基于力控的智能自動(dòng)化家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王劍穎 劉瑩 沈陽(yáng)工學(xué)院

緒論：近年來(lái)，智能樓宇和智能家居這種新型居住主題逐步貼近人們的實(shí)際生活，作為城市居民的網(wǎng)絡(luò)信息節(jié)點(diǎn)，智能樓宇在全球信息化，城市智能化的浪潮中有著重要的作用與影響力。根據(jù)產(chǎn)品要求并針對(duì)智能家居自動(dòng)化產(chǎn)品交叉性和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)可以看出，智能化家居虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)在理論上充分滿足需求。虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)反映多種學(xué)科在家居智能化中的應(yīng)用，同時(shí)在功能方面應(yīng)涵蓋家居智能化系統(tǒng)的基本系統(tǒng)。

1 需求分析與方案設(shè)計(jì)

第一種設(shè)計(jì)方案是利用力控組態(tài)軟件作為控制軟件。例如實(shí)際控制一些物理端口使之出現(xiàn)不同的效果，來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化生活設(shè)計(jì)。應(yīng)用軟件的各個(gè)功能表達(dá)出一個(gè)的真實(shí)且大型的智能化家具設(shè)計(jì)。力控組態(tài)軟件作為控制器，沙盤模型作為實(shí)物表達(dá)出效果來(lái)。

第二種方案是利用力控軟件制作人機(jī)交互的產(chǎn)品介紹。各個(gè)環(huán)節(jié)的銜接與關(guān)鍵點(diǎn)采用人為控制的方法，通過(guò)組態(tài)的方法充分讓觀眾融入到作品的演示過(guò)程中，將整件作品作為虛擬儀器來(lái)進(jìn)行演示。

相比較而言，第一種設(shè)計(jì)方案工程量大，和虛擬儀器，組態(tài)等主題不符，而第二種方案能充分調(diào)動(dòng)觀眾的主觀參與度，對(duì)介紹產(chǎn)品起到積極的效果。并且這種方案也符合論文的總體思想，因此決定使用這種方案。

2 主頁(yè)面與介紹頁(yè)面的設(shè)計(jì)

主頁(yè)面是作為本作品的第一幅畫面展現(xiàn)在觀眾面前，為了給觀眾一種直觀的印象，需要重點(diǎn)考慮的是背景畫面布局，主色調(diào)的選擇以及進(jìn)入各分支頁(yè)面的功能按鈕的設(shè)計(jì)。首先，畫面背景應(yīng)該是與智能家居相關(guān)，可以體現(xiàn)出智能樓宇等產(chǎn)品的圖片，本文使用航拍的黃昏都市樓宇作為背景，設(shè)計(jì)了兩個(gè)功能按鈕，分別連接到“作品介紹”以及“開始演示”兩個(gè)界面。主頁(yè)面的設(shè)計(jì)如圖2.1所示。

圖2.1 主頁(yè)面設(shè)計(jì)圖

3 編程原理與功能調(diào)試

為了達(dá)到人機(jī)交互功能演示的效果，對(duì)組態(tài)系統(tǒng)中的人物、背景和歷史信息記錄進(jìn)行編程是必要的，完整嚴(yán)密的整體思路以及縝密細(xì)致的編程思想配合起來(lái)才能讓作品表現(xiàn)的更加生動(dòng)，更高的參與度。其中最為重要的是對(duì)人物的編程，需要將其盡量地?cái)M人化，在動(dòng)作處理與圖形畫風(fēng)上都需要重點(diǎn)考慮。

智能客廳中的跑步功能是一個(gè)重點(diǎn)，需要模擬出戶主的跑步動(dòng)作，因此需要左右手和左右腳相互配合，下面將詳細(xì)介紹如何進(jìn)行跑步的編程。首先設(shè)定一個(gè)初值“counter”，然后畫出右腳在前，左腳在后，右手在后，左手在前這個(gè)動(dòng)作，并且把它的線條設(shè)定成“counter=1”時(shí)顯示這個(gè)動(dòng)作，“counter=0”時(shí)隱藏這個(gè)動(dòng)作。之后畫出右腳在后，左腳在前，右手在前，左手在后這個(gè)動(dòng)作，將線條設(shè)定成“counter=0”時(shí)顯示這個(gè)動(dòng)作，“counter=1”時(shí)隱藏這個(gè)動(dòng)作。這樣控制“counter”這個(gè)變量每一秒 0、1 變換一次，最終呈現(xiàn)到人們眼前的就是“戶主”在左右擺手并且原地行走。

模塊選擇區(qū)是調(diào)試的第一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。由于選擇模塊區(qū)的功能是整體模塊的整合，每一位觀眾選擇的模塊不同，選擇模塊區(qū)里負(fù)責(zé)打開的頁(yè)面也不同，同時(shí)為了減少系統(tǒng)內(nèi)存，關(guān)閉不必要的后臺(tái)運(yùn)行程序，在必要的時(shí)候還會(huì)關(guān)閉一些模塊的運(yùn)行，因此在 “頁(yè)面選擇”的處理上顯得尤為關(guān)鍵。調(diào)試步驟如下：

第一步將原文件演示頁(yè)面調(diào)整到選擇模塊區(qū)上。

第二步將其中一個(gè)模塊拖拽到右側(cè)的合成區(qū)。

第三步點(diǎn)擊合成按鈕。

4 總結(jié)

本系統(tǒng)是在國(guó)產(chǎn)工業(yè)控制組態(tài)軟件“力控組態(tài)軟件”的基礎(chǔ)上開發(fā)的一套智能家居的設(shè)計(jì)。基于組態(tài)軟件的智能家居設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合生活?yuàn)蕵?lè)，建筑安全等多模塊相組合的智能家居設(shè)計(jì)。本文主要針對(duì)智能家居設(shè)計(jì)需要的展現(xiàn)產(chǎn)品進(jìn)行模塊化編程設(shè)計(jì)，以展品展示為目的設(shè)計(jì)的一款作品，重點(diǎn)是整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要過(guò)程。利用力控組態(tài)工具設(shè)計(jì)并開發(fā)了虛擬通話、家庭影院、智能運(yùn)動(dòng)、智能醫(yī)療、自動(dòng)滅火和虛擬游戲等。隨著客戶新的需求會(huì)對(duì)智能家居生活產(chǎn)生巨大的影響，這也使得不可能存在某一種產(chǎn)品就能囊括了最新的技術(shù)和用戶所有的功能需求。所以現(xiàn)如今的展示系統(tǒng)不應(yīng)該做成類似與樣板間一樣具有強(qiáng)大通用性的樣式單一的模式，而是組態(tài)軟件的用戶可以跟自己的需要“定制”或者“組態(tài)”。