基于物聯網信息平臺的智能窗戶設計

王茵+李明

摘要：隨著我國計算機技術的不斷發展，物聯網這一概念對于人們來說不再陌生，這一技術也被大量的應用到智能家居的設計之中。本文主要基于物聯網信息平臺介紹了智能家具中智能窗戶的設計過程。

關鍵詞：物聯網；智能；設計

中圖分類號：TU855 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）05-0167-01

1 系統設計

對于窗戶本身來說，我們主要考慮窗戶的開關方式設計。在這一方式的選擇上，我們一方面要結合用戶需求，另一方面也要根據具體的機械控制方式來進行選擇[1]。本系統將窗戶設計為轉動式開關。智能窗戶的智能性主要體現在根據具體情況自主確定窗戶的開或關、開窗程度大小等，為了實現這一目標，本系統采用了更易于程序控制的步進電機。

為了更好的控制系統中的其他模塊，對于主控模塊的討論必不可少。這一模塊主要負責與其他各個模塊進行交互，并根據程序發送指令，達到智能控制的效果。本系統在設計過程中選擇了現階段應用范圍最廣的Ubuntu系統進行開發，使用ARM芯片作為核心處理器。

系統的整體動力來自于供電模塊[2]，為了做到達到智能控制效果的同時節省用電量，這一模塊的設計也是決定整體系統優良性的關鍵性因素之一。本系統主要采用了常用的220V電壓供電。同時，這一模塊還應具備處理斷電情況的能力，我們主要應用了太陽能來保證斷電情況下系統的正常運轉。

在智能窗戶的設計中，傳感器主要用于感知天氣、風力狀況、室內空氣等因素的變化[3]。對于這一模塊的設計來說，在設計時，我們首先應該對用戶的具體需求進行了解之后再確定具體功能的設計。本系統主要實現了以下功能：對于室內空氣狀況來說，當室內通風性差、有害氣體濃度超出預設標準、用戶主動發出控制指令時，窗戶都會自行開啟并向用戶發出提醒。對于室外情況來說，當出現大風或陰雨天氣時，本系統將自行判斷窗戶是否處于打開狀態，并根據判斷結果決定是否需要關窗。同時對于整體系統的安全性我們也在這一模塊做了一定的控制，當系統判斷出危險情況時，就會立即發出警報。在具體傳感器的選取上，我們主要需要考慮的是傳感器靈敏度以及系統建設成本[4]，在實際的設計過程中也應將這兩種因素綜合進行考量，選取具體的器件。

對于用戶來說，在整個系統中用戶直接接觸到的部分就是處理終端，本系統主要將用戶終端設計為PC端的web網頁模式和手機端的app模式，這樣的處理方式更易于用戶隨時隨地的對窗戶進行控制。

2 程序設計

具體軟件程序的開發是決定系統設計能否達到用戶需求的關鍵性因素。本系統內軟件程序的主要運行過程如下：首先，系統一旦啟動，程序將進入初始化模塊，對相關參數賦初值。在這一操作完成之后，系統將對各硬件模塊的運行狀況進行檢測，一旦發現問題，程序就會進入故障處理模塊，并根據具體問題做出響應。如果各硬件模塊能正常運轉，系統將向傳感器模塊發出指令，操控傳感器模塊開始進行數據收集工作。對于得到的這些數據，系統將通過一定的判斷方式來對窗戶進行具體的操控。同時，用戶指令在整個系統中優先級最高，當用戶發出具體的操控指令時，主控程序將優先對這一命令進行處理。

本文主要應用Linux2.6開發平臺進行程序開發工作，利用ZigBee來完成整體的通信過程。

3 運行狀態

對本系統試運行的過程進行分析，我們發現：用戶可以通過web網頁和手機終端兩種方式對整體系統進行控制，當多個終端同時登陸時，雖然系統在處理指令的時間上發生了一定程度的延緩，但并沒有出現操作混亂的情況。當數據量突然增大時，系統在處理這些數據的過程中出現了延時的情況，導致一部分數據來不及處理，針對這一問題，我們可以對數據采集具體的時間間隔進行調控。但在運行過程中，我們發現本系統依然存在著問題，由于信息采集的因素相對較多，系統對不同影響因素判斷得到的結果也會相應不同，這時具體的控制指令就有可能出現沖突，對于這一問題，我們還應在優先級的設計上做出努力。

4 結語

本文主要介紹了基于物聯網信息平臺的智能窗戶的設計過程，系統中主要包括傳感器模塊、通信模塊、主控模塊等。除此之外，我們對具體的程序設計也進行了分析。最后，在運行過程中，我們發現，本系統可以實現設計初期的具體需求，雖然還存在一定的缺陷，但隨著物聯網技術的不斷發展，這些問題也必將得到解決。

參考文獻

[1]范文良，李兵尚.基于物聯網信息平臺的智能窗戶設計[J].微型機與應用，2015（19）：58-59.

[2]劉蔚柯，呂燕敏，張昆倫.基于物聯網的小區天氣反饋調節智能窗戶系統設計[J].物聯網技術，2016， 6（12）：57-59.

[3]王祥，孟祥江，唐永剛.基于物聯網的智能窗戶的設計[J].消費電子，2014（16）：13-13.

[4]王超， 林百順，馮開屏，等.物聯網智能窗戶系統的設計與實現[J].計算機時代，2016（7）：12-15.endprint