基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和進步，我國的信息技術、網(wǎng)絡技術以及計算機技術都取得了很大程度的發(fā)展，人們的生活水平和生活質(zhì)量也在不斷的提高，智能化是家居系統(tǒng)和家居生活發(fā)展的必然趨勢。基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智能家居系統(tǒng)正在興起，該系統(tǒng)融合了不同群體的個性化需求，能夠為居住客戶提供全新的家具生活體驗。本文就物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)的設計展開分析和探究，筆者結合多年的工作和實踐經(jīng)驗提出一些看法和見解，希望為相關的工作人員和實踐人員提供有益的借鑒和參考。

關鍵詞： 物聯(lián)網(wǎng) 智能化 家具系統(tǒng) 設計

前 言

當下是信息化和數(shù)字化迅速發(fā)展的時代，人類已經(jīng)進入了智能化的社會，對生活環(huán)境和工作環(huán)境的要求也越來越高，因此基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智能家居系統(tǒng)受到人們的青睞。智能化家具系統(tǒng)的設計理念是根據(jù)不同住戶的生活需求，為客戶提供綜合化服務，該系統(tǒng)的運行原理是人體工程學的原理，將不同的感應器嵌入到各個子系統(tǒng)中，比如燈光控制系統(tǒng)、信息家電系統(tǒng)、場景聯(lián)動系統(tǒng)等，能夠通過無線網(wǎng)絡等來控制煤氣水電、安全防盜等，為人們帶來全新的家居生活的體驗。

1.我國智能家居系統(tǒng)的結構和功能

1.1智能家居系統(tǒng)的結構

智能家居系統(tǒng)主要是由三層網(wǎng)絡構成，底層網(wǎng)絡所采用的是CAN現(xiàn)場總線，通過這條總線將智能分站和所有的用電設備連接起來。另外，通過GPRS模塊以及太網(wǎng)模塊，不同的智能分站還能夠連接到移動網(wǎng)或者物聯(lián)網(wǎng)中，室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)、冰箱等家用電器的使用情況、空調(diào)的開關和調(diào)節(jié)都能夠通過手機操作來完成[1]。

1.2相關的功能子系統(tǒng)

1.2.1家庭安防系統(tǒng)

家庭安防系統(tǒng)的設置是為了保障住戶的安全，防止意外的發(fā)生。在住戶的廚房內(nèi)需要安裝火災報警系統(tǒng)、燃氣泄漏報警系統(tǒng)，在客廳內(nèi)安裝聯(lián)動電磁閥和煤氣泄漏報警的探測器，一旦發(fā)生危險情況，系統(tǒng)就能夠根據(jù)既定的編程設置，采取一定的報警方式，比如電話語音報警、現(xiàn)場報警等，為住戶的生命和財產(chǎn)安全提供保障[2]。

1.2.2智能家電控制系統(tǒng)

遠程電話控制和本地集中控制是家電智能控制系統(tǒng)的兩種主要的控制方式。所謂的遠程電話控制，就是當業(yè)主外出的時候，撥打家里的固定電話，如果家中沒有其它人的話，智能控制系統(tǒng)就會實現(xiàn)自動接聽電話的功能，并且能夠通過業(yè)主的語音提示來完成相關的操作，比如打開衛(wèi)生間的熱水器[3]。本地集中控制指的是通過智能遙控技術來控制家用電器，實現(xiàn)相關的操作。

1.2.3多媒體系統(tǒng)

多媒體系統(tǒng)具有模塊擴展的功能，每個住戶都需要配備多媒體的接線箱，需要戶主自己確定信息點的數(shù)量和位置，多媒體接線箱主要用來對接電話、有線電視等電纜，實現(xiàn)戶內(nèi)信息的對接功能。

1.2.4三表抄送功能和信息交換功能

三表抄送功能指的是系統(tǒng)能夠把住戶的煤氣、電、水等表格數(shù)據(jù)抄送給小區(qū)的管理中心，住戶也能隨時查看家庭煤氣、水、電的使用情況[4]。信息交換功能指的是系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)住戶和物管中心的信息交換功能。用戶可以通過智能控制鍵盤接收到相關的通知和信息，同時也能夠發(fā)送相關的服務請求[5]。

2.智能家居系統(tǒng)的實現(xiàn)

2.1系統(tǒng)的流程

軟件系統(tǒng)的核心是主程序，主程序是由系統(tǒng)初始化、數(shù)據(jù)刷新、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、看門狗激勵等部分組成， 收集各個檢測點的信息由數(shù)據(jù)采集模塊來完成，檢測設備的工作狀態(tài)是監(jiān)測點的工作，檢測點還能夠同時接受主控站點的指令，根據(jù)相關的要求完成相應的工作。另外，為了保障系統(tǒng)能夠正常工作和運營，工作人員需要設定數(shù)據(jù)采集的時長，最大限度的保證數(shù)據(jù)的可靠性和一致性[6]。在進行工作檢測的時候，需要同時接收主控制站點的工作指令，設定數(shù)據(jù)的刷新時間，沒到這個時間進行數(shù)據(jù)的刷新，避免監(jiān)測點出現(xiàn)故障而影響到整個系統(tǒng)的正常工作和運營。

2.2系統(tǒng)的硬件平臺

在GPS模塊中，系統(tǒng)應用的是SiRF star III GSC3F/LP-7979模塊，捕獲時為144dBm，追蹤時的靈敏度為159dbm[7]。

在VGA接口方面，應用的是四個USB HOST接口，這四個USB接口可以同時接通多個設備，并且符合相關的標準，支持低速或者全速傳輸[8]。

該平臺選用的中央處理器是ARM11處理器，主頻為667mhz；2G NAND flash。

2.3軟件平臺

本智能操作系統(tǒng)所選用的軟件平臺是Windows Embedded CE6.0R2，設備驅(qū)動是SD/MMC，VGA支持分辨率480×640，驅(qū)動U盤是USB HOST，NTSC是TVOUT驅(qū)動，2D驅(qū)動和3D驅(qū)動分別為2DGraphics driver和3DGraphics[9]。操作系統(tǒng)的最大支持容量為八個G，LED的驅(qū)動支持的默認分辨率是480×800。

結 語

通過上述的介紹和闡釋我們可以發(fā)現(xiàn)，盡管我國基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家具系統(tǒng)的設計已經(jīng)取得了很大程度的發(fā)展和進步，但是就我國現(xiàn)階段的發(fā)展情況而言，還存在一些技術上和管理上的問題。當下，我國的智能家居系統(tǒng)的市場是非常廣闊的，智能家居也正在興起，應用模塊化的設計理念，設計出功能齊全、具有監(jiān)控功能的智能家居系統(tǒng)是國內(nèi)相關企業(yè)的研究目標，相關的設計企業(yè)需要充分利用現(xiàn)有住宅、小區(qū)的信息化資源，應用先進的技術和設計標準，設計出全面有效的家居系統(tǒng)，該設計方案的推廣和應用的價值是非常大的。

參考文獻

[1] 臧大進， 劉增良， 高干， et al. 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 湖北文理學院學報， 2010， 31（11）：37-39.

[2] 葉高揚， 畢冉. 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 計算機應用， 2014（s1）：318-319.

[3] 陳玲君. 基于物聯(lián)網(wǎng)的遠程控制智能家居系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 山東農(nóng)業(yè)大學學報：自然科學版， 2016（1）：88-91.

[4] 張紅琴， 夏婷. 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)設計[J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術， 2013（7）：62-64.

作者信息：黃清宇，男（1989.07），漢族，四川成都人，本科，在職研究生，助理實驗師，工程師，研究方向：機械制造與自動化，軟件工程。