伊萊克斯等企業(yè)做IT化的部分產(chǎn)品。直到2003年，智能家居作為新概念被媒體和家電企業(yè)推上“新寵”寶座時(shí)，他毅然選擇創(chuàng)立智能家居企業(yè)――深圳波創(chuàng)科技有限公司。之后的十幾年，波創(chuàng)科技一直在中國(guó)智能家居行業(yè)中壯大發(fā)展。

創(chuàng)業(yè)初期，韋波已經(jīng)有一定的資金積累，并以“自造血”的方式運(yùn)營(yíng)。五年的短期計(jì)劃發(fā)展后，波創(chuàng)科技便在全國(guó)各地新增數(shù)百家商、經(jīng)銷(xiāo)商，隨后智能家居體驗(yàn)館逐步延伸至二級(jí)城市，如今已在中國(guó)香港、臺(tái)灣，東南亞、中東及歐美市場(chǎng)業(yè)務(wù)均有擴(kuò)大。

如今的波創(chuàng)已經(jīng)集團(tuán)化，但企業(yè)品牌每年都被評(píng)為中國(guó)智能家居十大品牌，套用韋波的話就是：“波創(chuàng)正是乘著‘物聯(lián)中國(guó)、智慧城市、寬帶中國(guó)’之風(fēng)，迅速進(jìn)入高速發(fā)展軌道，取得當(dāng)前的大好市場(chǎng)反響。”

快速發(fā)展 模式多樣化

智能家居在中國(guó)發(fā)展近十幾年，站在第一波吃螃蟹行列中的韋波，談起智能家居的普及和快速發(fā)展，他告訴《中國(guó)經(jīng)濟(jì)信息》記者，“從最初決定做智能家居，便明白應(yīng)該先讓一部分人用起來(lái)，繼而大范圍推廣普及。”

韋波帶領(lǐng)著企業(yè)在智能家居行業(yè)內(nèi)快速發(fā)展，其中，業(yè)務(wù)模式開(kāi)展多樣化是其尤為關(guān)鍵的成功經(jīng)驗(yàn)。

當(dāng)然，這一業(yè)態(tài)的形成也經(jīng)歷了多個(gè)階段的演進(jìn)過(guò)程?！安▌?chuàng)科技至少前五年是提供OEM（俗稱(chēng)代工生產(chǎn)）和ODM（原始設(shè)計(jì)生產(chǎn)）業(yè)務(wù)，為大型的IT企業(yè)、家電企業(yè)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)產(chǎn)品；而后逐步進(jìn)入品牌市場(chǎng)，建立自己的經(jīng)銷(xiāo)渠道，建立智能家居體驗(yàn)店；繼而發(fā)展進(jìn)入海外市場(chǎng)，之后又進(jìn)入房地產(chǎn)項(xiàng)目的預(yù)裝市場(chǎng)……到目前，波創(chuàng)企業(yè)集團(tuán)已經(jīng)可以為全球用戶(hù)提供別墅、住宅、社區(qū)、地產(chǎn)科技領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)、產(chǎn)品和服務(wù)?！?/p>

從波創(chuàng)的應(yīng)運(yùn)而生，到如今集團(tuán)成為面向全球的專(zhuān)業(yè)家居智能化、社區(qū)智能化的產(chǎn)品制造商和方案供應(yīng)商。在韋波看來(lái)，這一智能家居品牌正詮釋著“中國(guó)智造”的演進(jìn)。

“俗話說(shuō)，眾人拾柴火焰高，智能家居行業(yè)需要更多企業(yè)抱團(tuán)取暖?！表f波個(gè)人認(rèn)為，智能家居行業(yè)的確充滿希望，業(yè)內(nèi)的企業(yè)也都在等待爆發(fā)期，但行業(yè)始終是處于一個(gè)市場(chǎng)啟動(dòng)期，很多廠商是無(wú)法支撐的?！俺鮿?chuàng)時(shí)的波創(chuàng)也是依靠集團(tuán)的其他產(chǎn)業(yè)支撐才走到今天的?！彼寡裕悄芗揖邮遣▌?chuàng)投入最大、產(chǎn)出卻最小的一個(gè)領(lǐng)域，“但我認(rèn)為這可能是在未來(lái)給新和創(chuàng)帶來(lái)更多發(fā)展機(jī)會(huì)的領(lǐng)域?！?/p>

百家爭(zhēng)鳴 能者勝

從事智能家居行業(yè)多年來(lái)，韋波最深刻的感受是，向許多用戶(hù)展開(kāi)產(chǎn)品推廣時(shí)，只要談及智能家居，消費(fèi)者都會(huì)對(duì)家居的智能化功能表現(xiàn)出極大的興趣，之后的演示、安裝等免費(fèi)的體驗(yàn)也都受到歡迎?！暗赓M(fèi)推廣畢竟還只是少數(shù)。”他強(qiáng)調(diào)，在中國(guó)對(duì)于智能家居概念的普及還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，也正因如此，使得智能家居產(chǎn)品陷入了“叫座不叫賣(mài)”的怪圈。

針對(duì)這一現(xiàn)象，波創(chuàng)就智能家居產(chǎn)品的市場(chǎng)拓展及銷(xiāo)售方式加以創(chuàng)新。韋波告訴《中國(guó)經(jīng)濟(jì)信息》記者，“幾年前，當(dāng)波創(chuàng)拿新產(chǎn)品向房地產(chǎn)商推薦時(shí)，智能化并不能引起足夠的重視，而近年來(lái)已經(jīng)有很多房地產(chǎn)商開(kāi)始主動(dòng)把智能化做到設(shè)計(jì)方案中去，開(kāi)發(fā)商的招標(biāo)文件和我們的產(chǎn)品系統(tǒng)說(shuō)明書(shū)一樣?！?/p>

另外，現(xiàn)在的智能化已不單單停留在以往的可視對(duì)講和安防領(lǐng)域，很多房產(chǎn)商自然找上門(mén)來(lái)。韋波還指出一個(gè)典型的現(xiàn)象，如今國(guó)內(nèi)上規(guī)模的樓宇對(duì)講廠商都提出要做智能家居，不僅與智能開(kāi)關(guān)廠商加大合作力度，有的還自身研發(fā)智能終端。

而對(duì)于市場(chǎng)的拓展，波創(chuàng)更是推出自身的數(shù)字化產(chǎn)品走工程市場(chǎng)，“僅僅走工程市場(chǎng)還不行，我們還在全國(guó)建立免費(fèi)的體驗(yàn)中心，推進(jìn)發(fā)展‘體驗(yàn)式營(yíng)銷(xiāo)’。”韋波對(duì)《中國(guó)經(jīng)濟(jì)信息》記者說(shuō)，他們?cè)趪?guó)內(nèi)有專(zhuān)門(mén)的渠道事業(yè)部負(fù)責(zé)商、經(jīng)銷(xiāo)商和分公司管理，但這都達(dá)不到深入推廣的目的，“直到體驗(yàn)中心建立后，才真正實(shí)現(xiàn)了讓老百姓來(lái)親身感受什么是智能家居，怎樣才算智能化?！?/p>

不容忽視的是，搭建體驗(yàn)中心包含的建設(shè)成本問(wèn)題，另外就是數(shù)量仍然匱乏，在很多地區(qū)難以實(shí)現(xiàn)普及，“對(duì)于搭建智能家居推廣體驗(yàn)中心而言，至少要數(shù)以千計(jì)才會(huì)有普及的效果。”韋波更以雷士照明舉例說(shuō)，“如果雷士照明只有一百家店，肯定不賺錢(qián)，而現(xiàn)在全國(guó)有近萬(wàn)家體驗(yàn)直營(yíng)店等，每年銷(xiāo)售額接近二十億，這充分說(shuō)明從量變到質(zhì)變是需要過(guò)程的”。

篇6

[關(guān)鍵詞]手勢(shì)控制，智能家居

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）08-0167-01

0 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展和生活水平的提高，智能家居逐漸走入人們的生活。當(dāng)前市場(chǎng)上存在多種類(lèi)型的智能家居，如，遙控式、互聯(lián)網(wǎng)式、聲控式等等，但是現(xiàn)有的智能家居仍然存在著操作復(fù)雜、控制方式不精確、用戶(hù)體驗(yàn)差等問(wèn)題，這些問(wèn)題制約著智能家居的發(fā)展。問(wèn)題多由控制方式復(fù)雜導(dǎo)致，因此，智能家居急需一種簡(jiǎn)單方便的控制方式[1]。與此同時(shí)，嵌入多種傳感器的可穿戴電子設(shè)備發(fā)展迅速，運(yùn)動(dòng)手環(huán)、智能運(yùn)動(dòng)鞋、谷歌眼鏡等產(chǎn)品紛紛進(jìn)入人的生活。設(shè)計(jì)一種使用可穿戴設(shè)備控制的智能家居，用戶(hù)使用一些簡(jiǎn)單好記的手勢(shì)即可控制智能家居，以提高智能家居的用戶(hù)體驗(yàn)[2]。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

整個(gè)系統(tǒng)分為佩戴式手勢(shì)控制裝置和本地端控制系統(tǒng)兩部分，佩戴端可以在用戶(hù)需要操作家居時(shí)采集當(dāng)前用戶(hù)手勢(shì)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，包括手勢(shì)的角度和加速度，并將這些數(shù)據(jù)通過(guò)藍(lán)牙實(shí)時(shí)傳輸給本地端，本地端負(fù)責(zé)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過(guò)對(duì)比預(yù)先編好的功能表，即可實(shí)現(xiàn)操作對(duì)應(yīng)家居的功能[3]。

2 佩戴式手勢(shì)裝置

2.1 硬件設(shè)計(jì)

手勢(shì)控制端主要包括STM32C8T6、MPU6050和藍(lán)牙模塊。STM32C8T6是一款小型的ARM單片機(jī)，可以在保證運(yùn)算速度的前提下縮小硬件體積；MPU6050是一個(gè)姿態(tài)傳感器，可以檢測(cè)出當(dāng)前手勢(shì)在X、Y、Z軸上的角速度和加速度，通過(guò)姿態(tài)解算程序，即可得出用戶(hù)的角度手勢(shì)數(shù)據(jù)。為了達(dá)到縮小體積，方便用戶(hù)使用的目的，我們采用了印刷電路板的方式來(lái)制作佩戴端，進(jìn)過(guò)多次改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，我們最終設(shè)計(jì)了如圖1所示的5×5（cm）的PCB，電路圖如圖2。

2.2 軟件設(shè)計(jì)

佩戴式手勢(shì)控制端的軟件部分主要功能是，在用戶(hù)按下操作按鍵后的一小段時(shí)間內(nèi)利用歐拉角解算MPU6050采集到的角加速度信息，計(jì)算出用戶(hù)手勢(shì)的角度數(shù)據(jù)，再利用藍(lán)牙模塊將角度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給本地端，以達(dá)到控制家居的目的。下面具體介紹姿態(tài)解算算法。圖3是使用歐拉角描述一次平面旋轉(zhuǎn)：

設(shè)原坐標(biāo)系繞Z軸旋轉(zhuǎn)α角，原X軸矢量為，則旋轉(zhuǎn)后的X軸矢量投影為，Y軸同理，由于是繞Z軸旋轉(zhuǎn)，所以Z軸坐標(biāo)未變，即有：

轉(zhuǎn)化成矩陣形式為：

經(jīng)過(guò)整理：

以上為繞一個(gè)坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)一定角度的過(guò)程，可以得到對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)矩陣，同理，也可以得到繞Y、Z軸單次旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)矩陣。而在現(xiàn)實(shí)中用戶(hù)的手勢(shì)動(dòng)作可以看做是三維空間中三個(gè)坐標(biāo)軸的歐拉角各旋轉(zhuǎn)一次。

將三次的旋轉(zhuǎn)陣相乘，即可得到表示此三維旋轉(zhuǎn)過(guò)程的方向余弦矩陣，然后套用歐拉角微分方程，即可得到歐拉角結(jié)算出來(lái)的姿態(tài)：

上式左邊是本次更新后的歐拉角，對(duì)應(yīng)繞X、Y、Z軸的夾角。右側(cè)是上個(gè)周期測(cè)算出的角度，三個(gè)角速度由安裝在手勢(shì)控制端的陀螺儀在這個(gè)周期內(nèi)測(cè)得，陀螺儀根據(jù)一定周期內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度（單位為弧度）除以周期T計(jì)算得到的。因此求解這個(gè)微分方程即可得出這一時(shí)刻的歐拉角。

3 本地端控制系統(tǒng)

本地端主要包括藍(lán)牙模塊、STM32F103ZET6和LED小燈等組成，本地端藍(lán)牙模塊設(shè)置為從模式，與手勢(shì)控制端的主模塊通過(guò)地址綁定后一對(duì)一通信，負(fù)責(zé)接收佩戴端的角度數(shù)據(jù)，當(dāng)有數(shù)據(jù)進(jìn)來(lái)時(shí)，單片機(jī)將之與預(yù)定角度范圍比較，當(dāng)符合時(shí)，點(diǎn)亮LED或控制對(duì)應(yīng)電器，并屏蔽接下來(lái)一小段時(shí)間的藍(lán)牙數(shù)據(jù)。不符合時(shí)，繼續(xù)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

在實(shí)現(xiàn)點(diǎn)亮LED的基本功能后，設(shè)計(jì)規(guī)劃了智能家居控制功能表，進(jìn)而拓展智能家居的數(shù)量，通過(guò)不同的角度范圍組合，可以實(shí)現(xiàn)控制多種智能家居。同時(shí)，為了盡量擴(kuò)展可控制的智能家居數(shù)量、規(guī)范控制方式，設(shè)計(jì)編寫(xiě)了特定的通信協(xié)議。

4 結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了利用手勢(shì)控制智能家居的目標(biāo)，可以起到簡(jiǎn)化智能家居操作、提高用戶(hù)體驗(yàn)的作用，通過(guò)拓展功能表還可實(shí)現(xiàn)更多的智能家居控制。并且手勢(shì)控制端具有便利性和通用性，可控制更多更豐富的設(shè)備、可推廣到更多領(lǐng)域，讓更多人體驗(yàn)到科技發(fā)展的便利。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱敏玲，李寧.智能家居發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)淺析[J]. 電視技術(shù)，2015，（04）：82-85.

[2] 鄧中祚.智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2015.

篇7

索博智能家居系統(tǒng)主要采用電力線通信總線技術(shù)(荷蘭PLC-BUS技術(shù))來(lái)實(shí)現(xiàn)家居智能化控制。PLC-BUS技術(shù)是一種高穩(wěn)定性及較高價(jià)格性能比的雙向電力線通信總線技術(shù)，它主要利用已有的電力線來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光、家用電器及辦公設(shè)備的智能控制。這種電力線通信技術(shù)是由位于荷蘭阿姆斯特丹市的ATS電力線通信有限公司(ATS.,CO)研發(fā)而成，它們致力于設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和制造先進(jìn)的電力載波智能家居控制技術(shù)，并因此技術(shù)的革新獲得多項(xiàng)專(zhuān)利。

ATS.,CO公司推出的一整套基于PLC-BUS技術(shù)的智能家居控制系統(tǒng)重新定義了家庭內(nèi)部高可靠、低成本智能家居控制的新標(biāo)準(zhǔn)。此項(xiàng)技術(shù)擁有超強(qiáng)的系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。為商業(yè)住宅提供了更為經(jīng)濟(jì)的智能化控制解決方案。而其它的電力線控制技術(shù)與PLCBUS技術(shù)在系統(tǒng)功能、可靠性和成本上是沒(méi)辦法相比的。

PLC-BUS技術(shù)的解決方案包括如下領(lǐng)域的應(yīng)用：燈光控制，電器控制，HVAC控制以及網(wǎng)絡(luò)與電器設(shè)備間的通信。ATS.,CO公司目前已經(jīng)就此項(xiàng)技術(shù)與多家制造商進(jìn)行―了有償授權(quán)使用此項(xiàng)專(zhuān)利的合作，其中包括世界上最大的電子設(shè)備廠商?，F(xiàn)在上海索博智能電子有限公司是中國(guó)大陸及亞洲地區(qū)此項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)的唯一授權(quán)生產(chǎn)商。

PLC―BUS系統(tǒng)主要由三部分組成，即發(fā)射器、接收器和系統(tǒng)配套設(shè)備。

發(fā)射器的主要作用是通過(guò)電力線發(fā)射PLC-BUS控制信號(hào)給接收器，通過(guò)對(duì)接收器的控制．從而達(dá)到間接控制燈及電器設(shè)備的目的。接收器的主要作用是接收來(lái)自電力線的PLC―BUS控制信號(hào)，并執(zhí)行相關(guān)控制命令，從而達(dá)到燈及電器控制的目的。系統(tǒng)配套設(shè)備主要是為了配合發(fā)射器及接收器設(shè)備，輔助實(shí)現(xiàn)控制目的。例如：三相耦合器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、信號(hào)強(qiáng)度分析儀、吸波器等。

二、索博智能家居功能簡(jiǎn)介：

索博智能家居系統(tǒng)主要包括智能照明和智能電器控制兩大系統(tǒng)。

所謂智能照明系統(tǒng)，通俗地講就是對(duì)燈光進(jìn)行智能控制與管理的系統(tǒng)。跟傳統(tǒng)照明相比，它主要可以實(shí)現(xiàn)對(duì)白熾燈的調(diào)光、一鍵場(chǎng)景、一對(duì)一遙控及分區(qū)燈光全開(kāi)全關(guān)等管理，并可以用多種控制方式實(shí)現(xiàn)以上功能。最主要的控制方式為無(wú)線遙控、定時(shí)控制、集中控制甚至遠(yuǎn)程控制等，從而達(dá)到智能照明的節(jié)能、環(huán)保、舒適、方便功能。

所謂智能電器控制系統(tǒng)，通俗地講就是對(duì)電器進(jìn)行智能控制與管理的系統(tǒng)。傳統(tǒng)的電器都是以個(gè)體形式存在，沒(méi)有系統(tǒng)的管理與控制；而智能電器控制系統(tǒng)就像一張無(wú)形的網(wǎng)絡(luò)，把所有能控制的電器以一定的結(jié)構(gòu)有機(jī)的組合起來(lái)，形成了一個(gè)整體。通過(guò)這個(gè)管理系統(tǒng)，用戶(hù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的集中無(wú)線遙控、定時(shí)開(kāi)關(guān)控制及遠(yuǎn)程控制，以及實(shí)現(xiàn)電器的場(chǎng)景控制與管理， 從而達(dá)到智能電器系統(tǒng)的節(jié)能、環(huán)保、舒適、方便功能。索博智能家居系統(tǒng)主要可以實(shí)現(xiàn)以下九大功能：

1．遠(yuǎn)程控制――一個(gè)電話，家電聽(tīng)話I

您有沒(méi)有想過(guò)，在上班途中突然想起忘了關(guān)家里的燈或電器，打個(gè)電話就可以把家里想要關(guān)的燈和電器全部關(guān)掉：下班途中，打個(gè)電話先把家里的電飯煲和熱水器啟動(dòng)，讓電飯煲先煮飯，熱水器先預(yù)熱。等您回到家，馬上就可以洗個(gè)熱水澡，并可立即享用香噴噴的飯菜啦：若是在炎熱的夏天，您可以打電話把家里的空調(diào)先開(kāi)啟，回家后就能享受絲絲涼意；在家里，您可直接拿起分機(jī)電話就可以控制家里所有的燈和電器！

2．定時(shí)控制――免費(fèi)保姆，體貼入微!

早晨，當(dāng)您還在熟睡，臥室的窗簾準(zhǔn)時(shí)自動(dòng)拉開(kāi)，溫暖的陽(yáng)光輕灑入室，輕柔的音樂(lè)慢慢響起，呼喚您開(kāi)始全新生活每一天；當(dāng)您起床洗漱時(shí)，微波爐(電飯煲)已開(kāi)始為您烹飪?cè)绮停涂梢择R上享受營(yíng)養(yǎng)早餐啦；餐畢不久，音響自動(dòng)關(guān)機(jī)，提醒您趕快上班；輕按門(mén)廳口的“全關(guān)”鍵，所有的燈和電器全部熄滅，安防系統(tǒng)自動(dòng)布防，這樣您就可以安心上班去啦；當(dāng)您和家人外出旅游時(shí)，可設(shè)置主人在家的虛擬場(chǎng)景。這樣小偷就不敢隨意輕舉妄動(dòng)！

3．智能照明――夢(mèng)幻燈光，隨心創(chuàng)造！

1)輕松替換：無(wú)論新裝修戶(hù)還是已裝修戶(hù)，只要在普通面板中隨意暗接超小模塊，就能輕松實(shí)現(xiàn)智能照明，讓生活增添更多亮麗色彩。

2)軟啟功能：燈光的漸亮漸暗功能，能讓眼睛免受燈光驟亮驟暗的刺激，同時(shí)還可以延長(zhǎng)燈具的使用壽命。

3)調(diào)光功能：燈光的調(diào)亮調(diào)暗功能能讓您和家人在分享溫馨與浪漫的同時(shí)，還能達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的功能。

4)亮度記憶：燈光亮度記憶的功能使燈光更富人情味，讓燈光充滿變幻魔力。

引全開(kāi)全關(guān)：輕松實(shí)現(xiàn)燈和電器的一鍵全關(guān)和所有燈的一鍵緊急全開(kāi)功能。

4．無(wú)線遙控一一隨時(shí)隨地，全屋遙控！

您有沒(méi)有想過(guò)像遙控電視機(jī)一樣遙控家里所有燈和電器呢?現(xiàn)在只要一個(gè)遙控器，就可以在家里任何地方遙控家里所有樓上樓下、隔房的燈和電器，而且無(wú)需頻繁更換各種遙控器，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)多種紅外家電的遙控功能。輕按場(chǎng)景按鈕，就能輕松實(shí)現(xiàn)“會(huì)客”、“就餐”、“影院”等您想要的燈光和電器的組合場(chǎng)景。

5．場(chǎng)景控制――夢(mèng)幻場(chǎng)景，一觸而就!

回家時(shí)，只要輕按門(mén)廳口的 “回家”鍵，您想要開(kāi)啟的燈和電器就自動(dòng)開(kāi)啟，馬上可以準(zhǔn)備晚餐啦；備好晚餐后，輕按“就餐”鍵，就餐的燈光和電器組合場(chǎng)景即刻出現(xiàn)；晚餐后，輕按‘‘影院’’鍵，欣賞影視大片的燈光和電器組合場(chǎng)景隨之出現(xiàn)；若晚上起夜，只要輕按床頭的“起夜”鍵，通向衛(wèi)生間的燈帶群就逐一啟動(dòng)，不要再摸黑啦，回臥室后，再把燈全關(guān)。您是不是覺(jué)得生活比以前更神奇而富有意思呢?

6．集中控制――一鍵在手，盡在掌握！

就像賓館床頭柜的集中控制器一樣，輕松集中控制家里的所有燈和電器。即插即用，外觀更小巧，使用更方便；夜晚，如有突發(fā)事件，只要按一下全開(kāi)緊急按鍵，所有燈就全部同時(shí)亮起；睡覺(jué)前，只要按一下全關(guān)按鍵，所有燈和電器就全部關(guān)掉，無(wú)需再擔(dān)心忘了關(guān)某些電器啦！

7．電腦控制――輕松點(diǎn)擊，智能實(shí)現(xiàn)!

鼠標(biāo)輕松點(diǎn)擊就可實(shí)現(xiàn)所有燈和電器的智能控制，功能更強(qiáng)大，控制更方便界面更美觀

8．家電控制――普通家電，智能升級(jí)!

通過(guò)用電器隨意插、紅外伴侶、定時(shí)控制器、語(yǔ)音電話遠(yuǎn)程控制器等智能產(chǎn)品的隨意組合，無(wú)需對(duì)現(xiàn)有普通家用電器進(jìn)行改造就能輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器的定時(shí)控制、無(wú)線遙控、集中控制、電話遠(yuǎn)程控制、場(chǎng)景控制、電腦控制等多種智能控制。

9．電動(dòng)窗簾――隨時(shí)開(kāi)關(guān)，隨意遙控!

無(wú)需再為每天開(kāi)關(guān)窗簾而心煩，結(jié)合定時(shí)控制器，電動(dòng)窗簾每天自動(dòng)定時(shí)開(kāi)關(guān)；遙控器輕松一按，窗簾自在掌控中。

索博智能家居典型設(shè)計(jì)方案：

當(dāng)遇到客戶(hù)需求時(shí)，我們就需要給客戶(hù)做一個(gè)滿意且合適的方案。做一個(gè)成功的方案要注意兩點(diǎn)，首先是滿足客戶(hù)的功能需求，其次是預(yù)期客戶(hù)心理價(jià)位的滿足。一個(gè)成功的方案，不只是做最強(qiáng)大的功能方案，最主要達(dá)到合適度。要分析與推斷客戶(hù)的心理價(jià)格、生活習(xí)慣、家庭成員組成、性格及職業(yè)等。我們今天按常規(guī) 需求來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)別墅智能照明和智能電器控制方案。按以下流程來(lái)設(shè)計(jì)方案：

1、了解客戶(hù)需求

首先得了解客戶(hù)的功能需求，其次要了解客戶(hù)的房源信息，最主要包括的是房型圖，燈光開(kāi)關(guān)插座圖，每路負(fù)載功率，三相或單相電等信息。以下是一個(gè)典型的三層別墅的成功方案案例，我們以它為例來(lái)詳細(xì)了解一下它的配置方案。

2．方案配置清單及功能簡(jiǎn)介

四、索博智能家居功能詳述：

此方案可以實(shí)現(xiàn)九大功能：

1)智能照明系統(tǒng)：住戶(hù)可以很方便的實(shí)現(xiàn)在客廳、主臥等處用一個(gè)觸摸屏遙控器一對(duì)一遙控整屋的25路燈光，其中5路燈光可以實(shí)現(xiàn)隨意調(diào)光及亮度記憶場(chǎng)景功能，可以達(dá)到創(chuàng)造優(yōu)雅的生活情調(diào)，同時(shí)又可達(dá)到節(jié)能的目的。住戶(hù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光的分區(qū)域管理與控制。

2)無(wú)線遙控系統(tǒng)：住戶(hù)無(wú)需要手動(dòng)開(kāi)燈關(guān)燈，只要一個(gè)遙控器在手，就可以隨處實(shí)現(xiàn)燈光的控制。就像控制電視機(jī)一樣方便，想開(kāi)想關(guān)盡在遙控中，一鍵創(chuàng)造“就餐、影院、會(huì)客”等燈光場(chǎng)景。

3)場(chǎng)景控制系統(tǒng)：住戶(hù)走到家門(mén)口，用隨意攜帶的四位超薄遙控器就可以一鍵實(shí)現(xiàn)回家燈光、電器同啟場(chǎng)景，不需要摸黑進(jìn)家門(mén)一一開(kāi)燈或電器?！半x家”時(shí)，一按“離家”鍵，想要關(guān)掉的燈或電器自動(dòng)全部關(guān)掉。在“就餐、看片、休息、會(huì)客”時(shí)，一鍵創(chuàng)造這種燈光及電器場(chǎng)景效果。場(chǎng)景可用客廳、主臥的觸摸屏遙控器及餐廳的集中控制器，甚至隨身帶的小遙控器實(shí)現(xiàn)。

4)集中控制系統(tǒng)：住戶(hù)可以在餐廳用集中控制器控制最常用的16路燈或電器，實(shí)現(xiàn)一一開(kāi)關(guān)及分區(qū)全開(kāi)全關(guān)功能，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)想要的各種場(chǎng)景功能。

5)電腦控制系統(tǒng)：住戶(hù)可以用書(shū)房的電腦接上電腦接口，就可以用電腦接口附帶的應(yīng)用控制界面實(shí)現(xiàn)對(duì)整屋的燈和電器的開(kāi)關(guān)、場(chǎng)景、定時(shí)等多種控制功能。

6)家電控制系統(tǒng)：住戶(hù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)廚房及主衛(wèi)的熱水器的定時(shí)開(kāi)關(guān)，一方面可以更舒適，還可以在下班以前，提前打電話把熱水器打開(kāi)，把客廳或主臥的空調(diào)提前開(kāi)啟，回到家就可以享受絲絲涼意和熱水浴。

7)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)：可以實(shí)現(xiàn)所有燈或電器的遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)和全開(kāi)全關(guān)，用家里的電話就可以實(shí)現(xiàn)遙控?zé)艉碗娖鞯脑鲋倒δ?，使普通的電話也升?jí)成為智能遙控器。

8)定時(shí)控制系統(tǒng)：可以定時(shí)開(kāi)關(guān)家里的熱水器、空調(diào)、窗簾，真正做到保姆式的貼心服務(wù)，又可以在電費(fèi)低價(jià)時(shí)段開(kāi)啟不重要的設(shè)備， 以達(dá)到節(jié)能的目的。如主人出差在外，還可以創(chuàng)造有人在家的場(chǎng)景， 以達(dá)到威懾小偷的作用。

9)電動(dòng)窗簾系統(tǒng)：每天開(kāi)關(guān)窗簾是不是很麻煩?如果安裝了電動(dòng)窗簾，再配置相應(yīng)的定時(shí)控制器，則每天早上窗簾自動(dòng)打開(kāi)，晚上自己關(guān)閉；平時(shí)也可以在家里任何位置用遙控器隨意遙控客廳的窗簾開(kāi)關(guān)，甚至一鍵創(chuàng)造燈光及窗簾開(kāi)或關(guān)的生活場(chǎng)景。若配置相應(yīng)的電話遠(yuǎn)程及定時(shí)控制設(shè)備則還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制開(kāi)窗簾與關(guān)窗簾，每天早上窗簾自動(dòng)打開(kāi)，晚上自動(dòng)關(guān)上，您不覺(jué)得生活很現(xiàn)代與智能嗎?

五、弱電布線要求

篇8

Maxicom智能家居采用現(xiàn)場(chǎng)分布式總線技術(shù)TP-Bus。TP-Bus是一種電源／信號(hào)混合傳輸技術(shù)，同時(shí)也是是一種家庭自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)，該總線技術(shù)主要用于網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)，如智能家居網(wǎng)絡(luò)、住宅小區(qū)網(wǎng)絡(luò)等。該總線技術(shù)采用24＼’直流電源，信號(hào)傳輸速率為10kbps，以雙絞線作為傳輸媒體，像這種傳輸速率的雙絞線很容易實(shí)現(xiàn)，總線的雙絞線結(jié)構(gòu)使網(wǎng)絡(luò)既可作數(shù)據(jù)傳輸，也可以作為電能的供應(yīng)。

TP-Bus是一種智能控制總線，在歐洲標(biāo)準(zhǔn)EIB總線及LonWorks總線技術(shù)上作了創(chuàng)造性的改進(jìn)，其防通信沖撞協(xié)議的設(shè)計(jì)很好的解決了總線上各節(jié)點(diǎn)收發(fā)指令的沖撞問(wèn)題，大大提高了系統(tǒng)的通信效率與穩(wěn)定性。

該系統(tǒng)的特點(diǎn)是：

1．Maxicom智能家居系統(tǒng)體現(xiàn)了人性化設(shè)計(jì)，可以進(jìn)行各種場(chǎng)景和功能的設(shè)置。如：聚會(huì)、家庭影院、就餐、起夜等環(huán)境的設(shè)置。一鍵全關(guān)的功能、家電遠(yuǎn)程控制、語(yǔ)言提示、數(shù)字留言等。

2．在安全方面，它采用的是24V直流供電，配有紅外、煤氣、煙霧等多種的探頭，并能以光、聲兩種形式報(bào)警；為防占線，它可自動(dòng)連續(xù)撥打6組報(bào)警電話，也可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)聽(tīng)，所謂是“身在千里之外，可察房中一切”。

3．系統(tǒng)配備的紅外探測(cè)器，可做到“人來(lái)燈亮，人走燈滅”，并可以根據(jù)亮度探測(cè)器所測(cè)到的室內(nèi)數(shù)據(jù)，自動(dòng)調(diào)整室內(nèi)相關(guān)燈光亮度，既舒適又節(jié)能。

4．本系統(tǒng)可以通過(guò)修改軟件改變按鍵與燈光等設(shè)備的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而不需像傳統(tǒng)方式那樣重新連線。同時(shí)，它采用的是總線式的控制系統(tǒng)， 區(qū)別于集中控制模式，所以，本系統(tǒng)有著它無(wú)可比擬的擴(kuò)展靈活性。

Maxicom智能家居”是以住宅為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動(dòng)化，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理于一體的居住環(huán)境。智能家居將各種與信息相關(guān)的住宅設(shè)備通過(guò)家庭內(nèi)網(wǎng)絡(luò)(家庭總線)系統(tǒng)連接起來(lái)，并保持這些設(shè)備與住宅的協(xié)調(diào)。需要指出的是，“Maxicom智能家居”的概念和技術(shù)特點(diǎn)與“智能小區(qū)”、“智能大廈”不盡相同，“Maxicom智能家居”更注重住宅中各種電器設(shè)備和人們生活的緊密聯(lián)系，它是整個(gè)智能生活領(lǐng)域的核心。

“Maxicom智能家居”有效地實(shí)現(xiàn)住戶(hù)與外界的溝通和聯(lián)系。智能家居支持即插即用的多種接入，包括電話、傳真、高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、寬帶接入等。智能家居的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在遠(yuǎn)方控制家電設(shè)備，自動(dòng)傳送水、電、煤氣的讀數(shù)。智能家居配備的保安系統(tǒng)遇火災(zāi)及偷盜緊急情況時(shí)會(huì)自動(dòng)向主人和物業(yè)管理單位報(bào)警。

“Maxicom家居智能技術(shù)”是指利用微處理器技術(shù)，集成或控制家中的電子電器產(chǎn)品或系統(tǒng)，例如計(jì)算機(jī)、照明系統(tǒng)、廚房設(shè)備、保安系統(tǒng)、暖氣及冷氣系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、視頻及音響系統(tǒng)等。自動(dòng)化的家庭不再是一幢被動(dòng)的建筑，相反，它成了幫助主人盡量利用時(shí)間的工具，使家庭更為舒適、安全、高效和節(jié)能。一方面，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)參考來(lái)自各個(gè)傳感器中的信號(hào)做出相應(yīng)的一系列操作；另一方面主人可以通過(guò)鍵盤(pán)、模塊面板、手持遙控器、電話、互聯(lián)網(wǎng)等人機(jī)接口來(lái)控制家中的電子電器產(chǎn)品。

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Maxicom現(xiàn)場(chǎng)分布式總線系統(tǒng)采用總線式的結(jié)構(gòu)，主要由電源供應(yīng)器、雙絞線和功能模塊三個(gè)基本部分組成。每個(gè)功能模塊都是串連在雙絞線上，互相的連接不分極性。如下圖所示：

一根專(zhuān)用總線可以連接32個(gè)功能模塊，如果功能模塊超過(guò)32個(gè)，則需要另加根總線，兩根總線之間通過(guò)一個(gè)路橋器連接。如下圖所示：

構(gòu)成本系統(tǒng)必須有：系統(tǒng)通訊電源、各種功能模塊、以及通訊媒體，其中通訊媒體采用最簡(jiǎn)單的雙絞線。下面我們從系統(tǒng)的大小分別介紹它的構(gòu)成。

1．基本(最小)模塊

總線電源供應(yīng)器、雙絞線以及功能模塊是構(gòu)成Maxicom系統(tǒng)的三個(gè)基本組成部分，它們的連接關(guān)系如圖所示，其中雙絞線與各功能模塊的連接是不分極性的，這樣在工程安裝非常方便。

2．標(biāo)準(zhǔn)家居系統(tǒng)

構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)不止一個(gè)功能模塊，但也不超過(guò)三十二個(gè)功能模塊(這是普通家庭型)，這樣構(gòu)成了Ma、ic。m智能家居的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，各種功能模塊的有無(wú)、多少有用戶(hù)自己決定，其中雙絞線與各功能模塊的連接是不分極性的。

3．?dāng)U展的家居系統(tǒng)

如果一個(gè)系統(tǒng)的功能模塊大于三十二個(gè)(例如復(fù)式或多層住宅)，每三十二個(gè)模塊就要加一個(gè)系統(tǒng)電源，每一個(gè)小系統(tǒng)之間是相互聯(lián)系的，我們?cè)诿恳粋€(gè)小系統(tǒng)之間加一個(gè)橋路器，這樣它們就構(gòu)成了一個(gè)擴(kuò)展的家居系統(tǒng)，其中雙絞線與各功能模塊的連接是不分極性的。

構(gòu)成這個(gè)系統(tǒng)是由各個(gè)功能模塊構(gòu)成的，它們之間是相互獨(dú)立的，其中包括：系統(tǒng)電源、照明開(kāi)關(guān)／調(diào)光模塊(DM203)、紅外模塊(iRl02)、智能插座模塊(PW115、PW415)、通用無(wú)線接收模塊(RC101)、主控面板。利用這些模塊在整個(gè)系統(tǒng)中的連線圖如下圖所示：

三、功能介紹

室內(nèi)照明、場(chǎng)景設(shè)定

對(duì)室內(nèi)外燈光進(jìn)行開(kāi)關(guān)、調(diào)光控制，預(yù)先設(shè)定多種應(yīng)用場(chǎng)景，比如會(huì)客模式、就餐模式、起夜模式等等；只需通過(guò)遙控器、或開(kāi)關(guān)面板，輕觸一個(gè)按鈕便可產(chǎn)生一種預(yù)先設(shè)定的照明效果。例如，欣賞影片時(shí)，調(diào)暗燈光，拉上窗簾，開(kāi)啟音響及視頻系統(tǒng)，一鍵到位!

燈光控制，隨心所欲。

通過(guò)系統(tǒng)編程設(shè)定，主人可隨時(shí)變換燈光的開(kāi)啟按鈕位置，而不用改動(dòng)任何布線及開(kāi)關(guān)安裝。

家電控制

通過(guò)系統(tǒng)靈活多樣的控制方式(如按鍵開(kāi)關(guān)、遙控器、電話、Internet等)，您隨時(shí)可開(kāi)啟家中空調(diào)、電動(dòng)窗簾、電飯煲等電器設(shè)備，功能實(shí)用方便。系統(tǒng)設(shè)置的“全關(guān)模式”，可以在您出門(mén)或就寢時(shí)，非常方便的關(guān)閉室內(nèi)燈光、電器設(shè)備的電源，方便、安全又省電。

無(wú)線遙控

通過(guò)遙控器，您可以方便地控制家中所有的燈光、電器設(shè)備。比如，您身在二樓的主人臥室，卻仍可方便的關(guān)閉樓下客廳的空調(diào)及燈光。而且，您再也不必在等候小孩入睡后，才輕輕的進(jìn)入房?jī)?nèi)替他關(guān)燈了。細(xì)微之處，給您帶來(lái)前所未有的方

當(dāng)您在客廳看電視時(shí)，您可通過(guò)遙控方便地關(guān)掉廚房、走廊、陽(yáng)臺(tái)和房間里不必要的燈光電器，而不用因起身而錯(cuò)過(guò)劇情。

電話遠(yuǎn)程遙控

電話遠(yuǎn)程控制功能靈活實(shí)用，無(wú)論何時(shí)何地，您都可方便的通過(guò)電話或手機(jī)按鍵遠(yuǎn)程控制家中的各種燈光、電器設(shè)備。例如，在夏日的正午，回家前在您攜家人外出度假時(shí)，可在遙遠(yuǎn)的海邊，通過(guò)手機(jī)打開(kāi)陽(yáng)臺(tái)及室內(nèi)的燈光，甚至開(kāi)啟音響或電視。

安防、防盜報(bào)警

Maxicom智能家居系統(tǒng)兼容目前大多數(shù)的防盜產(chǎn)品(紅外探測(cè)器、煤氣探頭、門(mén)磁開(kāi)關(guān)、聲光報(bào)警裝置等)，且具有邏輯判斷，多防區(qū)設(shè)置，電話報(bào)警功能。

系統(tǒng)設(shè)有“在家”、“離家”兩種布防模式，并可通過(guò)電話遠(yuǎn)程布、撤防，并帶有語(yǔ)音提示及系統(tǒng)自檢功能。一旦檢測(cè)到報(bào)警信號(hào)，系統(tǒng)立即將警情報(bào)至小區(qū)保安中心，引發(fā)燈光閃爍、警號(hào)鳴響等動(dòng)作，并啟動(dòng)電話遠(yuǎn)程告警功能。

定時(shí)控制

各種家電設(shè)備均可通過(guò)定時(shí)器，預(yù)設(shè)開(kāi)啟時(shí)間，實(shí)現(xiàn)您夢(mèng)寐以求的智能控制功能。萬(wàn)用定時(shí)器，可以設(shè)定100組時(shí)間，足夠?yàn)榧依锏乃袩艄狻㈦娖髦贫ㄒ粋€(gè)詳細(xì)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間表。

溫度、光照檢測(cè)與調(diào)節(jié)

系統(tǒng)還可監(jiān)測(cè)每個(gè)房間內(nèi)的溫度和光照度，可以隨時(shí)查詢(xún)和記錄，并根據(jù)這些參數(shù)調(diào)整燈光、空調(diào)的工作狀態(tài)。

Intemet遠(yuǎn)程遙控

在任何可以連接IxTERxET的地方，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器您可方便實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程監(jiān)控的家庭狀態(tài)，控制家庭燈光、電器及安防報(bào)警系統(tǒng)。

四、典型設(shè)計(jì)方案

當(dāng)客戶(hù)有需求時(shí)，我們就需要給客戶(hù)做既一個(gè)客戶(hù)既滿意又合適的方案，做一個(gè)方案需要注意：首先是滿足客戶(hù)的功能要求，其次是客戶(hù)能夠承受的價(jià)格。一個(gè)成功的方案，最主要的是了解客戶(hù)的生活習(xí)慣、家庭成員組成、性格等。我們按常規(guī)功能需求來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)三房二廳的家庭智能化控制方案。

1．前期的準(zhǔn)備工作首先得了解客戶(hù)的功能需求，其次是要了解客戶(hù)的房源的信息，最主要包括是戶(hù)型圖、平面布置圖、有沒(méi)有大功率的燈路、有沒(méi)有調(diào)光的以及需要調(diào)光的路數(shù)等信息。

2．家庭智能化控制設(shè)計(jì)方案配置單功能模塊位置圖本方案可實(shí)現(xiàn)以下功能：

(1)智能燈光照明系統(tǒng)；

(2)場(chǎng)景控制系統(tǒng)；

(3)家用電器控制系統(tǒng)：

(4)遠(yuǎn)距離無(wú)線控制系統(tǒng)

(5)電話遠(yuǎn)程控制；

(6)三種布撤防模式；

(7)主控鍵盤(pán)可控制全屋的燈光、電器等，全程語(yǔ)音提示；

篇9

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能家居；信息技術(shù)

伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，智能家居也在蓬勃發(fā)展。然而，智能家居處在初級(jí)階段，許多方面依舊不完善，很多功能不能有效地在居民中應(yīng)用、推廣，而且我國(guó)國(guó)民對(duì)智能家居的認(rèn)識(shí)還很膚淺，再加上一些其他因素對(duì)智能家居的影響，使得智能家居到現(xiàn)在為止都沒(méi)有在我國(guó)普及開(kāi)來(lái)。本將智能家居作為起點(diǎn)，詳細(xì)介紹了智能家居，進(jìn)而分析我國(guó)未能全面推廣普及智能家居的原因，最后探究如何使得智能家居創(chuàng)新和優(yōu)化。

1智能家居

我們所說(shuō)的智能家居就是將居民住宅作為應(yīng)用平臺(tái)，綜合利用各項(xiàng)技術(shù)對(duì)相關(guān)的家居生活設(shè)施進(jìn)行集合處理，例如：安全防范技術(shù)、音頻視頻技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案等，使得家庭事務(wù)和住宅設(shè)施的管理系統(tǒng)具有更高的效率，從而使得家具的舒適性、安全性、藝術(shù)性、便利性得以穩(wěn)步提升，另外，智能家居可以為我們提供節(jié)能環(huán)保的居住條件和生活環(huán)境[1]。不可否認(rèn)，這樣的智能家居理念可以有機(jī)的結(jié)合個(gè)人需要、先進(jìn)科學(xué)技術(shù)和國(guó)家的整體實(shí)際狀況，不僅有利于科學(xué)技術(shù)充分發(fā)揮作用，還有助于我國(guó)自然環(huán)境的改善，為廣大人民群眾提供安全、舒適、便利、健康的居住環(huán)境。而智能家居通過(guò)構(gòu)建八個(gè)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其現(xiàn)代化、智能化、自動(dòng)化和安全化。八個(gè)子系統(tǒng)分別為：家庭能量管理子系統(tǒng)、背景音樂(lè)子系統(tǒng)、智能照明子系統(tǒng)、智能安防子系統(tǒng)、家庭娛樂(lè)子系統(tǒng)、家庭信息處理子系統(tǒng)、家庭環(huán)境子系統(tǒng)、家庭監(jiān)控子系統(tǒng)。

2智能家居的八個(gè)子系統(tǒng)

智能家居子系統(tǒng)可以有效地優(yōu)化和保護(hù)家庭的居住環(huán)境和生活條件，可以非常好的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)電視、手機(jī)、計(jì)算機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，從而使得人民的健康有了可靠的保證。1)家庭能量管理子系統(tǒng)。在廣大人民群眾的生活環(huán)境中，水、電、天然氣等都屬于能量范疇。而家庭能量管理子系統(tǒng)能夠有效地計(jì)算人民日常所消耗的水、電、天然氣等，對(duì)用戶(hù)所需交的費(fèi)用進(jìn)行確定，并可自動(dòng)幫助業(yè)主完成繳費(fèi)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的便民利民[2]。2)背景音樂(lè)子系統(tǒng)。所謂的背景音樂(lè)子系統(tǒng)就是在住宅的內(nèi)部設(shè)合適的音樂(lè)路線，并且有效率的使用自動(dòng)感應(yīng)技術(shù)，從而使背景音樂(lè)的感應(yīng)功能更好。居住在住宅中居住的居民可以隨時(shí)隨地打開(kāi)音樂(lè)進(jìn)行歌曲的選擇，可以使人們更好地享受音樂(lè)，體驗(yàn)音樂(lè)帶來(lái)的樂(lè)趣。3)智能照明子系統(tǒng)。家居生活中，我們更希望更加智能化的控制照明，智能照明子系統(tǒng)對(duì)實(shí)現(xiàn)節(jié)約用電的目標(biāo)起到了良好的促進(jìn)作用，同時(shí)保護(hù)眼睛，減少光線對(duì)人類(lèi)眼睛的傷害，更加體現(xiàn)人性化。從這個(gè)意義上講，智能照明子系統(tǒng)的實(shí)用性非常強(qiáng)。智能照明子系統(tǒng)不僅可以對(duì)點(diǎn)燈的開(kāi)關(guān)做到自動(dòng)化的控制，在居民離開(kāi)時(shí)做到自動(dòng)感應(yīng)。居民離開(kāi)時(shí)電燈是亮著的，一段時(shí)間后，照明系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)程序，自動(dòng)對(duì)電燈進(jìn)行關(guān)閉。利用智能照明子系統(tǒng)，居民還可以調(diào)節(jié)燈光的亮度，根據(jù)居民自身的喜好和習(xí)慣，居民可以對(duì)亮度進(jìn)行智能化的調(diào)節(jié)，科學(xué)化的管理燈光，從而，達(dá)到更加科學(xué)、更加合理保護(hù)人類(lèi)眼睛的目的。4)智能安防子系統(tǒng)。智能安防子系統(tǒng)最大的優(yōu)勢(shì)就是可以對(duì)居民住宅的安全實(shí)現(xiàn)智能化的保護(hù)，而且報(bào)警功能非常強(qiáng)大，可以與公安系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，如果發(fā)生非法闖入、火災(zāi)、煤氣泄漏、緊急呼救等危險(xiǎn)事故，依據(jù)預(yù)先設(shè)定的安防系統(tǒng)，智能安防子系統(tǒng)開(kāi)設(shè)相應(yīng)的營(yíng)救工作?？梢該艽?10報(bào)警或者向提前設(shè)定的電話進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)也可使用當(dāng)?shù)氐穆暪膺M(jìn)行報(bào)警，確保有關(guān)的電器處于全面應(yīng)急的聯(lián)動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)遇到非法入侵的危險(xiǎn)時(shí)，智能安防子系統(tǒng)主要通過(guò)使用保留視頻的手段進(jìn)行證據(jù)保存，有效的記錄入侵者的行為和證據(jù)，盡最大可能的有效保護(hù)居住用戶(hù)的人身生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。5)家庭娛樂(lè)子系統(tǒng)。每一位居住用戶(hù)都會(huì)在家中進(jìn)行娛樂(lè)活動(dòng)，進(jìn)行家庭娛樂(lè)子系統(tǒng)的安裝，用戶(hù)不用出門(mén)的同時(shí)，就可以輕松享受一系列感官上的享受，例如：游戲帶來(lái)的刺激、電影院中強(qiáng)大而且具有視覺(jué)沖擊的影院氛圍甚至是家庭KTV帶來(lái)的快樂(lè)與激情。6)家庭信息處理子系統(tǒng)。人類(lèi)的生活中，鄰里和社區(qū)間的信息傳遞無(wú)處不在，想要在住宅中就充分了解小區(qū)和物業(yè)的有關(guān)信息，家庭信息處理子系統(tǒng)就會(huì)發(fā)揮強(qiáng)大的作用。家庭信息處理子系統(tǒng)不僅具備精確接收、分析和家庭有關(guān)信息的功能，還具備自動(dòng)有效刪除垃圾信息的功能，對(duì)信息進(jìn)行自動(dòng)分類(lèi)管理，刪選垃圾信息的同時(shí)，將某些較為重要的信息直接傳輸?shù)接脩?hù)手上，家庭信息處理子系統(tǒng)可以有效合理的幫助用戶(hù)實(shí)事的掌握家中的動(dòng)態(tài)。7)家庭環(huán)境子系統(tǒng)。在人民群眾的眼中，家庭是人生中重要的組成成分，人們非常重視家庭環(huán)境的問(wèn)題，每一位業(yè)主都非常重視室內(nèi)濕度的大小和溫度的高低，為良好的解決這樣的問(wèn)題，家庭環(huán)境子系統(tǒng)依據(jù)每天的天氣狀況自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣的溫度和濕度，智能化的調(diào)節(jié)采暖和調(diào)節(jié)濕度等方面的問(wèn)題，使人們居住的環(huán)境更加的健康、和諧。8)家庭監(jiān)控子系統(tǒng)。家庭監(jiān)控子系統(tǒng)的安裝非常有利于住戶(hù)實(shí)事的掌握家庭的各種狀況。家庭監(jiān)控子系統(tǒng)主要由遙控器、總控制器和傳感器組成，不同的組成部分之間進(jìn)行聯(lián)系的方式是使用規(guī)定的通信方式。總控制器的功能就是控制系統(tǒng)，同時(shí)與用戶(hù)進(jìn)行實(shí)時(shí)聯(lián)系交互，不斷接收各個(gè)組成部分所傳輸?shù)男畔ⅲ?duì)傳感器的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，當(dāng)家庭出現(xiàn)訪客或遇到危險(xiǎn)時(shí)，家庭監(jiān)控子系統(tǒng)可以及時(shí)通知用戶(hù)，用戶(hù)就可以利用家庭監(jiān)控子系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控家庭狀態(tài)，方便、快捷、有效[3]。

3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，只要在各種各樣的日常用品上嵌入短距離的移動(dòng)接收器，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)所有的物體都進(jìn)行信息交換。且物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)各種技術(shù)的，從應(yīng)用末端感知核心技術(shù)的角度進(jìn)行分類(lèi)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可分為三類(lèi)：1)基于射頻識(shí)別（RFID）的應(yīng)用。如果我們想將RFID智能標(biāo)簽鑲?cè)氲奖O(jiān)控和管理的對(duì)象上，借助現(xiàn)有的技術(shù)，例如：數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、中間件技術(shù)，一個(gè)由海量讀寫(xiě)器和大量移動(dòng)設(shè)備的電子標(biāo)簽構(gòu)成的物聯(lián)網(wǎng)就以建成。2)基于傳感器的應(yīng)用。如果想要控制和管理對(duì)象，可在其四周安裝許多傳感器節(jié)點(diǎn)，利用節(jié)點(diǎn)獲取監(jiān)控對(duì)象的信息，同時(shí)將這些信息傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行模蚨?，一個(gè)依據(jù)獲取的信息對(duì)一個(gè)“物”進(jìn)行管理和監(jiān)控的物聯(lián)網(wǎng)就以構(gòu)成[4]。3)基于M2M的應(yīng)用。所謂的M2M包括增加裝置機(jī)器通信和網(wǎng)絡(luò)能力的技術(shù)手段，絕大部分指機(jī)器和人之間設(shè)立連接的一切技術(shù)和手段，他的目標(biāo)就是提升設(shè)備的智能化程度?；贛2M技術(shù)，我們能夠建立機(jī)器對(duì)人、機(jī)器對(duì)機(jī)器、和人對(duì)機(jī)器的物聯(lián)網(wǎng)。

4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)絕大部分是通過(guò)有線的方式構(gòu)成，這種組成方式不僅需要專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員和專(zhuān)業(yè)的維護(hù)公司，還具有工程周期時(shí)間長(zhǎng)、系統(tǒng)靈活性較差的特點(diǎn)。而物聯(lián)網(wǎng)智能家居可以有機(jī)地將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能家居結(jié)合在一起，進(jìn)而使的現(xiàn)代的智能家居系統(tǒng)具有更好的使用方便、容易維護(hù)、安裝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。1)感知層物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一大特點(diǎn)是全面感知，就是利用二維碼、攝像頭、傳感器等感知、捕獲、測(cè)量等一系列技術(shù)手段，對(duì)感知對(duì)象進(jìn)行隨時(shí)隨地的信息接收和捕獲，智能家居中，人自身和人們所居住生活的環(huán)境都可作為感知對(duì)象，傳統(tǒng)智能家居的子系統(tǒng)可以做感知層的執(zhí)行設(shè)備。另外，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)還采用了許多特別典型的感知技術(shù)，例如：無(wú)線門(mén)磁、窗磁、無(wú)線溫度濕度傳感器等。2)網(wǎng)絡(luò)層物聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)層是指互聯(lián)網(wǎng)和各種通信網(wǎng)絡(luò)組合的融合網(wǎng)絡(luò)，另外，還包括家居物聯(lián)網(wǎng)管理中心、云計(jì)算平臺(tái)、專(zhuān)家系統(tǒng)等大量信息智能處理的部分。智能家居中，網(wǎng)絡(luò)層不僅要具備網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的功能，還要不斷提高信息運(yùn)營(yíng)功能[5]。網(wǎng)絡(luò)層中，可靠傳遞和智能處理的問(wèn)題要特別關(guān)注。3)應(yīng)用層應(yīng)用層是有機(jī)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能家居并達(dá)到家居智能化應(yīng)用的解決方案集。通過(guò)應(yīng)用層，物聯(lián)網(wǎng)可以深度融合現(xiàn)代信息技術(shù)和傳統(tǒng)家居，除此之外，應(yīng)用層還可為家庭服務(wù)商提出第三方借口，使得各種服務(wù)更加有利于方便人民的生活。4)案例分析2014年，某分公司曾為房地產(chǎn)老板設(shè)計(jì)智能家居系統(tǒng)，方案如下：①大門(mén)設(shè)備：進(jìn)入智能家居的第一個(gè)防護(hù)門(mén)門(mén)，因此可以設(shè)置指紋鎖、夜視防水?dāng)z像機(jī)、對(duì)講機(jī)等設(shè)備，當(dāng)客人出現(xiàn)時(shí)，只有經(jīng)過(guò)主人同意才可進(jìn)入；②玄關(guān)：智能家居的第二個(gè)防護(hù)門(mén)是玄關(guān)，通過(guò)語(yǔ)音設(shè)備可以控制玄關(guān)燈的開(kāi)關(guān)和亮度，當(dāng)進(jìn)門(mén)后，安防系統(tǒng)關(guān)閉，當(dāng)出門(mén)后，安防系統(tǒng)開(kāi)啟；③客廳：主人最主要的活動(dòng)區(qū)域是客廳，在此區(qū)域內(nèi)設(shè)置背景音樂(lè)面板、場(chǎng)景面板等裝置設(shè)備；④衛(wèi)生間：紅外感應(yīng)器在這設(shè)置，進(jìn)入衛(wèi)生間時(shí)，燈光自動(dòng)開(kāi)啟的同時(shí)馬桶蓋也自動(dòng)打開(kāi)，無(wú)人時(shí)，燈光自動(dòng)關(guān)閉，馬桶蓋子也自動(dòng)合上；⑤浴室：同樣設(shè)置紅外感應(yīng)設(shè)備，有人時(shí)，燈光自動(dòng)開(kāi)啟，花灑自動(dòng)打開(kāi)，并且依據(jù)語(yǔ)音提示自動(dòng)設(shè)置水溫，無(wú)人時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉所有設(shè)備；⑥臥室：臥室的空調(diào)溫度、風(fēng)速、燈光亮度都可根據(jù)語(yǔ)音或者遙控設(shè)備進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)；⑦廚房：設(shè)置煙霧、CO等傳感器，當(dāng)污染氣體比預(yù)設(shè)值高時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

5結(jié)束語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，給智能家居的推廣和普及降低了難度，目前，許多地區(qū)初步嘗試建立“云社區(qū)”，逐步開(kāi)始物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到智能家居，而未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)會(huì)在智能家居中扮演越來(lái)越重要的角色，強(qiáng)大的感知技術(shù)，賦予智能家居某些“人的思維功能”，提供的服務(wù)更加實(shí)用，進(jìn)而智能家居可以更快更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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篇10

 

1 概述

 

智能家居網(wǎng)關(guān)作為智能家居系統(tǒng)的中心控制設(shè)備，承擔(dān)著智能家居中所有傳感器信息的匯聚、分析與控制，應(yīng)滿足安全高效、智能化與個(gè)性化的需求。本文針對(duì)智能家居系統(tǒng)的用戶(hù)需求，在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上提出一種以樹(shù)莓派系統(tǒng)為中心網(wǎng)關(guān)，綜合采用WIFI技術(shù)、Zigbee技術(shù)，并支持多協(xié)議、多網(wǎng)絡(luò)混合的智能家居系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用模塊化、智能化設(shè)計(jì)，具有穩(wěn)定性、擴(kuò)展性與操控性等特點(diǎn)，并可以通過(guò)APP終端實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。

 

2 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

 

本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要由三大部分組成：(1)感應(yīng)控制層主要由智能家居的各種傳感器設(shè)備組成，收集家居中如溫度、濕度與可燃?xì)怏w等各種信息以及接收由網(wǎng)關(guān)傳達(dá)的各種命令;(2)網(wǎng)絡(luò)通信層主要是負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)通信，包括智能網(wǎng)關(guān)、信息服務(wù)器、路由器與GPRS、WIFI網(wǎng)絡(luò)、ZigBee網(wǎng)絡(luò)、 Internet、紅外網(wǎng)絡(luò)等。網(wǎng)關(guān)作為智能家居系統(tǒng)的中心控制設(shè)備，承擔(dān)著各層設(shè)備之間的信號(hào)傳輸與控制命令轉(zhuǎn)發(fā)解析等任務(wù)，用戶(hù)使用手機(jī)發(fā)送信號(hào)到信息服務(wù)器，信息服務(wù)器處理信息后再傳送到網(wǎng)關(guān)，由網(wǎng)關(guān)控制各種傳感器與家庭設(shè)備;(3)應(yīng)用層包括電腦PC機(jī)、手機(jī)終端設(shè)備，如Android與IOS設(shè)備、遙控器等紅外手持設(shè)備等，手機(jī)端可通過(guò)因特網(wǎng)或GPRS網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)關(guān)通信，以無(wú)線方式管理智能家居各節(jié)點(diǎn)的設(shè)備終端，支持多用戶(hù)登錄系統(tǒng)進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)設(shè)備遙控等功能，從而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制家居環(huán)境。通過(guò)手機(jī)端的APP，連接局域網(wǎng)或GPRS網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制智能家居的各種設(shè)備。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

 

2.1 感應(yīng)控制層

 

感應(yīng)控制層由傳感器終端與控制終端組成，傳感器終端主要負(fù)責(zé)收集家庭環(huán)境的各種數(shù)據(jù)，包括室內(nèi)溫度、濕度、煙霧濃度等，控制終端的主要作用是對(duì)家庭設(shè)備如照明、電視機(jī)、空調(diào)、窗簾與其他電器的控制。傳感器終端與控制終端并不是嚴(yán)格分離，如照明調(diào)節(jié)，需要由傳感器終端收集房間的光線亮度參數(shù)，然后由控制終端進(jìn)行控制電燈的亮度。

 

傳感器終端都采用模塊化的設(shè)計(jì)方案，在微處理器單元的基礎(chǔ)上，添加傳感器與WIFI模塊或ZigBee模塊，傳感器終端通過(guò)WIFI或 ZigBee網(wǎng)絡(luò)與智能網(wǎng)關(guān)連接。WIFI模塊由于具有穩(wěn)定性高、傳輸速度快、傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在各類(lèi)傳輸通信設(shè)備中。而ZigBee具有功耗極低、組網(wǎng)靈活、傳輸穩(wěn)定等特點(diǎn)，因此可以應(yīng)用在廚房等連接電源不方便的可燃?xì)怏w檢測(cè)設(shè)備里，在一個(gè)紐扣電池供電的情況下，可以工作6～24個(gè)月。

 

傳感器終端的微處理芯片主要由單片機(jī)與外圍電路組成，是該終端的核心組件，負(fù)責(zé)執(zhí)行處理由WIFI、ZigBee等通信模塊傳送過(guò)來(lái)的指令。電源模塊與LED等模塊主要由電源燈與呼吸燈組成，當(dāng)終端處于工作狀態(tài)，會(huì)顯示出不同的燈光組合，增加美感與識(shí)別功能。WIFI通信模塊與ZigBee模塊是一個(gè)通信模塊，焊接在基礎(chǔ)模塊上，通過(guò)此通信模塊，終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)了可以無(wú)線連接家用路由器的，與智能網(wǎng)關(guān)通信的能力。通過(guò)此通信模塊，終端設(shè)備接收來(lái)自智能網(wǎng)關(guān)的命令，執(zhí)行并反饋結(jié)果。

 

2.2 網(wǎng)絡(luò)通信層

 

由圖1可見(jiàn)，網(wǎng)絡(luò)通信層包括智能網(wǎng)關(guān)、路由器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、WIFI網(wǎng)絡(luò)和Internet等，其中，網(wǎng)關(guān)作為智能家居的核心設(shè)備，負(fù)責(zé)整個(gè)智能家居網(wǎng)絡(luò)的管理與協(xié)調(diào)，處理不同的通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，同時(shí)還要處理家庭多媒體娛樂(lè)的音視頻解碼等，除需保證其滿足安全性、穩(wěn)定性和可靠性外，還要考慮到其性能。綜合考慮上述因素，選擇開(kāi)源硬件樹(shù)莓派作為網(wǎng)關(guān)設(shè)備，該硬件具有新一代Broadcom BCM2836 800MHz ARM Cortex-A7四核處理器，采用1GB的RAM存儲(chǔ)器，帶VideoCore IV雙核GPU，最高支持HD 1080p視頻輸出，復(fù)合視頻(PAL/NTSC)輸出，立體聲音頻輸出，提供10/100 BaseT RJ45以太網(wǎng)插座，HDMI 1.3和1.4視頻/音頻插座，3.5mm 4極音頻/復(fù)合視頻輸出插孔插座，4個(gè)USB 2.0插座，15路MPI CSI-2連接器，用于Raspberry Pi高清攝像機(jī)(775～7731)，15路顯示串行接口連接器，MicroSD卡插座，從MicroSD卡啟動(dòng)，運(yùn)行Linux新操作系統(tǒng)版本，GPIO和串行總線的40引腳管座，通過(guò)MicroUSB插座，整塊硬件具有集成度非常高、運(yùn)行速度快、性能高、外設(shè)豐富、二次開(kāi)發(fā)方便等優(yōu)點(diǎn)。

 

智能網(wǎng)關(guān)的作用主要有以下三個(gè)方面：

 

2.2.1 協(xié)議解析與轉(zhuǎn)換?？紤]到各種傳感器的功耗等特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用了多網(wǎng)絡(luò)融合的模式進(jìn)行組網(wǎng)，系統(tǒng)內(nèi)包含WIFI與ZigBee網(wǎng)絡(luò)。ZigBee協(xié)議與互聯(lián)網(wǎng)中的TCP/IP協(xié)議并不兼容，要把基于Zigbee協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)接入到TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，需要進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。通過(guò)樹(shù)莓派系統(tǒng)的擴(kuò)展板或通用接口(GPIO)外接ZigBee模塊，在傳感器終端多微芯片電路板上也焊接ZigBee模塊，然后在樹(shù)莓派系統(tǒng)內(nèi)分配網(wǎng)絡(luò)ID號(hào)和網(wǎng)絡(luò)地址，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上電后，初始化內(nèi)部資源，然后發(fā)送掃描信號(hào)請(qǐng)求連接，從而完成連接。借助z-stack協(xié)議棧，由ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳送過(guò)來(lái)的ZigBee協(xié)議幀的解析就由 Linux系統(tǒng)完成，Linux系統(tǒng)解析完成后，將有效的數(shù)據(jù)存入指定內(nèi)存空間中，供WIFI網(wǎng)絡(luò)使用，這樣就實(shí)現(xiàn)了多網(wǎng)融合。

 

2.2.2 數(shù)據(jù)收集與存儲(chǔ)。樹(shù)莓派提供豐富的外設(shè)接口，其中包括USB接口HDMI高清視頻接口。在樹(shù)莓派系統(tǒng)上安裝多媒體服務(wù)中心，將網(wǎng)關(guān)打造成一臺(tái)可以播放高清影視的多媒體服務(wù)器，通過(guò)USB接口，可以讀取到存儲(chǔ)在移動(dòng)硬盤(pán)上的視頻文件。通過(guò)HDMI接口連接電視機(jī)，實(shí)現(xiàn)在電視上播放網(wǎng)絡(luò)視頻。此外，智能家居系統(tǒng)發(fā)送的各種信息，都可以通過(guò)樹(shù)莓派上的數(shù)據(jù)庫(kù)保存下來(lái)。

 

2.2.3 信息服務(wù)器承擔(dān)起內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)聯(lián)通的橋梁作用。其主要功能是負(fù)責(zé)溝通用戶(hù)手機(jī)APP應(yīng)用端與智能網(wǎng)關(guān)的通信。由于網(wǎng)關(guān)處于內(nèi)網(wǎng)，用戶(hù)在Internet上無(wú)法直接連接網(wǎng)關(guān)，因此，搭建一個(gè)MQ信息隊(duì)列服務(wù)器連接內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)就成了很關(guān)鍵的一個(gè)步驟。從用戶(hù)手機(jī)APP端發(fā)出的命令，通過(guò)MQ服務(wù)器，傳到內(nèi)網(wǎng)的智能網(wǎng)關(guān)，再由智能網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)給各傳感器終端，從而實(shí)現(xiàn)控制家居設(shè)備。

 

2.3 應(yīng)用層

 

智能家居通過(guò)用戶(hù)的手機(jī)APP進(jìn)行控制家用設(shè)備，手機(jī)端APP應(yīng)用包括Android版本與IOS版本，界面設(shè)計(jì)與功能基本一致。如圖2所示為手機(jī)的應(yīng)用界面圖，用戶(hù)輸入賬號(hào)與密碼信息后，進(jìn)入到系統(tǒng)內(nèi)可以瀏覽到智能家居的信息。

 

3 結(jié)語(yǔ)

 

本文分析了智能家居的結(jié)構(gòu)、功能與組成，采用以網(wǎng)關(guān)為中心，結(jié)合多網(wǎng)融合的方式，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了以樹(shù)莓派系統(tǒng)為中心網(wǎng)關(guān)的智能家居系統(tǒng)，通過(guò)手機(jī)終端對(duì)智能家居的遠(yuǎn)程控制與集中控制。實(shí)際使用效果證明，該系統(tǒng)具有很高的穩(wěn)定性、可靠性與擴(kuò)展性，兼具成本低廉、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，具有一定的市場(chǎng)推廣與參考。