李海川 楊思民

(廣東好太太科技集團(tuán)股份有限公司,廣東 廣州511400)

1 概述

傳統(tǒng)家庭陽臺的用途主要用于衣物晾曬、堆放雜物，或者喜愛花花草草的人會將陽臺打造成一個綠色小花園。而今隨著智能化產(chǎn)品迭代更新日趨成熟且多樣，應(yīng)該為家居空間賦予更多的功能，特別對于寸土寸金的都市，陽臺空間更應(yīng)物盡其用，不該只有單一的用途?；谖锫?lián)技術(shù)發(fā)展的日益成熟及當(dāng)前人們對于生活品質(zhì)的更高追求，本文旨在探討通過成熟的物聯(lián)技術(shù)在智能化陽臺場景的應(yīng)用。

2 系統(tǒng)整體設(shè)計分析

本設(shè)計的陽臺智能化場景由智能安防、環(huán)境監(jiān)測、智能晾曬、智能養(yǎng)護(hù)4大模塊組成。通過智能音箱作為中控設(shè)備，進(jìn)行智能化場景的配置、執(zhí)行。系統(tǒng)方案構(gòu)成如圖1所示。

圖1 陽臺智能化系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

2.1.1 中控設(shè)備

中控設(shè)備作為陽臺智能化系統(tǒng)的心臟，需要通過它采集系統(tǒng)各大模塊中的設(shè)備的實時狀態(tài)，并對相應(yīng)的設(shè)備信息進(jìn)行呈現(xiàn)，對設(shè)備狀態(tài)滿足對應(yīng)場景觸發(fā)條件的，進(jìn)行相應(yīng)的場景聯(lián)動控制。為此本陽臺智能化系統(tǒng)采用帶屏智能音箱作為中控設(shè)備，既可以呈現(xiàn)對應(yīng)設(shè)備狀態(tài)，也可以通過語音交互進(jìn)行設(shè)備控制。同時，帶屏智能音箱作為一個聯(lián)網(wǎng)的音視頻設(shè)備也可提供豐富的音視頻資源。

2.1.2 智能安防模塊

智能安防模塊主要用于感知陽臺人體活動，觸發(fā)相應(yīng)陽臺場景及活動狀態(tài)通知。本設(shè)計的陽臺智能化系統(tǒng)選用門窗磁傳感器和人體傳感器作為實現(xiàn)智能安防模塊的主要設(shè)備。

2.1.3 環(huán)境監(jiān)測模塊

環(huán)境監(jiān)測模塊主要用于感知室外環(huán)境情況，觸發(fā)相應(yīng)陽臺場景及室外環(huán)境狀態(tài)獲取。本設(shè)計的陽臺智能化系統(tǒng)選用溫濕度傳感器和雨水傳感器作為實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測的主要設(shè)備。

2.1.4 智能晾曬模塊

衣物晾曬作為家庭陽臺必備的標(biāo)準(zhǔn)屬性，傳統(tǒng)的衣物晾曬產(chǎn)品存在功能過于單一，使用不便或空間占用大等問題。如今晾曬產(chǎn)品日趨智能化且使用便利，作為陽臺智能化必不可少的功能模塊，本設(shè)計的陽臺智能化系統(tǒng)選用智能晾衣機(jī)作為實現(xiàn)智能晾曬模塊的主要設(shè)備。

2.1.5 智能養(yǎng)護(hù)模塊

都市生活壓力大，越來越多的人喜歡栽種一些綠色植物，來為環(huán)境增添一些生氣。既能讓家居環(huán)境多一些色彩同時也能讓人在繁重的工作生活壓力之下，緩解些許焦慮的情緒尋得一些釋放。但是，綠植的養(yǎng)護(hù)需要花費足夠的時間精力，一旦照顧不周，難免以失敗告終。為此本設(shè)計的陽臺智能化系統(tǒng)的智能養(yǎng)護(hù)模塊采用智能綠植養(yǎng)護(hù)機(jī)用以解決喜歡栽種綠植，但擔(dān)心無足夠的時間經(jīng)驗照料的問題。

2.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

智能化場景設(shè)備的信號傳輸方式可分為有線和無線兩種，從純技術(shù)的角度出發(fā)，相較于有線的傳輸方式，無線傳輸在數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、工作環(huán)境限制、抗干擾性方面都不具優(yōu)勢，但無線傳輸具備的維護(hù)簡單、安裝簡易的優(yōu)點是有線傳輸所無法比擬的?？紤]到一般家庭陽臺面積相對較小，無線信號干擾相對較少，所以本設(shè)計采用無線傳輸作為設(shè)備間信號傳輸方式。

系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接方案（如圖2所示），分為局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)兩部分。設(shè)備之間采用ble mesh組網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建局域網(wǎng)絡(luò)，通過智能中控主機(jī)連接wifi接入廣域網(wǎng)。通過廣域網(wǎng)本設(shè)計陽臺智能化系統(tǒng)也可接入到云平臺，實現(xiàn)通過手機(jī)APP遠(yuǎn)程訪問。

圖2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

2.3 硬件選型

目前市面上相同類型的智能硬件產(chǎn)品種類繁多，功能和性能也參差不齊，針對本設(shè)計陽臺智能化系統(tǒng)，對各智能設(shè)備主要參數(shù)要求如下：

2.3.1 人體傳感器

采用PIR傳感器，探測角度小于等于120度，最大探測距離大于等于6米，通過電池供電且具備低功耗特性。支持藍(lán)牙m(xù)esh低功耗節(jié)點模式。安裝方式采用壁掛式安裝。

2.3.2 門窗磁傳感器

采用全極性霍爾元件，通過電池供電且具備低功耗特性。支持藍(lán)牙m(xù)esh低功耗節(jié)點模式

2.3.3 溫濕度傳感器

可探測溫度范圍-10度至50度，可探測濕度范圍10%至99%。通過電池供電且具備低功耗特性。支持藍(lán)牙m(xù)esh低功耗節(jié)點模式。安裝方式采用壁掛式安裝。

2.3.4 雨水傳感器

采用光學(xué)式雨量傳感器，通過電池供電且具備低功耗特性。支持藍(lán)牙m(xù)esh低功耗節(jié)點模式。

2.3.5 智能晾衣機(jī)

選型集LED照明、風(fēng)干、烘干、掛重檢測于一體的智能電動晾衣機(jī)。支持藍(lán)牙m(xù)esh中繼節(jié)點、朋友節(jié)點、代理節(jié)點模式。

2.3.6 智能晾衣機(jī)

該智能綠植養(yǎng)護(hù)機(jī)采用無土栽培技術(shù)，設(shè)備集成多種探測傳感器（包括氮磷鉀傳感器、PH傳感器、光照傳感器、溫濕度傳感器、水位傳感器），和智能控制模塊（包括LED光源、水泵、溫控器）。支持藍(lán)牙m(xù)esh中繼節(jié)點、朋友節(jié)點、代理節(jié)點模式。

2.3.7 智能中控

智能中控選型具備高清觸控屏幕、集成智能語音交互、2.4 G WIFI、藍(lán)牙等功能的智能音箱。支持藍(lán)牙m(xù)esh中繼節(jié)點、朋友節(jié)點、代理節(jié)點模式。

3 智能場景

本陽臺智能化系統(tǒng)旨在通過成熟的智能硬件產(chǎn)品，實現(xiàn)多樣化的陽臺場景。讓陽臺在兼具傳統(tǒng)陽臺標(biāo)準(zhǔn)屬性的同時為家居空間增添多一些新意。

場景一：智能燈光場景

場景描述：一般燈光的開啟和關(guān)閉都需要人為觸發(fā)開關(guān)按鍵，陽臺作為家庭中一個不頻繁出入的位置，有時開啟燈光后難免忘了關(guān)閉，造成不必要資源浪費。即使想起，也需要走到陽臺人為關(guān)閉開關(guān)。本場景通過簡單的傳感器組合實現(xiàn)陽臺燈光在光線不足時“人到燈亮，人走燈滅”。

場景實現(xiàn)：以人體傳感器及綠植養(yǎng)護(hù)機(jī)作為場景觸發(fā)源，以智能晾衣機(jī)作為場景執(zhí)行者。

燈光開啟：如果人體傳感器探測到陽臺區(qū)域內(nèi)有人活動時，且當(dāng)前綠植養(yǎng)護(hù)機(jī)檢測到當(dāng)前陽臺光線不足時。智能中控主機(jī)向智能晾衣機(jī)下發(fā)照明開啟指令。智能晾衣機(jī)打開照明功能。

燈光關(guān)閉：如果人體傳感器探測到陽臺區(qū)域內(nèi)無人活動，且當(dāng)前智能晾衣機(jī)照明處于打開狀態(tài)時。智能中控主機(jī)向智能晾衣機(jī)下發(fā)延時1分鐘關(guān)閉照明指令。智能晾衣機(jī)1分鐘后關(guān)閉照明（避免出現(xiàn)智能晾衣機(jī)頻繁開關(guān)燈情況）。

場景二：智能綠植養(yǎng)護(hù)

場景描述：綠色植物作為“天然吸塵器”，既能凈化空氣、制造氧氣和負(fù)離子、驅(qū)逐蚊蟲，同時也具有觀賞價值。但是植物的養(yǎng)護(hù)需要悉心照料，由于空閑時間不足、植物養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗缺乏，往往導(dǎo)致“有心栽花花不成”的情況。本場景主要是通過智能綠植養(yǎng)護(hù)機(jī)實現(xiàn)栽種綠色植物的“懶人管理”模式。

場景實現(xiàn)：通過智能中控主機(jī)選擇智能綠植養(yǎng)護(hù)機(jī)當(dāng)前栽種植物類型，開啟智能養(yǎng)護(hù)模式。智能養(yǎng)護(hù)模式：中控主機(jī)通過本地存儲或云平臺獲取選中植物類型所需的各項養(yǎng)護(hù)參數(shù)（包括光照強度、光照時長、溫濕度、栽種肥度等）后，將參數(shù)命令下發(fā)到智能綠植養(yǎng)護(hù)機(jī)。綠植養(yǎng)護(hù)機(jī)通過光照傳感器、溫濕度傳感器、氮磷鉀傳感器、PH傳感器、水位傳感器實時監(jiān)測綠植栽種的各項環(huán)境參數(shù)，并通過調(diào)節(jié)光源、溫控器、營養(yǎng)液濃度使之滿足當(dāng)前所栽種的植物類型的養(yǎng)護(hù)條件。并實時向智能中控主機(jī)反饋當(dāng)前植物栽種情況，同時中控主機(jī)通過云平臺向APP推送具體信息。

場景三：智能提醒場景

場景描述：該場景主要是通過人體傳感器、門窗磁傳感器、溫濕度傳感器、雨水傳感器作為觸發(fā)源，向智能中控主機(jī)反饋當(dāng)前參數(shù)，當(dāng)傳感器檢測值滿足場景觸發(fā)條件時，智能中控主機(jī)中控主機(jī)通過云平臺向APP推送消息提醒。

場景實現(xiàn)：

（1）雨水提醒，通過智能中控主機(jī)或APP開啟雨水提醒。通過智能中控主機(jī)向雨水傳感器下發(fā)相應(yīng)命令。當(dāng)傳感器檢測到“有雨”或“無雨”時主動向中控主機(jī)通知當(dāng)前狀態(tài)。

（2）安防提醒，通過智能中控主機(jī)或APP開啟安防模式。中控主機(jī)向門窗磁傳感器，人體傳感器下發(fā)相應(yīng)命令，當(dāng)門窗磁傳感器檢測到“開啟”狀態(tài)，或人體傳感器檢測到“有人”時，主動向中控主機(jī)通知當(dāng)前狀態(tài)。

（3）溫濕度提醒,通過智能中控主機(jī)或APP開啟溫濕度提醒。通過智能中控主機(jī)向溫濕度傳感器下發(fā)相應(yīng)命令。當(dāng)溫濕度傳感器檢測到當(dāng)前環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)置提醒值時，主動向中控主機(jī)通知當(dāng)前狀態(tài)。

4 結(jié)論

智能家居源于人們對高質(zhì)量生活的追求，從智能單品到現(xiàn)在的智能化場景，未來隨著人工智能技術(shù)的成熟，智能家居無感化操控也將會到來。本文從智能場景中容易被忽略的陽臺場景出發(fā)，介紹了利用當(dāng)前成熟的智能產(chǎn)品構(gòu)建一個屬于陽臺的智能化場景。相同的產(chǎn)品，不同的需求，可以解鎖不同的場景。合適自己的方為最好的。