智能家居控制系统研究

智能家居控制系统研究（精选十篇）

智能家居控制系统研究 篇1

关键词：嵌入式系统,智能家居控制系统,GPRS,Windows CE

人类进入信息时代以来, 相继出现了信息技术、自控技术等多种先进的技术, 为提高人们的生活质量和水平做出了巨大的贡献。现阶段, 人们的生活及工作方式产生了极大的转变。相比之下, 我国传统的居家方式已经无法满足现代人们高质量的生活要求, 在这种情况下, 在提倡健康、安全互助环境理念的基础上, 加强家庭信息网络的组建, 促使各种电器设备能够在同一整体中得以有效管理成为人们研究的重点。智能家居系统就是在这种情况下产生并得到广泛应用的。

1 嵌入式智能家居控制系统相关介绍

就目前世界各国的智能家居系统而言, ARM嵌入式是非常受人们喜爱的。本文积极将各种智能家居系统进行了对比, 在此基础上指出, 有效结合Windows CE和GPRS模块的背景下, 同不同传感器一起能够构成有效的智能家居系统。并且, 本文还详细讲解了相关交叉开发环境, 如宿主机-目标机等, 将Windows CE.net 4.2安装于PC机之上, 并对Platform Builder 4.2进行充分的利用, 促使BSP在目标平台上得以有效安装, 并在ARM9目标板之上将内核映像文件进行下载, PC同开发板之间的信息传递靠USB电缆来实现, 能够将同步软件ActiveS ync的功能进行充分的发挥[1]。

2 智能家居控制器的硬件设计

控制器在智能家居当中进行有效设计时, 需要对其扩展性及可靠性进行充分的考虑, 这样一来, 需要将控制板和核心板两个组成部分融入到设计控制器硬件的过程当中。外围接口是控制板的重要组成部分;最小的嵌入式系统是需要核心板来进行构建的。

GPIO端口存在于CPU之上, 是连接家电控制接口的重要端口, 这样一来便能够进行有效的控制信号输入, 一旦想要控制某一家电, 只要将零和一写入指定端口, 家电控制就能够通过家电控制接口来实现, 实现过程可以是有线也可以是无线的。要想促使设备得到有效扩展, 那么及时应用DM9000A百兆网卡和网络接口芯片是非常必要的[2]。

3 软件设计

网络的功能及实时性是该系统最关键的影响因素, 因此在进行操作系统的选择过程中可以应用Windows CE和Linux, 此时需要对二者的开发、操作等因素进行充分的考察, 因此断定Windows CE具有重要的使用价值。

开发Windows CE.net的过程中, 应当重点对3方面内容进行总结, 首先是定制内核, 其次是开发驱动程序, 最后是开发应用程序。现阶段对这3方面都具有优势的开发厂家就是微软, 因此, Platform Builder成为重要的定制内核的工具, Embedded Visual C++成为重要的开发程序的工具。

3.1 定制操作系统平台

成功搭建嵌入式系统平台以后, 最关键的研究内容成为Windows CE嵌入式操作系统, 需要在一定要求之下进行硬件定制裁剪。

资源受限是该系统最主要的特点, 同时要想促使编写软件在该系统的硬件平台上直接实现几乎不可能, 因此可以对宿主机和目标机2种形式进行充分的利用, 这样一来能够指接将编写程序在通用计算机上实现, 还能够促使目标平台在交叉编译下实现, 过程中可以对二进制文件进行充分的运用, 最后在目标平台上对其进行下载[3]。值得注意的是, 开发嵌入式系统, 应构建良好的交叉开发和配置环境。

在定制Win CE平台的过程中可以按照以下方式进行: (1) 精心挑选基本配置, 保证操作系统的稳定运行, 同时综合考察平台环境, 促使处理器和BSP的选择更加合理; (2) 对标准开发向导进行充分的利用, 定制平台在应用过程中, 需要充分考虑Windows CE的相关架构, 开发Boot Loader的过程中应严格按照目标硬件特点来进行, 对驱动程序进行设定, 同时对相关组件进行添加和裁剪, 并根据实际情况对修改相关配置文件, 将不同功能的模块进行封装, 从而能够促使OS镜像文件得以编译生成;在目标设备上下载镜像文件, 需要对以太网等进行充分的利用, Windows CE是否正常运行及其调试可以通过Platform Builder来实现, 在一定的情况下, 是需要多次进行调试、封装及下载工作的, 一直能够有效创建平台为止[4]。

3.2 开发驱动程序

中断驱动和DPIO驱动是该系统中的重要组成成分, 在构建过程中可以以2种方式出现, 即分片和分层2种驱动程序。本文针对具体实际状况应用了分层驱动程序, 它在使用过程中拥有2个层, 都是已经设置好的, 第1层为MDD, 即模型设备驱动程序;第2层为PDD, 即同平台紧密相连的驱动程序[5]。

MDD是微软开发出来的一种模型, 能够促使驱动程序有效链接, 改模型能够对函数和平台起到同等重要的作用, 在运作过程中能够充当库和源代码的角色。该模型在运行过程中通常按照以下步骤开展工作: (1) 对PDD层进行有效链接, 并对其调用的函数进行定义, DDSI是这部分函数的总称, 即提供器接口, 存在于设备为驱动程序当中;其次, 操作系统在运行过程中接受函数的不同集合, 这些集合的名称为DDI, 即设备驱动程序接口; (2) 通信工作, 将信息在内核和GWES模块之间进行有效的传递, 其中需要涉及终端处理等部分复杂操作。

MDD模型设备驱动程序是提供DDI这一设备驱动程序接口的重要程序, 同时调用函数的工作由GWES来完成, PDD层驱动程序是提供DDSI这一设备驱动程序接口的重要程序, 并能够充分调用MDD这一模型设备驱动程序。

分层驱动程序在工作中, 对DDSI函数和DDI函数的编写就是对驱动的编写过程中, 这两个函数分别存在于PDD层以下和MDD层以下[6]。通常状况下, DDSI函数在应用过程中, 最主要的运作对象就是寄存器, 存在于处理器中, DDSI函数对其产生的值进行直接处理;同时, 在操作系统的平台之上, DDI函数将上层的参数向DDSI进行传递。

3.3 开发应用软件

在进行应用软件开发的过程中, 为了提高对嵌入式Windows操作系统的针对性, 相关部门积极开发了Windows CE, 它所拥有的API同Windows具有高度的相似性。同时该软件也具有自身的独特之处, 在开发和应用的过程中应加强对以下方面的注意:

(1) Unicode字符集是该程序的必备字符集; (2) 同台式机相比, 嵌入式仪器在应用过程中的内存要远远小于台式机, 在这种情况下, 必须在使用过程中不断优化其程序代码, 促使其始终保持最小值, 如果拥有较大的程序, 将导致其在进行加载的过程中拥有较高的耗时。

传感器的现状需要在驱动程序GPIO的帮助下被应用程序进行感知, 该驱动程序在工作中能够对S3C2440端口处的传感器进行读取, 之后应用程序Windows CE会重新接收到相关返还信息, 并能够对传感器的状况进行判断后在串口驱动程序下调用信息, 促使GPRS模块接收到AT命令, 这样一来, 使用者手机就能够接收到GPRS发送的相关信息, 使用者就能够随时随地对信息进行判断和观察。同样的, 使用者在进行操作的过程中, 也可以在GPRS模块的帮助下有效进行。

4 结语

综上所述, 在社会经济不断进步的背景下, 人们对于工作和生活环境的要求越来越高, 在这种情况下, 我国相关研究领域开始在智能家居控制系统中应用嵌入式系统, 同时该智能家居系统的中心是智能控制器, 其基础为无线通信技术, 在嵌入式系统的应用过程中, 能够促使智能家居系统拥有更加简单的结构和更加稳定的性能, 同时其能耗也是非常低的。

参考文献

[1]刘希.基于ARM-Zigbee的嵌入式智能家居控制系统的研究与设计[D].武汉:华中师范大学, 2013.

[2]闫石.基于嵌入式B/S架构的智能家居远程监控系统开发[D].南京:南京理工大学, 2014.

[3]蒋波.基于ARM与Zigbee技术的嵌入式智能家居系统设计[D].广东:广东工业大学, 2014.

[4]刘荣辉.基于智能家居控制的嵌入式语音识别系统研究[D].广东:广东工业大学, 2013.

[5]罗金选.基于嵌入式Linux的智能家居网络监控系统的研究与实现[J].电子科技大学, 2012 (4) .

[6]殷明.基于嵌入式平台的智能家居系统的设计与实现[J].安徽理工大学, 2014 (6) .

现代工业窑炉智能控制系统研究 篇2

绿色窑炉的标准是低消耗（节能型），低污染（环保型）、低成本、高效率。

实现绿色窑炉的努力方向是：研究新的自动控制方式和方法、降低窑炉风机电耗和噪音、研究先进的燃烧器、使用新型的耐火材料和涂料、建立废气净化研究检测中心。

实现绿色窑炉的目标是：燃料消耗进一步下降１０％－２０％、窑炉热效率提高１０％－２０％、电力消耗下降１０％－３０％、噪音和烟尘有较大程度的下降。这样对原有的窑炉控制手段和方法提出了更高的技术要求。

目前窑炉的控制方法，已由９０年代的手动调节控制发展为智能控制；由分散型控制变为集散型控制；温度由以前的单纯ＰＩＤ调节方法变为ＰＩＤ加上模糊控制的调节方法；传动由常规控制变为变频技术的线速度控制等。随着窑炉长度的增加（１５０－２５０ｍ）生产量的提高（６０００－１５００ｍ２／日），烧成周期的缩短（６０－３０ｍｉｎ）等因素变化，加上窑炉控制目标是一个多输入、多输出、多变量、大滞后、非线收的变化

量，使得我们过去的控制方法越来越不适应当前窑炉的发展要求。

随着计算机技术和电子技术的发展，计算机控制技术逐渐取代了传统控制技术，利用计算机技术和系统控制中的容错技术对窑炉的控制实现了可能。

１、窑炉系统总体设计

１．１系统的管理

利用过程控制级计算机和先进的控制软件在软件中加上先进的容错技术、依靠计算机本身的高可靠性，高稳定性对各项过程进行控制，实现系统的实时监视，实时管理、实时控制、出错实时报警、实时控制过程中的数据存储，并且通过光纤通讯管理人员管理计算机进行通讯，完成技术数据的监控，记录存储和报表打印。

１．２风机系统的控制

利用独立的可编程序控制器，风机用变频器和外用控制硬件组成，以及可编程的通讯端口和过程控制级计算机通讯，实现计算机的管理控制，结合容错技术、在检测到风机及控制设备出现故障时自动切换到另一台备用电机运行，确保设备的正常运行。

１．３传动系统的控制

利用独立的速度反馈信号模块和电机专用三相交流模块，对传动电机实现线速度的闭环控制，利用专用的ＲＳ２３２／ＲＳ４８５信号通讯模块，同过程控制级计算机实行通讯，可以方便，可靠，准确地设置每台传动电机之间的速度差，保证产品在窑内烧成段的运行不重叠。同时利用容错技术、检测设备的实时运行情况，一旦发现异常、自动切换到备用控制回路，保证传动的正常运行，防止堵窑事故的发生。

１．４窑炉温度的控制

窑炉的温度是一个大滞后的非线性量，在窑炉的控制中占有非常重要的地位。如何解除温度的滞后性，是窑炉温度控制的关键所在。利用计算机的混沌模糊控制技术，外加容错技术的方法，取代传统智能仪表。外加计算机管理是常规模式。

１． ５其他控制

窑炉控制除以上方法外，还有气氛、压力、报警等控制。其中报警控制由报警输入模块和报警输出模块组成，并用过程控制级计算机连接。

２、系统的优缺点

２． １整机系统的优点

（１）利用高可靠的控制软件和人机界面，实现了友好的人机对话，使操作更为方便、快捷。

（２）减少了由车间设备管理员每时、每日向上一级领导递送报表的繁锁程序。

（３）在系统软件设计中，利用混沌模糊控制技术和超强容错技术，保证了设备运行中的高可靠性。

（４）在温度控制过程中，利用模糊控制技术，使控制温度的精确度和准确度提高了，可达≤±５℃，避免了在窑炉设备压力和气氛变化过程中温度出现超调和欠调的现象。

（５）利用三相交流电机模块和速度反馈模块，对传动电机实行闭环控制，实现传动电机的线速度控制，避免了传统变频器调速的不一致性，使传动电机的速度更准确，同时，也避免产品在窑内运行过程中前后不一致的现象。

（６）实现了无纸自动记录实时控制过程中的有关参数，方便以后备查，打印和调用。

（７）通过网络技术，实现管理人员同时直接管理设备，随时进行实时数据，报表的打印，随时撑握设备的运行工况。

（８）准确、实时、完善的报警功能使设备运行更安全、更可靠。

（９）本系统运行后，产品质量可提高５％－８％，节能率达３％－５％，达到较好的节能增效目的。

２．２ 系统的缺点

（１）系统集成性、可靠性、安全性要求的提高导致项目设备成本增加。

（２）对负责维护、修理的技术人员提出了更高的技术水准。

３ 喷雾干燥塔自动控制系统

３．１过去存在的问题

以前很多陶瓷厂的喷雾干燥系统，全部采用人工操作，缺陷如下：

（１）采用微波炉烘干称重测量，时间长，不准确。采用微波炉加热一般需要４－５ｍｉｎ，时间过长。微波炉加热存在温度过高和不均匀现象，不能准确反映粉料水份的真实状况。

（２）测量采用抽检方式，不能全面反映粉料水份分布情况。

（３）测量时间长，采用抽检方式，不能为操作人员提供实时的参数依据，不易及时控制。

（４）人工记录现场的参数不可靠，不准确，给管理和考核带来困难。

（５）采用人工操作的方式，人力成本高；喷料初期不稳定时向长，资源浪费大。当粉料水份有偏差时，人工调节波动大，调节时间长，粉料品质得不到保证。

针对以上存在的问题，设计出新的喷雾干燥塔自动控制系统。

３．２喷雾干燥塔自动控制系统优点

喷雾干燥塔自动控制系统，主要是要实现粉料水份的在线控制，其自动控制系统的优点主要有：

（１）系统采用在线水份测量仪进行粉料水份的监视。在线水份测量仪每５秒钟显示一次水份值，能实时反映粉料的水份值。采用在线测量，所有粉料都通过检测设备，能全面反映粉料水分的分布。

（２）在线粉料水分测量仪精度在０．３％内，测量准确。

（３）系统具有粉料水分超限报警实时纪录功能，并实现自动定时报表输出。

（４）系统根据在线测量当前的水分值，采用动态趋势控制的观点，实现了水分的真正在线控制。

（５）系统根据粉料水分及热风炉出口温度计算后，输出一信号来控制燃油量大小，进而来控制含水量在规定范围内。

（６）系统中粉料水分的控制是一个大时延，大滞后环节，系统加入热风炉出口温度与粉料水分值组成一串级控制系统，改善了系统的动态特性，使系统有较好的控制效果。

（７）自动调节与手动调节相比，有着调节精度高，响应快，效果好等特点。

４、喷雾干燥自动控制系统的组成及功能

喷雾塔无人监控系统由温度控制子系统，供浆控制子系统，燃烧控制子系统，负压控制子系统及平台系统六部分组成，其功能如下：

（１）温度控制子系统

功能：该系统负责将喷雾塔内的温度控制在规定的范围内，当水分偏差超过规定范围时，将塔内温度进行相应的升高或降低操作（要求是已安装在线水份仪的前提下）。

组成：通过温度传感器接收现场的温度信号，同时接收在线水分仪所测的粉料水分信号。当水份变化超出控制范围时，如果水分增大，应升高塔内温度；如果水分减少，应降低塔内温度。同时，该系统根据温度的变化需求输出一指令给燃烧控制子系统，使其进行相应的调节。

（２）供浆控制子系统

功能：当水分波动不大时，可通过控制浆料的流量来控制粉料的水分，并可通过供浆压力的大小来控制粉料的颗粒级配。

组成：系统通过控制供浆压力来控制粉料的水分。如水分增大时，则减少供浆压力，如水分降低，则增大供浆压力。系统还具有喷枪堵塞自动控测功能，当发现喷枪堵塞时自动报警。

（３）燃烧控制子系统

功能：当喷雾塔内的温度要求升高或降低时，该系统控制热风炉的燃油供给，同时控制合理的风油比，确保安全优质的燃烧。

组成：该子系统接收温度控制子系统来的控制信号，当温度需要升高时，应增加燃烧器油阀的开度；当温度需要降低时，应减少燃烧器油阀的开度。同时，当油阀动作时，风门档板开度也应随之进行相应的比例调节，以确保燃烧的经济性。

（４）负压控制子系统

功能：为保证粉料大小颗粒的合理，特别是减少微粉颗粒的影响，塔内需要保证一定的负压，该系统确保将塔内负压控制在规定的范围内。

组成：该系统通过压力传感器来检测喷雾塔的负压，当压力升高时，需要开大引风机的抽力，反之则减引用机的抽力。

（５）启停控制子系统

功能：该子系统负责整个系统的启停操作。

组成：通过逻辑控制和联锁保护实现系统的自动起停及故障保护。

（６）系统平台

功能及组成：此系统平台通过硬件及软件系统实现以上各子系统的控制功能，包括数据输入输出卡，工业控制软件等。此子系统是整个系统的核心，以上所有子系统都是在这个系统平台上实现的。

５、喷雾塔自动控制系统实现的可行性

喷雾干燥是以喷雾干燥塔为主体，并有供浆系统，热风系统，除尘系统，及控制系统等构成的设备。工作时，泥浆由泵压送到雾化器内，将泥浆雾化成细滴，进入干燥塔内受到热空气干燥脱水，颗粒受重力作用下落，带有微粉及水气的空气经旋风分离器收集微粉再经水浴除尘器后从排风机排出。要控制好粉料的稳定性，喷雾塔内的进出 风温度，风量，泥浆的压力以及泥浆的含水量等是关键要素，可见喷雾干燥塔的控制也是一个多变量的模糊控制系统。

喷雾干燥系统长期以来不能实现自动控制的原因，是喷雾塔粉料的品质无法得到控制，就如同人没有眼睛，自从在线水分测量仪在喷雾干燥系统使用以来，喷雾塔自动控制系统就成为现实。

以技术方面来看，喷雾干燥系统的结构简单，控制的对象就是热风炉的燃烧器和泥浆泵的压力，这比窑炉控制要简单得多。此外，喷雾干燥塔体积较大，热惯性大，自稳定能力强，所以目前的技术完全能够实现该自动控制系统。

６、经济效益

（１）系统采用在线检测粉料水分的设备，可以省去现场测量粉料的人员；由于采用在线检测设备，可以实现三台喷雾塔一个人定期抽检的方式实现，减少了操作工人及现有测量设备的能耗。

（２）系统实现在线粉料水分的控制，同样可以采用一个操作工人监护三台喷雾塔，减少了人工操作失误造成的损失。

（３）初步核算，仅以上两项与过去方式相比，最多可节约操作工人２０个，按目前每人１年工资加管理费１５０００元计，每年可节约人力成本３０万元。从目前测量水份的方法耗电角度来看，采用微波炉测量水分，我们计算如下：一台微波炉功率为１２００瓦；

年耗电＝１．２千瓦×２４小时×３００＝８６４０千瓦小时

电费（元）＝８６４０×０．８元＝６９１２元／１年

（４）由于实现了料粉水分在线检测和自动控制温度稳定了粉料的质量，减少压砖分层，粘模，强度低等半成品缺陷，可提高产品质量５％８％，能耗下降５％左右。

７、其他

（１）该系统是成熟设备，安装调试时间一个月，系统控制部分为工控机，使用年限一般为５０万小时，系统稳定耐用性强。

基于云计算的智能家居系统架构研究 篇3

关键词：云计算；智能家居；系统；架构；研究

一、基于云计算的智能家居系统架构概述

物联网时代，智能家居已成为该时代下重要的产物，针对智能家居模式下海量数据处理，云计算模式能够有效解决上述问题，因而智能家居云由此诞生。通过云存储、云计算，有利于家居朝着智能化方向发展，为人们的日常生活提供便利的生活环境。借助智能家居云，不仅能够有利于网络接口、存储设备、处理器等基础设施的提供，而且能根据用户的不同需求，使用户进行自主选择[1]。在智能家居系统内部，智能家居云不仅对智慧家庭、智能社区、智能城市等领域范围进行有效管理，而且能够与多种功能之间相互渗透，为家庭生活提供多样化的服务。综上所述，智能家居系统具有广阔的发展前景。

二、智能家居云架构

通常来说，智能家居云能够对海量数据进行存储及运算，从而更好的提供家居云服务。云平台、移动终端系统及家庭网关共同组成了智能家居总构架，智能家居架构图如下图1所示。

一旦智能家居用户需要进行家居服务时，用户要先借助家庭网关平台对自己的身份进行注册和验证，在注册完成之后，将智能家居设备进行添加，并下载家居应用等相关软件[2]。在家居应用软件下载完成之后，借助手机或电脑等移动通信终端进行获取云服务，然后就能有效实现对家居环境及家居设备等方面的控制和管理。

（一）云平台构建。在对云平台构建过程中，通常利用PaaS与IaaS进行有效整合，云平台总架构图如下图2所示。

IaaS能够提供进行存储、操作处理等功能的程序系統以及其他应用程序，为上层平台进行有效服务。PaaS主要是以IaaS为基础，在应用程序的环境条件下能够提供数据库、Web服务以及语言开发工具等。通过PaaS与IaaS进行有效整合，使云平台总架构更加完善，更好的提高家居服务。

（二）云应用系统架构。由上述图2所示，借助家庭网关

WebOS，用户能够有效实现针对Home App对账号的身份验证与注册，并对智能设备进行选择控制。与此同时，云端能够有效对家庭网关执行列表进行实时更新，并实现对家电信息的有效采集。在信息采集完成之后，利用先进的移动通信终端，能够有效实现对家电设备的控制，从而体现出智能化的特点。

由图3所示，系统有效实现了分层，共分为了安全过滤层等6层结构。通过对结构的分层，使数据处理更具有条理性，效率更高，更好的有利于实现基于云计算模式下的智能化家居控制。

三、家庭网关

（一） 家庭网关设计。鉴于视频数据的复杂性，系统在对数据处理时，通常利用外部接口再加DSP与ARM，通过这样连接，能够有效建立用户和媒体介质之间的联系，从而更有利于对家电设备进行智能化控制。

（二）网络摄像头及各种传感节点的设计。 针对家庭潜在险情的监测，应充分利用烟感及煤气传感器，借助传感器将信息进行有效收集，并充分利用红外及门磁探测器对非法入侵等不良现象进行合理监测。借助Zigbee终端节点，与探测器及传感器进行充分连接，这样才能有利于将报警信息进行及时传送，使协调器充分发挥其应有的作用。

（三） 家庭无线网络的设计。通常来说，家庭无线网络设计也是需要注意的问题。在网络数据传输方面，应根据家庭网络的实际情况，科学的选择传输类型。一般来讲，家庭网关、探测器及传感器之间应借助Zigbee协议有效实现数据通信，Zigbee协议结构类型通常为网状结构，如下图6所示。相对来说，Zig

bee技术具有低成本、低功耗、近距离等方面的优点，因而在无线通信技术中具有较为广泛的应用。除此之外，应用Zigbee协议具有较高的可靠性，组网能力相对较强，在实际应用过程中也相对较为方便。通常来说，Zigbee协议具有相对较为可靠的层次结构，不同结构之间相互协调，共同发挥出其应有的作用。

结语：本文浅要分析探讨基于云计算的智能家居系统架构，并提出了自己的一点看法。随着计算机网络技术及云计算的发展，智能家居系统必将越来越完善，在日常生活中的应用越来越广泛。通过将家居设备中的信息数据进行云存储、云计算，有利于智能化家居、智能化小区甚至智能化城市的建设，从而促进现代社会的不断发展。

参考文献：

[1]裴超.基于云计算的智能家居系统架构研究[J].软件导刊，2014，（3）：80-82.

智能家居系统的研究 篇4

智能家居,或称智能住宅,在英文中常用Smart Home。智能家居是以家为平台,兼备建筑、网络通讯、信息家电、网络家电、自动化和智能化,集系统、结构、服务、管理、控制于一体的高效、舒适、安全、便利、节能、健康、环保的家居环境。

智能家居国内外概况:

总的来说,国外智能家居产品主要注重于家庭内部的功能实现。市场上有两类产品,以安防报警为主的系统和同时具有安防报警和家庭自动化功能的系统。以安防报警为主的产品或厂家很多,中国市场上比较熟悉的如CENTROL,CK,EL,ADEMCO,ROKONET,PARADOX等等。同时具有安防报警和家庭自动化的系统或厂家有X10,CEBUS,INSTA-BUS,HAI,COMFORT,8X,CRESTON,PANJA,IBM,HOME AUTOMATION等。这些产品的自动控制功能包括远程电话控制,本地灯光控制功能,有的系统还包括本地界面二次设计,音响电视等娱乐系统的多点控制功能以及内部对讲等。

国内这几年家庭智能化方面发展较快,特别是小区智能化。国内家庭智能化系统与国外的系统的区别是它不仅有家庭的功能,还有小区的功能。目前在智能小区的公共设备方面已经取得了较好的进展,例如停车场管理、闭路电视监控、IC卡门禁、巡更、周边防范等系统在中国都有较好的产品。但是智能家居的设备由于技术含量较高,发展较慢,现有的产品与国外公司产品相比也有一定的差距。主要不足之处在于家庭内部功能的实现一般都很简单,可靠性和稳定性也不是较理想。功能方面国内产品一般都仅仅做了安防和一部分控制功能。但是其也有自身的优势。为适合小区使用,国内产品均增加了抄表、信息广播、小区的联网功能以及进一步扩展到广域网的接口。国内在信息家电方面的发展这几年投入很大,在主流协议没有出现之前,产品基本处于概念的探讨和尝试阶段。

2 智能家居关键技术

智能家居既然是采用通讯技术必然要有通讯协议,就像上网要安装TCP/IP协议。本节主要介绍X-10电力载波基本应用,并对此技术进行简单功能介绍。

2.1 X-10的现状

国外的X-10技术现状:现如今,在美国已经有很多大公司生产、销售X-10产品,如Radio Shack,Stanley,Leviton,Honeywell等等;仅在美国就大约有1000多万家庭使用X-10产品。最近几年,欧洲版的X-10发展也相当迅速并得到普及,渐渐的,这一技术开始进入亚洲。中国的X-10技术现状:目前应用X-10技术的产品在我国还不多,国内的X-10技术刚刚起步,国内有些厂家和代理商也推出了针对中国住宅情况作了改进的X-10配套产品。在上海、深圳、广州、天津等城市也已经开始销售X-10产品。上海索博智能电子有限公司就是一家专业从事X-10技术及产品研究、生产、销售于一体化的公司,致力投身于X-10技术在中国的发展与应用,专业从事智能家居控制技术的研究与开发。

2.2 X-10技术

电力载波也有许多种,本文采用的是出现最早、国际通用的X-10协议。X-10是一种国际通用的智能家居电力载波协议(即一种通讯“语言”)。它是将120k Hz的编码信号加载到60Hz(我国是50Hz)的电力线上,由发射端将一串X-10信号以广播的形式发送给网络,然后网络中的接收端可以收到X-10信号。

X-10信号是加载在家用电力线上,满足X-10通信协议的脉冲群。其发送时刻为交流电正弦波的过零点,过零点处有幅值为5 V、频率为120k Hz的脉冲时表示二进制信号1,无则表示信号0,如图1所示。X-10的数据“1”由二进制信号“10”表示,X-10的数据“0”由二进制信号“01”表示,这种采用反码编码的传输方法,可以防止总线空闲状态被误判定为一串数据“0”。选择在过零点再加载脉冲信号是因为在过零点处的噪声和干扰最少,且有利于信号传输的同步。

X-10信号的帧头标识符为1110,该标识符仅以真值形式传送,其余每个信号分别以真值和补码两种形式从交流电的零相位开始传送。为了和三相交流电的过零点相一致,在一个正弦波周期里需要传送3次。一条完整的X-10指令由间隔3个电力线周期的两部分数据帧组成。前一部分为寻址帧,包括起始码、房间码和单元码;后一部分为命令帧,包括起始码、房间码和命令码。通信纠错采用寻址帧和命令帧都传输两遍的方法。X-10信号的具体编码如图2所示。

X-10系统跟其它家居控制系统如ABB、C_BUS等等比起来更容易接收,使用也相对简单,因为实现同样的功能,X-10家居控制系统是利用220V电力线将发射器发出的X-10信号传送给接收器从而实现智能化的控制,因此采用这套系统不需要额外的布线,这是这套系统的最大的一个优势,因为其它系统基本上都需要布低压线,在墙上或地面开槽、钻孔,施工难度大、费用高、工期长。尤其对于已经入住的房子的改造X-10系统的优势更加明显,它可以在不破坏墙体的情况下就可以直接替换原有开关,或增加即插即用模块,根本不用考虑布线问题,其它系统就难以做到。如果从整个系统的实用性、经济性以及系统安装、改造的便利性考虑,那么X-10系统的潜能是较大的。不论房子装修与否,这套系统都能较容易的安装。实现遥控功能、带来极大方便的同时还节约了能源。此外系统还可以不断地扩展升级,进入到生活的方方面面,受益无穷。而且控制方式灵活多变,可以根据业主的要求或生活习惯量体裁衣,自定义设置。这就是X-10电力载波控制系统之所以成为倍受青睐的家居控制系统的主要原因。

有了X-10电力线载波通讯协议,家里所有接到电力线上的所有设备几乎都能控制。所有的电器,电灯,传感器可以互相对话、交流、控制。最多可有256个不同的地址,如果需要多个器件响应一个信号,只需将它们设为同一个地址。索博在国际标准的X-10电力载波通讯协议基础上,增加了一些设计来完善原来X-10协议,研制开发了适合在中国普及推广的智能家居控制系统,兼容X-10协议下的所有厂家的产品,这就是X-10电力载波智能家居控制。

X-10使用简单,按动发射器上的按键,信号会传遍整个房间220V电力线,只要X-10接收器在220V电力线上,它就会“听到”指令。

2.3 X-10的特点及优势

(1)技术成熟,在美国已有近30年的应用;(2)安装X-10系统无须考虑布线,因此省去了大量的布线费用,并且缩短了工期;(3)非常高的性价比,中产阶级以上的家庭都能够接受;(4)X-10系统中的产品种类众多,触及到生活的方方面面,从家用照明、电器到安全防范,从无线遥控到电话远程以及电脑控制,无所不包;(5)使用简单而且控制方式灵活多变,得心应手、老少皆宜;(6)系统没有主机,没有中心总控制台,组建系统就像搭积木,可以按照用户的需要量体裁衣选配产品;(7)可以不断扩展升级,可以让用户分阶段的将系统的功能完善,不断提升生活的档次,而不用担心一次性的投入过大;(8)兼容性也是不得不考虑的问题,因为每个建筑都有现有的系统,X-10与其他任何系统都没有冲突,互不影响,在一个家庭也可以于其它系统并存。

2.4 X-10解决系统问题

通常情况下,X-10产品工作起来不会有任何问题。由于处在两个不同位置的X-10产品是通过家中的电力线相互通讯的,因此,家中的一些家用电器会产生“噪音”并发到电力线向上。产生问题的电器有电动机(如洗衣机、吸尘器等)和高级电器(如电脑、大屏幕电视等)。对于这些电器,只要把它插到“随意插”阻波器上就可以解决问题。

3 智能家居技术应用

本节主要论述了智能家居技术最基本的应用,通过一些最基本的技术来完成一套功能完善,设备先进的智能家居系统,并能节约能源,降低运营成本。

3.1 智能家居报警系统

作为智能化小区和家庭智能化的最低功能要求之一,就是要实现家庭住宅内的“三防”功能,即:防盗、防灾、防以外事故。

3.1.1 家庭安全防范报警系统

报警系统由家庭报警主机和各种前端探测器组成。前端探测器可分为门磁、窗磁、煤气探测器、烟感探测器、红外探头、紧急按钮等。当有人非法入侵时将会触发相应的探测器,家庭报警主机会立即将报警信号传送至小区管理中心或用户指定的电话上,以便保安人员迅速处警,同时小区管理中心的报警主机将会纪录下这些信息,以备查阅。

就当前市场上功能比较先进、性能稳定的家庭智能化系统做一简单介绍。该系统不仅具有家庭安全防范系统功能,而且还具有家庭总线型控制网络的多种家用电器远程控制功能。(为智能家居控制系统搭建了基础平台)这样既能够使家庭安全得到保证,同时为家庭智能化管理预留了接口,确保该小区家庭智能化系统在未来一段时间内的先进性。

系统由一个集控单元和若干个现场单元组成,连接到低压电力线上,构成主从通信系统,如图1所示。集控单元由AT89C52单片机、ST7538电力线接口、面板式微型打印机和LED显示、时钟、声光驱动等电路构成;现场单元由AT89C52单片机、ST7538电力线接口、传感器信号接口和键盘、E2PROM、声光驱动等电路构成。报警系统组成结构如图3所示。

系统工作时由集控单元依次向各现场单元发送含地址信息的询问码。现场单元收到后,如果和本机地址相符,将上次查询后到此次查询间的报警状态数据发回集控单元处理;如果不是询问本机,且又无警情发生,则不响应。现场单元在非查询期间有警情发生,会立即发送报警数据,集控单元接收处理后,继续原先的轮询过程。集控单元发送询问后在规定时间内收不到应答,也会认为该现场单元受到破坏失效,也产生报警。集控单元报警时,会发出声光信号、显示警点号码,并且通过打印机记录当前时间和警点信息,时间由PCF8563芯片提供。每个现场单元可监测8路传感器开关量信号,并且有密码设置和解锁功能,由E2PROM芯片24C02存储密码,业主在场时通过键盘输入密码可取消报警功能,从而避免产生虚警。集控单元一般安装在保安值班室,现场单元隐蔽安装于各用户室内。

3.1.2 报警系统功能介绍

智能家居提供了一个比较完整报警系统,功能分述如下。

(1)报警主机功能:家庭安全防范系统带有8个有线报警防区。每个防区之间相互独立又具有不同的报警信息,通过设置可以给每个防区设置不同的报警级别,同时由于各个防区之间能够任意组合,还可设定组合防区以滤除误报警。当报警发生时,系统会将报警信息通过网络传至小区管理中心,同时自动拨号到用户预先设定的固定电话或移动电话上,系统将向用户提供一个中文语音报警信息,将报警的位置与类型通知给用户,如果多个报警探测器同时被触发时,系统将动态地报告发生报警的位置与类型。该系统还具有现场监听功能,业主接收到报警信号并按密码确认后,可通过电话监听家里情况。同时系统还可以联动警灯、警报器和照明灯光以恐吓盗贼,同时起到警示作用。

(2)设防和撤防功能。家庭安全防范系统提供以下几种工作模式:用户可以通过电话对家庭报警进行布/撤防、离家设防模式、在家设防以及撤防模式。

(3)离家设防模式:该模式适用于用户家中无人的情况。当业主离开家时,按动离家设防键,让所有的防区进入工作状态,同时系统对各个防区进行自检(是否已被触发),并通过语音方式提醒用户已被触发的防区,以备正确布防。系统提供一段布防延迟时间(该布防延时时间可调)供业主正常离开家门。

(4)胁迫报警撤防功能:该功能是指在系统报警时,用户在遭歹徒挟持下能够执行的一种假撤防方法,给歹徒造成报警已解除的假像。但系统仍然能将报警信息发送出去。

(5)系统电源失电自动切换功能:家庭安全防范系统自检时发现交流电源失电后,系统会自动切换到后备电源上供电,当交流电源恢复供电后,后备电源将自动转至充电模式,系统还预制了电池低电压预告警和避雷保护的装置。

3.2 智能家居的远程控制系统

人们总在期望远离家时能对家里的设备开启情况了如指掌,并且能够远程操作家里设备的开启和关闭。基于X-10电力线载波技术和GSM短信技术的远程智能家居系统能够达到这一目的。

智能家居系统由X-10网络遥控器、智能插座和智能开关组成。X-10网络遥控器器采用315MHz射频遥控技术,它发射的控制命令在电力线上以广播的形式传播,每个智能插座和智能开关均能接收,根据控制命令中的地址码判断该命令是否与自己有关,根据执行码判断要执行什么操作。控制指令以广播的形式在电力线上的传送,在理想状态下可以达到21公里,但是,由于电力线上带有很多负载设备,所以控制指令会有所衰减,一般在家庭环境下传送距离可达到500米。控制指令的内容包括:地址码和执行码,如:A1_ON,A1_OFF...。

在系统中为了识别网络中的不同设备,采用了2位16进制编码,称之为地址码,这样系统中的所有被控制设备都被赋予一个唯一地址码,就像给人起名字一样。2位16进制编码分别用字母(A,B,C...P)和数字(1,2,3...16)表示,对应为根码和子码,它们两者之间组合,共有256种组合,因此这套系统可容纳256个不同的地址,可以执行的指令包括:on,off,dim,bright,all lights on,all units off。

4 结束语

智能家居的出现得益于现代计算机技术、通讯网络技术和自动控制技术的飞速发展,其发展和推广应紧密结合社会、经济和相关技术领域的发展。基于智能家庭网络平台实现家庭住宅的智能化,用户可以通过它更方便地去网上冲浪,和其他人通讯,观看电影,在家办公,订购货品,远程教育,以及实现其它众多的事情。虽然目前它还不能完成诸如烫衣服、收拾房间等事情,但其真正的目的是使人类的生活更简便,更安全,更舒适和更高效,生活的质量得到极大提高。

参考文献

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[5]叶玮琼.智能家居电力线总线研究与实现[J].电子设计,2008,24(8):304-307.

室内智能控制照明系统研究论文 篇5

关键词：亮度空间； 视觉活动 ；情景模式； 间接照明

1.引言

当今社会，随着科技的日益发展和人们的物质与精神生活水平的迅速提高，在针对于空间的物质功能与精神功能开发的同时，科学、有效地进行空间的照明设计受到了更多专业人士的关注。照明设计的关键，是使人能够清晰识别物体的形象，同时还要把使人心情舒畅的空间作为适合的场景凸显出来。对于使用设施与环境的人来说，所谓舒适的光环境，其最佳的目标体现在用和谐的光线勾画出美丽宜人的景色，给人以身处其中的情绪上协调与美感，从而起到渲染环境、制造气氛、突出某种情调的作用。通过对照明的控制及室内造型设计达到室内光效随各种空间场景视觉功能的需求变化而变化，这就是智能照明系统。而找到依据，并且在室内设计中实现这样的依据，是本文要探讨的核心问题。

2.室内智能照明系统研究的基本思路

2.1 室内空间照明系统概念

所谓室内空间照明系统[1-2]，是相对于室内环境自然采光而言的。它是依据不同建筑室内空间环境中所需求的照明亮度，选用合适的照明方式与灯具类型来为人们提供更好的光照条件，以便人们在建筑室内空间环境中能够获得最佳的视觉效果，同时还能够获得某种气氛和意境，从而达到增强其建筑室内空间表现效果和审美感的一种设计处理手法。

2.2 室内照明系统的三大要素

室内照明系统主要由光源、照明灯具和照明控制系统三个方面组成的。其中，光源的物理性能及参数变化，照明灯具的样式及其与光源或空间的关系实现了照明效果的多样性，而通过控制系统实现人对光环境的选择性和智能调控。

2.3 智能控制系统的技术特点

智能控制系统[3]的技术先进性体现在以下4个方面：线路系统、控制方式、照明方式和管理方式。

首先从线路系统方面上看，智能照明系统的电路可以分为总线式单控电路和总控式双控电路两种。总线式智能照明系统单控电路特点为：① 负载回路连接到输出单元的输出端，控制开关是用 EIB 总线与输出单元相连的。当负载容量较大时，仅考虑加大输出单元容量即可，控制开关不受影响；② 当开关距离比较远时，只需要加长控制总线的长度，以节省大截面电缆用量；③ 可以通过软件设置多种功能（例如，开/关、调光、定时等）。总线式智能照明系统双控电路特点为：① 当实现双控时，只需简单地在控制总线上并联在一个开关；②而进行多点控制时，依次并联多个开关，开关之间仅用一条总线连接，线路安装简单、省事。

传统的控制方式采用手动开关，必须保持每一路地开或关不同，而智能照明控制一般采用低压 2 次小信号控制，控制功能强、方式多、范围广、自动化程度高，通过实现场景的预设置和记忆功能，操作使用时只须按一下控制面板上某一个特定键即可启动一个灯光场景（各个照明回路不同的亮暗程度搭配组成一种灯光效果），各照明回路随即自动变换到相应的场景状态。上述功能也可以通过其他界面如遥控器等实现[4]。

2.4 智能照明系统的分析

室内空间光效通过控制系统来应对使用过程中的各种场景变化，从而使亮度空间达到最佳的预定照明设计效果。这个控制是通过对场景的调光和照明模式的切换来实现的。

1．室内空间自然光线强度的变化

智能照明系统中的光线感应开关通过测定工作面的照明度，与设定值作比较，以此来控制照明开关，这样不仅可以最大限度地利用自然光，达到节能的目的，而且可提供一个不受季节与外部气候环境影响的相对稳定的视觉环境。通常越靠近窗自然光照度较高，那么所需人工照明提供的照明度就低，然而合成的照明度须维持在设计照明度值。依据视觉需要，在不同情景模式之间转换的时候，将亮度空间维持在预设的设计照度值水平。

2．空间光效的衰减

通常情况下照明设计师对新建的建筑物进行室内照明设计时，均会考虑到随着时间的推移，灯具的效率及房间墙面反射率都会不断衰减[5]。因此，在设置初始照明度时，都设置得较高，这种设计不仅造成建筑物使用期的照度不一致，而且由于照度偏高设计无法达到节能效果．而采用智能照明系统后，虽然照明度还是偏高设计，但是通过智能调光，系统将依据预置的标准亮度使照明区域保持恒定的照明度，而不会受灯具效率降低及墙面反射率衰减的影响，这也是智能照明控制系统可节约能源原因之一。

3．室内空间活动内容的转换

在室内空间的活动内容发生变化时，作业的照明条件也应发生相应变化，这是一个动态的过程，因此，同一套照明装置必须满足在不同的时刻有着不同的表现要求。采用智能照明控制系统不仅可满足便捷控制[6]、灯光效果等要求，而且由于可观的节能效果（节电可达到 25﹪～55﹪）及灯具寿命的延长（灯具寿命延长 3～4 倍），又能在降低运行费用中得到经济回报，还能省去常规照明所需的大部分配电控制设备，从而大大简化和节省穿管布线工作量。另外，智能照明系统还存在着潜在价值，例如智能照明控制系统由于可提供人们最舒适的工作状态，从而保证了人们的身心健康，提高了工作效率。

3.照明系统设计规划与室内空间中的应用

3.1 系统设计、安装流程图

3.2 室内空间的实际应用

以会议室智能照明系统设计为例，根据此案例给定的装修方案和亮度空间的要求，一般可以划分为以下四种情景模式，如“入场”、“主持”、“讨论”、“休息”，预期照明效果如图所示。

情景模式一：“入场”

当会议室门口智能感应探头探测到会议室有人来开会时，自动启动会议室全部照明，使会议室处于一个全亮状态，以示欢迎大家前来开会，同时，高亮度的照明更能清晰地显示会议室开始前的气氛。

情景模式二：“主持”

当主持人宣布会议开始或领导发言时，会议室周边区域灯光自动调暗，只保留主持人上方的灯光照明，以主持人区域为重点，着重体现灯光亮度，容易起到集中注意，重点突出的作用，使与会者更容易进入会议氛围。

情景模式三：“休息”

如果会议进程很长，中间需要休息调整，则调暗会议桌区域的灯光，调亮休息区域的灯光。

情景模式四：“讨论”

会议进程中，需要与会者一起讨论某件事，此时，会议桌区域的灯光调至最亮，调暗会议室周边区域的灯光，着重体现与会者及会议桌的亮度。

4.结论

智能无线路灯控制系统的研究与实现 篇6

【摘 要】本设计主要研究基于ZigBee的无线路灯控制系统，目的在于利用无线网络技术，构建一个控制路灯的无线网络。整个系统主要有数个ZigBee模块系统构成，每个模块能自动控制一盏路灯，而其中一个模块可以构成主机，能去控制其他子机模块，按照主机的指令要求去控制路灯的开启或关闭。本设计实现了节能、高效、自动化的控制系统有助于灵活控制路灯、系统科学高效的控制和路灯资源优化合理使用，为实时了解整个路灯系统的照明情况提供一种新的方法。

【关键词】无线路灯；ZigBee模块；单片机；无线传输

0.前言

我国部分城市路灯控制具有遥测、遥信、遥控功能运行方式灵活可靠，可以按时段，天气等控制路灯的工作。虽然在技术控制上有相当显著地成效，但是设计成本较高，不能够大面积普及。本设计利用无线网络技术，构建一个控制路灯的无线网络，开发出一个用无线网络控制的路灯系统。

1.无线路灯控制系统的概述

相对于传统的路灯照明系统，本次设计利用无线网络对路灯进行控制，整个过程可以通过无线控制实现，不需人力去对路灯进行开关以及巡逻监测路灯的工作情况，避免在恶劣环境下对路灯进行维护。根据需求对路灯进行开关和亮度的调节，可以对光能的合理有效利用，减少浪费，节能环保。系统根据需求以及周围的环境对路灯进行自动控制，使系统更加智能化。进而利用LED照明和对太阳能的利用，可以进一步减少电能的利用，更加绿色环保。

2.系统方案设计与实现

本次设计主要使用51单片机作为主机，通过串口的配置对zigbee无线传输模块发送和接收的数据进行处理，并通过液晶显示屏显示出来；协调器同样使用zigbee无限传输模块，是整个系统正常运行的枢纽，通过无线模块接收各个子机发送回来的数据并进行处理，再通过串口与主机相连接传输数据主机。各个子机使用的同样是zigbee无线传输模块，各个子机链接路灯组成组网，由主机设置路灯的各种点亮方式，通过串口传送到协调器在通过无线传输通知节点上控制路灯工作。

主控系统模块是整个设计能够实现的关键，在整个设计中起到主导的作用，通过主控模块去控制以下子机模块的功能实现。在日常设计中最长用的主控芯片是单片机，单片机的类型有很多种，其中包括STM32单片机、51单片机和AVR单片机等。STC89C52RC是一种可编程芯片，它的最高工作频率80MHz，具有消耗低、性能高等特点。同时具备有51单片机不具备的功能，而且其指令代码能和传统的51单片机可以完全兼容。

无线传输模块是整个设计的枢纽，目前常用无线模块有ZigBee无线传输系统、nRF24L01等。Zigbee是一种基于IEEE802.15.4标准的无线组网，以CC2530作为核心板在通讯技术里面集成了一片增强型的51单片机。适合用于在路灯的设计上，本次设计就是基于Zigbee的无线传输及控制系统，所以在无线传送模块自然就选择Zigbee了。

显示器是本次设计中必不可少的器件，在操作和合适的过程中起到实时监控的作用，其实显示器有很多种， LCD1602是显示内容为两行的液晶显示模块，在使用过程中功耗较小，体积微小轻便，而且价格不高，能够显示字符和数字，显示内容丰富便于观看和数据读取。在显示上可以背光调节，适合在不同亮度的环境下显示清晰的效果，其性能安全可靠。

本次设计针对路灯的控制主要以输入信号为关键，而键盘也是单片机不可或缺的输入设备，是无线模块与路灯之间的纽带。考虑到本次设计的实用性，设计时选择硬件的方式产生键码。而单通常片机中使用非编码键盘，其中的独立式键盘根据I/O线数来确定键盘接口的，键盘的接口使用了几根I/O口线，就有几个按键。

2.1硬件设计

硬件设计部分主要由STC89C52RC单片机模块、键盘模块、显示模块和由ZigBee无线模块构成的中心节点，其作为发送接收的枢纽控制以下所有子机路灯的工作。单片机模块通过在得到键盘键入信号后，将信号通过串口发送的方式将信号发送至中心节点的ZigBee无线接收模块。在信号接收后中心节点将信号通过无线传输的模式将信号传送去子机控制路灯的工作。路灯同样以无线传输的形式将其现时的工作情况反馈回中心节点模块，再将信号反馈回单片机，而显示模块的作用就是时时显示路灯的工作情况，以便于及时处理可能发生的状况。

2.1.1无线控制路灯组网模块

在单片机上对按键模块进行设置，并通过串口将指令传送到ZigBee模块上，再通过协调器上的无线组网将信号传送至各节点，以此来控制路灯的工作。同时接收节点返回的信号，对数据进行处理并显示出来。

2.1.2路灯节点模块

路灯节点模块接收接收到主机发来的数据，并分析数据进行处理对路灯进行控制。各节点同时对周围环境进行检测，根据环境情况，并充分考虑到季节，地域性，天气的不同状况。春夏秋冬季节天亮与日落的时间并不相同，控制路灯工作的持续时间和路灯亮度以达到节能的目的，并将数据发回给主机。

2.2软件设计

程序主流程主要通过主控系统开始，初始化，接收键盘模块指令，串口发出数据，通过数据分析显示模块显示相应数据，ZigBee模块接收和反馈数据这一循环过程。

在本次设计中主要是以单片机模块作为主控，其主要的作用是通过串口向中心节点无线模块发送相应的数据。以按键作为控制路灯的开关，通过串口发送和接收相关的数据。

无线模块在用ZigBee模块的协议栈。协议就是一种通信的标准，通信双方会按照同一个标准对这些数据进行正常的发射与接收。ZigBee的协议栈分为物理層和介质访问层，将各层的协议集合在一起，通过函数的方式实现，在设计的过程中可以直接调用。其设计过程就是通过对协议栈组网函数的调用，加入网络函数，从而实现网络的建立和节点的加入。发射和接收节点通过调用协议栈的无线数据发射、接收函数，进而实现对无线数据的发射和接收。在程序设计时，调用basicRfInit（）函数对协议进行初始化。调用函数basicRfSendPacket（）和basicRfReceive（）对相应的数据进行发射和接收，同时对数据进行处理。

3.系统调试

在编译和调试过程中，遵循的是先大后小的原则。先根据流程图将程序的各个模块的框架定好，然后进行编译并进行下载调试，如编译不通过，分块进行检查。如编译通过，就可以进行模块的编程，每编好一段完整的程序就要进行一次编译，在完成整个模块的编程下载调试后，在对另外的模块进行编程，同时要注意没编完一条程序之后要检查程序之后的符号是否写上。向单片机下载编写好的程序，检测各模块功能是否完好，然后各模块连接进行调试。编写简单的测试程序，测试各传感器模块、节点模块以及单片机的协调工作，若出现问题，应该首先考虑程序问题。

4.总结

本次设计实现了设计任务的基本功能，使用无线传输模块对无线路灯进行控制，采用层层递进的方式点亮路灯，这种方法便于在后续使用中添加路灯的盏数。由于设计与实际操作之间的存在偏差，设计结果没能做到完美。 虽然本次设计只是在实验室小范围进行是要使用，相信在今后进一步改善给技术添加之后，能够大范围使用到我们的日常生活中，节能减排做出一定贡献。 [科]

【参考文献】

[1]康华光.电子技术基础—数字部分（第五版）.北京：高等教育出版社，2006，1.

[2]林小茶.C语言程序设计（第三版）.北京：中国铁道出版社，2010，12.

智能家居控制系统研究 篇7

1智能家居控制系统设计方案

智能家居远程控制系统通过图形化软件Lab VIEW控制主机,利用数据采集卡将数据交由Lab VIEW软件分析处理,用户使用智能手机实现对家居系统环境的实时远程控制。图形化软件Lab VIEW是美国国家仪器公司研发的软件产品[4,5],当前工业界和学术界视其为一个标准的数据采集和仪器控制软件,集成了工程师快速构建应用所需的常用工具,采用图形化编辑语言G编写程序,产生的程序是框图的形式,主要包括前面板、流程图以及图标/连接器三部分。由于在Internet网络与家居控制是一个网络虚拟环境与家居真实环境;因此LabVIEW软件充当两者之间相连接的重要桥梁,用户通过移动终端能够方便地控制整个家居环境状态的变化。 基于移动终端和Lab VIEW的智能家居控制系统设计如图1所示。

本文设计的智能家居系统包括5个子系统,在计算机上安装Lab VIEW软件,Lab VIEW作为主控制器控制智能家居的管理,安装Lab VIEW软件的计算机接收房屋内传感器的数据,处理信息,并为不同的子系统更新数据、传输控制信号和切换不同的输出设备等。智能家居系统的5个子系统分别为家居火灾报警系统、盗窃报警系统、室内温度控制系统、电源切换系统和灯光子系统。智能家居系统主要由Lab VIEW软件和远程智能手机实现远程控制,达到家居环境舒适和安全的目的。

2智能家居系统数据采集

现代智能家居控制系统首先应采集家居环境的温度、湿度、危险气体等多种物理数据值,通过对采集数据的分析以及控制家居电子设备间的智能工作,保证整个室内环境的舒适性和安全性[6,7]。本系统在采集这些家居环境数据后,利用数据采集卡将以上环境数据传送给Lab VIEW软件处理,完成环境数据的分析、存储和报警功能。基于移动终端和Lab VIEW的智能家居数据采集结构如图2所示。

数据采集硬件DAQ设备主要完成家居环境数据的采集,NI公司对旗下的DAQ设备都开发有相应的驱动程序,确保DAQ设备和Lab VIEW软件之间正常通信,驱动程序用户接口MAX实现的对硬件的配置和测试[8,9]。 在选择数据采集卡时要考虑采样频率、采样方法、分辨率、电压动态范围、I/O通道数等物理性能指标。当前国内外各个DAQ公司产品较多,本文在考虑兼容性和经济性后,采用了NI公司的M系列的一种多功能数据采集卡NI PCI-6221。 PCI-6221具有单端16路/差分8路模拟输入,分辨率高达16 b,采样速率为250 KS/s, 数据采集过程中主要是采集参数的设置。通道的选择, 采样模式、采样率、每通道采样数、输入方式的配置采样最大最小值的设置。具体数据采集图形化程序见图3。

采集的数据保存在Excel文件中,并传输到网络中共享。本方案中利用Lab VIEW的Active X编程技术将采集数据上传至网络,为以后分析数据提供参考。

3智能家居系统控制

在许多智能住宅应用程序,远程控制用于将控制信号发送到中央控制单元,以便进行相关控制。远程控制系统分为二个部分,分别为远程控制单元和接收单元, 其中接收单元又分为中心接收单元和房间接收单元。 用户使用智能手机通过远程控制单元控制中央接收单元和房间接收单元。中央接收单元是远程控制的接收器,与LabVIEW相连处理家居的中心操作。房间接收单元是通过远程控制单独一个房间负荷。在智能住宅系统中使用射频模块和红外系统连接远程控制单元和接收单元。远程控制单元有11个控制开关,将其分成两部分:一部分是与中央接收器单元相关;另一部分与房间接收单元相关,充许用户切换每个房间的负载。

3.1远程控制单元

本方案使用PIC16F877A被用作远程处理单元的控制和处理。PIC16F877A有11个输入端口和6个输出端口。所有的输入与按钮开关相连接,为不同的操作给PIC16F877A发送信号。对于输出端口,4个端口用于发出并行代码到射频模块编码器。然后转化成串行代码并发送到射频模块编码器:一个端口用于发送数据到红外线发送单元;另一个端口用于与发光二极管相连接, 用于指示PIC16F877A发送的数据。其中红外线发送单元与PIC16F877A的连接电路如图4所示。

3.2接收单元

中心接收单元通过DAQ与Lab VIEW相连,使用远程控制单元的3个开关,用户能够设定2个不同的模型。家居中心控制面板有两种输出信号,第一个用于火灾报警系统,另外一个是用于盗窃报警系统。房间接收单元安装在每个房间中,在房间接收单元中使用PIC16F877A从射频模块译码器接收数据。在切换负载的同时,PIC16F877A将输出信号发送到蜂鸣器,以便发出声音指示负载的变化。红外接收机输出信号与RF模块编码器的一个引脚相连,当IR信号达到到房间接收单元时这个引脚将被激活。

4智能家居系统部分功能设计

4.1火灾报警系统

在火灾报警系统中需要用到很多类型的传感器,火灾报警传感器发出火灾预警的信号,最终数据被Lab-VIEW处理,通过警笛声音表达存在的风险,并使用天然气电磁阀切断气体的流动。 另外,Lab VIEW调用VISA写入函数,将要发送的报警信息通过指令传送给GSM模块,实现与GSM短信通信模块的通信,并发送短消息服务给预留的手机号码。除了发送报警信息外,系统还将报警的时间和数据信息记录自动存储,方便用户查询。使用两个5 V继电器运行报警警笛和燃气电磁阀两个设备,第一个继电器是N.O.继电器,连接着24 V直流电压运行报警警笛。第二个继电器是N.C.继电器, 连接着220 V交流电电压运行气体电磁阀。其信号控制电路如图5所示。

4.2温度控制系统

方案中使用LM35温度传感器,从LM35温度传感器读取温度基本元素值。传感器直接与采集器直接连接, Lab VIEW从LM35传感器读取信号作为可变模拟值。根据传感器的值和设定的温度要求,Lab VIEW给系统发出一个冷却或加热信号要求。温度系统中,使用PWM系统控制加热和冷却设备,使用5 V直流电源供应LM35传感器。这里使用TIP41晶体管,因为它具有在短的时间内切换脉冲的能力。温度信号功能控制电路见图6。

5系统测试

为了测试智能家居远程控制系统的正确性和可靠性,通过智能手机远程控制家居系统。通过智能手机监控家居设备的运行状态,在检测过程中点击对应的按钮对设备进行相关操作,经过一段时间对系统进行各项功能验证,测试结果与预期效果一致,并且操作简单,达到了家居环境智能化控制的目的。测试结果表明了该系统能够很好的实现对家居的过程控制,进一步提升了智能家居系统的可控性,对家居设备进行了较好的控制,使现代家居环境更加舒适和安全,具有很好的实用价值。

6结语

基于移动终端和Lab VIEW的智能家居控制系统有效实现了家居环境的远程控制,能够根据家居实际情况智能反馈调节,改善了家居生活环境,并提高了家居生活的安全性。实际运行表明,远程控制系统运行稳定可靠,实现成本低、操作方便,且易于扩展与维护,不仅可应用于家居住宅环境的远程控制,还可以用于学校、医院、企业等相关领域的环境远程控制,市场应用前景广阔。下一步研究中应进一步考虑用户的各种需求,在此系统的基础上进一步完善各项控制功能,实现更符合我国居民生活习惯的个性化功能。

参考文献

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智能家居控制系统研究 篇8

1 系统整体结构设计

本系统主要由传感设备、控制设备、网关、路由器、云服务器和手机用户端组成, 系统结构图如图1所示。

智能家居系统的结构按照物联网的三层结构进行设计。

1.1 感知层

包括传感设备和控制设备。传感设备的主要作用是对家居环境数据进行实时采集与上传。传感设备采集的数据主要是温度、湿度、光亮度、烟雾浓度、可燃气体浓度等。控制设备的主要作用是对家用设备的控制, 包括对电视机、灯光、空调、门禁等的控制。网关是整个感知层的核心。网关的主要功能有:1) Zigbee网络的组建。2) 连接路由器, 网关通过WIFI连接路由器, 路由器通过Internet外部设备进行通信;3) 数据的处理和存储, 传感设备和控制设备的临时数据存储在网关里, 同时网关负责执行远端发送过来的控制指令。

1.2 网络层

网络层是数据传输的通道, 主要由路由器、WIFI、Internet和移动网络组成。其中, 路由器既和Internet与云计算服务器相连, 又通过WIFI和网关相连。手机或其他控制终端既可以通过WIFI与路由器相连, 也可以通过4G等移动网络与微信公众平台相连。

1.3 应用服务层

应用服务层在整个系统中处于顶层, 云计算服务器是数据存储计算的中心, 也是远程控制命令的中继。手机的微信用户通过关注公众号, 连接微信公众平台, 用户发送的控制命令经过微信后台转发到云计算服务器, 云服务器再转发到网关, 网关发送控制命令, 设备改变状态;设备的数据先传到云计算服务器, 然后经过微信服务器转发到微信客户端, 在客户端显示出数据。

2 系统硬件设计

系统的硬件设计主要包括传感设备的设计、控制设备设计和网关设计。传感设备和控制设备都采用模块化的设计方案。设备相同的部分做成基础控制模块, 通过添加不同的模块, 实现不同的功能。

2.1 基础控制模块

基础单元主要由CC2530 微处理器单元、LED显示电路、电源电路、GPIO接口和天线阻抗匹配电路构成。CC2530 微处理器单元由CC2530 及其外围电路组成。CC2530 内部集成了适应2.4 -GHz IEEE802.15.4 的RF收发器, 并且结合了德州仪器的业界领先的黄金单元Zig Bee协议栈, 提供了一个强大和完整的Zig Bee解决方案。只需极少的外部元器件, 就可实现多点对多点的无线传感网络。

3.2 传感器模块

传感器模块负责实现家居环境数据的感知与采集。传感器模块采集到的数据传送给基础模块。传感器模块包括温湿度传感模块、烟雾传感模块、光照传感模块、红外传感模块以及可燃气体传感模块等。

2.3 网关设计

网关的电路框图如图2 所示。在本系统中采用了易法半导体的STM32F105 作为主控制器。同时网关内还接入了Zigbee协调器和WIFI单元。网关的框图如图2 所示。

结束语

本文提出了一种利用微信控制的智能家居的物联网系统, 介绍了该智能家居系统的结构、功能和组成, 并详细介绍了系统硬件的设计方案。采用Zigbee、WIFI、Internet和移动通信技术, 构建了三层结构的智能家居系统。测试结果表明该方法具有成本低、功耗低、操作简便等的优点。该方案为智能家居系统的研究提供了一种新的研究方向。

摘要：提出了一种利用微信控制智能家居的物联网系统, 传感层采用了Zigbee技术、传输层使用WIFI技术、Internet和移动通信技术, 应用层利用云平台和微信。实现了家居环境温度、湿度、光照强度, 非法入侵报警的实时监控、家电的开关和红外控制等功能。系统既有良好的再塑造可扩展性, 又具有低成本、低功耗的特点。

关键词：智能家居,Zigbee,微信

参考文献

[1]朱敏玲, 徐雅斌.基于云平台的智能家居气象站的研究与设计[J].电视技术, 2015, 39 (12) .

[2]戴建, 史志才.基于三层架构的智能家居系统研究与实现[J].电子测量技术, 2015, 39 (1) .

[3]徐君丽, 刘冀伟, 王志良.基于无线网络的智能监控系统设计与实现[J].微计算机信息, 2005, 21 (6) .

[4]佘溢文, 虞蒂搭, 赵惠祥.基于微信平台的学术期刊交流平台构建研究[J].中国科技期刊研究, 2014. (5) .

智能家居控制系统研究 篇9

(一) 智能家居的起源及概念

智能家居简单来说就是在智能系统的控制之下的可供人类进行舒适的居住休息的环境, 利用多种设施技术综合安装修建而成的, 具有电子化、数字化、智能化和自动化的性能。旨在为人们提供一个简易、可靠的休闲居住环境。

智能家居的起源:住宅逐步迈向电子技术化的标志是从20C80年代开始家用电器的生产研究融入电子技术, 初期, 为实现住宅自动化, 把家用电器、通讯设备和安保防灾设备相结合成一个综合体, 后期又实现了对住宅的监控管理, 这主要是通讯技术的发展所带来的质的改变, 将这些综合概述起来就是智能家居系统。这一概念发源于美国, 并以最快速度发展到全球的各个国家或地区, 与传统的住宅建筑相比较, 智能住宅将管理、监控、服务、遥控等功能集于一身, 住宅主任还可通过网络信息技术实现对住宅的远程遥控操作, 在这一情形下, 节省了人们的工作休息时间, 为生活提供了快捷便利。

自美国首个智能家居系统面市之后, Agent技术的加入, 智能家居系统始终处于一个升级创新的阶段, 打破原有的智能技术, 在其基础上添加进新的技术模式和手段, 使其变得更方便高端。纵观现今智能家居发展趋势和产业的转型升级, 传统的住宅环境将逐渐被淘汰, 由智能住宅将其取代, 我国市场上存在巨大的智能家居消费的潜在群体, 预计今后智能家居这一行业有着巨大的市场。但就我国的智能家居发展来看, 缺少相关的技术指导人员, 相应的理论指导不足, 国内生产的产品手国外产品的排挤难以在国内市场立足, 总的来说国内市场虽有发展前景, 但目前仍旧比较困难。智能行业在最初发展的几年主要局限于对灯光或窗帘的控制、电器设备的遥控, 但在最近几年, 伸展到安保防控、电话或计算机遥控上, 简单概括来说, 智能家居已延伸到其所能触及的各个领域或行业, 其发展潜力不可估量[1]。

智能家居所带来的意义是无限的, 首先, 它将所有的家用电器或各类系统都综合控制在一个系统下, 不再是零散的, 毫无组织管理形式下的杂乱系统, 而是形成一个有组织系统的便于人进行管理综合体, 这就大大减少了人们在生活中使用各类复杂家具电器所付出的体力、脑力和时间, 实现人类生活的智能化。

(二) 智能家居控制系统研究

1. 智能照明。

对整个住宅内的灯光进行遥控控制, 可以事先设定好住宅内不同房间使用的不同亮度和时间长短, 再对室内灯光的开关进行要遥控, 也可以实现灯光自动化, 让照明灯自行感应室内明暗程度来调节灯光亮度, 以此来达到节能减少二氧化碳排放的目的。

2. 窗帘控制。

智能窗帘可以做到随阳光的变化而改变窗帘遮蔽的效果, 智能窗帘也隶属于控制系统的一部分, 窗帘也可以按照原先规定好的调整角度来调节, 同样也能自行感应阳光控制角度, 这样可以隔离紫外线, 控制室内温度, 调节自然光线, 节约能源。

3. 智能电器。

Agent技术的自主性、主动性和反应性很好的运用到了电器控制之中, 既可以实现电器自我调节遥控, 也可以实现远程控制。电器可以自动感应是否在使用完后电源被切断, 可以在自行检测后做出反应节省能源的同时避免了火灾危险;提前对空调进行设定, 在你回家前空调自动开启调节到适宜的温度;空气转换系统可自动更换新鲜空气, 使人时刻处于新鲜舒适的环境之下。

4. 远程抄表。

可以利用远程控制来对水表、电表、气表等采集数据, 然后再通过专业设备将收集好的数据传输给相关的管理部门, 然后再由专业人员对数据进行统一管理收费, 这样远程抄表既减轻了工作人员抄表的负担, 同时也方便对繁多数据的统一管理。

5. 节能控制。

在住宅节能中多用到了太阳能发电、风力发电、节水、自动浇花等多种节能管理系统。对日常生活中做大最大利用化的节能环保, 减少能源浪费。

二、基于Agent技术在智能家居中的设计运用

在多Agent系统中, Agent不仅可以与其他Agent相互交流信息, 读取工作, 还可与人进行交流, 也就是人将命令发送给Agent, Agent接收后迅速做出反应, Agent的交互性很好的突显, 有利于多Agent间的互动协调工作反应性是Agent的又一特性, 即它可以自动感知环境所发生的情况, 然后做出应对, 我们将这一特性设计到智能家居中会起到很大的作用[2]。

Deliberative Architecture是指Agent不是单纯仅靠自身做出反应, 还是需要前期人对它系统进行相关建模, 然后Agent在做出反应前先将问题反馈到这个模, 这个过程就如同人在做出决定时有一个思考的过程一样, Agent也需要这样一个思考的过程, 即审慎思考结构体系。

Reactive Architecture是指反应式结构, Agent内有一个感知器存在, 当受到外部刺激时, Agent的感知器会感知到并做出操作反应, 目前为止这一结构在分布式系统中占据着主导地位。Agent还有另一个结构系统, 它结合了审慎式和反应式两种结构即混合式结构系统, 它在Agent中发挥着重要的作用, 能够直接影响到Agent的操作。

(一) Agent代理用户执行工作

针对多Agent技术能够代替用户完成相关工作, 所以可以将多Agent设计于同一个操作系统中, 使其各司其职, 保持着良好的操作运行关系, 同时能够对客户的指令命令快速做出反应, 并且不用担心因为其中某个Agent出错而妨碍到整个系统出错, 所以这样就保证了整个系统处于一个可靠有效的运行状态。

基于Agent技术有着自治性这一特性, 即Agent可以在不受用户控制的情况下自行对环境进行判断而做出相应的反应, 无需提前建模, 面对复杂多变或出现特殊状况时Agent会自动对其做出操作处理。所以针对自治性这一点, 将其设计到智能家居系统中可以使家用电器和设备在不需要用户操作时根据住宅内不同时刻环境的改变, 来自动调整系统。

不同的Agent对遇到的不同情况可能会做出不同的反应, 导致系统给运行不一致而出现混乱, 所以针对这一点问题, 在设计时可以明确分工各个Agent的职能, 避免Agent因自治而出现混乱影响系统正常操作。

(二) 移动Agent设计

为配合用户完成多项工作任务的需要, 单靠静态的系统设施已无法满足需求, 所以开发移动型的Agent的系统成为必然。Agent可以为完成工作而移动到需要它的工作点上, 这样做不仅能够提高Agent工作的效率, 还有效的协调了系统的工作, 使之向着高效率, 高协调性的方向发展。

Agent要移动到要到达的位置, 就需要对这个位置进行确定, 而位置的确定取决于Agent之间消息的传递, 两个Agent按照预先规定好的模式来进行消息传递, 有要到达的位置将地址发送给Agent, Agent接收到通信后, 读取自己所需要的信息, 知道准确的地址后再进行移动。MAS作为多智能体系统, 作用在于可以使Agent之间相互进行互动合作, 加强了Agent之间的协调通信和控制管理, 在MAS系统中, Agent可以自由移动, 为了使Agent更好的移动不受限制, 可以建立一个通讯系统层, 使Agent移动信息的传递都通过这一通讯层进行。

以住宅内中央空调为例, 可以设计一个总的Agent, 所有的指令都由这个总Agent下达到各个分Agent, 当用户将操作的需要或内容传达到总Agent后, Agent在分别将不同的指令逐个移动传递下去, 这需要系统间协调能力的配合才能实现, 移动Agent的设计使得系统分工合作更快捷简便。

(三) Agent间的通讯设计

为了使Agent之间能够更好的去进行分工协作进而去完成任务, 而且Agent之间也要增加对彼此职能分工的了解, 同时需要加强Agent间的通讯能力, Agent以其独特的交流语言与其他Agent交流, 也要和人进行交流, 感知周围环境的变化, 再了解的基础上做出反应。

在智能家居的设计中, 通过计算机来控制各家用设备的操作, Agent的运用使得家用电器之间的通讯了解更方便, 及时地对住宅内的改变做出反应操作, 同样人们在使用方面也更省时省力[3]。

(四) Agent在智能家居中网络设计

在智能家居的构建当中, 建立一个互动性强智能高效的家庭网络环境非常重要。智能家电在使用中的经常都需要在同一个网络环境中完成任务, 网络也影响着家电之间的移动通讯, 所以一要构建一个稳定安全的网络。在日常的家电使用过程中也需要网络对住宅便或数据进行收集后再将信息传输给家电设备。

由此可以将Agent技术完全融入到家居网络的设计之中, 并充分运用其相交互性的特点, Agent利用这一特性能够通过其特有的语言与其它Agent进行互动交流, 使用其高协调力来管理网络服务设备, 并能保持多Agent之间的工作的顺畅, 使得家电设备在使用中能够避免通讯错误进而发生操作故障。

结语

随着网络时代的到来, 信息技术的不断发展, 人们对与生活质量的要求也越来越高, 开始追求智能化、科技化的新的生活方式, 智能家居由此产生。Agent技术占据着计算机领域的主流, 这类分布计算技术满足了人们对与智能化生活各方面的需要, 于是它被应用到智能家居的系统和设计当中, 完善了住宅的智能化。但是就我国目前智能家居技术的发展来看技术水平还较低, 与最先发展智能家居的美国等发达国家相比还很落后, 市场需求较小, 推广面不够, 国民对它的了解也会随之曾多, 所以国内市场存在着极大的发展潜力。

参考文献

[1]郑淑丽, 韩江洪, 骆祥峰, 蒋建文.基于强化学习的多Agent协作研究[J].小型微型计算机系统, 2003 (12) .

[2]冯新宇, 陶先平, 曹春, 李新, 张冠群, 吕建.一种改进的移动Agent通信算法[J].计算机学报, 2002 (04) .

基于安卓平台的智能家居系统研究 篇10

1 基于安卓平台的智能家居系统概况

基于安卓平台的智能家居系统,是通过安卓智能客户端发挥效能的。简单来讲,安卓智能家居客户端以网络连接的方式实现联网,在传感器的作用下发挥家居安防,家居控制的效能,如实现自动开关门,实现可视化对讲,周围商家产品配送,生活资讯查询以及小区管理联系等。智能手机在连接无线网之后,控制网关以这样的方式连接到家庭网络,此时只要客户在客户端进行操作,相应的指令就会被传送到家居设备,家居设备收到指令之后,将信息返回到控制网关,网关对于信息进行处理,并且要求家居执行相应的动作。

2 安卓平台智能家居系统设计

1) 安卓平台智能家居系统设计:以安卓平台为基础,构建智能家居系统,主要涉及到安卓客户端和控制网关两个部分。从功能上来讲,安卓客户端,可以以安装程序的方式,实现触屏和用户之间的交互;控制网关的作用就是将客户端上的操作指令传达到家居设备上去,以此去促进设备的运行。

2) 安卓客户端软件设计:从理论上来讲,安卓客户端软件设计主要设计到用户界面,通信方式,数据库设计等内容。以多个组件为基础建立的安卓应用程序,可以使得家居设备与用户之间实现互动。其一,在安卓客户端用户界面设计过程中,依照客户的生活需求,保证可以对于家居设备进行全面控制和管理,并且保证界面应该做到人性化。其二,在网络编程方式来讲,Socket作为最基础性的方式,在创建对象的情况下,进行顺畅的通信,其发挥效能的流程为以下几环节:建立Seversocket对象,初始化服务器-建立对象,初始化客户端-实现服务器与客户端的连接-发出指令,传输至服务器-处理客户端结果-接受服务器结果-完成人机对话。其三,构建数据库,以安卓平台内置的SQLite数据库为基础,使用on Creat()和on Upgrade()进行数据库的构建和更新,以get Writable Database()或get Readable Data-base的方法进行数据库对象的获取。一般情况下,数据库信息内容主要涉及到房间排序,家电设备类型和设备信息等。

3) 控制网关 设计 :此次案例 中的控制 网关我们 选择PICl8F66J60单片机来进行操作,众所周知,这类型的控制网关是嵌入式的系统,可以接入因特网应用,内部集成是以以太网控制芯片为基础的,有着理想的计算能力,数据空间合理。以下为控制网关的运行流程示意图。另外,控制网关可以以不同的协议实现网络连接。在连接因特网之后,就可以接收各种数据,在此基础上将控制指令传达到家居设备中去进行处理,再次将其传达到以太网即可。这就是控制网关的效能所在。

3 基于安卓平台的智能家居系统构建需要注意的问题

安卓系统的开源性,简单性以及价格低廉的特点,可以充分的被运用到智能家居系统中去,实现安卓系统与智能家居系统的充分融合,还存在很多值得探析的问题。针对于现阶段的开发现状,我们可以将其归纳总结为以下内容:

1) 系统运行高效性:在进行安卓平台智能家居系统设计的时候,很多的程序设计过于繁杂,存在很多相似的功能和页面的时候,可以对其进行删除,以保证系统处于高效的运转状态,避免出现系统臃肿的情况。对此,系统设计者,应该充分做好系统的调试和检查工作,一方面保证充分发挥其效能,另一方面保证系统处于高效运转状态。

2) 功能模块精细化:安卓智能家居系统全面发挥其效能,要从精细化的角度入手,以保证系统可以在后期进行相应的扩展,尤其在添加新的功能的时候,可以方便快捷的进行维护更新。从本质来讲,实现功能模块的精细化,是智能家居人性化服务的需求,也是安卓智能家居系统发挥其全面效能的关键所在。

3) 流媒体传输技术:将流媒体传输技术运用到安卓平台智能家居系统中去,是安卓平台智能家居系统的发展方向。为了能够实现传输质量的提高,需要利用到流媒体传输技术,以RTP和RTCP协议的使用,使得其传输过程更加可靠,更加高效。虽然现阶段流媒体传输的利用还不是很从犯,但是将其运用到安卓平台智能家居系统设计过程中去,是必然趋势。

4) 系统运行效率高:安卓平台的智能家居系统要想充分发挥其效能,还应该注重系统运行效率,能够快速的对指令进行反应,也是很值得关注的问题。在此,我们主要从视频硬件解码方式的选用来解放中央处理器的负担,由此使得系统运行效率得以提升。

4 结束语

建立以安卓平台为基础的智能家居系统,其实现方式是多样化的,但是其发展方向是很明确的:家居的智能化,人性化。本着这样的目标,积极总结和归纳安卓系统与智能家居系统之间的运行经验和教训,学习先进的信息技术,常识性的将其运用到设计实践中去,相信未来安卓智能家居系统将会更加稳定,更加安全,更加高效。

摘要：生活水平的大幅度提高,给予人们追求高品质生活质量提供了物质性基础。而智能家居系统的构建,已经成为现阶段家居环境现代化的发展趋势,在满足人们生活家居需求的方面发挥着积极作用。安卓平台是近几年时间内突飞猛进的移动系统,将其运用到智能家居系统,可以更好的发挥其效能。因此,文章积极探析以安卓平台为基础的智能家居系统构建。

关键词：安卓平台,智能家居,家居系统

参考文献

[1]沈淀.基于zigbee技术和android系统的智能家居系统设计[D].武汉:武汉理工大学,2011.

[2]齐加文.基于Android平台刮刮乐彩票软件的研究与实现[D].呼和浩特:内蒙古师范大学,2011.

[3]李睿.基于Zig Bee的移动智能终端在物联网智能家具中的应用[D].北京:北京邮电大学,2011.