摘 要：

隨著科學技術發(fā)展速度的不斷加快，社會信息化進程也不斷深入，信息、通信技術均與人們的生活、工作存在密切聯(lián)系。在信息化社會背景下，人們的生活、工作習慣及方式也在不斷發(fā)展變化。隨著生活質量的不斷提高，人們對生活質量的要求越來越高。居家的便捷性、舒適性、安全性及可控性已經成為人們對居家環(huán)境的要求，居家環(huán)境的改善越來越受到人們的關注。

關鍵詞：

物聯(lián)網；智能家居；控制系統(tǒng)；設計

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

文章編號：16723198（2015）16022401

隨著生活品質的不斷提升，越來越多的人們追求具有舒適性、便捷性、安全性和可控性的家居環(huán)境。因此，現(xiàn)如今人類住宅正逐步由傳統(tǒng)向智能化方向轉變。在這樣的市場需求中智能家居控制系統(tǒng)并應運而生。本文主要從智能家居控制系統(tǒng)的結構、工作原理進行分析，進而從硬件及軟件對該系統(tǒng)的設計進行深入分析，旨在為智能家居控制系統(tǒng)設計的不斷優(yōu)化提高有價值的參考依據，促進系統(tǒng)不斷得到改進和優(yōu)化。

1 系統(tǒng)結構

本文研究的智能家居控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結構主要由戶內和戶外兩部分共同組成。戶內部分主要包含智能家居配電箱、末端的傳感器、執(zhí)行機構三個部分。末端的傳感器主要為煙感探測器、緊急報警按鈕、紅外探測器、亮度探測器等。執(zhí)行機構包含電飯煲、煤氣機械手、電動窗簾、水管電磁閥、攝像頭等。戶外部分主要包含服務器主機、手機、PC等。服務器與智能家居配電箱二者間的連接通過以太網來實現(xiàn)。該系統(tǒng)在應用過程中可通過以太網、無線網絡將用戶的戶內舒適度信息、安全信息直接傳遞到用戶終端，為用戶提供相應的報警和查詢。用戶還可通過用戶終端直接對相應的機構下達具體的操作命令，進而促進家居舒適度和安全性得到不斷提升。基于物聯(lián)網的智能家居控制系統(tǒng)結構設計如圖1所示。

圖1 基于物聯(lián)網的智能家居控制系統(tǒng)結構設計圖

2 系統(tǒng)工作原理

基于物聯(lián)網的智能家居控制系統(tǒng)最突出的特點表現(xiàn)為能夠及時、準確地對外界信息進行感知，并及時作出相應的反應動作。在本文探討的系統(tǒng)中，主要是通過緊急按鈕、煙感傳感器、亮度傳感器、紅外傳感器、溫/濕度傳感器實現(xiàn)對家居內部的溫度、火災、安防、照度等相關信息進行采集，然后再通過無線或者有線兩種方式將采集得到的相關信息上傳至輸入模塊。信息數據上傳完成之后，智能家居配電箱通過以太網將其上傳至服務器，用戶在使用該系統(tǒng)時，可通過手機或者客戶端PC進行信息查詢。當紅外安防傳感器、緊急報警按鈕等動作時，智能便會關將相關緊急信號直接發(fā)送到用戶手機端或者物業(yè)管理中心，進而實現(xiàn)對房屋用戶進行及時提醒。

3 系統(tǒng)軟件設計

在該系統(tǒng)中，主要的軟件部分為手機、服務器與PC及物業(yè)管理中心、服務器與智能家具配電箱進行的信息交換幾個部分。該系統(tǒng)主要結合應用了無線網絡和以太網兩種技術。通過以太網技術來進行數據傳輸時主要應用到UDP和TCP兩種協(xié)議。通過無線網絡技術來進行數據傳輸時應用到的技術為ZigBee技術。該系統(tǒng)的軟件設計包含兩部分內容，其為設計和發(fā)送。在系統(tǒng)應用過程中，服務器對智能家居配電箱相關信息數據的接收主要靠以太網來實現(xiàn)，然后將入侵報警、緊急報警按鈕、燃氣探測器報警等所發(fā)出的動作信號發(fā)送到物業(yè)管理中心，進而實現(xiàn)對房屋用戶進行報警。此外，該系統(tǒng)還可將房屋的濕度、亮度、溫度等舒適度相關信息根據客戶的具體要求，應用以太網技術和手機移動網絡技術直接發(fā)生到相應用戶PC和手機中，為用戶的查詢提高便利。用戶在獲取相關信息之后，可根據實際需要，直接借助手機移動網絡和以太網向服務器發(fā)送打開或關閉監(jiān)控攝像頭、吊燈、煤氣等相關具體指令，進而實現(xiàn)對房間進行智能控制。

4 系統(tǒng)主要模塊及功能設計

在該系統(tǒng)中，其服務器的基本功能主要為三個，分別為信息的發(fā)布功能、數據的分析與存儲功能、執(zhí)行命令的功能。系統(tǒng)在運行過程中可將用戶的相關信息直接上傳到指定的互聯(lián)網網址中，可根據實際需要，通過密碼登陸的方式對網址進行訪問，實現(xiàn)對相關信息進行查詢。系統(tǒng)服務器會定時對用戶相關信息進行儲存和分析。當接受到用戶相關命令之后，服務器會立即向命令下達到戶智能配電箱，然后實現(xiàn)命令的執(zhí)行。

在該系統(tǒng)中，電源開關模塊、電源模塊、繼電器模塊等均是設計在智能家居配電箱內，主要應用導軌式進行安裝，需安裝模塊的具體個數及大小來對配電箱

的尺寸進行預留。應用吸頂安裝方式進行對紅外四合一控制模塊進行安裝。各模塊的供電電源全部都是來自電源模塊，采用的通信協(xié)議為CAN總線協(xié)議。采用導軌式安裝方式來進行電源模塊安裝，輸入電流、輸出電流分別為為AC 220 V，DC 24 V。電源模塊具有雙電源冗余功能、一個干接點輸出，可對電源模塊的實際運行情況進行檢測。在智能四合一模塊中，其功能主要為紅外編碼發(fā)射、紅外學習、CAN總線互轉換、ZigBee協(xié)調器，應用吸頂式安裝。使用CAN總線來實現(xiàn)紅外模塊與其他模塊信息傳輸的連接。在家居配電箱中，其核心模塊為智能網關模塊，該模塊具備有場景、定時兩種功能，可對房間燈光進行調控，同時還可對CAN總線設備的功能進行掃描，具備獨立的以太網網絡功能。手動緊急按鈕、煤氣探測器、紅外幕簾探測器可將信息上傳到輸入模塊和輸出模塊中。智能網關把該兩模塊所收集到的相關信息直接上傳到云處理器進行存儲。有安全警示信息時，智能網關可立即將信息發(fā)送到用戶手機端。繼電器模塊的作用主要是對冰箱、電飯煲等用電設備進行開關控制。

5 設計方案應用實例及系統(tǒng)實際運行狀況

將該系統(tǒng)應用于某高檔小區(qū)中，該小區(qū)總共有720住戶。小區(qū)共用控制和監(jiān)控中心，該兩監(jiān)控中心、系統(tǒng)服務器均位于小區(qū)的物業(yè)中心。用戶服務器為該系統(tǒng)戶外部分的核心，通過以太網將小區(qū)內所有住戶的信息進行收集，并發(fā)送至互聯(lián)網，所有應用均可通過PC或者手機對相關信息進行查詢。將系統(tǒng)正式運行之后，系統(tǒng)運行情況良好，且取得良好的效果。該系統(tǒng)的設計方案經實際應用測試顯示，其能夠較好地滿足智能家居的相關需求，可有效促進居家環(huán)境的便捷性、舒適性、安全性等得到很大程度的提高。因此，該設計方案對智能家居控制系統(tǒng)的設計具有積極借鑒作用，可促進我國智能家居控制系統(tǒng)不斷得到改進和完善，進而促進人們的生活品質得到不斷提升。

6 結束語

隨著生活水平的不斷提高，人們對生活環(huán)境提出越來越高的要求。傳統(tǒng)家居環(huán)境中所具有的舒適性、安全性、便捷性逐漸無法滿足人員的生活需求。因此，加強對智能家居控制系統(tǒng)的研發(fā)進行深入研究具有重要的價值和意義。具有科學性的智能家居控制系統(tǒng)可促進人們家居環(huán)境的便捷性、舒適性、安全性等得到不斷提升。本文主要基于物聯(lián)網進行智能家居控制系統(tǒng)設計研究，在系統(tǒng)的設計過程中，嚴格遵循綠色節(jié)能的建筑設計要求進行相關設計。本文主要對基于物聯(lián)網的智能家居控制系統(tǒng)設計過程中的系統(tǒng)結構、系統(tǒng)工作原理、系統(tǒng)主要模塊及功能的等進行詳細介紹，并將系統(tǒng)進行實際應用測試。測試結果顯示，該系統(tǒng)使用運行及應用效果良好。應該該系統(tǒng)后，人們家居的便捷性、舒適性、安全性等均得到較大提高。

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