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摘要:随着科学技术的不断发展以及新技术的出现, 人们的日常生活也发生了重大改变。本文分析了智能家居的基本概念, 重点探讨了系统设计中的关键技术与实际中的应用措施, 提升人们生活的舒适性达到节能环保的作用。
将通信和计算机技术与传统的家电相互结合, 本着消费者至上的理念, 坚持诚信负责的态度对智能家居进行合理的设计。其中家庭网关、智能家居的传输方式以及家庭安防自动控制技术是需要重点探讨的内容, 为人们提供一个安全、方便的居家环境。
智能家居主要以住宅为主, 利用与家居相关的设备, 如网络通信技术、安全防范技术和自动控制技术等结合而成的。设计理念是以客户的实际需求出发, 秉承着实用便利、可靠性、方便性的原则, 保证每个设备支架建立相应的通讯系统。通过网络的灵活性, 实现家庭智能系统的控制功能, 既提升了相应的运行速度, 也降低了成本, 具有节能环保的作用。
智能家居系统的核心部分是家庭网关, 随着网络技术的不断发展, 家庭网关可以通过有线或者是无线的方式进行消息的储存与数据的运算。通过界面上的控制点, 消费者可以接收到相关讯息, 形成对各种家电的智能控制。同时也可以设置防火墙, 利于自己清楚的知道外部信息, 防止外界不安全的攻击。智能家庭网关主要包括四个方面:家庭设施娱乐的控制、家电照明系统的.控制、门禁或者可视电话的监控、紧急按钮系统的控制。20xx年小米新发布的空调伴侣就具有家居网关功能, 利用红外控制普通家用空调, 在wifi以及zigbee的无线传输技术下, 搭配传感器和遥控器的使用, 实现节能省电、本地控制的作用。小米生态链中的各种低功能智能消耗, 在连上外网后, 对门窗传感器、人体感应器和自动控制空调有控制作用, 完善了智能家居系统中比不可少的设备, 极大地方便了用户。
智能家居的传输技术大体可以概括为三种方式:总线型技术、无线技术、电力载波技术。总线型技术是一项成本高且较为复杂的技术, 主要用于小区和楼宇中, 范围区域较大。无线技术是通过蓝牙、红外线技术和WIFI进行无线通讯, 虽然成本低操作要求不高, 但是这种技术存在一定的缺陷, 抗干扰能力弱, 对信息的传输安全造成一定的影响。电力载波技术的应用实现了智能家居的改造, 让网络的速度得以提升, 从而促进各种传输技术在智能家电行业中的全面发展。
智能家居的安防系统使用功能强大, 想要智能化的家居生活, 就需要考虑到安防系统的重要性。例如门的安防, 当有外人进行来访时, 首先会按门铃, 用户在手机上就会接收到相关的信息, 也可以通过视频通话, 利用手机进行远程查看。窗户的安防, 当智能门磁探测器检测到人体信息时, 窗户会自动关闭, 当窗户出现异动时, 智能门磁探测可以及时发出警报或者是相关录像。室内的安防是可以检测到煤气或其他有害气体, 当智能燃气报警器发车声音时会将信息传递到主人手机上。
在系统控制上可以通过终端显示的方式, 将智能电视与智能家居相互结合, 尽量减少系统操作的复杂性。如今智能手机的普及, 将智能家居系统和手机相互结合, 能对相关系统控制进行快速方便的操作, 实现移动和远程的控制。借鉴国外先进的技术, 利用系统操作控制软件, 这样就能实现智能极具的信息实时控制, 解决智能家居控制系统中出现的问题。让人们享受到更加快捷和舒适的智能家居生活, 实现对生活的向往。
实际应用中, 需要注意智能家居产品的稳定性与安全, 尤其是在安防系统中。需要做到全方位的监控, 清楚的了解家里的一切, 为人们带来最大的便利, 智能家居产品同智能手机和电脑一样, 也会遭到恶意攻击。如果对数据的保护不到位, 就会导致个人习惯和隐私泄露, 危害家庭安全。所以应该对连入网络的设备数据进行全面的考查, 降低系统数据的散落量, 防止恶意破坏家庭系统, 实现智能家居系统的持续稳定, 保障自身的财产安全。
智能家居产品种类多、分布广泛, 在设备布局以及通讯问题上会存在一定的局限性。所以对移动设备进行升级或者添加时, 需要在不破坏原来设备的基础上加上相关设备, 从而实现扩展功能。无线通讯控制包括Wi Fi、zigbee和蓝牙功能, 稳定性高和功耗小的产品, 在未来的发展中, 这些新型无线网络技术的出现, 引导着智能家电终端无线化的发展趋势。保护用户信息安全的同时, 提供更好的服务。
结束语:智能家居产品已经开始应用于人们生活中的各个方面, 随着科学技术的不断发展, 系统中的关键技术在完善与发展中前行。但是在实际应用中仍旧有部分问题存在, 所以要做到统一的规范操作, 带动产品的优化, 让智能家居系统进入更多人的家中, 实现大多数人智能化的生活方式。
[1]高汉龙。关于智能家居控制系统的技术问题[J]。科技传播, 20xx, 6 (18) :210+212。
[2]马明, 徐保国, 钟强。物联网智能家居系统的研究与设计[J]。传感器世界, 20xx, 18 (06) :27—30。
摘要:智能家居布线产品名目繁多,好的智能住宅结构化综合布线系统不仅满足智能住宅布线产品应具有的高带宽和传输速度及灵活配套技术要求,且针对别墅、多层住宅及高层住宅等不同住宅类型提供了不同的解决方案。从而为家居用户提供了全面、实用、先进、可靠的一体化智能布线解决方案。
Avaya SYSTIMAX推出的SmartHome智能住宅结构化综合布线系统不仅满足智能住宅布线产品应具有的高带宽和传输速度及灵活配套技术要求,且针对别墅、多层住宅及高层住宅等不同住宅类型提供了不同的解决方案。从而为家居用户提供了全面、实用、先进、可靠的一体化智能布线解决方案。
SmartHome是一个端到端智能住宅小区综合布线系统,提供一整套技术统一控制和管理家居通信、家庭娱乐、家庭办公和家庭保安等系统,并支持语音、数据、图像和控制等应用。SmartHome智能家居布线产品系列包括如下产品。
线缆——线缆将SmartHome住宅布线系统由小区网络管理中心星型连接至各家居配线中心,主要包括光纤及超5类双绞线、同轴线缆和混合型电缆。其中室内高端超5类双绞线系列具有优异的平衡性和串音衰减特性,最大频宽可支持550MHz;室内中端超5类双绞线系列具有较好的灵活性、冗余性及易用性,更适合家庭住宅使用;室外超5类双绞线系列专门为室外环境应用而设计,其外层在室外环境中起到保护作用,充油设计使其能应用在潮湿环境下;同轴电缆1501A为高性能RG6同轴线缆,适用于家居视频传输;Avaya SYSTIMAX光纤产品性能可靠、信息衰减损耗低,非常适合智能住宅小区内的主干网建设,ACCUMAX室内光缆系列为增强型建筑内光缆,室外光缆系列具有高质量保护层设计,满足管道铺设、直埋、架空等不同的安装方式的技术要求。
配线部份——SmartHome家庭配线箱是家庭配线管理中心,提供灵活、方便的内外设备的连接及配线,支持UTP和同轴两种连接方式,可接多个RJ45信息出口及多个同轴视频出口,可以挂在户内墙上或壁橱内,安装及测试非常灵活、快捷和方便。家庭配线超五类配线类配线配线A同轴面板、信息插座、MPS100E信息模块和同轴插座等等。
FlexiLAN是由奔瑞公司研发和生产的智能家居布线系统。它包括为满足SOHO市场而设计应用的全系列布线产品,主要针对中小型智能布线项目的实施应用,并包括独特的挂墙式安装系统、系列配线架、信息出口、跳线、连接附件以及通用或专用布线电缆。
现在,智能社区和小型办公环境的用户越来越倾向于选择更为紧凑的模块化网联解决方案,FlexiLAN包括一整套满足紧凑、简洁的模块化网联解决方案的布线产品。它不需要价格昂贵的标准IT机柜或机架,并满足高性能价格比的中小型模块化安装要求。FlexiLAN可提供高灵活性,除了允许用户自定义网联配置之外,更可以为满足用户未来的不同需求来进行便捷的升级。FlexiLAN全系列产品包括了双绞线、同轴电缆、光纤/吹光纤连接器件,并包括家居的所有弱电甚至强电的连接和配置。整个智能家居布线系统的核心是智能配线单元,通常位于室外线路的进线口。特别设计的配线架不仅具有极高的性能价格比,适合普通家庭的需要,而且其简化的跳线设计使没有特别培训的住户都可以自行改变线路的位置。语音和数字信号可以通过双绞线分配。另外还有模块空间预留给未来扩展,如音视频、多媒体、光信号传输应用等。而且FlexiLAN还可以结合奔瑞公司独具特色的吹光纤布线系统产品,将吹光纤应用到用户的住宅或桌面,以实现未来用户的光纤网络需要。
德特威勒公司e-line(易联)系列布线产品是专门针对智能家居的布线产品,高性价比和优良传输性能的结合,可以满足社区布线的需要。
德特威勒e-line系统由下列几个部分组成:集成布线系统、数据网络系统、通信系统、物业管理系统、安全防范系统以及视频音频传输系统。e-line系统中的5类非屏蔽双绞线系列NEXT值满足并超过TIA/EIA5类标准,可支持千兆网络应用。
德特威勒智能家居布线系统整齐美观,能够集中管理家庭服务的各种功能应用,支持视频、语音、数据及监控信号传输;同时具有较高的灵活性及高可靠性,并具有较好的兼容性及开放性;该系统易于管理,可满足网络目前及今后的应用需求。另一方面,e-line智能家居布线系统还可以提高住宅的竞争力,投资小,见效快,使住宅小区初期的安装费用降低,同时管理及运行费用也得到了降低,从而为业主带来更好的经济效益。
科龙智能家居管理中心EASIWAY(易威)是科龙公司专为中国市场而设计的全新概念智能化家居管理系统,该系统运用了德国科龙的专利技术和先进工艺,能帮助家庭进行各类信息和娱乐设施的管理、分配和控制。不论是使用窄带的电话和传真,还是使用宽带付费电视或Internet接入,或是其他安全报警、视频监视及可视电话、自动抄三表等家庭应用,该系统都能根据具体情况,定制出令用户满意的方案。
科龙EASIWAY智能化家居管理中心位于室外线路的进线口,用户可通过简单地跳线将线路分配到不同房间。语音和数据信号的传输全部使用符合5类或超5类的双绞线,电视信号通过同轴电缆传输,而模块化的RJ45信息口可以方便地连接电话和计算机,EASIWAY 的模块化设计可以轻松升级或扩展,以备未来技术改进之需(如光纤通信设备或ADSL接入)。
EASIWAY智能家居管理中心的箱体采用科龙CTION Box专利箱体,独特的聚苯乙烯材料使箱体的防火标准达到UL 94 V-0要求,箱体的保护等级达到IP30国际标准。箱体的四周均提供敲落孔,为线缆引入提供极大的便利,箱体同时提供电器保护所必须的接地功能,安全而可靠。科龙Keystone Inline RJ45 插座具有超5类性能,有多种颜色可供选择,外观优美,方便使用,并采用了科龙专利的LSA-PLUS卡接技术。科龙RJ45-RJ45跳插线类性能两种规格可供选择,同时提供多种颜色与Keystone Inline RJ45 插座配套使用。
EASIWAY在提供良好性能与可靠性的同时,不会影响房屋的美观。线缆都埋装在墙洞中,所以一点也看不出来,用户所能看到的是在每个相关房间中的一个整洁的外墙插座,和普通电源插座一样大。EASIWAY不必随着家庭成员的增长一份份地添置设备,只要再给每个人一个连接的入口就行了。科龙承诺对EASIWAY 12个月的质量保证,如有KRONE签署的安装计划,质量保证还能延长。
丽特模块化通信中心丽特公司开发的RUN (Residential Universal Network) 系统是集各种通信功能于一身的集成家庭布线网络。采用RUN系统,业主就会通过这一套功能齐全的多媒体布线系统获得各种家庭和商用通信服务功能。
借助于RUN,即使房子是一座城堡,也并不意味着需要按照中世纪的方式生活。RUN系统由一系列易安装的部件组成,其核心是一个模块化通信中心,它是家庭内所有通信信号的互连点,其接线面板有多种端口配置,能满足不同用户的需要。所有的通信服务都是由这个互连点经高性能的线缆接入每一个房间。该系统可同时支持语音、数据、保安和电视系统。每一个房间安装一个多媒体接线盒,这样,电话、计算机、传真机和有线电视等设备只要与接线盒相连即可使用。
RUN系统的主要特点包括:采用星形端到端结构;采用高性能5类非屏蔽双绞线层屏蔽同轴电缆;采用模块化RUN专用接线插座;采用多媒体接线Base-T集线器;并支持闭路保安系统。
由于采用灵活的模块化设计,RUN系统可使任何一个房间获得任何一种多媒体服务,并根据需要进行必要的调整。如需要在卧室使用计算机,而卧室原有端口是为语音服务准备的,只须改变总接线插座的连接,将插头接入高速数据端口,这样卧室的语音端口便成为计算机专用数据端口。用RUN装备家居,还意味着房屋具有更大的升值潜力。
奥创利IN HOUSE安装箱奥创利IN HOUSE系列产品是一个现代化的家居布线产品,支持TIA/EIA 570A关于住宅布线的标准要求。奥创利认为,对于智能化住宅的要求,主要包括通信自动化、家庭办公自动化、物业管理自动化和社区服务自动化等几个方面。
IN HOUSE 家居产品有简便的安装方式和简单的模块化设计,在该产品中包含安装箱、视频面板、主配线架、小型网络集线器、主面板、数据服务、语音服务、音响面板等,并可根据用户的最终需求而作相应的调整。
IN HOUSE 的安装箱便于安装,明装或暗装方式均可使用,且有一定的安装孔适合线缆的走线和管理。门左右均可安装,并可根据用户的需要加锁。视频面板分为有源和无源两种,可提供高达1G的带宽应用,可提供增益放大设备(对于有源面板);主配线类网络接入口和电话线部电话外线个分机的服务;背后打线 IDC 模块可以保护打好后的线缆;网络接入口有小型集线器的支持用以建立家庭内的局域网,目前可选用10M共享HUB 或100M交换HUB,IN HOUSE可提供电源接口。此外,IN HOUSE 还可提供音响接口,用户可实现音箱等家庭音响设备的控制。
奥创利有各种颜色的模块可满足IN HOUSE 的需求,且有多种表面安装盒,可选用相应的模块来配合使用。
西蒙智能住宅盒在满足智能住宅本身及其应用的基础上,西蒙公司推出了其独有的智能住宅布线系统(HOMEsys)。这一系统由西蒙家庭布线智能住宅盒、语音配线板、数据分配板、射频分配板,Hybrid电缆及MAX或CT系列工作区产品组成。所有这些产品为家庭提供了一条信息高速公路,为Internet接入、家庭自动化、保安系统以及声像易用提供了基础。西蒙家庭住宅布线系统是被西蒙公司CI 项目所支持的,在西蒙公司培训的RCI(住宅认证安装商)安装后可获得15年的产品保证。
西蒙最新推出的新型智能住宅盒可以墙内暗装或明装,适应住宅布线的需要。它完全符合TIA/EIA 570A住宅布线类性能。该产品采用非专有的分配元件,用户界面友好,是经济的家庭住宅布线系统解决方案。西蒙的可隔离电线条不同的电话线个不同的房间,内部专利的印刷电路板技术减少了为实现复接而需的跳接线及跳接操作,还包括用于连接保安系统的2个RJ31X 插口和安装硬件。
西蒙Mount-it墙面插座盒定位仪20xx年西蒙HOMEsys家族又添新丁。这些新产品突破传统模式,使家庭布线更加人性化。其中西蒙家庭网络II号混合线缆打破了传统的线对五类UTP线 QUAD屏蔽同轴线缆集合在一根线缆中,方便连接了住宅内每个房间的多路应用,避免线缆间的挤碰又可以节省成本。此外,西蒙革新的F型接口同轴连接产品EZ-Twist不需使用工具和卡线,在端接时只需简单地把连接头旋转到线缆上固定即可,使线缆端和插座的端接变得非常方便,采用简单的直线推入方式,使安装更加人性化;西蒙最新的Mount-it墙面插座盒定位仪是一个有独创性的`工具,它能帮助安装商在新建筑物里正确而且整齐地排列电气盒,或调节与旁边安装的话音/数据插座盒的位置,适于住宅应用。
超讯多单元控制中心美国超讯公司Home Axcess智能家居布线产品系列是家居结构化布线系统经济有效的解决方案,完全采用组合式模块化设计,便于安装,满足高速数据、通信以及保安、音响、电视等应用。该系统主要由四部分组成:SOHO配线箱、SOHO配线箱标准模块、线缆和信息点系列产品。SOHO配线箱标准模块包括高速数据网络模块、电话语音系统模块、有线电视网模块和音响模块。
配线箱是一个交叉连接的配线设备,它主要用来连接所有的电缆、跳线、信息插座及设备连线等。超讯SOHO配线箱是由Home Axcess系列面板、系列适配板、功能模块、主集线器、扩展集线器、安装箱等组成。配线箱内的配线设备主要为用户提供增加、改动或更改服务、并为不同的应用系统提供连接端口。SOHO配线箱的视频分配器托架可以提供4、6或8个端口,为了方便施工,配线箱顶部、底部和侧面均配有落孔,方便线缆的接入。专用的扎固定点可以有效实现线缆的清晰管理,外形采用嵌入式设计,方便美观。SOHO配线箱是家居布线系统的核心,由它统一分配和管理到家居各个房间的传输介质,以此为整个家居提供视听、家居自动化、Internet访问、家庭办公等。针对用户的不同需要,可以选择不同形式的配线箱。SOHO配线箱内可安装多种适配板,不同的适配板实现不同的功能,其中包括语音适配板、数据适配板、数据集线器、图像适配板和音响适配板等等。
Tyco AMP NETCONNECT Homebox 新一代智能家居布线系统可以使用户尽享现代通信和家居自动化技术,从而以更方便更有趣的方式来调整并管理自己的工作与生活。该系统可满足所有家庭成员的需求,无论在家中任何角落都能根据个人的需要听到、看到所需的音频和视频内容。
AMP NETCONNECT Homebox模块配置箱Homebox智能家居布线系统的组成包括家居布线口配线类非屏蔽线类模块以及双口面板等,整个系统可分为模块配置箱、通信模块、视频模块和网络模块。其中模块配置箱无需工具即可非常容易地进行安装,并配置了引入线保护孔。视频模块最多可分散到8个房间,具有双向有线电视功能,并配有卫星信号接收端。而网络模块可用来建立家庭办公室,提供了标准以太网接口,可连接各种硬件设备。
Homebox智能家居布线系统既简便又经济,因为这套系统的设计具有相当的灵活性,可根据房间大小、家庭年度费用支出、当前及日后的互动需求进行定制。作为模块化系统,可依照生活需求而增加各种模块。更为重要的是,为系统所做的投资是一次性的,新的设备和家用电器可随时与任何插座连接,不必重新布线。
Homebox 智能家居布线系统的部件可与家庭的装修风格很好地协调,其所有的部件设计都很小巧,能与大多数家庭的整体布局融为一体。Homebox智能家居布线系统还有一个特点是配有类似强电的插座,可将家用电器或计算机与家用布线系统连接。
在人类科技发展的历史上,互联网的出现促使人们的生活向着信息化、网络化发展,电子信息技术的进步更加推动了社会的信息化,也使人们的日常生活、学习不再局限于传统的方式。随着生活方式的逐步改变,人们对家居环境的追求也在不断提高,对传统家居提出了新的挑战。智能家居是在通信技术、电子技术、自动化技术的基础上进行研究,从而实现智能化操作与管理家庭设备,这样一个舒适、便捷、智能、人性化的生活环境才是人类生活舒适化的最大追求,最初是由美国人提出。与传统的家居环境相比,智能家居无疑将会使人们的生活质量有很大的提高,家庭内的设备将会被赋予智能,他们能够主动监测家庭环境的变化,并同其他设备合作共同完成对家庭设备状态的改变,以使家庭环境对人体更加适宜,使人们生活在一个更加艺术、更加人性化的环境中。
在人类经济不断正常的过程中,人们掌握了越来越多的经济与社会资源。由于越来越多的资金积累,人们对生活的舒适性,便捷化、智能化、和人性化等方面提出了要求,出于对丰富的社会资源和先进的科学技术的利用,人们在通信技术、电子技术和计算机网络技术的基础上,研究了一套解决家庭生活智能化的统筹系统。系统通过人这一核心对家庭的各种小系统进行有机整合,从而促使生活环境更加舒适、便捷、安全。
采用了智能家居系统后,人们对家电产品的控制不再局限于传统的近距离的控制方式,不论主人身处何地,只需一部手机或一台电脑就能随时随地查看家用设备的状态并能对其进行远程控制。
家居系统通过互联网与家庭成员之间的联系,合理安排了人、网络、硬件结构和家庭设备之间的相互关系,虽然由于个人的差异性导致结构的复杂程度大小不一,但是从大的方面来说,家居系统的目的和整体结构是一致的。都是为了建立一个集家庭安全防护系统、网络反馈系统和家庭可调系统于一体的家庭综合服务系统,为家庭提供可调节、可控制和自动化的人性化家居服务。在图1中,将家居系统分为以下几个方面:电源模块部分、信息采集部分、人机互动部分、开关控制部分、安防报警部分、信息存储部分和控制器控制管理部分。这7个部分以控制器为核心相互联系,实现了信息采集、处理、存储的一体化过程,满足了家庭对安全、舒适、便捷的需求,方便了后续产品的升级更新。图1为家居系统结构示意图。
智能家居系统的模块组成主要有控制器模块、电源供给模块、开关控制模块和人机互动模块。图2中控制器模块是核心模块,负责信息的采集、处理、交换以及和人之前的互动。整个家居系统进行正常工作需要电源模块提供所需的对应电压。开关模块有助于控制模块实现家庭电器的通断,保证了主人在外时家庭的电力安全问题。人机互动是家居系统极为重要的一部分,它是家居系统智能的体现。
控制器能够实现外部数据的采集、处理、存储和通信交换等功能,是整个系统中最为关键的一环,它是系统智能化的决定性因素。为了更好地统筹资源与优化电路,控制器的型号选择也极为重要。STM32F103C8T6是32位嵌入式微控制器,工作频率打到72MHz,电源要求是2-3.6V,内部的FLASH程 序 存 储 空 间 为512KB, 运 行 内 存RAM的 容 量 为160KB. STM32F103C8T6强大的功能为家居系统的设计提供了高性能、高效率、低功耗的便利。
各个模块的工作正常和维持都依靠电源模块有效的电源输入,这是家居系统有序工作的基础部分。电源供给电路的设计是模块高效、低干扰、低损耗的最佳保证。图2为电源输入部分。
开关控制模块在整体系统中相当于人的四肢与大脑的延伸和支持,模块会根据来自控制器STM32F1038T6给出的信息命令进行家庭电器的导通和关断操作。开关控制模块需要对控制器传输的高低电平有极高的辨识度,设计了以三极管为响应的开始部分。当低电平信号输入时,三极管T1截止导致三极管T2截止,所以DO11、DO12都处于断开状态;当高电平信号输入时,三极管T1饱和导致三极管T2导通,这样DO11、DO12将处于通电状态。
为了让主 人 能 够 对 家 庭 的 电 器 使 用 状 况 进 行 详 细 地了 解 ,在 家 居 系 统 中 添 加 了 互 动 功 能。通 过GSM无 线 传输 技 术(全球移动通信技术)与信号接收器来帮助个人或者 多 人 了 解 即 时 家 庭 电 源 通 断 信 息 和 更 进 一 步 的 命 令 输入通断控 制。 GSM无 线 通 信 技 术 作 为 第 二 代 移 动 通 信 技术 , 研 发 的 目 的 是 让 全 球 共 同 分 享 一 个 移 动 电 话 网 络 标准,避免不同差异 的移动通话标准 之 间 的 有 差 对 接 ,增 强了了通信信息的正确性和信息对接的方便性。这样只要用户拥有一部可插入GSM卡的移动手机就可以在全球范围内进行信息的交流沟通。我国最早是在20世纪90年代引用了GSM无线xx年关闭了之前一直 使 用 的 模 拟 移 动 网 络 , 进 入 了 数 字 移 动 网 络 的 大 家 庭中。GSM无线通信技术的广泛应用,加强了人们在对遥远的家庭的控制管理。
本文所设计的家庭智能安防控制系统,成功地应用了STM32F1038T6微 处 理 器 的 强 大 功 能、2 . 4GHz射 频 通 信 和GPRS移动通信的优质传输性能,充分利用了计算机网络技术、GSM无线通信技术和自动化控制技术,具有实时性好、可靠性高、功耗低、扩展方便等优点。该控制系统实现了家庭门禁控制、室内环境参数检测、防盗报警、家用电器控制等功能,为普通家庭的安全防护控制提供了有效途径。智能家居系统的不断发展是人类对生活环境优越性的追求,是对科学技术的完美应用。随着社会生活的发展和科学技术的发展,有理由相信家居系统会越来越智能化、舒适化和便捷化。
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[3]王芳。基于GSM短消息无线通信系统的研究[D].河海大学,20xx.
摘要:随着信息化、智能化的发展, 智能家居这一概念逐渐成为了主流名词。本文是以树莓派为载体和中继的智能家居系统作品设计。在作品中, 我们围绕树莓派开发板, 运用嵌入式系统, 基于Linux系统, 运用Python语言, 从而实现手机控制灯的开关、窗帘的升降和GPIO口的使用, 收听豆瓣FM, 以及报警系统等等。
关键词:树莓派; 智能家居; Linux; 可控灯; 可控窗帘; 可控电源; 可控FM; 报警系统;
家居自动化的目标是让居家生活更加充满乐趣和效率, 而智能家居技术正在通过引入“智能化”让这一切变为现实。充分利用了树莓派的开源特性, 选择Linux作为底层系统。使用Python语言, 充分利用了其便捷的语言特性。树莓派是一个完美的中继点, 运用无线网络技术, 实现了手机远程控制电灯, 遥控窗帘, 遥控开关从而给电水壶供电烧水, 播放音乐来实现智能家居系统的娱乐功能, 并实现报警功能, 体现智能家居系统的安全性。
基于树莓派的智能家居系统开发充分利用底层系统的开源性来完成每一个细微的任务, 将每一个细微的功能交互成一个整体的网络, 达到智能化的要求。
树莓派, 是只有信用卡大小的`卡片式电脑, 基于Linux。开发过程中, 选用树莓派的B型版, 一款基于ARM的微型电脑主板, 包括了一个ARM1176JZF-s 700Mhz的处理器, 一块Video Core IV GPU, 512M RAM, 以SD卡为存储系统, 有两个USB接口和一个网口, 可连接电源、键盘、鼠标和网线, 同时拥有HDMI视频输出接口, 整合在一张仅比信用卡稍大的主板上, 具备PC的基本功能。树莓派外部接口丰富, 处理器、存储设备不够强大, 但其价格低廉, 为我们提供了一个理想的嵌入式开发平台。
开关是对树莓派输入信号, 因此要使用GPIO的输入功能, 即将灯的正极与树莓派的GPIO 25相连, 负极与地相连, 同时, 将开关的一端与Pin 1 (3.3V) 相连, 开关的另一端与pin 18 (GPIO 24) 相连。在中断方式下编写python程序。使用时, 运行ledstatus2.py, 即可利用开关控制灯的亮灭。按下开关时, 灯亮, 再按一下开关, 灯灭。
用浏览器打开IP地址访问管理界面, 若树莓派的ip地址为192.168.137.13, 则打开
本模块采用步进电机驱动, 通过控制步进电机的转动来控制窗帘的升降。通过GPIO口控制步进电机的转动方向以及速度。
步进电机采用的驱动芯片是ULN20xxA, 因此可用ULN20xxA设计一个驱动板, 驱动板上有4个输入口:IN1~IN4, 这4个口用来接树莓派的4个GPIO口, 我们将树莓派上的GPIO 17、18、21、22口分别接到步进电机驱动板上的IN1、IN2、IN3、IN4口, 利用Pin 2给步进电机提供5V电源。依次把驱动板的IN1~IN4置为高电平, 就可以驱动步进电机, 也就是说, 要把树莓派的4个GPIO输出口依次置为高电平。
利用GPIO接口控制电水壶开关的通断。当GPIO接口为高电平时, 电水壶开关打开, 电水壶的电阻加热, 电水壶执行烧水功能, 利用DS18B20检测温度, 当温度达到100℃时, GPIO接口自动变为低电平, 电水壶开关自动断开, 停止烧水, 执行保温功能, 并启动报警功能, 提醒主人水已烧开。当GPIO接口为低电平时, 则不执行烧水功能。
本模块借助Git Hub上的一个开源项目修改而来, 可以实现利用豆瓣FM播放音乐, 操作简单, 把树莓派作为一个低功耗音乐电台使用, 为家庭生活增添欢乐气息。
本模块采用人体红外感应模块HC-SR501, 本模块的核心器件是人体红外热释电传感器, 将红外热释电传感器与蜂鸣器连成如下电路:
运行python程序后, 红外感应模块每隔一定时间检测, 如有人靠近, 蜂鸣器则发出报警声, 并在屏幕打印提示有人靠近, 人若离开, 则停止鸣叫, 屏幕上显示没有人靠近。
鉴于现在市面上Android手机比较普遍, 在手机端远程控制方面, 我们选择Android手机作为实验平台。通过树莓派Command和RPi_Automation手机端APP, 可以轻松实现手机端对树莓派GPIO电平的控制, 并且实现一键发送预先设置好的指令, 以完成复杂任务。并且这些APP具有可编程性, 可以根据自身需求来修改指令, 从而满足不同人的不同需求。
通过手机端, 可以远程控制电灯的亮灭, 控制窗帘拉开或者关上, 播放豆瓣FM, 或者是控制热水壶烧水, 从而大大方便了使用者的生活, 解放了双腿, 使生活更智能化。
树莓派搭载Debian系统形成的Raspbian系统, 是官方推荐树莓派的首选操作系统。Python语言具有完全免费、面向对象、简单易学、可移植性强等特点, 并且可实现对硬件底层的访问和控制, 是基于树莓派控制硬件的不二选择。
本文充分展现了家居智能化的概念, 总体来说, 我们成功搭建了一个智能家居模型和软件平台。在硬件方面, 我们做到了以树莓派为控制器, 以电脑和手机等不同终端的控制方式, 成功实现了对灯光、窗帘、电水壶的控制, 并且实现了音乐播放功能和报警功能, 将智能家居的理念做到了实处。在软件方面, 我们以python语言为工具, 以Linux系统和树莓派为平台, 通过编写python程序成功实现了对硬件的控制。实践证明, 我们的理论是正确的, 可行的。
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[4]郑世珏, 徐虹.基于树莓派的远程监测系统的设计与实现[J].微型机与应用, 20xx (19) .
摘要:智能家居是未来发展的主流方向, 本文主要探讨智能家具的基本概念, 以及互联网+, 云计算, 大数据下的未来。
说起智能家具, 很多人脑海里会浮现这么一个场景, 随便动下手指, 家里面的一切都会在自己的掌控中, 它曾经如此梦幻, 但随着人们步入网络化和数字化的智能化社会, 4G和移动互联网浪潮, 让物联网等新兴技术和应用飞速发展, 这已经变成可触及的现实, 也让智能家居步入真正全面实现的阶段。智能家居是互联网信息技术与传统家居行业的完美化学反应, 各类新型传感器的介入, 使住宅具有更多的感觉, 而此感觉是如此的敏感。加上大数据, 云技术大浪来袭, 使得智能家居在家电设备、远程无线控制、环境检测控制等达到一个新的高度, 并覆盖得更加全面[1]。
智能家居是以住宅为平台, 把设备、建筑、智能化、自动化四要素各自优化, 相互联系, 全面综合, 以获得高效率、高舒适、高安全的居住环境[3]。智能家居也可以定义为一个系统, 由中央处理器、硬件设备、软件及通信技术构成, 处理器就类似家庭的网关, 硬件设备就是各种各样的传感器设备, 软件就是手机app客户端, 通信技术就是类似wifi的通信标准。通俗点来说, 智能家居就是具有智能化的设备, 就在我们的身边, 如智能门锁、智能厨房、智能电子煲等, 毫无疑问, 智能家居能有效优化我们的生活方式, 增强家居生活的安全性, 同时为更多的能源节省资金。
如今智能家居已经是各种智能电器的集成平台, 使家居体验更加个性化, 同时更方便管理。我们的城市建设正向智慧城市大步迈进, 智能家居暖春已至。苹果和谷歌旗下的Nest Labs正在开发一类技术, 可以使不同厂商不用独立的中控设备也猛进行设备互动。随着智能家居的普及, 那么, 它的未来如何?
20xx年蓝牙大会中蓝牙4.2会兼容wifi, 解决了蓝牙传输距离短的问题, 也将给智能的硬件的互联互通带来技术上的演变, 不然每个手机上都得装上一个app, 对应一个云设备, 相当费劲。如今很多智能产品都具有wifi和蓝牙功能, 使很多可穿戴产品涌入智能家居, 与家居设备联动, 变成更加精确方便的控制点, 手机app变得不那么的唯一, 研究机构HIS Technology数据显示20xx年的蓝牙设备用于智能家居的出货为15亿台, 未来蓝牙设备更会在智能家居上发挥更大的作用, 来提升用户的各种体验。
在智能家居时代下, 云计算将会带来一个新的转折点, 智能家居相当于一个晓得物联网平台, 各类传感器收集信息、处理信息, 如此大容量信息为了保证系统的稳定性和可靠性, 把它存储在云端, 云是动态扩展且虚拟化, 云计算把人们在家居里的一举一动收录, 形成一个大数据平台, 使智能家居更加智能, 对数据的分析具有记忆性和高效性, 对家居生活第一时间进行舒适有效的管理, 而这些数据的来源是家居里面的智能设备, 包括智能摄像头, 室内环境监控仪等, 云计算介入智能家居, 带来了很多新的用户体验和服务模式, 信息交互也能在第一时间以最快的路径执行, 是智能家居未来的最佳伴侣。
20xx年中国互联网大会“未来发展高峰论坛”举办之后, 更是把智能家居推向高潮, 许多家电企业主导家电向智能化转化, 致力提高用户家居体验, 实现各种智能产品的互联互通。长虹提出了“家庭互联网”战略;美的也提出“M-Smart智慧家居”概念, 打造最专业的智慧家居;海尔也提出U+智能生态圈, 只需用12秒就可以使得不同协议标准的智能产品实现互联互通;同年康佳也把彩电升级到64位的智能系统。20xx年更将是智能家居爆发的一年, 越来越多企业致力建立感知、思维、智能一体化的智能家居系统。
今年国际消费电子产品展 (CES) 在美国举行, 三星、英特尔展示推出新一代智能家居产品。各个行业相关新产品竞相推出, 智能家居市场有望迎来爆发期。但是智能家居总体来说还不怎么成熟, 那它的挑战又有哪些呢?
“无规则不成方圆”没有统一的通信协议和标准, 每个智能产品都是独立的, 在各自利益的驱动下, 他们都是按照自己的理解去制作产品, 然而协议不具备兼容性, 实现功能和拓展性不够, 使得产品不能在同一平台互联互通, 致使智能家居整个系统不能很好的运作起来。
打造一个最基本的智能家居, 要添置不少设备, 控制器, 网关, 各种传感器, 加上客户的个性化要求, 独立去设计去构造, 相必也只能高端人群才能有高端家庭才能享受。而普通家庭智能望尘莫及, 就算前期投入的成本有所降低, 后期的维护费用也是不菲, 让智能家居走进人们的生活还有很长的路要走。
有钱人要享受生活, 但大费周折去培训好几天也搞不懂怎么去使用, 只能说人性化不到位, 严重影响了用户体验, 慢慢的人也累了, 而所谓的智能产品只能成为家中的摆设, 可以遇见未来需要解决的是降低技术门槛, 让其操作变得简单起来。
资本与企业的涌入, 加上处在互联网, 大数据的时代下, 家电企业发力, 智能家居以迅猛速度聚焦于人们的视野, 我们物质追求价值的提升, 对智能家居的渴望也越演越烈。但我们用辩证的眼光去看待的时候, 智能家居存在的挑战更不容忽视。所以遇见智能家居的未来, 需要大家一起努力, 打造属于我们的人间极乐圣地。
[1]韩力群.中国智能家居产业发展现状与前景分析[C].中国人工智能学会第十二届全国学术年会中国人工智能协会第十二届全国学术年会论文汇编, 20xx.
[2]马鸿雁, 李慧昇.智能住宅小区[M].北京:机械工业出版社, 20xx.
摘要:文章分析了智能家居的发展现状, 提出销售渠道不合理, 部分产品的伪智化及宣传不足是导致行业发展受阻的主要原因。并探究了智能家居的未来发展趋势。
随着科技水平的的提高, 智能家居进入人们的生活。所谓智能家居, 实际上就是利用网络通信, 计算机和综合布线技术, 并将其与人们日常家居生活中的各个相关子系统结合到一起进行统筹管理, 从而使人们家居生活安全性和舒适度大幅提升。智能家居和传统的家居相比不仅舒适, 还能自动化的指挥。
只有物联网和人工智能的技术取得了突破, 才能实现智能家居的智能化转型。物联网, 指的是通过如射频识别装置、红外传感器以及光扫描等各种信息传感设备与互联网结合到一起, 使其形成一个巨大的网络, 其主要的目的和功能就是将物品与网络相连接, 以便进行更好的识别和管理。
通过信息传感器物联网实现了家居相关小系统的整合, 并利用互联网进行监控和管理, 最终达到家居智能化的目的。当前人工智能中比较常见的一种形式就是语音交互, 这种语音交互与传统的将语音信号转换为电信号的执行命令有所不同, 它要求要有语音交互的过程, 在语音交互的过程中, 用户的操作更加简便, 使家居的智能化更加彻底。
智能家居的技术发展不足直接导致了行业发展受阻, 并且智能家居的技术在时间与空间上没有继承性。由于大多数智能家居都是独立发展的, 彼此之间没有过多的交互与联系, 比如智能灯泡与智能防盗, 两者之间进行独立研发与销售, 技术之间没有联系, 这就造成了用户体验的不完整, 各个智能家居的产品五花八门, 用户在选择的时候由于各产品没有关联, 兼容性不强, 如果消费者想集齐各家优势那几乎是很难办到的, 这对智能家居的普及是一个很大的障碍。
智能家居的销售渠道主要通过两种方式进行, 一种是由智能家居厂家设立销售点, 对用户提供产品和服务。一种是通过工程渠道, 由系统集成商和房地产商进行销售。并且据统计, 工程渠道销售的份额达到了百分之八十, 远远大于零售渠道的份额, 这说明消费者主动通过零售渠道购买智能家居的人数很少, 智能家居更像是一种地产商的捆绑销售, 这种方式切断了消费者与智能家居直接的交流, 不能长远的使智能家居为大众所接受。
智能产品与传统产品不同的是运用高科技等手段实现产品的便捷使用体验。但是, 不少厂家为了吸引消费者, 用伪智能产品作噱头, 冒充智能产品, 这与消费者想要的智能化家居操作相背离。比如智能化空调, 传统空调只需要用遥控器就能实现对空调的操作, 而当前市场上销售的一些智能空调, 用户需要下载APP软件, 并将手机保持联网状态, 再在软件上操作, 虽然操作过程变得复杂, 但是空调的功能并没有提升。这种为了智能而智能的产品欺骗了消费者, 也加深了消费者对智能家居的误解, 对智能家居的普及是一个很大的隐患。
从总体情况上来看, 看好智能家居发展的消费者还是占大多数, 虽然目前很多人对智能家居的认识还在表面, 通过媒体和撰稿人的科普, 人们对智能家居的兴趣也在扩大。当下许多创业者在鼓吹智能家居的概念, 他们把智能家居的美化使消费者相信智能家居的前景客观, 但是这种炒概念的行为, 把智能家居镀上光环, 并没有真正解决智能家居的发展问题, 智能家居的未来发展可能会随着其他行业、其他技术的发展而产生千变万化的可能。
产品宣传是产品打开市场的首要条件, 每一个优秀的公司在产品宣传上都做的不错。目前智能家居的宣传力度明显不够强, 智能家居出现的最频繁的地方还是网络热点新闻, 并且这些新闻并不是以宣传智能家居为主, 而是某某公司投入多少资金打造智能家居, 但是消费者在看到这些新闻后对智能家居还是了解甚少。大企业比如京东、华为等对智能家居的关注度还是比较少, 真正的宣传是智能家居品牌公司因为产品做的好而赢得消费者的信任, 最终形成消费者认可的智能家居领域的品牌效应。要围绕消费者的用户体验, 让消费者真正感到智能家居对消费者生活的帮助和改变, 赢得口碑, 赢得市场。
智能家居的卖点主要是操作简单, 多功能集成, 个性化定制等, 虽然这些优点都可以提升消费者的生活质量, 但是很多消费者觉得必需品的吸引力更大, 这些优点也是可有可无的。智能家居如果想要长远发展, 就必须要把它变为人们生活的必需品, 根据智能家居的特点, 我们可以加深智能家居与人们的交互程度。首先是企业与消费者的交互, 要做到企业与消费者的交互就要做好客户关系管理, 这是消费者与企业交互的基础, 智能家居系统中与客户的关系是很重要的一部分内容, 智能家居的未来也会朝着及时有效的客户管理关系发展。这其中, 为了让企业与客户之间的联系加深, 要采取及时的信息反馈系统, 这为客户信息的及时反馈和商家对客户反馈信息的回应提供了基础。如果客户有关于产品的不明白的`地方, 或是产品使用中出现的故障, 还有些对产品的建议, 都可以通过信息反馈系统与厂家取得交流, 当消费者与厂家取得了有效的交流后, 产品的质量和方向都可以让消费者更加满意, 也提高了厂家的工作效率和使用者的用户体验。让智能家居及时的满足消费者的心理和使用感受, 可以增加智能家居的竞争力。
智能家居的发展离不开与消费用户间的交互, 然而这一环节却往往容易被人忽视。现阶段的智能家居系统通常都是被限制在一个家庭或是一个房间之内, 人与人之间缺少交流, 彼此当了多年邻居却不认识的情况很常见, 所以智能家居在拓展人与人之间的交流上也是一个很好的渠道。比如, 在玩游戏的时候, 通过智能家居的交互, 向邻居发出游戏邀请, 增加了人与人之间的感情交流, 再比如在家里看到有趣的电视节目, 通过智能家居的交互, 推荐给邻居好友, 对方也可以给自己推荐有趣的内容。智能家居在消费者之间的交互中可以扮演增进人们情感联系的工具, 弥补人们之间情感的缺失。
总而言之, 智能家居作为一种综合多种科技的新型居住环境控制系统, 在对人们日常生活质量的改善起到了极其重要的作用, 具有优秀的应用价值和良好的发展前景。就目前国内市场环境来看, 人们使用智能家居系统的成本还相对较高, 加之智能家居行业目前并没有形成完善的管理标准等问题, 对我国智能家居的发展造成了很大的阻碍。因此, 在未来智能家居的发展中, 应逐渐解决以上问题, 才能使我国智能家居产业赢得更好的发展趋势。
[4]张永刚.我国智能家居现状与问题[J].智能建筑与城市信息, 20xx (7) .
摘要:智能系统作为新兴产业, 是国家重点发展的产业之一。国外自美国在1984年建设出真正的智能建筑至今为止已经有30多年的历史了。由于智能家居的安全、高效、方便以及智能化等独特魅力, 使智能家居行业在20xx年逐步进入我国的家居市场, 但是由于我国起步晚, 使得智能家居行业标准在我国家居市场上并不统一。随着全球资源的不断减少以及环境的破坏, “节能环保”成为了全球科技发展的首要要求, 而“全球智能化”在节能环保方面的优势使得智能家居成为了发展主流, 因此具有十分广阔的市场前景。同时, 随着科技的进步, 传统建筑已经不能满足现代人对生活方面舒适度的需求, 而智能系统也在不知不觉间渗入我们的生活。本文将从实际的角度讨论人们对智能家居的态度以及智能家居的应用前景。
科技不断飞速发展, 新技术也层出不穷, 科技在不知不觉间改变着我们的生活。比如在20xx年第一台智能手机即将问世的时候, 世界的大部分人持嘲笑怀疑的态度, 然而在之后的时间里, 乔布斯用实际证明了“智能化”是人类生活发展的必然趋势, 并且会让我们的生活发生翻天覆地的变化。
最早设计出“智能家居”的, 应该就是美国联合科技公司, 它将一栋位于美国的哈特佛市的旧大楼进行改造, 将大楼内部的电子设备如照明、空调等连入计算机系统, 并时刻被计算机系统监控。“大量采用电子技术的家用电器于20世纪80年代初问世, 住宅电子化出现。80年代中期, 住宅自动化的概念在家用电器、通信设备与安保防灾设备各自独立的功能综合一体后被提出。80年代末, 由于通信与信息技术的发展, 出现了对住宅中各种通信、家电、安保设备通过总线技术进行监视、控制与管理的商用系统, 这在美国称为Smart Home, 也就是现在智能家居的原型”, 一物联网论文中写到。几年前, 美洲、欧洲等地区的较发达国家相继提出了“智能家居”的概念, 并将“将家庭中各种与信息相关的通讯设备, 家庭电器和家庭保安装置通过家庭总线技术连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监控和家庭事务性的管理, 并保持这些家庭设施与住宅环境的协调”作为主要发展目标。
众所周知, 比尔盖茨的“未来之屋”应该是全世界智能家居生产商学习的目标, 参观“未来之屋”也是许多人的梦想。进入“未来之屋”之前所有访客都应佩戴上给每位特别定制的电子胸针, 其中包含了访客的个人资料等, 方便人与豪宅展开一系列互动。你可以用手机控制房间内的中央控制系统, 开空调, 放热水洗澡等都能用手机完成;电脑系统还可以全天监控树的情况, 在树出现干燥的时候中央电脑会自动给它浇水;其中的智能马桶还可以检测主人的身体状况, 在出现异常的时候发出警报等。由此可见, 智能家居给我们的生活带来了难以想象的便利, 且智能家居的市场是有巨大潜力的。
与比尔盖茨的“未来之屋”享有一样地位的则是林志颖的智能豪宅。他家中的电子设备都与其手机相连接, 无论他在英国、美国, 他都可以远程遥控家中的各种电子设备。林志颖使用的这套智能化设计是在20xx年, 在11年后的今天, 想拥有一套智能家居系统已经不是什么困难的`事, 我国市场上已经有了专业的设计服务公司, 用户可以轻松体验智能带来的便捷和舒适。
智能家居设备是通过触摸感应系统、无线遥控以及语音识别系统被用户控制, 给用户带来安全、舒适的环境, 且家居内的设备可以相互通讯, 根据使用者预先设计的模式自发运行, 真正达到了高效、便利等目的, 而这些恰恰都是智能家居的优点, 正是这些特点使得越来越多的人开始对智能家居的设备有需求, 同时在不知不觉间打开了智能家居的市场。
近些年, 智能手机的大量普及, 物联网的各项技术也取得了重大突破, 使智能家居在我国普遍化迈出了关键的一步。在传统的家居生活中, 绝大多数活动都需要我们人为的进行, 比如下班回家要找空调遥控器调节到一个舒适温度, 自己调节水温泡热水澡等, 而智能家居设备可以通过手机在下班之前向房间里的管理系统下达指令, 将空调、水温等调节到舒适温度;同时对智能产品的定时控制也是用户选择智能家居的重要原因, 用户可以对设备进行提前设置, 时间一到房间熄灯断网, 自动进入睡眠模式, 无需人为关闭;而在安全防护方面, 智能家居更是达到了传统家居无法企及的高度, 单纯地依靠门窗防护、小区监控以及单元楼锁等进行家庭防护的传统家居已经不能满足现代人的需求, 而智能家居安防系统则能够在原来的基础上提供更健全的防护措施, 如指纹解锁, 虹膜识别等, 可以为住宅提供立体化防护, 帮助人们时刻守护住宅安全, 同时可以让用户通过智能手机随时监测家中的实时画面, 在出现异常时及时警报, 使损失降到最低。
智能家居作为生活智能化的主要项目, 在我国家居市场上主要有有两个特点。其一是市场潜力大, 在我们之前做的市场调查中, 有35%的人觉得传统家居很好, 能满足其现代生活的所有需求, 在这35%的人中, 绝大多是觉得智能家居用户体验比较糟糕, 不想再尝试;还有部分是不会使用智能手机的老年人, 他们觉得智能家居反而会更麻烦;有60%以上的人愿意接受智能家居, 希望自己的生活向智能化发展, 其中包括了各个年龄段和各个阶层的人;其余的人持观望态度, 不反对也不支持。由此可见, 若完善智能家居产品, 智能家居的潜在客户数量是十分巨大的。且房地产在全国各地发展以支撑上升趋势, 由此可见家居产业作为房地产的辅助产业, 其前景就十分可观。而与此同时, “我国现阶段正处于居民消费升级, 工业化、城镇化、信息化、农业现代化加快融合发展的阶段。国家为了推动信息化、智能化、数字化城市发展, 出台了一系列政策进行扶持, 这些都为智能家居行业的发展奠定了坚实的基础。”二是智能家居虽产品多, 厂家多, 但大部分集中于“北上广深”等一线城市, 且没有一家形成规模化, 重要的是, 国家虽发行政策大力支持物联网行业, 推进向智能化的转型, 但是国家对智能家居行业标准没有统一规定。可以想象在没有一个统一标准下诞生的产业, 大家各自为营, 生产的产品也都是按照生产商的利益为标准, 这样就使得产品都彼此独立, 互相没有关联, 达不到智能家居的目的。与此同时, 许多家电商在市场营销的时候, 都刻意打上“智能家居”的牌子, 利用消费者的心理, 欺骗消费者智能家电即是智能家居;还有一些企业, 利用用户不懂技术问题, 将旧的被回收产品改造, 通过这种方式减少成本和施工工序, 在客户质疑的时候还会忽悠说智能产品不稳定, 用一段时间就好了等。生产商以及销售商不负责任的态度, 都能直接影响消费者的用户体验, 使消费者在遇到“真正的”智能家居时望而怯步。
在我看来, 消费者的体验是智能家居市场规模的决定性因素, 我们的调查报告显示, 虽然有60%以上的人愿意接受智能家居, 但是其中有69%的人对智能家居的体验并不满意, 他们表示智能家居与他们设想中的情况不一样并且大部分产品比他们想象中的差许多。智能家居的宗旨应该是全方位的提高用户体验, 让用户体会到智能家居的安全、舒适、便捷、高效, 而不是仅仅停留在能遥控方面。同时, 智能家居的生产者应该针对用户的需求, 着重研究发展智能家居。比如, 在我们的调查中表明, 大多数人首要关心的是房屋的安全警报功能, 人身安全和财产安全历来是人们关心的首要问题, 然而市场上有关这方面的产品看起来并没有被广大消费者认可。其中一个原因是它的价格昂贵, 不能被大部分人负担。其实市场上昂贵的智能家居并不是智能家居的真正产品, 现如今, 真正的智能家居采用了智能终端远程控制, 其具有免布线, 移动性强, 升级方便等特点, 是目前智能家居市场的主流, 而许多用户曾经体验的是有线技术, 它造价昂贵, 布线复杂, 早已经被时代所淘汰, 所以消费者在选择智能家居产品的时候一定要认准无线技术, 我相信它一定会带给你完美的用户体验。还有许多被调查者比较关心灯光控制和空调控制等, 这些人中大部分是上班的白领, 他们希望下班到家时就能有一个舒适的环境来舒缓劳累一天的身体和神经。还有部分老人、白领和家有老人要赡养的人, 通过我们的介绍, 对可以监测身体健康情况的智能马桶比较有兴趣, 毕竟身体是革命的本钱。
智能家居是时代发展的一种趋势, 随着国家城镇化、数据化、信息化等政策与产业驱使下, 我们相信智能家居行业将会诞生多家有责任心的大型企业, 为人们提供更好地生活服务, 同时国家也会出台更多政策, 在那时, 智能家居将会变成人们生活的一部分而不是只是一种发展趋势。
[1].夏勤艳、马立磊.浅谈智能家居系统的功能及发展前景.《民营科技》, 20xx (2) :31-31.
[5].宋文辉.嵌入式智能家居控制终端的设计与实现.《重庆大学硕士论文》, 20xx-04-01.
随着80后人群逐步成为社会主流经济体,各种新兴的生活以及消费方式渐渐成为新宠。于是,“智能家居”应时而生。这不能不说是华商诚信联盟年会上的一大亮点。在项目对接会上,智能家居的项目负责人孙万红经理详细介绍了已经能够实现智能科技化的各种案例。
根据孙万红经理的介绍,客厅必备的家具已经统统可以实现智能化了。智能沙发不仅可以根据需要调节到符合人体工程学的角度,更可以对应颈部、背部、腰部、臀部等部位设置按摩功能;茶几也打破了传统观念中的使用局限,除了基本的功能之外还可以变身成为大型平板电脑,手指轻轻触动即可玩游戏、查资料、看新闻。对于智能家居来说,现在是微型投影仪家庭影院的时代。它所独具CMMB功能和接机顶盒直接看电视的功能。加上内置存储,不仅可以下载网络最新电影和歌曲,同时还配备多媒体音乐系统3D环绕立体声。这样,既满足了营造电影院效果的目的,还能有效减少电视机带来的功耗和辐射。
智能家居系统在卧室中通过设置各种模式让生活更加舒适、惬意,颠覆了传统的家居生活理念,并带来了全新的生活方式。作为私人空间,理想的卧室需要考虑灯光、温度、气氛等每一样因素。智能家居系统会为人们实现睡醒后自动开启窗帘,白天保证室内光线充足。同时,恒温系统将确保温度适中,空气流通。比如睡眠模式会为入睡提供需要的氛围;起夜模式隐藏的地灯会跟随脚步柔和亮起,点亮一条从床头到卫生间的路,不用担心惊醒枕边人;早安模式会随着太阳的升起自动拉开窗帘,奏起舒心的音乐。除此之外,空气是也是智能家居所关注的。卧室里的二氧化碳浓度传感器、温度传感器会在空气稍有不好时自动净化空气,根据室温调节空调的温度。
智能化的不仅仅是客厅卧室,还有厨房。根据孙万红经理的介绍,现代厨房不仅仅是单一的烹饪空间,已慢慢成为重要的家居空间,成为人们的第二客厅。为了让厨房更简单、更有乐趣,告别烟熏火燎,连橱柜都是自动升降的。
自动升降厨柜常采用智能升降控制,柜体高度可以上下移动,柜门轻触即可自动开启,用手轻轻触碰就能打开抽屉,用脚轻轻一踩柜子下面的脚踏就能轻松把垃圾放入垃圾桶。还可以在厨房边煮饭边享受音乐带来的乐趣,更可以根据需要在厨房的触摸式液晶显示屏上查找各种菜谱。同时,厨房还配有燃气感应装置。当煤气泄漏或忘记关阀门时,报警装置会发出预警,并自动关闭阀门,打开排气扇和窗户,以此化解危险。
据了解,智能家居还专门为有小孩的家庭设计了安全保障功能。为了保证小孩子们调皮时误闯误撞的安全,物联网技术在这个时候就显示了它强大的功能性,开创了物联天下的智慧安防系统。智能安防包括智能门锁、安防监控报警、燃气监测报警等功能。从保障孩子安全方面来说,可视智能门锁是孩子安全保障的第一屏障,同时它在窗户和门附近安装了红外报警感应器,当有人非法闯入就会发出报警。厨房也安装了燃气探测仪与自来水探测仪,一旦检测到家里燃气泄漏或者自来水泄漏,就会第一时间报警,并且自动关闭燃气与自来水的阀门。家长可以将孩子的活动区划定在卧室、客厅、卫生间,在这些敏感区域安装可以联网的监控系统,只要孩子接近这些地方,手机就可以接收到信息提示。
看似高深的智能家居在居家养老方面大有用武之地,覆盖远程的智慧医疗、紧急呼叫、智慧安防、社区家政等内容,让老人实现居家养老的愿望触手可及。理想的智能家居养老系统由多媒体智能网关、各种水晶控制面板、感应器和探测器、安防监控设备以及其他辅助设备组成。可以实现全自动化控制检测,能够满足老年人日常生活中所有的需求。例如系统可以根据室内光照、温度、气体浓度以及预设的老年人习惯等情况来自动实现开关窗帘、开关空调、开关窗户;根据老年人医疗护理的需要轻松实现室内情况监控、网络视频传输、一键报警以及远程操控保障等服务;根据老年人的喜好满足其点餐、送水、购物、娱乐等基本生活要求。在这样的全智能化环境中生活,老人不仅能够得到无微不至的关怀,还能充分享受到生活所带来的无限乐趣。
据了解,智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、智能家居系统安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成在一起,构建出高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统。理论上来说,智能家居的智能化可以优化人们的生活方式,帮助人们有效安排时间,增强家居生活的安全性和优越感,甚至为各种能源费用节约资金。
根据孙万红经理的介绍,智能家居是一套全方位的立体式智能生活方式,使我们居住的整个生活空间都变成智能化,包括客厅、厨房、卧室、洗手间。任何家居生活空间都能够通过现代科技便捷起来。
在通讯技术与网络技术的高速发展状态下,家庭生活环境更趋于现代化,各种新兴技术直接影响着人们的生活,改变了人们的生活习惯,提高了人们的生活质量,智能家居系统成为技术手段更新换代的体现。智能家居系统利用计算机信息技术、布线技术与生活家居的子系统相关联,给予家居系统更多的智能选择,提高了家居环境的服务水平。
单片机系统是微机应用产品化的最佳机种之一,其系统本身具备很多优点。例如,较其他系统,单片系统的体积更小,成本更低,功能性更加强大,单片机所带来的系统已经在智能化产品工业制作中被广泛应用。并且随着技术水平的不断进步,逐渐完善的单片机系统能够满足设计过程中的各种要求。
在总体设计的流程中,外界信息经过感应器传导,其信号内容进行放大与整形,进一步传导单片机信号分析处理,再由单片机系统与外部信息结构进行指导交换,引导红外与光电装置,将信息内容传递于执行器件。在控制系统中,系统控制器会接收到远端传递过来的信号,并且对其解码,再传递给中央处理系统。在控制系统的设计中,我们要充分考虑用户使用的便捷性,在控制系统中添加语音提示操作系统,使用户能够在无人值守系统的情况下,更好地进行系统操作。
传感器的应用设计,是家庭智能设计过程中的信号来源。在传感器设计上,应根据产品本身的特点添加各种感应装置。在智能家居系统中,火灾警报传感器是设计的第一项,火灾烟雾传感器的体积小、可靠性高,能够及时将烟雾信号转换为电信号,在智能家居的设计中,烟雾传感器可以固定在每个房间的天花板或者墙壁上,将家居系统与小区或消防警报系统相链接,充分利用智能家居系统的安全性。
其次,我们要设立可燃气体传感器,将感应器放置于厨房等气体容易泄露的地方,监视气体疏通管道的安全性,如果发生天然气泄露等情况,感应器会自动关闭天然气输送管道阀门,并且向外界发出信号,及时通知家庭以及小区物业,降低财产损失。在可燃气体感应器设置上,利用气体浓度来对天然气等装置进行监控。在智能家居生活中,防盗报警系统可以分为两部分,一部分是对家庭周围环境的防护,例如周围环境的监视控制,门窗系统中的开关以及玻璃周围的感应系统等;另一部分是针对
家庭无人的情况,对于室内的.感应防盗系统,利用红外感应装置,在他人进入房间且未关闭监控系统的情况下发出警报。在房间有人活动的时候,关闭室内防盗系统,开启室外防盗系统,在无人活动的情况下,室外系统与室内系统均开启,并且防盗系统的灵敏程度可以根据房屋周围环境而设定。
智能家居的生活控制系统中,数据通信电路需要完成信息的接受与发送、与计算机的沟通、与软件的控制等几个方面。分析模块组成部分可以发现,GSM基带处理器相较于供电模块、闪存、天线接口等几个部分而言是TC35的核心,GSM主要负责处理终点内的语音与数据信号,并且在不需要额外增加电路支持的情况下,可以完成FR和EFR的编码工作。
在连接方式上,TC35与单片机需要采用串行异步通信接口,使用红外和通信电缆两种传输方式进行传输。在整体的传输设计过程中,红外接口的特点在于信号稳定,接口之间相互独立,使用方面抗干扰性强,不会对手机的通讯产生影响,缺点是传输的距离有限,传播的方向受到接口的限制。而电缆连接的通讯装置传输距离远,可靠性高,不过缺点在于传输接口的电气参数不兼容,设计过程中容易对手机的通讯产生影响。在接口的设计中,要分析家庭周围的环境,考虑接口信号对于家庭通讯设备的影响,选择合适的接口,应力求将红外接口与电缆接口进行结合,提高智能家居系统工作的效率。
在系统设计的控制方面,可以加入更多的红外设计理念,在智能家居设计中,红外遥控器是被广泛应用的,但是在实际操作过程中,一个红外遥控器所针对的只是特定的品牌产品,遥控器之间的兼容性很差,在新型智能家居设计中,可以利用红外插座、红外开关等产品,将电器的操作信号与电信号进行混合,利用红外系统中的学习与记忆功能,使红外插座成为信号传递的枢纽,同时利用单片机对遥控器发射出信号的波形进行测量,然后对测量数据进行反馈,从而提高遥控器的效率,实现家庭智能控制系统的优化。
总之,在智能家居系统的设计中,首先要明确选择系统的性质,其次建立合理的设计流程。设计过程要符合信息技术的要求,并且最大化地提高用户的使用效率。在应用设计方面,分析传感器的种类并选择合适的连接端口,提高控制系统的灵敏度,并结合红外线感应技术,增强智能家居控制系统的完整性,使其能更好地提高人们生活质量。
通过参观eNeo研究所和他们的成功作品,记者发现欧州的智能家居市场值得国内智能家居企业学习的地方不仅仅是他们先进的技术。他们处处从用户角度考虑,将用户的需求贯穿于整个公司业务全过程的经营理念是不是也值得我们借鉴呢?
国内的智能家居市场才刚刚起步,相信对国外智能家居业的一线介绍会对我们的读者大有裨益。本刊将陆续为您报道一些国外智能家居和数字社区的发展现状和一些成功案例。
12月中旬的巴塞罗那阳光明媚,本刊特约汜者在西班牙eNeo智能建筑研究所的盛情邀请下,在一个周末午后驱车参观他们最新的设计成果。车行至eNeo研究所的大门外,远远就可以看到围墙里eNeo设计的智能房屋。从远处看,这幢房是坐落在一个漂亮草坪中央的二层复式住宅楼,与我们一路过来时所看到的普通的高档居住住宅并没有什么区别。但是它的设计者——eNeo的工作人员却一再声称它是欧洲最先进的房子。让我们进去探一探究竟:
安放在屋顶上的天气感应器能够随时得到气候、温度的数据,在下雨的时候它会自动关闭草地洒水喷头、关闭水池;而当太阳光很强的时候,它会自动张开房间和院子里的遮阳篷:
当室内自然光充足的时候,带有感应功能的灯光灯会自动熄灭,减少能源消耗。(这种灯的感应强度可以山室主根据需要手动调节)。地板上不均匀分布着的黑孔是自动除尘器,只需要轻松遥控,它们会在瞬间清除地板上的所有灰尘、垃圾……眼中看到的这一切,都好像是科幻电影里的场景。
其实这些科技早在十几年前就已经在美国和日本出现了,并且早已经产品化。欧洲的智能建筑科技这些年也在迅速发展,并且在某些领域大有超越美国的势头。
建筑领域里的一些专家则认为在建筑设计有效节约和利用能源这一方面,一些欧洲的科研机构和企业已经超过美国和日本,拥有世界领先的技术。
早先我在采访美国卡耐基·梅隆大学的建筑学教授VolkerHartKopf时,他谈到欧洲的智能家居技术发展时就认为尽管智能家居在美国早已经得到广泛的应用和发展,但在有效利用能源的研究方面,欧洲的确走在美国的`前头。
这间由西班牙eNeo建筑实验室建造的房屋造价昂贵,家居配置上极尽奢华。但据设计者介绍,它的设计主要着眼点仍然是在房屋居住者的基本需求上:在房屋前门配备的电子钥匙和电子眼保证了屋主不在时房屋的安全;监控摄像机分散的放置在房间的周围,户主可以通过互联网或移动电话随时随地监视到每个房间的情况;另外,为了保证房间的清洁卫生,房间的底层还设计有垃圾清理通道,将前面所提到的自动除尘设备里的脏物和一些生活垃圾直接传送到院里的垃圾整理系统,并将垃圾分类整理成堆,等待垃圾回收公司来定时收集。
能够给普通家庭带来轻松惬意的家庭娱乐也没有被忽视。大屏幕的触控LCD屏幕分散的分布在房屋的周围,手指轻点便可以轻松地连接到存储电影,电视录制和MP3文件、家庭电子相册的硬盘存储器上。
不仅如此,它还是一个功能齐备的智能控制台,屋主只需要通过轻松的选择就可以瞬间营造一个完美的场景模式。
比如,早晨起床时选择“早安场景模式”,它将为您打开收音机、卷起窗帘、打开电热咖啡壶,并且为您准备好洗澡水;工作一天回到家后,选择“家庭影院模式”,它将根据您事先的设定调低房间的灯光、放下窗帘、将电话转换到自动答录模式,然后为您打开电视屏幕。
所有的这一切,的的确确让我们感受到了智能家居中智能的概念,同时也暗暗为研究所对住宅用户细致入微的考虑钦佩不已。
“我们的目标是:科技将成为日常生活的一部分,科技真正能够帮助人们,让我们的生活更加轻松,快乐…”eNeo研究所的总经理Javier Zamora在参观中,反复向我们重复了研究所的工作理念。Ipbox—eNeo研究所,智能家居住宅的大脑。
在谈到智能建筑居高不下的建造成本时,Zamora介绍说,其实事实并非完全如此,如果仅仅将您的房屋通过加入一些配置使其变成智能建筑的话大约只会花费房屋价格的1%左右。但是如果考虑到配置一些硬件设备诸如警报系统、触控屏和摄像头的话则会使造价进一步提高。
尽管目前智能家居的制造成本价格不菲,但是eNeo研究所的商业运营官仍然乐观地预计智能家居在不远的将来不会仅仅局限于高档小区。“到20xx年,我们预计在西班牙将会有10000个家庭选择采用我们的智能家居设计…”Zamora说,“我完全有理由相信在未来的四至五年内,智能家居将会在全世界更加普及。十年内,我们将会看到智能家居成为住宅设计的主流。”
坐落于巴塞罗那的eNeo智能建筑研究所创建于20xx年4月,是一所专门从事智能建筑产品研发、为智能家居产品提供技术服务支持的专门性商业机构。
eNeo研究所经过多年的发展,已经建立起成熟的商业运作模式。用技术来改善居所环境,最优化购买成本,从而为普通家庭提供一个舒适、和谐、充满乐趣的智能住宅是eNeo研究所一直以来所追求的目标。
经过对现代智能家居市场的发展观察,近年来,研究所将“服务”概念放在研发的首要位置,在原有的产品研发和实现过程中,从客户角度出发,根据客户的需求来指导从产品设计到最终产品推出的所有过程(系统构思、设计、产品实现、质量测试)。
21世纪是信息化的世纪,各种通讯和互联网等技术推动了人类文化的巨大的进步。智能家居控制系统的出现使得人们可以通过手机或者互联网在任何时候、任意地点对家中的任意电器(空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD录像机)进行远程控制;可以在下班途中,预先将家中的空调打开、让热水器提前烧好热水、电饭煲煮好香喷喷的米饭……而这一切的实现都仅仅是轻轻的点几下手机按键或鼠标。
智能科技家居管理系统可以定义为一个过程或者一个完整系统。应用先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统,有效地联合在一起,通过统筹模式管理,让家居生活更加温馨、安全、有效。
本文使用凌阳ARM9嵌入式实验箱,S3C2440 CPU核心板以及Linux系统或者装有Linux虚拟机的PC机一台。本设计包括有:控制软件的编写与调试和系统硬件的设计与调试。
智能家居控制系统其硬件部分主要由五大部分组成:GPRS模组、以太网模块、SHT11温湿度传感器、摄像头、S3C2440 、CPU板模块与接口和电源部分。用户可以通过GPRS模组上的RS232接口和PC机相互连接并且使用,通过SHT11温湿度传感器来检测温度变化,为各个部分提供工作电源的则是电源部分。
软件设计部分主要由五大部分构成:就是Boa服务器搭建、CGI程序编写,AT命令集,GPRS初始化与驱动、摄像头驱动和各个驱动程序编写
1.控制部分: 计划一:将MCS-51单片机作为总的控制元件。计划二:将凌阳单片机SPCE061A作为总的控制元件。计划三:将ARM作为总的控制元件。
比较论证: 计划一MCS-51单片机功用较少,不具有模数转换等功能,因而需要增加一些外围电路来实现一些功能,使得电路复杂化,精确度不高,采样速率偏低。而计划二简化了电路,增加了系统的稳定性。凌阳SPCE061A在设计方面提供了极大的便利,它的益处在于,功用较多,因为它不仅囊括了一般单片机一切的功能,更增加了许多新的功能,如: A/D、D/A转换, 语音等,另外又提供了方便的编程环境。计划三更加智能,它可以移植LINUX系统到CPU中,对于处理我们的多媒体和网络更胜一筹,而且LINUX下的资源非常丰富,可以运用LINUX下的资源完善我们的系统,与外网的联系变得更加简单。
3.服务器部分:方案一: 采用UDP服务器或者TCP。方案二:采用boa服务器。
比较论证:计划一尽管可行,但搭建容易,移植和执行都比较困难,而计划二则不同,Boa服务器虽然和普通Web 服务器一样, 但是能够很容易完成接收客户端请求、分析请求、响应请求、向客户端返回请求结果。
本设计属于嵌入式应用系统。,进行系统设计最重要、最关键的一步就是确定嵌入式管理系统总体方案。总体方案的好坏与否,直接影响到了整个控制系统的性能以及实施细则。被控对象的任务及工艺要求是由总体方案的设计而确定的。设计方法大抵如下:按照系统要求,首先确定出系统属于哪种类型。选取检测元件,在确定总体方案的时候,必需先选择好被检测参数的测量元件,它直接影响到控制系统精度。选择合适的执行机构,执行机构是微控制系统的重要组成部件之一。执行机构的选择一方面要匹配到控制算法,另一方面要根据被控对象的实际状况来确定。选择合适的输出/输入通道和外围设备。选择时应考虑以下问题:被控对象参数的数量;各输出/输入通道是并行操作或串行操作;各通道数据传递的速率;各通道数据的字长和选择位数;对显示、打印有什么要求
由于应用的是凌阳研制的s3c2440开发板,所以,只需根据要求连接好虚拟机与开发板,并把程序分别烧入开发板,连接好GPRS模组,设置好相应选项。
主控制器和GPRS模组使用标准串互。模组带有10针的接口,该接口能够直接和MCU相连接,也可以通过该模组上的.RS232接口转化电平后和PC机连接。在GPRS模组的SIM卡座旁边有J5和JP1组成的配置跳线。在使用GPRS模组之前,需要首先正确配置这些跳。