一種智能家庭起居室系統的設計

摘 要：智能家居的目標是用多種方法和設備來提高人們的生活質量，使家庭變得更舒適、安全有效。本文介紹了一種集激光光敏、溫控、遙控、紅外發射與接收等技術于一體的綜合性的智能起居室系統，并運用GPRS模塊和智能移動設備實現遠程監控，為人們提供了一個安全、舒適、便捷、高效、智能的家庭居住環境。

關鍵詞：智能化；家居；遠程監控；自動化；多功能

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.129

1 前言

隨著我國綜合國力的不斷增強，人民生活水平大幅提高，人們在努力提高經濟收入的同時，對生活質量和起居環境的關注度也越來越高，人性化、智能化家居環境，成為人民群眾美好的追求。另外，高科技的發展改變了人們的生活習慣，提高了人們的生活質量，卻使得傳統的家居模式正逐漸不能滿足現代家庭生活的需要，智能化家居也正是在這種形勢下應運而生。智能家居的目標是用多種方法和設備來提高人們的生活質量，使家庭變得更舒適、安全有效，其日漸興起給人們的家居生活帶來了全新的感受。家居智能化成為一種趨勢，開發智能化家庭控制系統己成為當前的迫切需要。

起居室（Living room）是供居住者會客、娛樂、團聚等活動的空間。作為家庭活動中心，起居室需要整合多種功能，要滿足娛樂、休閑以及待客等多種需要。起居室的智能化，直接影響到人們的生活質量、生活品味、生活方式以及生活舒適度。基于上述事實情況，本文設計了一種智能家庭起居室系統，為人們提供了一個安全、舒適、便捷、高效、智能的家庭居住環境。

2 智能家庭起居室系統的組成

本系統共包括六個子系統模塊：控制與監測子系統、窗口防盜報警子系統、自動關門子系統、室燈遙控子系統、溫控排風子系統和降水報警子系統。六個子系統通過動力控制器和數據傳輸設備鏈接為一個有機整體。系統構成如圖1所示。

控制與監測子系統由GPRS模塊、智能移動設備等部分構成。其中，智能移動設備包括手機、平板電腦和筆記本電腦。

窗口防盜報警子系統由光敏傳感器、尋跡（紅外發射器）、邏輯模塊、延時脈沖模塊、警報器和開關等電子元器件構成。

自動關門子系統由激光感應器、光敏傳感器、邏輯模塊、舵機模塊等部件構成。

室燈遙控子系統由遙控器、紅外接收器、LED燈等器件組成。

溫控排風子系統由熱敏電阻、電機、排風電扇等器件組成。

降水報警子系統由雨水觸頭（雨水敏感器）、阻性元件（降水傳感器）、雨水提示器等器件組成。

3 智能家庭起居室系統的工作原理

本文所設計的智能家庭起居室系統是一個集防盜、防熱、自動、遙控于一體的系統，并具有遠程監控功能。各個子系統構成一個完整的智能家居系統，同時，又做到了獨立工作，獨立運轉，互不干擾，科學高效。該系統結構簡單，便于安裝，安全性高，可操作性強，成本較低，適合于廣大居民家庭。

3.1 控制與監測子系統的工作原理

控制與監測子系統是智能家庭起居室系統的監控中心，主要通過GPRS模塊和智能移動設備的聯合作用，實現信息的采集、傳輸和遠程管理的功能，對其他五個子系統實現遠程信息把握，確保家居主人不在家的情況下也能獲得家庭的相關信息。

3.2 自動關門子系統的工作原理

人從門前經過進出房屋，擋住激光感應器，將信號傳遞給光敏電阻，光敏電阻收到信號后，舵機轉動，控制門開關。可以達到人過門關、絕對隱私的效果。

利用邏輯模塊的置0、置1的功能，將光敏電阻、舵機和開關鏈接起來，可以通過開關來選擇打開或關閉該子系統。

3.3 窗口防盜報警子系統的工作原理

一般而言，盜竊事件多發生在夜晚，所以該子系統的設計主要采用了紅外發射器原理，主要用于夜晚的防盜預警，可以達到人過鈴響，許久方畢的效果。

尋跡模塊安裝在居室窗戶上，高度可根據具體情況進行調節。當盜賊接近窗戶時，尋跡模塊根據和目標的距離作出響應，從而探測到目標。探測到目標后，發出信號，延時模塊將高電平運用，并輸出曾學習過的延時時間，警報器發出警報。

同樣利用邏輯模塊的功能，將尋跡模塊、警報器和開關鏈接起來，可以通過開關來關閉警報器的蜂鳴聲，從而結束報警。

3.4 溫控排風子系統的工作原理

溫控排風子系統的核心部件是熱敏電阻，其阻值可以根據溫度的不同而改變，當溫度升高時，阻值變小，排風系統開始工作，使室內溫度降低，提高室內的宜居程度；反之，溫度降低時，阻值變大，排風系統停止工作。

3.5 室燈遙控子系統的工作原理

室燈遙控子系統設置較為簡單，主要就是利用紅外接收器學習的特定信號控制燈亮燈滅，可以達到遙控開關燈、方便你我的效果，適合追求舒適的“懶人”使用。

3.6 降水報警子系統的工作原理

雨水敏感器安裝在窗戶外壁，當雨水淋到雨水敏感器上，雨水報警系統的電路通過信號傳輸線和阻性元器件開始工作，將信息傳遞給雨水提示器，雨水提示器發出降水警報，提醒主人關閉窗戶，以防止雨水進入家中。

4 智能家庭起居室系統的功能拓展及有益效果

本系統的進一步拓展在于：（1）本系統可以方便地添加其他智能子系統，進一步豐富完善系統功能。（2）本系統中的任一子系統均可單獨安裝使用。（3）本系統中的某些子系統可實現功能的轉移，例如，將降水報警子系統用于醫院病人護理的排尿監測報警。（4）本系統亦可在工業現場、辦公場所等其他地點安裝使用，實現工場、辦公場所的智能化。

本系統的有益效果如下：

（1）集激光光敏、溫控、遙控、紅外發射與接收等技術于一體，具有較強的實用性，智能性和可操作性，是一種新型多功能的智能家居系統，將在較大程度上為人們起居生活帶來舒適、便利與安全保障。

（2）具有實時監視功能，當有危及安全事件發生時，可提供報警，從而可有效避免危及安全的事故進一步擴大。

（3）通過現行覆蓋面廣的GPRS移動網絡與智能移動設備實現連接，無需鋪設專用電纜或光纖，可顯著降低投資成本。

（4）通過GPRS移動網絡，可將監測點的狀態信息傳送至智能移動設備，便于遠程監控管理。

（5）系統采用模塊化集成方式，既便于根據實際需要靈活布置監測點，又便于后期維護及升級時更換部件。

5 結語

本文介紹了一種集激光光敏、溫控、遙控、紅外發射與接收等技術于一體的綜合性的智能起居室系統，并能夠通過GPRS模塊和智能移動設備實現遠程監控、預警，可有效降低投資成本，具備可靠性高、布置靈活、可移植性強、易于實現等優點，具有較好的實用價值和應用前景。

參考文獻：

[1]李宏偉.基于GPRS的智能家用多功能安全監控系統[D].黑龍江大學，2008.

[2]陳永志，張瑋，劉振永.簡易家用安全報警及控制系統的設計[J].石家莊學院學報，2011，13（03）：73-78.

[3] 楊成菊.家居紅外防盜報警器的系統設計探討[J].中國科技投資，2013（26）：61-62.

作者簡介：岳毅然（2000-），男，河北邯鄲人，學生。endprint