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智能家居的設計方案范文1
關鍵詞：智能家居；iOS；消息推送；Xcode
中圖分類號：TP311.1 文獻標識碼：A
1 引 言
近年來，安防監控技術己經由原來的單一控制發展為現在多種控制方式相結合的形式。在安防監控技術不斷發展的影響下，監控系統也由原來的模擬系統逐漸發展成為集網絡化、數字化、智能化于一體的多信息平臺監控系統。隨著移動智能終端應用的日漸普及，通過移動終端獲取家居環境的實時信息已成為智能家居安防應用領域的開發熱點[1]。iOS（蘋果公司移動操作系統）設備在中國移動智能終端市場的占有率逐年上升。因此，在基于iOS的平臺上有針對性地開發一種智能家居報警系統，將方便更多用戶“隨時隨地”防范和保護家居環境[2]。
2 總體方案設計
總體設計方案如圖1所示，該報警系統主要包括ZigBee數據采集端、報警管理服務器端、iOS移動客戶端三個子系統[3]。數據采集端通過串口與報警管理服務器端相連接，負責采集家居環境中的監控信息，并根據硬件智能控制機制采取相應報警操作。iOS移動客戶端負責報警信息的推送以及報警操作的控制，通過WLAN/GPRS網絡與報警管理服務器端相連接。報警管理服務器端負責轉發和處理信息采集端發送的報警信息，以及響應移動客戶端的操作信息。數據采集端和報警管理服務器端僅做簡要介紹，本文將詳細介紹基于iOS的移動客戶端開發。
3 系統設計與實現
3.1 ZigBee數據采集端設計與實現
數據采集系統采用ZigBee無線節點采集并發出報警信息，利用人體熱釋電紅外傳感器（HCSR501人體感應模塊）實時感應人體入侵信息，利用門磁開關模塊（KTMC8）感應門或窗的被動開啟操作。該數據采集方案利用了ZigBee自組網無固定基礎設施的優勢以及多源傳感器信息融合的特點，能夠保證家庭環境信息感知的實時性與準確性。
3.2 報警管理服務器端設計與實現
報警管理服務器采用的是Tomcat 8.0 服務器。Tomcat 8.0服務器是一種免費的開放源代碼的Web應用服務器，運行時占用的系統資源小，擴展性好，適用于小型應用服務端。
3.3 iOS移動客戶端軟件設計與實現
移動客戶端是基于iOS移動終端進行開發的，報警信息的可通過文字和圖像等信息承載手段來實現?？紤]到其他不利因素，如終端設備不穩定的網絡速度和信息處理的載荷變化等，本文中基于iOS平臺的智能家居報警系統采用文本信息推送的形式報警信息。終端收到推送消息后，提醒用戶可在終端采取相應的報警操作，如開燈、拍照、撥打電話等。
3.3.1 開發平臺
iOS是由蘋果公司開發的移動操作系統，主要應用對象為蘋果公司出品的相關移動設備。該操作系統具有簡單易用的界面、強大的功能以及超強的穩定性，據Kantar Worldpanel ComTech的全球智能手機季度銷售報告顯示，在2015年第二季度國內的移動終端設備領域，iOS設備占據了24.4%的份額[4]，創歷史新高，越來越多的移動端用戶選擇使用iOS設備。與Android平臺相比，應用iOS系統的移動終端設備以視圖優先為原則，使用較少的框架，保證了開發者對硬件最有效的使用。同時，iOS系統具有較高的安全性[4][5]，所以這類設備的優勢主要體現在良好的用戶體驗和較為安全的使用環境。
iOS移動客戶端的開發使用的是蘋果公司提供的非開源集成開發環境Xcode 6.1，編程語言采用的是ObjectiveC。智能家居報警程序的前期調試在Xcode模擬器上完成，后期測試與調試在真機上完成。
3.3.2 軟件主程序架構設計
首先進入移動端程序，用戶需要登錄對應賬戶。移動端通過WLAN/GPRS實時接收報警管理服務器端發送的報警消息，如有報警消息，用戶可根據不同的報警消息采取相應的報警操作。如果當前報警操作已完成，則再次進入接收推送消息的狀態。按照上述方式，程序循環執行，圖2給出了軟件主程序流程圖。
3.3.3 主界面設計
如圖3所示，移動終端應用程序主界面包括監控區域、情景設置、監控詳情和其它四個功能模塊。
1.監控區域：刪除或添加對指定房間的監控；
2.情景設置：對不同的監控區域設置不同的監控條件，包括離家、回家和休息三種監控狀態設置。此外，用戶也可以添加其他自定義的報警操作；
3.監控詳情：以圖片形式顯示監控區域畫面，用戶基于此監控畫面可采取人為報警操作；
4.其它：提供移動端程序的相關信息，如用戶登錄、關于軟件、版本更新等功能。
3.3.4 報警消息推送設計
該移動客戶端使用iOS消息推送機制實現報警消息的推送[7]，該消息推送機制是在應用程序APP、APP服務端（Your Server）與APNS（Apple Push Notification Service）服務器之間完成的。消息推送流程如圖4所示，推送流程功能說明如下：
1.應用程序（APP）通過iOS系統向Apple Push Notification Service（APNS服務器）注冊消息推送服務并申請Device Token（設備標識）；
2.APNS 服務器將Device Token 發送給APP；
3.APP將Device Token發送給Your Server （APP服務端）；
4.APP服務端向APNS 服務器發送推送消息；
5.APNS 服務器將推送消息發送給APP。
移動端報警消息推送提示界面如圖5所示。
3.3.5 用戶報警操作設計
用戶報警操作界面如圖6所示，當移動端設備收到APNS服務器發送來的推送消息后，用戶根據推送消息及時采取相關報警操作，如點擊“燈光”按鈕，實現對監控區域燈光的開關控制功能。點擊“拍照”按鈕，實現拍照記錄監控區域的功能[6]。點擊“報警電話”按鈕，實現撥號報警功能。上述操作均在iOS移動客戶端實現，用戶通過操作移動端，經過報警管理服務器端將相關操作信息轉發到數據采集端，最終數據采集端實現相應的操作，達到家庭環境智能家居安防的目的。
4 系統分析與測試
軟件測試是程序開發的重要環節，同時也是保障應用程序正常運行的關鍵。本文開發的程序分別在Xcode Simulator（Xcode模擬器）和iOS真機設備兩個平臺進行了測試。包括延時測試和iOS設備兼容性測試兩部分內容。
圖7 延時測試
延時測試，包括入侵報警消息推送延時和安防操作延時，此處延時包括硬件延時和軟件延時的總和。由測試統計結果可知，不同的延時均達到了系統的要求，延時測試結果如圖7所示。
iOS設備的兼容性測試包括該報警系統軟件對當前國內iPhone主流機型的兼容性，經測試，該移動客戶端能夠兼容目前iPhone主流機型。iOS設備兼容性測試結果如表1所示。
經過不斷的測試與改進，智能家居報警系統的延時和設備兼容性均達到設計要求。
5 結 論
本文設計的基于iOS平臺的人員入侵報警系統，著眼于智能家居安防的需求，可應用于多種不同的場景，如家庭、倉庫、小型超市、個體商店等[8]。結合ZigBee節點的無線組網優勢，實現了不同監測區域的靈活布網。面向iOS移動客戶端進行開發，使持有iOS設備的用戶能夠使用該系統，這將增加智能家居安防系統的目標用戶。因此，該系統的設計，較好的適應了智能家居安防系統的需求，適應了智能家居行業的發展方向。
未來工作將根據ZigBee無線網絡的特點，進一步優化iOS移動終端的性能，增加更多的監控措施，幫助用戶獲得更完美的使用體驗。
參考文獻
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智能家居的設計方案范文2
關鍵詞：嵌入式； B/S架構；智能家居；安防
中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）27-6211-03
隨著學科間的相互滲透作用，計算機行業、電信行業、安防監控行業的滲透結合使智能家居安防子系統的開發與應用成為現實。智能家居安防子系統因具有方便、快捷、智能化、安全等特點而深受人們的青睞，并得以廣泛應用。視頻監控子系統作為智能家居安防子系統的組成部分之一，它隨著網絡通信技術、嵌入式技術、多媒體技術、傳輸技術、圖像數據存儲容量以及圖像處理技術的快速提高而得到飛速的發展。傳統的多媒體監控系統通常是通過有線線路的布線方式實現，它不僅擺脫不了對各種線纜的束縛而且安裝成本也高、系統的可擴展性差?；贚inux平臺的智能家居安防子系統不僅可以脫離線纜的束縛、成本低，而且系統的擴展性高，穩定性強，具有廣泛的推廣應用價值。
1 總體設計
智能家居安防子系統采用面向Internet的B/S架構，主要由家電無線控制子系統、視頻監控子系統和遠程控制子系統組成。其功能主要有家庭聯網、實時視頻監控、系統控制以及錄像存儲回放、輔助功能等。
該系統具有5個功能模塊，其層次結構如圖1所示。
1.1 B/S架構設計模塊
為方便用戶操作，系統采用基于瀏覽器的B/S架構，使其有更加豐富和靈活的表現手段與用戶交流，用戶可以直接通過瀏覽器完成諸如系統參數設置、實時觀看監控視頻、下載監控錄像和遠處訪問控制云臺等操作。
1.2 監控模塊
用戶可以通過數字機頂盒、有線網絡、Wi-Fi無線傳輸在智能移動設備上實時查看當前的監控畫面。當異常情況發生時，通過攝像頭的短消息發送功能，對用戶進行報警，通過網絡中心將當前的異常情況上報給管理中心，通過數據中心，將問題上報給相關職能部門，以便及時做出處理。
1.3 圖像存儲記錄模塊
只要攝像頭啟動，則進行本地存儲動作，以便在有線網絡出故障時，圖像記錄不會丟失，當網絡正常時，則存儲在遠端存儲服務器上方便后續使用。對于合法的用戶，能對視頻錄像進行回放。存儲在遠端的圖像文件，在有線網絡正常的情況下，可提供復制、刪除及多種查詢等功能。
1.4系統控制模塊
當攝像頭的設備出現意外故障時，服務器能感知并處理故障；攝像頭用戶管理功能，所有用戶的信息都要通過后臺中心進行管理，并能對相關的信息進行新增和修改；短消息現場管理，用戶可以通過短消息對于當前攝像頭的用戶管理信息進行修改和處理；攝像頭短消息用戶交互功能，用戶可以根據自身的需要通過短信或者Web的方式開啟和關閉攝像頭，并在關閉時設定各時間值，到了設定的時間自動打開攝像頭，從而做到保護自身隱私又不會因為忘記打開而造成不必要的損失。用戶可以通過短信來查詢和控制當前攝像頭的行為。
1.5 輔助功能模塊
RFID自動設備控制，可用于諸如家庭門燈控制，車庫大門控制等類似場合的自動控制。中心軟件升級能做到熱升級，即在不影響原先系統使用和記錄數據的情況下進行升級，并且能將原始版本備份，以備回滾。攝像頭軟件升級時能通過遠程控制的方式升級，減少升級所帶來的人力消耗。對于用戶或者管理人員對于攝像頭進行的任何操作都有相應的日志記錄，以便后續可以進行查詢。
2 關鍵技術的實現
2.1 B/S架構模塊實現
3 結束語
本系統經試運行，能實現家庭安防的實時視頻監控、系統控制以及錄像存儲回放、輔助功能，對提高人們對舒適的家庭與安全環境具有重要的作用與意義，有一定的應用價值與運用前景。
參考文獻：
智能家居的設計方案范文3
關鍵詞 智能家居 ZigBee 無線通信
中圖分類號： TP273 文獻標識碼：A
目前，家電品種繁多，我們已經無法僅僅滿足于家電設備的獨立自動化、智能化，人們關注得越來越多的是家居環境的安全、健康、便捷和舒適，因而有效地將家電聯網促成信息家電、智能住宅成為了開發人員的主題。本文將研究一個實現高效率、低成本、具備無線通訊功能的智能家居系統，使之能集中管理和控制，同時能夠完成異地網絡控制信息的接入。通過本智能家居系統，人們可以在任意時間、任意地點在手機、互聯網、遙控等終端幫助下，對家中任意角落的任意設備、環境進行控制，盡情享受科技給我們帶來的便捷、安全、舒適的家庭環境。
1 整體設計方案
本系統采用分布式控制方式對智能家居的各個部分進行統一的控制，主要包括信息家電部分、環境控制部分（包括室溫、照明、窗簾等）、安防報警部分、遠程操作部分。各部分又包括多個節點，每個節點即為通訊的一個終端。各節點之間相互獨立，某一個節點出現故障不影響其他節點的運行。由于智能家居系統功能龐大，需要控制的信息很多，因而也包含很多節點，本文將針對煤氣控制節點和溫濕度控制節點兩個功能節點展開研究。
2 系統硬件設計與實現
2.1主控制器
本智能家居系統主控制器采用SamSung公司的一款S3C2440微控制器芯片，這是一款32位RISC微處理器，它采用ARM920T內核，擁有0.13 m的CMOS標準宏和存儲器單元。適合手機設備和應用于成本低、性能好、低功耗的小型微控制器的場合。S3C2440的核心處理器ARM920T實現了MMU、AMBA BUS和Harvard等高速緩沖結構，提供了各自獨立的16K的數據Cache和程序Cache，內部集成了完整的系統外設，極大降低了系統成本。
2.1.1 Flash存儲器電路的設計
本硬件平臺選用Samsung公司的NandFlash芯片K9F1216UOA作為Flash存儲器芯片。該芯片工作電壓3.3V，包含4個可同時擦寫存儲塊，每頁528Bytes+16byte，每32page形成一個Block，總共包含4096個Block，總容量為40968B=66M，其中2MB是用來保存ECC校驗碼等額外數據，實際使用其中64MB。
2.1.2 SDRAM接口電路設計
為充分發揮S3C2440的32位數據處理優勢，一般采用32位存儲器系統，本系統選用2片16位數據寬度的HY57V641602的SDRAM，工作電壓3.3V，其單片容量為32MB，2片共構建成64MB空間，一片作為高16位，一片低16位，這足以滿足本系統運行時對容量的要求。
2.2 通信模塊
CC2430是一個SOC芯片，它能提供提高系統性能且滿足以ZigBee為基礎的2.4GHz ISM波段的解決方案，這個方案滿足低功耗、低成本的系統要求，它結合了8KB的RAM和多功能的模塊，根據不同的閃存空間來優化成本。
CC2430無線通信模塊模塊式基于無線傳感器網絡結構，包括很多設置在監控區域里的低價傳感器節點，通過無線數據傳輸協議模式構成了一個自組織多跳無線網絡。該通信模塊波特率、發射功率以及數據響應格式都可調節，傳輸數據的可靠性和穩定性更高，并且極大程度地減小了誤碼率。鑒于ZigBee無線通信網絡協議標準擁有易實現、數據傳輸可靠性能好、短距離操作、各層次的安全性、功耗極低、成本極低等優勢，它完全符合近程無線通信模塊的設計要求，因此選擇ZigBee的通信技術完成無線數據模塊系統。
2.3 煤氣泄漏監測節點的電路設計
泄漏檢測采用QM2N2型氣敏傳感器作為檢測元件，其電阻隨可燃性氣體或煙霧濃度的改變而改變。正常情況下，可燃性氣體或煙霧濃度在允許范圍內，氣敏傳感器1、2間電阻值較大，從2端輸出低電平。當可燃性氣體或煙霧濃度達到一定值后，氣敏傳感器l、2間電阻值迅速減小，從2端輸出高電平，即使三極管Q1導通，C點由高電平轉成低電平。C點連接至無線通信模塊的P1.4口，這樣就可以通過檢測P1.4口來確定是否煤氣泄漏并適時做出報警處理。
2.4 溫濕度節點的硬件電路設計
本節點溫濕度傳感器采用SHTl5系列貼片型芯片，它可以同時測量濕度和溫度數據。濕度測量范圍：0～100%RH，溫度測量范圍：-40～+123.8℃，濕度測量精度：0%RH，溫度測量精度：3℃。
智能家居的設計方案范文4
【關鍵詞】智能家居；室內設計；設計影響因素
智能化家居為傳統的室內設計平添了很多亮色，將人們帶領到了新的生活方式中。智能化家居利用計算機、網絡、布線等技術針對不同的個性需求，將室內的各個子系統有機地結合起來，實現了“以人為本”的家居理念。美國一家權威機構對全球智能家居市場進行調查，2003年的市場總值為4000多億美元?！敖ㄔO智能化小康示范小區”在《2000年小康型城鄉住宅科技產業工程項目實施方案》中被定為我國的重點發展方向[1]。
一、智能家居系統概述
1.1智能家居概念
將住宅作為平臺，利用各種網絡、信息和設備為手段，將系統、服務、管理有機地結合在一起，為人們提供更加舒適、安全、環保、高效的居住環境，這種住宅就是智能住宅，也稱為智能家居。
1.2智能家居系統的組成
智能家居系統主要包括信息處理、通信、驅動和外界信息接口四個模塊。其中信息處理主要是指對各個智能家居產品的信息進行匯總和處理之后，將結果輸送到驅動模塊；通信主要是指信息處理模塊給驅動模塊輸送處理結果所需要的中間介質；驅動主要是指接收到處理結果之后，將這些處理結果翻譯成為電器執行的電平信號；外界信息接口主要是指內部電器共享的基礎上，與外部基于internet的資源共享[2]。
___________________________
【基金項目】重慶文理學院學生科研課題“基于現代智能家居系統的室內設計研究” （Y2013080）
【作者簡介】蘇雅，女，河北三河人，重慶文理學院美術與設計學院學生，主要從事室內設計研究。
1.3智能家居系統的功能
智能家居是以智能化理論為指導，通過計算機、網絡通信及多媒體等技術，利用家庭總線系統將家庭的安全、自動化、通信、文化等子系統的功能結合起來，使得住戶的家庭環境能夠更加安全舒適、方便快捷。
二、設計智能家居時要考慮的因素
2.1設計智能家居時要考慮住宅功能
智能家居的設計要更多的以住戶的需求為主導，使設計出的智能家居能夠最大限度的滿足人們方便、舒適的生活需求。當前智能家居的設計中已經有很多方面實現了這個目的。智能家居的遙控功能實現了一個遙控器控制家里所有的照明和電器；智能家居的集中控制功能省去了布線的麻煩，直接實現多種集中控制。智能家居中的還有許多更為高級的功能，比如通過電話實現遠程控制、房屋自動定時控制、利用網絡實現窗簾和空調等部件的控制、多功能統一的遙控器控制等。
2.2設計智能家居時要考慮性價比
性價比是智能家居設計中一個很重要的影響因素，不僅要是住宅功能強大，而且要做到價格合理、實惠，使智能家居能夠實現性能與價格的完美結合。一方面要有選擇性的采用需要的功能設計，另一方面要對同類產品進行價格比較，選擇性價比最高的產品，實現物美價廉。
2.3設計智能家居時要考慮變化性
在施工的具體過程中，總會有一些不可預料的因素的存在，會導致施工中出現各種變化，設計時要考慮到兼容性和可擴展性，為這些變化留有余地，不能夠讓智能家居的設計成為不可變更的設計。
2.4設計智能家居時要考慮復雜性
在智能化家居的布線設計中，要考慮到布線安裝要涉及到的成本和過后維護的問題，也要考慮到未來住宅功能擴展的因素。在布線安裝時要選擇簡便的、符合大部分人習慣的設計。
三、基于現代智能家居系統的室內設計
智能家居是一項涉及到建筑專業、供排水專業、電氣專業、建筑機構專業、暖通專業、工業設計和室內設計專業等多個專業的系統性的綜合工程。在智能家居的室內設計過程中要考慮到與傳統室內實際的差異，在觀念、程序、方法上與傳統的室內設計有所區別，把握其在智能家居設計中的特點[3]。
住戶一般情況下選擇智能家居無非是出于享受和喜好這兩個方面，一種是希望自己在繁忙的工作之余能夠享受智能家居帶來的輕松和舒適，另一種則是智能家居中部分產品的功能與住戶個人的喜好非常貼近。室內設計師要從這些信息中得到住戶的習慣、喜好、目的等重要信息，根據住戶的需求設計出更加合理、個性化的室內環境，使設計方案能夠具有更高的成功率。
3.1從室內風格分析室內設計受到的影響
不同的時代和不同的地區的特點，經過不同設計師的創作和表現就會出現不同的設計，漸漸地就會發展成為具有代表性的設計形式，這就形成了室內設計風格。
當前智能家居產品的外觀大部分都是具有現代感的，當戶主要求的室內設計風格是現代風格的時候，只需要要考慮如何將這些產品與室內氛圍較好地融合即可；但是當戶主所想要的室內設計風格不是現代化風格時，設計師在做室內設計的時候就要充分考慮到兩者之間的對比或者呼應，既要使智能家居產品不顯得過于突兀，又要使這些產品與整個的氛圍相融洽。
3.2從室內照明分析室內設計受到的影響
人們已經有了節約能源的認識，也知道室內照明對于能源的浪費，雖然人們有心節約能源，但是真正做出額外的努力的卻很少。在智能家居室內設計時，應該充分考慮到室內照明的能源節約問題，設計照明系統的時間性、區域性自動控制系統，使室內的照明能夠按照時間和區域的設置實現自動關閉。自動控制的設計要留有人工干預的可能，以更好地滿足住戶的需要。通過各種室內照明條件的設計，達到節約能源和戶主個性化表達的雙重目的。
3.3從室內色彩分析室內設計受到的影響
配色問題時室內設計色彩問題中非常重要的一個方面。各種色彩之間的相互搭配形成了色彩效果，相同的顏色放置在不同的背景之下也會出現不同的色彩效果。根據色彩的敏感和依存的關系將色彩進行協調處理是配色的關鍵所在。
戶主對于智能家居的室內設計一般都會有很高的要求，當各類智能家居產品要放置到室內的時候，這些產品的顏色如何與室內其他的顏色相互協調成為了室內設計師需要重點考慮的問題。在室內色彩設計中要遵循兩個原則，一個是住戶個性化的要求，另一個是室內實際中各個要素色彩的靈活運用。
3.4從室內家具分析室內設計受到的影響
以電視柜為例來說明智能家居系統對家具造型和布置的影響。隨著電子產品的不斷發展，電視機的種類越來越多，比如液晶電視、背投電視、等離子電視等等，而且電視的尺寸也越來越大[4]。電視尺寸的變化影響了電視柜的尺寸，電視機橫向上越來越寬，使得電視柜為了適應電視機也變大越來越長，電視機豎向上越來越高，為了能夠適應人們觀看的需要，電視柜變得越來越低。有些家庭用地臺和隔板代替了傳統意義上的電視柜，還有些家庭將電視懸掛在墻上，客廳中不再放置電視柜。
3.5從室內陳設分析室內設計受到的影響
照片、字畫、盆栽、玩具、收藏、裝飾、雕塑等物品的陳設都屬于室內陳設的范圍。智能家居系統中，電視、音響、電腦、空調等都是屬于室內陳設的范圍。在對這些智能家居系統中的室內陳設進行設計時，要考慮到這些產品的造型、色彩、功能，使得室內設計中這些陳設能夠與整個環境達到協調一致的效果。
智能家居使得進入到家庭的產品越來越多，像數碼相機等這些小件的產品可以被收納到櫥柜中，但是像打印機這樣大件的產品就會成為室內陳設。辦公用的打印機多為灰白機身，而現在家用的打印機為了適應室內陳設設計效果的需求，推出了彩色機身，能夠為室內色彩增加調色，營造室內環境的設計效果。
3.6從其他方面分析室內設計受到的影響
室內的空間布局也受到了智能家居系統的應用的影響，在一些戶型設計中，客廳、廚房和餐廳是一個比較大的、寬敞的、明亮的空間，在這個空間里可以根據住戶的需求設計一個供家庭娛樂使用的小區域[5]。
原先人們對于廚房臟、亂、差的隨著掙提成廚房的出現而得到了改變，廚房因此變得非常的整潔干凈，而且也對其他區域的環境質量的提升有一定的效果，使人們能夠更加舒適、高效的工作和生活。廚房所處的位置也發生了變化，不再是整個房屋的角落地帶，而是成為了房屋中比較重要的一個區域，與入口、客廳、餐廳都想通。還有人將廚房設計成為開放式的，直接與房屋的其他功能區域相連。
結 語
智能家居具有廣闊而長遠的發展前景，這是因為它能夠為人們提供舒適、安全、方便、有機的生活環境，能夠迎合人們的喜好。在智能家居不斷發展的同時，也對室內設計產生了很大的影響，使室內設計與傳統的相比發生了變化。這些變化就對室內設計師提出了更高的要求，要求設計師要綜合考慮風格、照明、色彩、家具、陳設等方面的因素，在于智能家居產品供應商的溝通的基礎上，設計出住戶滿意的智能家居室內設計方案。
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智能家居的設計方案范文5
最近在智能家居領域我們看到不少藍牙的身影。相對于WiFi近年如火如荼覆蓋大江南北的勢頭，藍牙似乎顯得有些落寞。其實大概在四五年前，WiFi 遠沒現在普及，藍牙依舊是手機之間文件傳輸的主要方式。記得當年在諾基亞S60時代，用藍牙跟朋友之間傳輸一張照片、一首音樂是非常常見的事，而且藍牙本身傳輸速度也很快，使用起來也比較方便，基本上不受環境影響，只要兩部設備具有藍牙功能即可連接，所以被人們廣泛使用。
如今，支持藍牙的設備隨處可見。事實上，藍牙是生活中常見的一種重要通訊方式，相對于ZigBee、Z-wave、WiFi等技術在智能家居中“露面”較少而言，藍牙也是無線智能家居的一種主流通訊技術。藍牙技術得到了廣泛的應用，集成該技術的產品包括手機、電腦、耳機、音箱、汽車、醫療設備等等。
眾所周知，藍牙是一種點對點的通訊方式，支持設備短距離通信的無線電技術，能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等眾多設備之間進行無線信息交換。利用“藍牙”技術，能夠有效地簡化移動通信終端設備之間的通信，也能夠成功地簡化設備與 Internet之間的通信，從而數據傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路?；谒{牙技術的智能家居的設計方案，利用該解決方案可以使數據采集和家庭安防監控靈活方便，擺脫了布線系統的束縛，同時藍牙的跳頻技術在一定程度上提高了系統的抗干擾能力。
除此之外，藍牙設備體積小、易于攜帶，所以，在智能家居領域，藍牙技術比較適合一些近距離私人使用的設備，如智能手環、智能手表、智能秤等。
與物聯傳感等主流智能家居企業與采用的ZigBee等技術不同，藍牙技術明顯更擅長于“單打獨斗”的小設備。藍牙技術可直接置入體積較小的智能家居設備，特別是在安全性、能耗等方面提升之后，它也被用于不少智能家居單品。
智能家居的設計方案范文6
關鍵詞：藍牙通信；單片機；開關控制
中圖分類號：TP273
0 引言
隨著數字化和網絡化的不斷深入，智能化的浪潮席卷了世界的每一個角落，成為勢不可擋的歷史趨勢，其中正在興起的智能家居系統，就是在這種形勢下產生的。很多現代家庭已經從追求住宅的豪華裝飾轉向住宅智能化，享受智能化帶來的多元化信息，以及安全、舒適與便利的生活環境。如何建立一個高效率、低成本的智能化家居系統已經成為一大熱點。智能家居網絡是指在家庭內部通過一定的傳輸介質將各種電氣設備和電氣子系統連接起來，采用統一通信協議，對內實現資源共享，對外通過網關與外部網互聯進行信息交換的局域網。但是現代家庭中，由于弱電線纜越來越多，傳統的家庭布線方式因為施工、維護、使用等諸方面的不便，已經不能適應當前家庭裝修的需要，更無法滿足未來智能家居生活的更高要求，而藍牙作為一個很有競爭力的小范圍無線通信技術，在智能家居系統的組建中必將發揮更大的作用[1-2]。
本文以藍牙通信技術為基礎設計了一種家居開關控制系統，該系統通過單片機與藍牙模塊的串行通信實現對繼電器的控制，從而使用戶可以通過手機在室內對家居開關進行操作。
1 系統的總體設計
系統總體結構如圖1所示，系統主要由手機、藍牙模塊、單片機電路、繼電器控制電路及電源五部分組成。該系統由單片機完成控制功能，利用串行通信對繼電器進行控制，通過手機控制軟件發送指令，藍牙模塊接收、傳輸指令，單片機接收處理后最終完成各項控制操作。
圖1 系統結構框圖
2 系統硬件設計
要建立智能家居控制系統，硬件是關鍵和基礎，它對整個系統的穩定性、控制的準確性都有直接影響，系統的硬件設計主要包括電源電路、藍牙模塊、單片機電路、和繼電器控制電路部分。
2.1 藍牙模塊
本系統藍牙模塊選用了HC-06從機接收模塊，其模塊電路如圖2所示。HC-06藍牙模塊具有成本低，體積小、功耗低（藍牙模塊搜索狀態電流在20mA-40mA之間跳動，配對時就在8mA左右）、收發靈敏性高、控制指令豐富等優點，只需配備少許的元件就能實現其強大功能。
圖2 HC-06藍牙模塊電路圖
2.2 P89LPC936單片機
單片機選用NXP公司生產的P89LPC936。該單片機帶有增強型UART。具有波特率發生器、間隔檢測、幀錯誤檢測、自動地址檢測功能；選擇片內高精度RC振蕩器時不需要外接振蕩器件?？蛇x擇RC振蕩器選項并且其頻率可進行很好的調節。另外操作電壓范圍為2.4～3.6V。I/O口可承受5V（可上拉或驅動到5.5V）； 28腳TSSOP，PLCC和HVQFN封裝。最少有23個I/O口，當選擇片內振蕩器和片內復位時I/O口可高達26個。
2.3 單片機及其電路
單片機控制電路采用LPC936來實現對輸人信號的處理和開關電路的控制。P89LPC936的P2.3口作為繼電器控制端。藍牙模塊的UART端口直接與P89LPC936連接，如圖3所示。
圖3 單片機及其電路
單片機第10引腳（P1.4）為按鈕控制信號輸入端。P1.4為外部中斷輸入，系統初始化時將其中斷功能打開。按鈕作為手動控制輸入與手機的無線控制功能同時有效，不沖突。方便用戶在手機沒電時直接手動操作開關。當用戶按下按鈕時，單片機對繼電
器執行相應控制，以實現對開關的控制。
2.4 繼電器及控制電路
繼電器選用12V供電的PCB繼電器。體積小，觸點控制功率高。觸點可控制250V10A的功率。用在220V的電路中，完全滿足應用。自身功耗低（12V供電常開觸點吸合時僅需要40mA電流）。
繼電器控制電路如圖3所示，電路主要由開關三極管 ，保護二極管 和電阻 構成。通過單片機對繼電器的控制，可以實現對開關的有效控制。
2.5 電源電路
電源電路如圖4所示。電源電路設計輸入為～220V電壓。由于本系統自身功耗很小所以可以將變壓器做的很小。
圖4 電源電路
3 系統軟件設計
系統主程序要完成的功能主要是檢測藍牙設備是否工作正常、功能按鈕的實現以及繼電器的控制等功能。
系統主程序流程圖如圖5所示。
圖5 系統主程序流程圖
系統中斷服務程序流程圖如圖6所示。
圖6 系統中斷服務程序流程圖
4 結語
隨著社會經濟和信息技術的發展，智能家居進入普通住戶將成為趨勢，人們對生活質量要求的不斷提高，不僅僅滿足于在家庭內部實現網絡化、自動化，而且希望能夠對所有家庭的電氣設備和環境進行監測和控制。本文所設計的以藍牙通信為基礎的手機控制開關系統，符合人們對智能家居系統操作方便、節能環保、成本經濟的要求。測試表明，它不僅可以控制家居開關，更可以擴展應用到對其它的家庭電氣設備的控制上，因此它具有很好的推廣應用價值，它使家居智能化離人們更近，也給人們的工作和生活帶來了更多的便利。
參考文獻：
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