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智能家居系統范文1
關鍵詞：智能家居 構成 技術 發展預測
中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A 文章編號：1007—3973（2012）009—030—02
1 智能家居的國內外發展情況
智能家居是指通過利用電腦、網絡、綜合布線技術等，建立家庭信息管理平臺，將家居生活中的各種子系統（防盜報警系統、家電控制系統等）聯系成一個整體，通過一定的媒介平臺，如電腦網絡、有線電話、GSM網絡等，構成家庭信息與外界的溝通的通道，實現家居用品的遠程控制和監測，滿足人們對家居系統安全、舒適、方便方面越來越高的要求。隨著科技的進步和人們對居住環境要求的提高，只能家居系統擁有廣闊的發展前景。
智能家居系統概念最初是在1984年提出的，美國聯合科技公司（United Techno1ogies Building System）將建筑設備信息化、整合化概念用到CityPlace—Building，出現了“智能型建筑。到上世紀80年代，開始出現采用電子技術的家電，結合家用電器、通信設備和安全防范設備形成住宅自動化的概念。80年代末，隨著通信技術和信息技術的迅猛發展，在美國出現了Smarthouse，是通過總線技術對住宅中的童心、家電、安防設備進行監控與管理的系統。從此，智能家居的概念基本建立。上世紀末，新加坡推出了家庭智能化系統，在現場模擬中看到已有較為晚上的報警、監控、控制功能，同時還有一些使家居生活更加方便、舒適的功三表抄送、電話接入等功能。但由于家庭自動化設備的安裝費用較高，市場并未真正打開。
我國上世紀末引入了智能家居，智能家居在我國發展逐漸被人們熟悉，現在逐步進入快速發展的時期。2000年，我國召開了首屆國際建筑智能化峰會，智能化家居開始在國內推廣，到2005年，我國信息產業部批準《家庭網絡平臺》和《信息設備資源共享協同服務》兩個技術標準，只能家居在我國取得飛速的發展，到現在，我國已有10余家企業相繼加入這個行業，如居美宜家和天津瑞朗智能家居電子科技有限公司，中國的智能家居市場逐漸被打開。智能家居的概念被越來越多的人所熟悉，有不少人在裝修時會考慮智能家居的購買，智能家居系統逐漸進入了一些的大型社區，進入市民的生活。近年來我國房地產業的迅速發展也使智能家居受到更多的關注，智能家居成為房地產開發商的炒作的賣點，將智能家居引入新建樓盤中。隨著市場的擴大，很多廠家都將自己原來單一的產品進行技術整合，加入智能家居控制使其功能更加完善和人性化，從而取得更好的經濟效益，也使智能家居控制更加普及。隨著智能家居有其方便、安全、人性化的優點，很多消費者都在考慮選擇智能家居產品。
雖然我國智能家居的發展前景令人欣慰，但也存在很多阻礙因素。我國智能家居發展還不成熟，缺乏統一的設計和評價標準，市面上的產品穩定性和可靠性還不夠，安裝和吊飾成本高，一般公民承擔不起，不能大范圍普及，另外還缺乏各行業之間的良好的合作體系，這些問題都限制了智能家居的發展。
2 智能家居控制系統的構成
智能家居要實現的主要功能包括：遙控控制功能、高加密（電話識別）多功能語音電話遠程控制功能、定時控制功能、集中控控制功能、場景功能、網絡遠程控制功能、全球網絡視頻監控功能、安防報警功能、影音設備共享功能、數字家庭客廳娛樂系統、背景音樂系統、指紋鎖、新風空氣調節方案、寵物保姆，概括起來主要是家庭安全防范、家庭設備自動監控、設備遠程控制、家庭通信幾方面的功能。
智能家居系統主要的組成部分是：系統服務器、家庭控制器、路由器、電纜調制解調器頭端設備CMTS、交換機、通訊器、控制器、無線收發器、探測器、傳感器、執行機構、打印機等。其中系統服務器、家庭控制器、路由器、電纜調制解調器頭端設備CMTS將家電設備聯系在一個網絡中，構成家具設備之間、同外界的信息交流的通道，交換機、通訊器實現信息的交換，探測器、傳感器將設備相關的信息傳遞給控制器或者通訊器，控制器接受設備相關信息輸出控制信號實現家居設備的控制、調節，執行機構接受控制器的控制信號，實現家居設備的開關和調節，如繼電器等，打印機用于打印一段時間家居控制系統的工作情況。
3 智能家居系統的相關技術
智能家居系統綜合了多種先進的技術，包括計算機技術、數字技術、網絡通信技術和綜合布線技術等，都是較為先進的科學技術，計算機技術、數字技術、網絡通信技術是現在的熱門技術，還在迅猛的發展中，智能家居系統也會隨著這些先進技術的發展和更新換代而發展。
計算機技術是上世紀最偉大的科技發明之一，計算機已被人們大量使用，可完成算數、邏輯運算等，同時有大容量的存儲器，配件包括鼠標、鍵盤、顯示器、打印機等，功能強大。但是在智能家居控制系統中有時候會選擇功能沒有那么強大，體積小、價格便宜的微控制器，如單片機。數字技術是隨著計算機技術的發展而產生的技術，主要是將普通信號轉換為計算機可識別的二進制碼進行運算、存儲、傳送、還原的技術，在工作過程中還要完成信息的編碼、解碼和壓縮，也被稱為數字控制技術。網絡通信技術通過計算機和通信設備對圖形文字等信息進行采集、處理、存儲和傳輸，達到資源共享，是智能家具控制系統實現遠程控制的關鍵，近年來網絡通信技術發展得功能更加強大，形式更多樣化。綜合布線是建筑物內信息傳輸的網絡，使語音、數據通信設備、交換設備和其他信息管理系統相連，同時與外部網絡相連，是建筑物信息傳送的神經。
4 智能家居系統的發展預測
智能家居系統是因人們對家居生活的更高要求而產生的，它的發展也會因為人們的要求的變化而發展，把握住消費市場的方向，會跟著人們對家居系統的要求的提高而變得功能更多樣化，穩定性和可靠性都大大提高。智能家居是多種技術融合的產物，它的發展速度和發展的方向還會受到這些技術的發展的制約。下面本文從消費者和市場影響方面以及技術層面對智能家居控制系統的發展做出預測。
4.1 從消費者和市場影響看智能家居控制系統的發展
智能家居系統可以提供全方位的信息交換，優化人們的家居生活，提高家居生活的安全性、舒適度，做到能源的節約。因人們對家居生活要求的提高，智能智能家居要做到實用性、易用性和人性化，家居系統操作會越來越簡單，功能更加實用、更強大、更智能，擴展更多的生活服務和健康服務，功能會功能將會越來越精彩。
我國因為人口數量大，的城市住宅以密集型小區為主，因此家具的智能化要結合整個小區的智能化，將智能家居控制系統與小區的智能系統緊密聯系，而產生智能小區。智能家居控制系統多為小區配套系統是一段時間內智能家居的發展情況，但最終智能家居會獨立出來，可以根據用戶的喜好和需求自助選擇系統功能。
隨著智能家電的發展和成本的降低，智能家居控制系統必然會和家電行業結合，從而使智能家居系統配備家電產品。通過系統的整合，使整個系統的安裝和調試更加系統，減少重復投資，降低安裝和調試的費用，生產物美價廉的產品，使智能家居得到更好的普及，使智能家居走入一般人家，向“平民化”轉變。
“可持續發展”是現在的經濟和工業發展的主張，智能家居系統要通過智能化的手段達到節能減排，使用戶長期受益，智能家居才能在市場中有旺盛的生命力。
4.2 從相關技術的發展看智能家居控制系統的發展
智能家居控制系統涉及的技術領域都處在飛速的發展中，智能家居也會隨著這些技術的發展而發展和改變。
隨著數字技術的發展，智能家居控制系統在電路設計上會更多的采用集成電路，這樣可以使線路有很高的集成度，縮小體積，節約安裝成本，也有更高的可靠性。采用數字化的顯示方式，能提高顯示的效果。采用數字化的通信傳輸方式，例如家電遠程控制中就開始利用有線電話、有線網絡，結合我國的網絡普及程度還開始發展利用了GSM短信息數字通信平臺的遠程家電控制，具有較高的可靠性。
智能家居控制系統要通過網絡的連接實現各種家具設備之間的信息傳遞和家居系統和外界的信息傳遞。隨著網絡技術的不斷發展和普及，現有的有線組網技術（電話線、以太網、電力線）將逐漸被無線組網技術所取代，克服有線組網技術不限繁瑣、影響美觀、有剪線危險的缺點，無線組網技術無需布線，有安裝周期短、后期維護容易、容易遷移的優點，功能的實現也更容易?；贕SM、GPRS、藍牙技術、紅外技術、WiFi技術等的遠程控制較有線電話的遠程控制就有諸多優點，GSM在我國覆蓋面相當廣，易于實現，較有線網絡遠程控制（如利用英特網和計算機的遠程控制）功耗、成本低，安全性更高。今年還興起了ZigBee技術，有低成本、低功耗、高質量等優勢。
社會經濟的發展和信息化程度的提高要求只能家居有更強大的功能，功能需求的多樣化對智能家居的硬件平臺提出了更高的要求。傳統的單片機已不能滿足日益擴大的功能要求，嵌入式控制系統應用到智能家居控制系統中，采用多片單片機聯合控制或者是其他嵌入式系統平臺，采用一些運算速度快、穩定性高、便于升級、性價比較高的芯片，如PHILIPS公司生產的LPC2131芯片較傳統單片機就有很多優勢。
智能家居的操作界面也必將更方便簡潔，今年來的控制系統中已經開始采用彩色LED觸摸面板?？刂骑@示界面方面：加入3D立體成像動交界面的闡述；控制方面：加入聲控、動作控制等；遠程控制的方式也會更加多樣化，從以往的有線電話控制，發展更多的基于INTER網和GSM網絡的控制方式。今年興起的物聯網技術也將給智能家居的發展帶來新的契機。
5 總結
智能家居從上世界末進入中國以來已逐漸被人們所熟悉，它結合了計算機技術、數字技術、網絡通信技術和綜合布線技術，是多種先進技術融合的產物。到現在智能家居對人們來說已不是一個陌生的名詞，已經開始逐漸進入人們的生活，走進一些新興的大型小區，但是由于其安裝和調試成本較高，沒有確定的規范，沒有行業間的合作體系，智能家居在我國并沒有普及。隨著相關技術的發展和人們對家居系統不斷提出更高的要求，智能家居控制系統必將成為未來住宅的發展趨勢，走進普通居民的家居，進一步提高居民的家居生活品質與品味。
參考文獻：
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智能家居系統范文2
關鍵詞：家庭控制器 自動監控 安全防范
l 引言
隨著國民經濟和科學技術水平的提高，特別是計算機技術、通信技術、網絡技術、控制技術的迅猛發展與提高，促使了家庭實現了生活現代化，居住環境舒適化、安全化。這些高科技已經影響到人們生活的方方面面，改變了人們生活習慣，提高了人們生活質量，家居智能化也正是在這種形勢下應運而生的。
2 智能家居控制系統概述
智能家庭控制系統是以HFC、以太網、現場總線、公共電話網、無線網的傳輸網絡為物理平臺，計算機網絡技術為技術平臺，現場總線為應用操作平臺，構成一個完整的集家庭通信、家庭設備自動控制、家庭安全防范等功能的控制系統。
智能家居控制系統的總體目標是通過采用計算機技術、網絡技術、控制技術和集成技術建立一個由家庭到小區乃至整個城市的綜合信息服務和管理系統，以此來提高住宅高新技術的含量和居民居住環境水平。
系統通常由系統服務器、家庭控制器(各種模塊)、各種路由器、電纜調制解調器頭端設備CMTS、交換機、通訊器、控制器、無線收發器、各種探測器、各種傳感器、各種執行機構、打印機等主要部分組成。
3 智能家居控制系統功能
智能家庭控制系統的主要功能包括家庭通信、家庭設備自動控制、家庭安全防范三個方面。
3．1家庭通信
家庭通信可采用電話線路、計算機互聯網、CATV線路、無線局域網等方式。
(1)電話線路
通過電話線路實現雙向傳輸語音信號和數據信號。
(2)計算機互聯網
通過互聯網實現信息交互、綜合信息查詢、網上教育、醫療保健、電子郵件、電子購物等。
(3)CATV線路
通過CATV線路實現VOD點播和多媒體通信。
(4)無線局域網
通過無線收發器、天線、各種無線終端，實現雙向傳輸數據信號。
3．2家庭設備自動監控
家庭設備自動監控包括電器設備的集中、遙控、遠距離異地(通過電話或Internet)的監視、控制及數據采集。
(1)家用電器的監視和控制
按照預先所設定程序的要求對熱水器、微波爐、視像音響等家用電器進行監視和控制。
(2)熱能表、燃氣表、水表、電度表的數據采集、計量和傳送根據小區物業管理的要求所設置數據采集程序，通過傳感器對熱能表、燃氣表、水表、電度表的用量進行自動數據采集、計量，并將采集結果遠程傳送給小區物業管理系統。
(3)空調機的監視、調節和控制
按照預先所設定的程序，根據時間、溫度、濕度等參數對空調機進行監視、調節和控制。
(4)照明設備的監視、調節和控制按照預先設定的時間程序，分別對各個房間照明設備的開、關進行控制，并可自動調節各個房間的照度。
(5)窗簾的控制
按照預先設定的時間程序，對窗簾的開啟／關閉進行控制。
3．3家庭安全防范
家庭安全防范主要包括多火災報警、可燃氣體泄漏報警、防盜報警、緊急求救、多防區的設置、訪客對講等。家庭控制器內按等級預先設置若干個報警電話號碼(如家人單位電話號碼、手機電話號碼、尋呼機電話號碼和小區物業管理安全保衛部門電話號碼等)，在有報警發生時，按等級的次序依次不停地撥通上述電話進行報警(可報出家中是哪個系統報警了)。同時，各種報警信號通過控制網絡傳送至小區物業管理中心，并可與其它功能模塊實現可編程的聯動(如可燃氣體泄漏報警后，聯動關閉燃氣管道上的電磁閥)。
(1)防火災發生
通過設置在廚房的感溫探測器和設置在客廳、臥室等的感煙探測器，監視各個房間內有無火災的發生。如有火災發生家庭控制器發出聲光報警信號，通知家人及小區物業管理部門。家庭控制器還可以根據有人在家或無人在家的情況，自動調節感溫探測器和感煙探測器的靈敏度。
(2)防可燃氣體泄漏
通過設置在廚房的可燃氣體探測器，監視燃氣管道、灶具有無燃氣泄漏。如有燃氣泄漏家庭控制器發出聲光報警信號，并聯動關閉燃氣管道上的電磁閥，同時通知家人及小區物業管理部門。
(3)防盜報警
防盜報警的防護區域分成兩部分，即住宅周界防護和住宅內區域防護。住宅周界防護是指在住宅的門、窗上安裝門磁開關，在對外的玻璃窗、門附近安裝玻璃破碎探測器；住宅內區域防護是指在主要通道、重要的房間內安裝被動紅外探測器或被動紅外／微波雙技術探測器。當家中有人時，住宅周界防護的防盜報警設備(門磁開關、玻璃破碎探測器)設防，住宅內區域防護的防盜報警設備(紅外探測器或被動紅外／微波雙技術探測器)撤防。當家人出門后，住宅周界防護的防盜報警設備(門磁開關、玻璃破碎探測器)和住宅內區域防護的防盜報警設備(被動紅外探測器或被動紅外／微波雙技術探測器)均設防。當有非法侵入時，家庭控制器發出聲光報警信號，并通知家人及小區物業管理部門。另外，通過程序可設定報警裝置的等級和報警器的靈敏度。
(4)訪客對講
住宅的主人通過訪客對講設備與來訪者進行雙向通話或可視通話，確認是否允許來訪者進人。住宅的主人利用訪客對講設備，可以對大樓入口門或單元門的門鎖進行開啟和關閉控制。
(5)緊急求救
當遇到意外情況(如疾病或有人非法侵入)發生時，按動報警按鈕向小區物業管理部門進行緊急求救報警。緊急求救信號在網絡傳輸中具有最高的優先級別，由于是人在緊急情況下的求救信號，其誤報的可能性很小。
4 智能家居控制系統類型
4．1系統類型
智能家庭控制系統可分成采用公共電話網的智能家庭控制系統、HFC的智能家庭控制系統、以太網的智能家庭控制系統、LonWorks的智能家庭控制系統、KS485的智能家庭控制系統、無線網的智能家庭控制系統等類型。
4．2基本特點、功能、適用范圍
(1)采用公共電話網的智能家庭控制系統采用公共電話網的智能家庭控制系統圖參見國家建筑標準設計
·基本特點：家庭智能控制器內配置了與電話線連接的收發器，利用電話網絡作為信息傳輸網。該系統不僅在功能上能完全滿足要求，而且大大地簡化了布線，可以節省布線的投資。
·系統組成：系統由系統服務器、家庭控制器(內置了與電話線連接的收發器)、路由器、收發器、各種探測器、各種傳感器、各種執行機構、打印機等組成。
·系統功能：實現家庭通信、家庭設備自動控制、家庭安全防范。
·適用范圍：該系統適用于新建、擴建的智能化住宅(小區)工程，且特別適用于改造的智能化住宅(小區)工程，利用原有的電話線就可實現數據信號的共網傳輸。
(2)采用HFC的智能家庭控制系統
采用HFC的智能家庭控制系統圖參見國家建筑標準設計
·基本特點：家庭智能控制器內配置了CableModem，利用有線電視的HFC網絡作為信息傳輸網。該系統不僅在功能上能完全滿足要求，而且大大地簡化了布線，可以節省布線的投資。
HFC網絡采用共享方式，其共享帶寬為36Mbps。當上網人數較多時，上網的速度會變慢。由于Cable Modem設備費用較高，用戶網絡的開通費用高。
·系統組成：系統由系統服務器、家庭控制器(內置了Cable Modem)、路由器、電纜調制解調器頭端設備CMTS、有線電視傳輸網絡、各種探測器、各種傳感器、各種執行機構、打印機等組成o
·系統功能：實現家庭通信、家庭設備自動控制、家庭安全防范。
·適用范圍：該系統適用于新建、擴建的智能化住宅(小區)工程，且特別適用于改造的智能化住宅(小區)工程，僅將原有的有線電視HFC網絡進行雙向改造，就可實現數據和圖像信號的共網傳輸。
(3)采用以太網的智能家庭控制系統
采用以太網的智能家庭控制系統圖參見國家建筑標準設計
·基本特點：家庭智能控制器內配置了以太網網卡，利用以太網作為信息傳輸網。以太網同時支持住戶計算機和智能家庭控制系統。該系統不僅在功能上能完全滿足要求，而且大大地簡化了布線，可以節省布線的投資。
以太網傳輸速率較高，傳輸速率有10Mbps、100Mbps等。根據傳輸距離的要求，由小區物業管理中心至各樓交換機采用5類以上4對對絞線、多模光纜或單模光纜，由交換機至家庭控制器采用超5類4對對絞電纜。
·系統組成：系統由系統服務器、家庭控制器、路由器、交換機、各種探測器、各種傳感器、各種執行機構、打印機等組成。
·系統功能：實現家庭通信、家庭設備自動控制、家庭安全防范。
·適用范圍：該系統適用于新建、擴建和改造的智能化住宅(小區)工程，用以太網實現數據和圖像信號的雙向傳輸。
(4)采用LonWorks的智能家庭控制系統采用LonWorks的智能家庭控制系統圖參見國家建筑標準設計《智能家居控制系統設計施工圖集如3X602第21、22、23頁。
·基本特點：采用一個覆蓋全部ISO／OSI標準七層通信協議、開放性的LonWork總線技術，一臺系統服務器最多可連接127臺LONWorks路由器，一臺LonWorks路由器最多可連接63臺家庭控制器。每臺家庭控制器為LonWork一個通道上的網絡節點，每個網絡節點包括有神經元(NEURON)芯片、振蕩器、電源、一個通過媒介通信的收發器和與監控設備接口的I／O設備(電路)、存儲器等。
LonWorks直接通信距離可達2700m(雙絞線、78Kbps)，其通信傳輸速度最大可達1．25Mbps(此時有效傳輸距離為130m)。LonWorks路由器至小區物業管理中心線路長度超過2700m時，需在總線上加裝中繼器。傳輸線通常采用雙絞線，根據需要也可采用同軸電纜或電力線。
·系統組成：由系統服務器、家庭控制器、路由器、LonWorks路由器、交換機、各種探測器、各種傳感器、各種執行機構、打印機等組成。
·系統功能：實現家庭通信、家庭設備自動控制、家庭安全防范。
·適用范圍：該系統特別適用于新建、擴建的智能化住宅(小區)工程。
(5)采用KS485的智能家庭控制系統
采用KS485的智能家庭控制系統圖參見國家建筑標準設計03X602第18、19、20頁。
·基本特點：KS485串行接口總線為主從式網絡，它的通信為半雙工、采用雙向單信道連接方式。RS485串行接口總線的傳輸介質采用雙絞線，它可以高速地進行遠距離傳輸，傳輸速度與傳輸距離的技術指標如下：傳輸速率為10Mbit／s時，最大傳輸距離是12m；傳輸速率為1Mbit／s時，最大傳輸距離是120m；傳輸速率為100kbit／s時，最大傳輸距離是1200m。
·系統組成：由系統服務器、家庭控制器、路由器、通訊器、控制器、各種探測器、各種傳感器、各種執行機構、打印機等組成。
·系統功能：實現家庭通信、家庭設備自動控制、家庭安全防范。
·適用范圍：該系統特別適用于新建、擴建的智能化住宅(小區)工程。
(6)采用無線網的智能家庭控制系統
采用無線網的智能家庭控制系統圖參見國家建筑標準設計03X602第24、25頁。
·基本特點：利用無線作為信息傳輸網，該系統不僅在功能上能完全滿足要求，而且從系統服務器至家庭控制器、家庭控制器至各種現場末端裝置均采用無線傳輸方式，小區、樓內、戶內無需布線，施工簡單，可以節省施工的投資。
無線網的工作頻率符合IEEE802．11b標準要求。
·系統組成：由系統服務器、家庭控制器、無線收發器、各種探測器、各種傳感器、各種執行機構、打印機等組成。
·系統功能：實現家庭通信、家庭設備自動控制、家庭安全防范。
·適用范圍：該系統適用于新建、擴建的智能化住宅(小區)工程，且特別適用于改造的智能化住宅(小區)工程，不用敷設線路就可實現數據信號的傳輸。
5 系統設計及產品選用要點
5．1智能家庭控制系統類型的選用
新建、擴建的智能化住宅(小區)工程，宜采用LonWorks的智能家庭控制系統、以太網的智能家庭控制系統或采用RS485的智能家庭控制系統。改造的智能化住宅(小區)工程，宜采用公共電話網的智能家庭控制系統、HFC的智能家庭控制系統或無線網的智能家庭控制系統。
5．2家庭控制器的選用
家庭控制器的選用主要包括功能、總線技術及模塊化設計、擴展功能、可按用戶的基本要求進行配置等方面的選用要求。
(1)家庭控制器功能的選用
家庭控制器通常具有以下功能：
·家庭防盜報警；
·家庭火災報警；
·家庭燃氣泄露報警；
·家庭緊急求助；
·遠程設防與撤防；
·遠程報警；
·訪客對講；
·家用電器監控；
·家用表具數據采集及處理；
·空調機監控；
·接入網接口；
·小區電子公告；
·信息查詢；
·家用設備報修等。
(2)家庭控制器功能的選擇
在工程設計中，家庭控制器功能的選擇可參見下表所示。
5．3總線技術及模塊化設計
·家庭控制器要求采用總線技術，如LonWorks、R5485、BACnet、C^NBlls、CEBus、X一10；
·家庭控制器要求采用模塊化設計，以便用戶可以根據需求選擇不同的模塊完成不同的功能。
5．4擴展功能
家庭控制器要有一定的擴展功能，考慮能適應今后發展的需要。
5．5可按用戶的基本要求進行配置應能根據用戶提出有哪些被控設備及監視控制要求(功能要求)等因素，來對家庭控制器組成進行配置，包含模塊種類的選擇和各種模塊數量的選擇。 6 設備的安裝
6．1交換機、路由器、控制器、放大箱、分配箱、電話分線箱
康居住宅家庭控制器功能設置表
級嗣
消防
安防
訪客對講
家電監控
表具數據遠傳
基本級(1A)
1．在住戶內安裝緊急按鈕開關。
2．在住戶內安裝入侵報警探測器。
具有語音對講及控制開啟樓道人口處防盜門功能。
1~2點
熱能表、燃氣表、水表、電度表的自動抄收及遠傳、超限判斷、自動檢查、分時計費、實時計量、管理功能。
提高級(2A)
在室內安裝可燃氣體泄
漏自動報警裝置。且能就地
發出聲光報警信號。
1．在住戶內兩處安裝緊急按鈕開關。
2．在住戶內安裝入侵報警探測器，在戶門、及用臺、外窗安裝
人侵報警裝置。
具有語音對講及控鑭開啟樓道人口處防盜門功能?？蓪?/p>
現住戶與安防監控中心的直接聯系。
2點以上
熱能表、燃氣表、水表、電度表的自動抄
收及遠傳、超限爿斷、自動檢查、分時計費、實時計量、管理功能。
先進級(3A)
1．在室內安裝可燃氣體泄漏自動報警裝置，當燃氣體泄漏報警后能自動切斷氣源、打開捧氣裝置，且能就地發出聲光報警信號。
2．在住戶內設置火災自動報警裝置。
1．在住戶內不少于兩處安裝緊急按鈕開關。
2．在住戶內安裝入侵報警探測器，在戶門及陽臺門、外窗安裝入侵報警裝置。
具有語音、可視對講及控翻開啟樓道入口處防盜門功能，可實現住戶與安防監控中心的直接聯系。
2點以上
熱能表、燃氣表、水表、電度表的自動抄收及遠傳、超限判斷、自動檢查、分時計費、實時計量、管理功能。
這些設備均應安裝在電氣豎井內或公共走道的墻上(內)。
6．2家庭控制器
暗裝(或明裝)在墻內(上)，其底邊距地面1．4m左右。家庭控制器應設置在住戶大門附近(宜距戶門0．5m以內)，且容易操作(包括設防與撤防)的地方。
6．3可燃氣體探測器
安裝在廚房內的燃氣管道、灶具附近，當住戶使用的是天然氣，燃氣探測器吸頂棚安裝在距頂棚300ram以內的地方；當住戶使用的是液化石油氣，燃氣探測器安裝在距地面300mm以內地方。
6．4感溫探測器設置在廚房內，它吸頂棚安裝。
6．5感煙探測器設置在起居室、臥室等房間內，它吸頂棚安裝。
6．6緊急按鈕開關
設置在起居室沙發和主臥室床頭附近的墻上，及衛生間的墻上。緊急按鈕開關暗裝在墻內，其底邊距地面0．5m~1．2m。
6，門(窗)磁開關
安裝在門扇和門框內或窗扇和窗框內。
6．8玻璃破碎探測器
安裝在窗戶和玻璃門(陽臺)附近的墻上或吸頂棚安裝。
6．9被動紅外侵入探測器和被動紅外／微波雙技術探測器
安裝在住戶的主要通道、重要的房間內，它吸頂棚安裝或安裝在頂棚的墻角處。
6．10紅外遙控器
安裝在被控電器設備正面附近的墻上，距離不能超過紅外線工作范圍，且與電器設備之間沒有遮擋。
7 工程設計實例
以二室戶型為例介紹戶內的智能家庭控制系統設計，設計標準采用康居住宅先進級(3A)。采用以太網的家居控制系統，家庭控制器與戶內各模塊之間采用R．$485總線，家庭控制器可通過電話線或計算機網絡接收控制指令、發出信息，所選用的家庭控制器具有可視訪客對講功能。家居控制系統圖參見國家建筑標準設計03X602第17頁，二室戶型家居控制平面圖參見圖1、2所示，家庭控制器與室內設備的連接參見圖3所示。
在起居廳、臥室設置了感煙探測器，廚房設置了感溫探測器、可燃氣體探測器，各房間的窗戶、陽臺推拉門上及附近設置了門(窗)磁開關和玻璃破碎探測器，起居廳設置了被動紅外侵入探測器，起居廳、臥室、衛生間設置了緊急按鈕開關。對電、水、燃氣進行計量；可對餐廳、起居廳、臥室的燈進行控制；當可燃氣體探測器探測到有燃氣泄漏后，聯動控制關閉燃氣管道上電磁閥、開啟排煙風機；當有各種探測器報警后，聯動警報發聲器發出報警聲音。
家庭控制器共提供13路輸入：電度表(電度表安裝在照明配電箱內)、燃氣表、熱能表、可燃氣體探測器、感溫探測器、感煙探測器、緊急按鈕開關、被動紅外侵入探測器、玻璃破碎探測器各1路，水表、門(窗)磁開關各2路。
家庭控制器共提供7路輸出：警報發聲器控制1路、燃氣管道上電磁閥控制1路、排煙風機控制1路、照明控制4路。
三室戶型、復式結構、別墅的智能家庭控制平面圖及家庭控制器與室內設備的連接參見國家建筑標準設計
智能家居系統范文3
【關鍵詞】無線控制；遠程控制；溫度控制；安防控制；能源管理
1.引言
近年來隨著人民生活水平和知識層次的不斷提高，人們也將注意力越來越多的放在了生活環境的安全性、舒適性和便利性上，因此也就產生了對家居智能化的需求；與此同時，在科學技術方面，計算機控制技術與電子信息通訊技術的飛速發展也促成了智能家居系統的出現。開發智能家居相關產品不僅能夠滿足人們生活的需要，對整個社會信息化進程的推動作用也不可忽略。
我們基于上海未來伙伴機器人有限公司創新套件設計了一套智能家居控制系統，利用結構部件、連接部件和傳動部件以及傳感器完美得組合在一起，通過能力風暴控制器、單片機系統、無線模塊、GSM模塊等，實現了家居的無線控制、遠程控制、溫控、安防控制等功能，使人們的生活更加便捷、安全、舒適。
2.系統總體設計方案
家居智能的基本目標是，將家庭中各種與信息相關的通信設備、家用電器和家庭安防裝置連接到一個家庭智能化系統上進行集中或者異地的監視、控制和家庭事務性管理，并保持這些家庭設施與住宅環境的協調。根據智能家居所需要的功能，我們按照與家庭所處位置的遠近，將系統歸納為遠程控制、無線遙控控制和本地集中控制三種控制方式。
遠程控制通過手機發送短信形式進行控制，此方案主要用到GSM模塊和單片機，手機發送指令到GSM模塊的SIM卡，然后根據用戶的指令來控制家電設備或者接收報警信號并向用戶報告。使人們身在外地就可了解家中的各種狀態。
無線控制功能是通過無線發射接收模塊實現近距離控制功能，主要包括對家電的近距離控制和接收報警信號，節省了無線通信不必要的費用，也省去了花在綜合布線上的費用和精力。其主要電路由51單片機模塊電路、無線發射接收電路、能力源控制器、AS-UⅢ智能機器人組成。
“自動+手動”控制包括路燈、太陽能草坪燈、走廊燈控制的自動控制，可節約能源?？照{、花園澆水、窗簾是采用“自動+手動”控制，既可以自己通過按鍵控制開關，也可以自動控制。
3.硬件電路設計
3.1 無線控制系統
用戶通過終端控制器發射指令，由接收系統對電飯煲、熱水器、排風扇進行開關控制。用戶通過終端控制器發射相關指令，接收系統對大門、車庫門、房門也可進行開關。采用AT89C51單片機，通過功能按鍵選擇以上的開關控制，由12864液晶顯示器進行顯示相關狀態，同時蜂鳴器起到報警的作用，使用2400bit/s無線模塊實現近距離無線控制。無線終端控制器的框圖如圖1（左圖）所示。接收系統通過解碼實現對家用電器、門等控制。同時門上安裝磁敏傳感器檢測門的位置，使門實現自動開關功能。接收系統的框圖如圖1（右圖）所示。
無線終端器的電路原理圖見圖2所示，電源為5V直流電，12864液晶顯示器中RP1可以調節顯示器的亮度，S1-S6為無線終端控制器的功能選項按鈕，S7為單片機復位按鈕。AY1為蜂鳴器，當單片機20腳輸出低電平時，Q1導通，蜂鳴器開始鳴響。2400bit/S為無線模塊，當接收到無線信號時，單片機進行解碼，并通過12864與蜂鳴器顯示相關數據。
3.2 遠程控制系統
用戶通過手機發送短信，GSM模塊接收到手機的指令，通過單片機進行遠程控制電飯煲、浴室熱水器、浴室換氣扇等的開關。控制系統框圖如圖3所示。
手機發送指令給GSM指定號碼，從而實現遠程控制的功能。指令表見表1。
3.3 “自動+手動”控制
3.3.1 溫控系統
臥室內，用戶可以“手動”設定空調的溫度，使室內的溫度控制在人體舒適度范圍之內，當室內溫度和設定溫度有偏差時，就會“自動”啟動空調開關，并且會自動進行制冷或制熱的選擇?？刂瓶驁D如圖4所示。
3.3.2 自動灑水系統
通過傳感器檢測土壤濕度，土壤干燥時啟動灑水系統為花草澆水，當濕度達到一定值時，灑水機停止工作，或人為進行灑水系統的開關。控制系統的框圖如圖5所示。
3.3.3 風力發電系統
當風力達到一定時，風力發電系統自動工作，由存儲裝置儲存電能，供電給用電器。
3.3.4 自動太陽能草坪燈系統
白天，通過屋頂上的4塊太陽能板進行蓄電，晚上，電池給草坪燈進行供電，控制器采用5251專用芯片進行光線檢測、升壓驅動。
3.3.5 燈光控制系統
利用光敏傳感器檢測太陽光，當白天接收到太陽光時，路燈滅。晚上接收不到太陽光時，路燈點亮；利用聲音傳感器檢測走廊聲響，當有人走過發出聲音時，傳感器接收到信號，走廊燈亮，延時10秒后，走廊燈熄滅；利用光敏傳感器檢測環境明亮程度，當早上接收到太陽光時，電機正轉，窗簾打開；晚上光線比較弱時，電機反轉，窗簾關閉，框圖如圖6所示。
3.4 安防系統
本系統設計的安防系統包括防火系統、防盜系統和緊急求救系統。框圖如圖7所示。
利用溫度傳感器檢測室內溫度，當發生火災時，溫度升高，啟動報警功能，房屋周圍4個LED燈閃爍，喇叭聲音報警，同時滅火系統（噴水）啟動。并通過無線模塊向終端控制器發送一個信號，終端控制器報警以及時提醒房主，同時，GSM模塊也向房主發送短信進行提示。
利用紅外反射、接收裝置安裝在門上，當大門關閉時，如果有人進入，啟動報警，無線控制終端顯示盜賊進入，并報警，提醒房主及時處理，同時，GSM模塊也向房主發送短信。
當別墅內人員（尤其是弱勢群體的老人和小孩），出現緊急情況時，按下呼叫按鈕，啟動緊急呼叫系統，報警器會發出“嗚嗚～”的報警聲，同時GSM模塊也向房主發送短信，表示家中有緊急情況。
4.軟件程序設計
本系統用的軟件主要采用上海未來伙伴機器人有限公司提供的VJC流程圖編程和單片機C語言編程相結合，VJC流程圖編程更加直觀形象，流程圖采用模塊化編程的形式，接近人類自然語言，流程圖程序的形式與標準流程圖完全一致，簡單易學，是學習單片機C語言編程的基礎。編譯好的流程圖下載到能力源控制器，然后進行程序的調試，最后實現其功能。
4.1 走廊燈路燈程序
4.2 風力發電與自動灑水
5.制作和調試
本系統利用上海未來伙伴機器人有限公司創新套件設計了一套智能家居控制系統，將結構部件、連接部件和傳動部件以及傳感器完美得組合在一起，搭建成一套家居系統的框架，再通過能力風暴控制器、單片機系統、無線模塊、GSM模塊等，實現了智能家居控制系統。實物如圖10所示，經過調試，系統都完成了以上功能。
6.總結
本套智能家居控制系統具有以下創新點：
（1）無線控制和遠程控制相結合，既能進行近距離無線遙控控制也能進行遠距離控制。
（2）具有太陽能、風力發電裝置，為晚上草坪燈供電，起到了很好的節能作用。
本套智能家居控制系統通過模擬實物制作和調試，都能達到智能家居的功能，達到預期的效果。在應用到實際家庭中，也能實現這些功能。因此對開發智能家居控制系統有一定的借鑒意義。
參考文獻
[1]潘慶浩，古鵬.智能家居控制系統技術問題的研究與探討[J].計算機工程應用技術，2008（6）.
[2]張周.ZigBee技術研究及其在智能家居中的應用[D].廈門大學碩士學位論文，2007.
[3]古鵬，溫武，陳耀華.新型單片機芯片實現家居智能控制的單元設計[J].電腦知識與技術，2008（7）.
智能家居系統范文4
關鍵詞：智能家居；ZIGBEE；家庭自動化；無線傳感網絡；Android；移動應用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.11.126
0 引言
隨著21世紀社會經濟高速發展，人們對智能化生活的要求越來越高，智能家居產品如雨后春筍般發展，之前各式高端大氣的智能家居逐漸進入平民家庭。但是傳統智能家用電器系統結構復雜，過分注重智能性與用戶體驗，導致了很多設備在待機狀態下能量損耗巨大，在總體上浪費了大量電能。作者馬芳在論文[1]中提出過利用智能開關的定時閉合斷開來實現節能的方法，這種實現方式雖然斷電時效性高，但是缺乏對一些關鍵電器設備的用電分析，容易造成節能錯誤而帶來的家庭用電質量下降，給客戶帶來不好的體驗。 針對當前智能家居節能形勢，本文提出了ZIGBEE與ANDROID平臺的智能家居節能系統，通過更有說服力的用戶用電習慣數據分析對各智能家居設備分配節能時段，定制更靈活的智能家居待機環境，重點解決智能家居待機功率消耗問題。
1 ZigBee相關技術與待機能耗
1.1 ZigBee技術解析
ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無線通信技術，主要適合于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入到各種設備中，同時支持地理定位功能。
作為一種無線通信技術，ZigBee具有如下特點：功耗低，成本低，時延短，網絡容量大，高可靠性。 同時它也是一種無線連接，可工作在2.4GHz（全球流行）、868MHz（歐洲流行）和915 MHz（美國流行）3個頻段上，分別具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的傳輸速率，它的傳輸距離在10-75m的范圍內，但可以繼續增加。
1.2 待機功率損耗
待機能量研究。張友軍等研究待機能量的專家學者在論文[2]指出電器在待機狀態下的消耗功率不容忽視，而所謂的待機狀態，指的是電器在不執行任何功率或者執行某些功能時候電器功率都達到最小化的情況。如今的智能家居電器，則大多增加了待機模式，有一些也稱為睡眠模式。設計者通常為了追求用戶體驗和實現產品與協調器的實時通訊，在內部編程設定了電器設備的能耗監測模塊，這也就意味著單單依靠粗放的智能家居管理系統，智能性質使得更多的家電始終保持待機狀態，以便衛星，微波，WIFI等通訊網絡連接，這會大大造成待機功率的損耗。
2 基于ZigBee的智能家居節能系統
2.1 系統架構
從技術架構層面上看，智能家居節能系統分為執行層、通信層和應用層。執行層主要負責環境信息，用電功率信息和上層指令的執行，如各個智能家電。通信層作為應用層和執行層間信息傳遞的橋梁，比如家庭網關與協調器。應用層則是進行采集數據分析、對情景進行邏輯判斷和提供人機交互界面等。
整體系統運作流程分為指令調度方式和智能數據分析方式。指令調度方式：用戶通過安卓的APP軟件進行3G/WIFI等網絡協議進行指令發送，家庭網關接收信息后，進行用戶認證，確認用戶權限符合后將應用層指令幀轉換為硬件的指令編碼傳遞到協調器，最后由協調器判斷指令編碼進行智能家居的電路開關調節等操作。
智能數據分析方式：協調器通過電路中的功率傳感器實時發送指令編碼給家庭網關，由家庭網關進行數據收集，并分配時間段與信號幀傳輸到用戶APP上。用戶APP后臺擁有智能待機規律算法，實時分析獲取的數據并進行排序歸檔，并通過每個時間節點進行決策樹運算，得出用電預測結論來提醒用戶斷電節能。
2.2 硬件架構
ZigBee芯片引用論文[6]硬件設計，選用32位基于Cortex-M3 ARM核心片上系統EM357，集成了2.4G與IEEE802.15.4兼容的無線收發器；使用192KB閃存和12KBRAM存儲；具有較高的抗干擾性，可以與其他2.4G網絡共存；同時具有產生隨機數AES-128的加密引擎；硬件支持網絡級調試；可以作為ZigBee協調器，路由器或者終端設備。
硬件的主要設計包括家庭網關和終端節點的硬件設計，下面以家庭網關為例。
為了充分利用Android移動端的資源和高計算能力，家庭網關采用用ZigBee USB Dongle方式實現。Prolific公司的PL2303HXD芯片是一款支持USB轉串口的橋控制器，可在Android系統上以USB形式來提供串口功能。
2.3 網關設計
（1）家庭網關軟件設計采用了QT這款老牌嵌入式編程工具?？刂凭W關方面QT同時也提供了大量的開發文檔和WebKit引擎支持。
（2）設計ZigBee節點控制指令，指令格式：楨頭+節電編號+模塊ID+傳感器ID+命令+楨尾。
（3）QT串口編程：QextSeriaIport類：該類主要是實現串口與串口間的通訊，通過函數openCom（）實現打開設備，再利用readCom（）實現讀取串口指令（指令如圖）。最后在setLightStates傳遞各個傳感器輸送的信號，讀取的信息保存在數組中，由槽函數connect（）進行處理。
2.4 移動端與待機規律節能算法實現
移動應用端采用了安卓平臺，為了提升移動端運行處理效率，故簡化了傳統智能家居驅動模塊，采用了android-async-http開發框架，降低了數據壓縮和排序壓力。
關鍵的算法技術：用戶家電待機規律節能算法。
智能家居系統范文5
[關鍵詞]智能家居控制系統 研究 設計
中圖分類號：TU855 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）24-0098-01
目前，我國的智能家居控制系統已經得到了一些有益的發展，智能家居市場也相繼出現，不斷的有相關智能家居產品問世，但是我國的智能家居產業發展前景并不樂觀。這種問題聚焦為我國的智能家居產品的生產沒有一個全國通用的統一標準，每個智能家居生產廠家都根據自己公司的相關技術能力開發符合本公司特點的智能家居產品，這種產品生產的無規則性嚴重制約了智能家居的生產和開發。
一、智能家居控制系統的基本概述
（一）優勢分析
與普通家居相比，智能家居不但保持了傳統家居的居住功能，而且還新增了建筑網絡通信，配備了信息化家電，實現了家居設備自動化。智能家居系統成為將系統、結構、服務、管理融合為一體的高效率、高舒適度、高安全感、高方便性和具有環保性的新型居住環境。
（二） 需求分析
智能家居指的是利用嵌入式技術、網絡技術與通信技術，將智能家居的各子系統有機地與人們的日常家庭生活聯系在一起，通過綜合管理，增加人們生活和家居的舒適感與安全度。第一章論述了國內智能家居系統的發展狀態。目前，智能家居系統通常是在高端酒店和住宅布局和安裝。智能家居系統在普通人家里的大規模推廣困難有兩個主要原因：布線復雜不利于完成住宅建設布局和安裝;系統單調，缺乏可以定制和個性化的服務。
二、智能家居控制系統技術
（一）無線組網技術
常見的構建“無線家居”的無線通信組網技術如下：藍牙是一種支持設備短距離通信的無線電技術，是由東芝、愛立信、IBM、Intel、和諾基亞于1998年5月共同提出的近距離無線數據通訊技術標準。HomeRF是由HomeRF工作組開發的，適合家庭區域范圍內，在PC和用戶電子設備之間實現無線數字通信的開放性工業標準[1]。Zigbee是ZigBee聯盟建立的技術標準，基于IEEE802.15.4標準，主要適用于自動控制和遠程控制領域。
（二）WIFI組網技術
WIFI無線網絡的拓撲結構主要有兩種：分別是Ad-Hoc結構模式和Infrastructure結構模式。Ad-Hoc結構是一種省去了無線AP（Accesspoint）而搭建起的對等網絡結構。Infrastructure結構是WIFI網絡應用最為廣泛的結構，它是STA（工作站）和無線AP共同搭建起來的網絡結構，整個網絡成星狀，中間的無線AP起橋接作用，這樣所有的STA就可以通過無線AP與其它有線或無線網絡進行信息交互。本次設計采用的主要也是該模式[2]。
（三）WIFI無線傳感器網絡的結構
WIFI無線傳感器網絡由采集系統、WIFI無線網卡、ARM嵌入式系統、無線AP等四部分組成。所有測試節點通過控制WIFI無線網卡將測試數據傳輸到無線接入點，再由無線接入點橋接轉發到遠端的控制臺。每個測試節點以ARM嵌入式系統作為控制中樞，嵌入式系統通過總線接口控制采集系統的數據采集，同時通過RS232接口控制WIFI無線網卡的數據收發。
三、智能家居控制系統方案設計
（一）智能家居控制系統結構設計
本論文設計主要將智能家居控制系統主要分五個部分組成：電源部分、控制器模塊、各個功能子模塊、智能家居控制系統內部通信以及智能家居控制系統外部通信。電源部分：電源部分是為整個智能家居控制系統供電，因此是硬件設計的重點，在控制設備設計中是用直流開關電源接220V電壓來接入設備為系統供電，現在的ARM處理器為了減少系統的功耗、便于電源管理，采取多組電源供電的方式來工作?？刂破骱诵陌澹褐醒肟刂破魇钦麄€智能家居控制系統的核心，本設計采用嵌入式ARM-STM32F103芯片，通過一些預留I/O接口來連接其它功能子模塊，并可以在客戶需要其他功能時做出設備的擴展。功能子模塊：功能子模塊以控制器為核心，實現系統所需的特定功能，比如：智能燈光的控制、家庭電器設備的控制、室內溫度及氣體的采集、遠程控制等。每個模塊的實現功能都是由控制器來發送指令。智能家居控制系統內部通信：其主要實現的功能是完成中央控制器與功能子模塊之間的信息傳遞。經過前面對有線與無線通信方式的分析與研究，本次設計采用無線通信方式做為智能家居控制系統的內部通信方式，并結合無線通信特點，本設計采用WIFI以及串口通信做為內部通信方式。智能家居控制系統外部通信：主要功能是實現用戶通過Internet遠程操作與控制家居設備，隨著我國目前寬帶網絡的發展日趨完善，技術的不斷成熟，現階段我國常用的寬帶接入方式有兩種：ADSL、無線上網及常說的WIFI，因此在控制系統中采用這兩種方式，添加W5300網關模塊，并將WIFI作為其外部通信，以此來降低系統成本及復雜度。
（二）智能家居控制系統方案框圖
經過對智能家居控制系統方案的選擇及技術手段的選定，下圖給出本次控制系統方案框圖。由圖可見，本次論文設計旨在實現的功能有：通過溫濕度傳感器采集房間的溫濕度、通過氣體傳感器采集空氣有害氣體濃度、通過光照傳感器測量房間光照度，通過無線網絡實現智能家居統控制系統同Internet網絡連接，并通過Yeelink網絡實現實時檢測與開關控制。
四、結語
總而言之，隨著社會的發展，人們的生活環境在受到越來越大的威脅，集中體現為人們的生活環境在不斷惡化，如果不對人們的生活環境進行高度重視，人類的可持續發展將受到嚴重威脅。所以世界各國紛紛采取了節能減排和低碳經濟發展的策略。然而建筑作為人們日常生活中的最重要載體，其內的能源消耗和碳排放是低碳經濟發展的一個重要方面，所以應該大力發展智能家居，在人們的居住環境方面對生活質量進行改進。人們越來越追求生活質量，所以用家庭智能化系統，具有重要的意義，也符合大眾的心聲。因此，智能家居控制系統有一個非常光明的前景，這也是本課題研究的意義。
參考文獻
智能家居系統范文6
關鍵詞：智能家居；MVC；界面定制；用戶界面
中圖分類號：TP311 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1302（2014）10-00-03
0 引 言
隨著社會信息化、智能化的快速發展，市場上智能家居應用軟件越來越多，控制的設備越來越復雜，給用戶操作帶來了不便。支持界面定制的智能家居控制系統，可以讓用戶根據自己的意愿，定制個性化的控制界面，真正給用戶帶來最大程度的高效、便利、舒適與安全。目前，只有少數國外公司提供了相應開發工具，但是進口軟件價格昂貴，不利于推廣，無法滿足用戶需求。因此，國內智能家居市場急需一種支持界面定制的控制系統，來滿足廣大用戶的需求。
本文提出一種基于智能終端可定制用戶界面（User Interface，UI）的智能家居控制系統，并結合 MVC設計模式，展開了對家居設備控制界面定制技術的研究工作。家居設備種類繁多，首先將設備歸類，用面向對象的思想將其抽象化，并定義其控制屬性、參數和行為等；然后，針對不同種類設備，設計運行在智能終端系統的各個顯示界面、操作界面等，將家居設備控件化；最后，將對象控件相關聯，設計界面生成器，使用戶可以定制個性化界面，極大地提高了界面的友好性。同時，本文還結合Android智能終端，給出了具體設計實例。因此，對基于移動終端設備的智能家居系統界面定制技術的研究，具有很高的現實價值和實際意義。
1 智能家居系統概述
1.1 智能家居系統分類
智能家居系統根據其功能主要可歸為以下幾大類：
1.1.1 智能照明系統
（1）室內照明燈具
室內照明燈具主要分為：吸頂燈、吊燈、壁燈、臺燈、節能燈、落地燈等。
按照光源劃分為：1）白熾燈：鹵素燈、石英燈；2）熒光燈：日光燈、節能燈等；3）HID：高壓汞燈、低壓鈉燈等；4）LED：二極管、LED系列。
（2）照明控制方式
照明控制方式有兩種，即開關控制和調光控制。開關控制主要是開關調控，即靜態控制方式，主要利用斷路器控制；調光控制是動態控制方式，即要實現改變光源的光通量的輸出[1]。
1.1.2 電器控制系統
常見家用電器按控制方式可以分為兩種：一種是簡單控制電路的通斷來控制電器的控制器，主要可控制冰箱、熱水器等家電；另一種是模擬紅外遙控器發出信號的控制器，主要可控制空調、電視機等使用紅外遙控器的家電。
1.1.3 智能遮陽系統（電動窗簾）
系統對電動窗簾的控制，實際上是通過控制電機來實現開、關、停的智能控制?？刂茖ο罂梢允垢鞣N帶電機的設備，如電動門、電動窗戶、電動投影幕等。
1.1.4 安防監控系統
系統通過燃氣探測器、煙霧探測器來監測有無煤氣泄漏及起火等危險情況發生；通過紅外探測器、門窗磁探測器、網絡攝像機、智能門鎖來監控有無外來人員入侵[2]。如有發生以上危急情況發生則自動發出報警信號。
1.1.5 環境監測系統
系統主要通過各傳感器檢測室內環境，包括溫度傳感器、濕度傳感器、PM2.5監測儀、甲醛監測儀等[3]。
1.2 智能家居系統框架
智能家居系統框架可以劃為應用層、智能家居控制界面定制平臺、網絡層、感知層四個組成部分，圖1所示是智能家居系統框架圖。
2 控制對象分析
2.1 屬 性
家居設備定義的屬性有以下幾方面：
①設備名：用以區分不同設備。
②設備位置：用來說明每個設備在家中所處的位置。
③設備圖片：每類設備配置一種圖像，用以在智能終端上顯示，用戶操作時，選擇相應圖片即可。
④設備種類：設備種類有受無線信號控制的燈類，受紅外遙控器控制的電視機空調類、有消息傳遞到智能終端的傳感器類等[4]。
圖1 智能家居系統框架圖
首先設計一個設備父類，該類為抽象類，家居系統內各類型的可控設備，都可以繼承設備類來實現?？稍O計空調類、燈類、冰箱類、傳感器類等繼承設備父類。
在操作時，使用類生成的對象描述具體家居設備。例如操作某個燈具時，使用燈類生成對象并分配資源，操作結束后，對象消亡，回收資源。
2.2 操 作
將設備提供的功能，以函數接口的形式對外提供，最終用戶也是通過這些接口信息，來定位某個特定設備上的具體功能[5]。該功能函數的基本特性：函數名、功能說明、函數返回值、函數的參數、參數方向、類型和取值范圍。
函數返回值的類型主要有：無返回值型、整型、浮點型、字符串型。
函數參數方向有三種：1）參數是由客戶端發送給服務器端的，不需要返回值；2）參數是由服務器端發送給客戶端；3）參數是由客戶端初始化，發送給服務器端，服務器能夠修改參數的值。
2.3 狀 態
一般情況下，對設備的操作是對設備某一狀態的改變。描述設備的狀態，狀態聲明應在操作聲明之前。狀態的描述包括：狀態名、狀態說明、狀態值類型、期望狀態值、實際狀態值、異常信息。
狀態名與改變該狀態的函數名直接相關；狀態說明和操作中功能說明一樣，是一個字符串對象；狀態值類型可以是短整型、浮點型、字符串型和枚舉類型。
2.4 常見家居設備功能和參數
家居設備種類繁多，本文針對幾種常見家居設備進行了抽象，其功能和參數描述如表1所列。
表1 幾種常見家居設備功能和參數描述
設備名 設備位置 功能設置 參數數據類型
燈 整個家 開關狀態設置 布爾型
亮度調節 短整型
空調 臥室
客廳 模式調節、風速和風向設置 字符串型
溫度設置 短整型
開關狀態設置 布爾型
冰箱 廚房 溫度設置 短整型
開關狀態設置 布爾型
電視機 客廳
臥室 節目菜單
屏幕亮度、音量調節
開關狀態設置 字符串型
短整型
布爾型
溫度
傳感器 整個家 模式設置
溫度調節 字符串型
短整型
由表1可知，家居設備控制對象按其功能屬性和參數數據類型，主要可以歸為以下幾類：
（1）開關類：主要是具有請求/響應兩種狀態的設備，如燈的熄滅、電器電源的通斷等。
（2）可調控類：主要是控制和調節具有連續/非連續狀態變化的設備，如燈的亮度調節、空調和冰箱的溫度調節，電視機的音量調節等。
（3）數值類：主要是包含數據信息的設備，如傳感器的數據顯示。
（4）菜單類：主要是受紅外遙控器控制的設備，如電視機、空調等具有功能設置菜單。
3 智能終端界面設計
3.1 MVC模式
在智能終端用戶界面的開發過程中，采用的是MVC的軟件開發模式，圖2所示是MVC模式結構圖。該軟件框架中，包含了提供處理用戶輸入的控制器，顯示用戶界面和圖像的視圖以及用來保存數據和代碼的模型[6]。根據 MVC 的設計原則，UI與程序邏輯是完全分離的。
3.3 控制對象與控件的映射關系
根據對家居設備功能服務中操作屬性以及變量類型的分析，抽象形成的設備功能服務操作屬性和智能終端設備UI控件之間的基本映射關系如表2所列。
圖2 MVC模式結構圖
3.4 業務邏輯控制
業務邏輯控制的自動實現，相當于將家居設備功能服務操作集合的描述信息，映射到UI模塊中的控件事件上，以此實現對控件的邏輯控制功能[7]。
首先，根據該操作的輸入輸出屬性的判斷完成 UI 模塊中的控件的選擇和映射；通過控件的狀態變化屬性事件，自動生成綁定到控件事件的業務邏輯代碼；然后，通過操作該控件，調用處理控件事件的邏輯控制代碼；最后，采用終端系統中的線程機制完成與設備的通信，獲取相關的信息，并將之在用戶的控制界面上反映出來。
表2 家居設備操作與UI控件映射關系
設備操作屬性 UI控件 設備操作屬性 UI控件
布爾型變量請求/響應操作屬性 雙狀態
按鈕控件 連續區間
特定變量 滑動條
控件
枚舉變量類型
（變量在三個以內） 單狀態
按鈕控件 非連續區間
特定變量 可調節的
文本框控件
枚舉變量類型
（變量在三個以上） 下拉列表
控件 有輸入操作
（單參數列表） 單選框
控件
字符串類型
（只有輸出操作屬性） 文本顯示框
控件 有輸入操作
（多參數列表） 復選框
控件
字符串類型
（輸入輸出操作屬性） 可編輯文本框控件 圖片類型
（輸入輸出操作） 圖片按鈕
控件
4 設計實例
本文結合Android平臺，將智能家居控制系統UI定制技術實例化。在Android 用戶界面設計過程中，都是采用 XML 文件描述和配置用戶界面，同時，采用 Java程序代碼實現業務邏輯。
4.1 Android布局和基礎控件
Android界面設計主要由View和ViewGroup對象構建。View主要完成接受用戶參數和實現用戶UI對象操作。View對象在設計過程中，被系統作為一個數據流進行處理[8]。 Android平臺本身已經內置了豐富的用戶界面控件，也可以構建自定義UI控件[9]。用戶可通過修改控件屬性，以達到想要的效果?？丶幕緦傩匀绫?所列。
4.2 Android事件傳遞和處理
Android系統有多種辦法來攔截用戶與應用程序交互的事件。View類提供了多個方法來捕獲用戶的交互事件。組成應用程序用戶界面的各種UI控件都包含了與交互事件相關的回調方法[10]。當相應的事件在控件上發生時，系統將會調用這些方法。
表3 控件的基本屬性表
屬性 說明 屬性 說明
ID ID Top Margin 上邊距
Height 高度 Bottom Margin 下邊距
Widget 寬度 Left Margin 左邊距
Background 背景 Right Margin 右邊距
Visible 可見性 Text 文本
Font Size 文本字號大小 Text Color 文本顏色
Font Style 文本字體樣式 Text Align 文本對齊方式
4.3 控件拖動
在智能家居控制系統使用過程中，用戶可通過布局及控件的拖動完善控制系統界面。具體流程如圖3所示。
圖3 添加控件的工作流程
Android控件拖動的實現，首先要檢測觸摸事件，主要是實現觸摸事件的監聽，獲取觸碰點位置；通過實現onTouch（）方法來處理觸摸事件，對觸摸事件各種狀態進行定義與距離判斷；最后，重新設置View的位置。
5 結 語
近幾年來，隨著4G技術的快速發展，移動終端越來越受到用戶的青睞，便捷、友好的操作環境成為智能終端UI設計的核心需求。Android設計實例結果表明，通過UI定制技術，用戶能夠可視化操縱控制界面的布局生成，即使不熟悉系統操作的用戶也實現美觀性和交互性強的界面。因此，本文對智能家居控制系統UI定制技術的研究具有重要的市場價值和現實意義。
參考文獻
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