陳德君

摘 要隨著科技水平的不斷提高，智能化運(yùn)用于家居環(huán)境中已成為一種必然趨勢(shì)。智能化家居是利用無線網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、信息、通信以及系統(tǒng)化模塊等綜合運(yùn)用于家居，形成的智能化家居控制系統(tǒng)。本文就分別針對(duì)智能化家居的特色，智能化家居的照明控制系統(tǒng)、家電控制系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)、安保監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)等的軟件設(shè)計(jì)以及軟件程序的調(diào)試應(yīng)用，展開深入地分析。

【關(guān)鍵詞】智能家居 家電控制 系統(tǒng)開發(fā) 軟件設(shè)計(jì) 研究

隨著科技文化以及經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，人們對(duì)舒適、快捷、安全的家居環(huán)境追求的渴望日益增加。而計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)開發(fā)的飛速發(fā)展為智能化家居理念，注入無窮的力量也帶來了無限的希望。智能化家居也是近年來剛興起的新理念，這一理念充分顯示了人們對(duì)智能化居家環(huán)境的追求。智能化家居隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展以及無線網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，逐步進(jìn)入無線網(wǎng)絡(luò)控制時(shí)代。智能家居主要由無線網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)信息、網(wǎng)絡(luò)通信以及系統(tǒng)化模塊等綜合運(yùn)用于家居，形成的智能化家居控制系統(tǒng)。智能家居控制系統(tǒng)主要有智能化照明控制系統(tǒng)、智能化安保監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)、智能化家電控制系統(tǒng)、智能化編程定時(shí)系統(tǒng)、智能化室內(nèi)環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)以及室內(nèi)外遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)等。下面我們就針對(duì)智能家居控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)開發(fā)以及軟件調(diào)試進(jìn)行研究。

1 智能化家居控制系統(tǒng)的特色

隨著智能化的不斷發(fā)展，智能家居理念應(yīng)運(yùn)而生。智能家居這一理念的提出目的就是：利用多功能化的智能服務(wù)為家庭帶來環(huán)保、舒適、便捷、安全的居家環(huán)境。這樣的居家環(huán)境不僅能給人們帶來高效舒適的生活，也能幫助家庭成員保持交流的暢通，優(yōu)化家庭的生活方式，幫助我們合理安排時(shí)間節(jié)省時(shí)間，增強(qiáng)居家環(huán)境的安全性。這些目標(biāo)、這些優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，無一不需要智能化控制系統(tǒng)來進(jìn)行操控運(yùn)行。因此智能化家居控制系統(tǒng)作為智能化家居的的核心，其重要性也是不言而喻了。

然而傳統(tǒng)的智能化家居在遠(yuǎn)程操控上的具有控制效率低、控制方式單一等缺點(diǎn)。隨著無線網(wǎng)絡(luò)以及物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，我們就能將檢測(cè)系統(tǒng)控制系統(tǒng)以及互聯(lián)網(wǎng)有機(jī)的結(jié)合在一起進(jìn)行研究，彌補(bǔ)傳統(tǒng)的智能家居在控制系統(tǒng)上的不足。智能化家居控制系統(tǒng)需要結(jié)合各種模塊進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)，下面我們就針對(duì)智能化家居的核心內(nèi)容，智能化家居控制系統(tǒng)的模塊分類、各大模塊控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)開發(fā)等方面展開論述研究。

2 智能家居控制系統(tǒng)的分類以及軟件設(shè)計(jì)研究

智能家居控制系統(tǒng)由軟件和硬件系統(tǒng)結(jié)合構(gòu)成，這里我們可以把硬件比作我們的身體軀干，軟件就是我們的大腦。那么正常運(yùn)行的基礎(chǔ)是硬件，進(jìn)行分析操控、發(fā)布命令的主要部分是軟件系統(tǒng)控制。智能化家居控制系統(tǒng)主要分為照明控制系統(tǒng)、家電控制系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)、安保監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)等。下面分別對(duì)各類控制系統(tǒng)進(jìn)行分析以及各類智能家居控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)研究。

2.1 照明控制系統(tǒng)以及控制軟件設(shè)計(jì)

一天內(nèi)有一半時(shí)間屬于夜晚，因此照明控制系統(tǒng)對(duì)于智能化家居控制系統(tǒng)來說是必不可少的。照明控制系統(tǒng)主要包含各類照明燈具、光敏感應(yīng)器、聲敏感應(yīng)器、單片機(jī)系統(tǒng)、輸入輸出控制器、紅外傳感器以及電線等構(gòu)成。

照明系統(tǒng)的核心就是單片機(jī)，在這里單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的終端控制芯片，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析以及發(fā)布數(shù)據(jù)命令來完成人們的智能化網(wǎng)絡(luò)操作等。紅外感應(yīng)器以及光敏感應(yīng)器是用來檢測(cè)光的強(qiáng)度和是否有人，以此來產(chǎn)生分辨信息輸入到單片機(jī)控制系統(tǒng)，來控制照明系統(tǒng)的開關(guān)。光敏和聲敏器件可以構(gòu)成一個(gè)對(duì)光強(qiáng)度和聲控相結(jié)合的智能化照明模塊。首先，要連接好控制線路，以及各個(gè)感應(yīng)器的正確安裝，然后通過串聯(lián)、并聯(lián)或者串并聯(lián)相結(jié)合的方式，就可以令這幾類照明系統(tǒng)的選擇具有可操控性?？梢酝ㄟ^控制系統(tǒng)的軟件進(jìn)行調(diào)控命令的發(fā)布，分別控制或者一起控制都是可供選擇，可供調(diào)控的。

2.2 家電控制系統(tǒng)以及家電控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

舒適的居家環(huán)境內(nèi)，各類家電的使用是必不可少的。常用家電主要有空調(diào)、冰箱、電視、洗衣機(jī)、熱水器以及各類廚具等等?，F(xiàn)如今家電可謂是琳瑯滿目，品類眾多，功能眾多，讓我們無法很好的選擇品類，很好的運(yùn)用其功能。這時(shí)我們就可以設(shè)計(jì)一款軟件，配合相應(yīng)的家電控制系統(tǒng)來完成對(duì)各類家電的智能化使用。

家電控制系統(tǒng)由各類家電、數(shù)據(jù)采集器、輸入控制器、單片機(jī)系統(tǒng)、輸出控制器、智能開關(guān)以及線路等相應(yīng)器件構(gòu)成?，F(xiàn)今各類家電中，大多數(shù)家電已具有單獨(dú)的智能化操控系統(tǒng)，如空調(diào)、電視、洗衣機(jī)、熱水器等都有各自的智能化操控模塊。因此對(duì)于家電控制系統(tǒng)我們要做的就是如何把這些單獨(dú)的小模塊給并入到一個(gè)整體之中。這時(shí)，數(shù)據(jù)采集器的作用就凸顯出來了，我們可以通過系統(tǒng)終端發(fā)布命令，數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行分析調(diào)控，然后通過輸入輸出控制器經(jīng)由單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行智能開關(guān)的終端控制。要想多個(gè)家電一起精確控制就必須把各個(gè)家電的位置進(jìn)行地址編碼，把位置編碼輸入到控制系統(tǒng)的芯片中，根據(jù)不同地址編碼來精確到對(duì)哪個(gè)家電進(jìn)行操控。再把這些小的模塊進(jìn)行串并聯(lián)整合，通過數(shù)據(jù)命令進(jìn)行編碼解碼來調(diào)控終端的數(shù)據(jù)，進(jìn)行我們對(duì)家電的需求命令。把單獨(dú)的小模塊系統(tǒng)做好后就只需要調(diào)控連接在一起，就可以通過軟件對(duì)終端進(jìn)行控制了。

2.3 室內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)以及其軟件設(shè)計(jì)

一個(gè)舒適的室內(nèi)環(huán)境是生活的必要條件，那么如何能夠營造出適合所有人的室內(nèi)環(huán)境呢？這里我們就可以通過智能化室內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)我們的想法。人對(duì)環(huán)境的要求也不盡相同，濕度、溫度、氧含量等都是最重要的指標(biāo)。因此智能化室內(nèi)環(huán)境系統(tǒng)必須包含智能化空氣濕度調(diào)節(jié)器，空調(diào)，空氣清新器等電器，還要有濕度感應(yīng)器、溫度感應(yīng)器、氧含量感應(yīng)器等各類感應(yīng)器，以及數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)，單片機(jī)控制系統(tǒng)，輸入、輸出系統(tǒng)。

可以通過各個(gè)小器件的連接來構(gòu)成智能化控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)在軟件可由不同接口控制，來制定不同按鍵的不同功能。例如室內(nèi)環(huán)境可由加濕、除濕、升溫、降溫、送風(fēng)、開機(jī)、關(guān)機(jī)七個(gè)接口，七個(gè)按鍵進(jìn)行最基本的控制。我們?cè)谲浖系脑O(shè)計(jì)只需把不同的器件進(jìn)行相應(yīng)的接口連接，然后通過不同的按鍵來產(chǎn)生相應(yīng)指令數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸調(diào)節(jié)控制。我們需要注意的就是如何讓它們?cè)谝黄疬\(yùn)行而不會(huì)產(chǎn)生不兼容的問題。這些都需要我們?cè)谙到y(tǒng)模塊設(shè)計(jì)連接以及相應(yīng)的軟件開發(fā)過程中解決。

2.4 安保監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)以及相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)

居家環(huán)境的一個(gè)很重要的影響因素就是安全性，這里我們就來說一下安保監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)。毫無疑問，居家環(huán)境中安全永遠(yuǎn)是第一位的。安全性因素主要分為外來的和內(nèi)在的兩種。外來的安全性影響因素在安保監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)中主要體現(xiàn)在防偷防盜功能上，可通過視頻監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。內(nèi)在的安全性影響因素在安保監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)中主要體現(xiàn)在防火防電等功能上，可通過可燃?xì)怏w報(bào)警器、煙霧感應(yīng)器等報(bào)警裝置來實(shí)現(xiàn)。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)模塊由視頻采集與編碼、視頻錄像、遠(yuǎn)程傳輸這三部分構(gòu)成。視頻采集與編碼一般采用mp4的壓縮格式，然后對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，傳輸至 客戶終端進(jìn)行識(shí)別驗(yàn)證。這些緩存的視頻也能讓我們做到對(duì)自己家居環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控，如有偷盜發(fā)生，既能提前進(jìn)行報(bào)警，也能留下不法分子的行竊罪證?？梢栽O(shè)置軟件程序聯(lián)接至電話上，如遇強(qiáng)行破門破窗而入的情況進(jìn)行識(shí)別，智能打電話到110報(bào)警電話以及業(yè)主電話上進(jìn)行報(bào)警。

報(bào)警模塊的軟件設(shè)計(jì)主要是由家居內(nèi)布置的各個(gè)探測(cè)器發(fā)出警報(bào)信息，在報(bào)警模塊中報(bào)警信號(hào)分為開、關(guān)兩中情況，系統(tǒng)由探測(cè)器的開關(guān)狀態(tài)來決定是否需要報(bào)警。由于家居內(nèi)報(bào)警探測(cè)器眾多，需要對(duì)每一個(gè)報(bào)警探測(cè)器進(jìn)行逐一位置編碼，把位置編碼信息輸入到系統(tǒng)控制芯片中，這樣如果系統(tǒng)接到報(bào)警信號(hào)的輸入，就可以具體定位到哪個(gè)報(bào)警探測(cè)器的位置，也就可以確定需要識(shí)別的危險(xiǎn)位置在哪兒，然后進(jìn)一步識(shí)別分辨處理。家居內(nèi)一般主要有消防報(bào)警裝置，可燃?xì)怏w報(bào)警裝置等，通過軟件程序的設(shè)置，把報(bào)警信號(hào)在控制系統(tǒng)中進(jìn)行編寫輸出，智能報(bào)警給相關(guān)單位和業(yè)主。

3 總結(jié)

隨著智能化的普及，智能家居理念應(yīng)運(yùn)而生，本文就智能家居控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)研究展開相關(guān)論述分析。通過上文分別對(duì)智能化家居控制系統(tǒng)的特色，以及智能化家居控制系統(tǒng)的各大模塊進(jìn)行介紹分析。主要介紹了照明控制系統(tǒng)、家電控制系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)、安保監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)等模塊，還有對(duì)各個(gè)控制系統(tǒng)模塊進(jìn)行分析以及各類智能家居控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)等方面研究。

參考文獻(xiàn)

[1]張小貝，周鳳星.基于嵌入式控制器和 RS485的智能家居系統(tǒng)[J].電子測(cè)量技術(shù)，2012，35（08）：62-65.

[2]周興中，陳萬林，劉林菊等.基于51單片機(jī)的智能家居監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)，2012（02）：12-13，17.

[3]陶莉，黃佩偉，溫細(xì)金.基于RS-485 總線的智能家居系統(tǒng)[J].自動(dòng)化儀表，2007（11）：49-51，54.

[4]姜楠.基于STC89C51單片機(jī)的紅外遙控智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（24）：162-164.

[5]余文俊，凌志浩.一種物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的研究[J].自動(dòng)化儀表，2015，32（08）：56-59.

[6]滕海坤，陸二慶.給予 RTSJ的智能家居系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)[J].桂林理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，31（01）：148-151.

[7]袁敏.給予物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2012（22）：23-24.

作者單位

杭州向正科技有限公司 浙江省杭州市 310000