時間：2023-06-14 09:36:01
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇智能家居設計，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
關鍵詞 智能家居 ZigBee 家庭網(wǎng)關 CC2430 遠程控制
中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A
1智能家居的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
隨著社會的快速發(fā)展，越來越多的智能化、人性化、自動化的科技產(chǎn)品服務于人們的生活，智能家居已經(jīng)走進了我們生活。美國在這方面處于國際領先地位，如微軟開發(fā)的“夢幻之家”等智能系統(tǒng)。
2000年以來我國開始意識到智能小區(qū)建設的重要性，逐漸步入智能家居領域，涉及燈光窗簾控制、室內(nèi)多媒體娛樂、設備安防報警、家居環(huán)境監(jiān)測等方面。但是智能家居設備產(chǎn)品多為有線組網(wǎng)，它的布線設計、連接串口和擴展性能等諸多方面存在很多問題，而無線通信靈活性、使用方便特性和無需布線等，因此很受市場青睞，這表明了無線通信技術是智能家居發(fā)展的最終趨勢。
2 ZigBee協(xié)議體系結構
ZigBee協(xié)議的體系結構包括4層，即物理層、MAC層、網(wǎng)絡層、應用層。物理層主要功能：負責ZigBee無線發(fā)射機的激活、關閉；檢測當前信道的能量；接收鏈路服務質量信息指示（LQI）等。
MAC層包括數(shù)據(jù)服務和管理服務。數(shù)據(jù)服務：保證MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元在物理層數(shù)據(jù)服務中正確收發(fā)。MAC層管理服務：維護存儲MAC子層協(xié)議狀態(tài)相關信息的數(shù)據(jù)庫。
網(wǎng)絡層是ZigBee協(xié)議體系核心部分，其主要功能：組建網(wǎng)絡路由、實現(xiàn)路由查找及傳送數(shù)據(jù)，接收、拋棄其它的節(jié)點等。
ZigBee應用層包含ZigBee設備對象（ADO）、應用支持子層（APS）和技術相關設備制造商定義的應用對象。應用支持層APS用于維持綁定表，根據(jù)需求，在綁定的設備之間實現(xiàn)信息互傳。
3 智能家居設計系統(tǒng)硬件構成
3.1 系統(tǒng)硬件總體設計思路
本設計智能家居硬件部分主要包括五個部分系統(tǒng)模塊：S3C2440主控制器模塊、無線射頻收發(fā)模塊、溫濕度采集模塊、門窗安防模塊和GPRS模塊。用戶可通過GPRS模塊上的RS232接口與控制終端連接使用，監(jiān)控家庭中的各種設備工作。
3.2 智能家居系統(tǒng)硬件服務器
3.2.1 家庭網(wǎng)關
家庭網(wǎng)關是該家庭網(wǎng)絡系統(tǒng)的核心設備，其主要功能：連接家居無線網(wǎng)絡與外部公共網(wǎng)絡連接口，實現(xiàn)兩個網(wǎng)絡數(shù)據(jù)信息的交互功能。本設計采用32位ARM處理器S3C2440，其具有2個通道SPI，3個通道UART，4個通道DMA控制器，LCD控制器，還具有MMU虛擬存儲器單元等，可用于支持多種主流式嵌入系統(tǒng)[4]。
3.2.2 無線通信收發(fā)模塊
本設計采用系統(tǒng)芯片CC2430的COMS解決方案，ZigBee無線射頻收發(fā)器集成在CC2430上。ZigBee無線射頻前端CC2430模塊，是一款低功耗、低成本、高性價比的射頻模塊，還可滿足ZigBee技術的2.4GHz ISM 波段的應用。
3.2.3 溫濕度傳感器節(jié)點
本設計采用SHT10溫濕度傳感器構建ZigBee傳輸溫濕度檢測節(jié)點。SHT10是一種數(shù)字式集成溫濕度傳感器，具有抗干擾能力強，成本低，體積小，適合家居室內(nèi)溫濕度采集。
4智能家居網(wǎng)絡軟件設計
4.1 ZigBee協(xié)調器與網(wǎng)關模塊軟件設計
本系統(tǒng)的ZigBee協(xié)調器主要用于建立無線網(wǎng)絡，分配監(jiān)控ZigBee節(jié)點的網(wǎng)絡地址，向監(jiān)控節(jié)點發(fā)送控制命令和接收來自監(jiān)控節(jié)點的環(huán)境信息和安防信息，并將接收到的數(shù)據(jù)全部上傳至ARM9微處理器S3C2440，最后通過移動網(wǎng)絡以短信的方式傳送到遠端的用戶端。
4.2 ZigBee終端節(jié)點程序
ZigBee終端節(jié)點是指ZigBee協(xié)調器控制的無線ZigBee節(jié)點，首先ZigBee終端節(jié)點的初始化，接著嘗試加入ZigBee網(wǎng)絡。加入網(wǎng)絡成功后，ZigBee終端節(jié)點將其注冊信息發(fā)送至ZigBee協(xié)調器，ZigBee協(xié)調器完成對ZigBee終端節(jié)點的注冊。ZigBee終端節(jié)點每隔一定時間采集一次環(huán)境信息，并將該數(shù)據(jù)信息上傳至ZigBee協(xié)調器。如果安防信息檢測模塊檢測到有可燃氣體泄漏或盜賊入侵，ZigBee終端節(jié)點則直接進入中斷處理流程，將警報信息上傳至智能家居控制器，實現(xiàn)告知用戶并啟動聲光報警裝置。
5 總結
本設計是采用將ZigBee技術與嵌入式ARM技術結合起來，通過在家居環(huán)境下模擬測試，進行有效地網(wǎng)絡信息數(shù)據(jù)交互通信，本設計系統(tǒng)主要特點有：
（1）采用無線網(wǎng)絡設計，結合嵌入式開發(fā)Web服務器的引用，使得用戶使用起來更加方便，更加人性化。
（2）功能強大，系統(tǒng)可外擴其他功能，可由用戶的家居環(huán)境的網(wǎng)關IP地址、家電數(shù)目、家電具體情況來具體定制。
（3）用戶可把家中多臺家電都連入到網(wǎng)絡中，接受家庭網(wǎng)關的檢測和監(jiān)控。同時，控制終端設備也可在擴展，可把家中PC機、多臺移動手機、平板電腦等設備設置接入網(wǎng)絡中。
參考文獻
[1] 李文仲，段朝玉.2006無線網(wǎng)絡與無線定位實戰(zhàn)[M].北京：北京航空航天大學出版社，2008.
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[4] 金純，羅祖秋，羅鳳，陳前斌.ZigBee技術基礎及案例分析[M].北京：國防工業(yè)出版社，2008.
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[6] 孫戈，盧建軍，高理.基于S3C2440的嵌入式Linux開發(fā)實例[M].西安：西安電子科技大學出版社，2010（5）.
關鍵詞：ZigBee；智能家居；物聯(lián)網(wǎng)；無線通信技術
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）07-0249-01
物聯(lián)網(wǎng)的問世與發(fā)展打破了“物理基礎設施與IT基礎設施分開”的傳統(tǒng)思維方式，將其應用到智能家居中將有效的提供家庭數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸服務（如電腦、電視等數(shù)字媒體），同時，針對于家庭中的燈光照明、環(huán)境監(jiān)測、家居安防、家庭應急處理等功能通過控制網(wǎng)絡使其具備互聯(lián)和通信功能，實現(xiàn)更高效、更便捷、更節(jié)能的家居生活與工作[1]。
1 基于ZigBee的智能家居設計與實現(xiàn)
ZigBee技術具有通信可靠性高、網(wǎng)絡擴展容量大、系統(tǒng)運行功耗低、系統(tǒng)通信時延短、有效通信范圍大、專注與低傳輸速率、應用成本低、網(wǎng)絡安全性高等特點和優(yōu)勢。
1.1 智能家居系統(tǒng)結構設計
智能家居系統(tǒng)分為五個大的部分：家庭網(wǎng)關部分、嵌入式主控機部門、ZigBee無線網(wǎng)絡部分、數(shù)據(jù)采集傳感器控制系統(tǒng)部分和節(jié)點控制設備部分，整體系統(tǒng)結構如圖1所示：
1.2 智能家居系統(tǒng)事件設計
結合家居的環(huán)境及其特性，并根據(jù)我們的生活方式和生活習慣我們?yōu)橄到y(tǒng)設計了三種運行模式，而根據(jù)每個模式所設定的場景不同，我們要為每個場景設計不同的工作模式，這需要我們?yōu)槊總€模式設定相應的操作事件。設計中的無線網(wǎng)絡事件分為用戶指定事件和自發(fā)事件兩種：用戶指定事件采用的是按鍵或界面發(fā)送方式，例如用戶選擇睡眠模式，此時系統(tǒng)切斷相應用電器電源，燈光熄滅、安防系統(tǒng)工作；而自發(fā)事件是指ZigBee網(wǎng)絡節(jié)點檢測到某種情況或接收到其他節(jié)點信息后自發(fā)產(chǎn)生的相應動作，例如火警觸發(fā)，此時報警器拉響、滅火水閥開啟、給用戶發(fā)送短信報警。
除了上述的這些事件外，用戶也可以在人機界面上對每個家庭設施單獨發(fā)送指令。以上這些功能設計已經(jīng)滿足了絕大多數(shù)的家庭生活習慣，而且操作簡單，比較符合智能家居的功能和人性化的要求。
1.3 通信協(xié)議的實現(xiàn)
為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)在模塊之間的傳輸，對無線模塊內(nèi)的參數(shù)和硬件資源標準化，從而可以采用相同的方法訪問和控制各模塊的內(nèi)部資源，串口控制協(xié)議為用戶提供了對模塊的控制訪問通道，從而可以實現(xiàn)串口對無線通信進行控制完成數(shù)據(jù)源的傳遞，參數(shù)的訪問等。
2 ZigBee網(wǎng)絡拓撲的構建
本文采用網(wǎng)狀拓撲結構構建網(wǎng)絡，其中我們可以加入路由的算法讓節(jié)點可以根據(jù)每條信道的數(shù)據(jù)流量大小和擁堵情況進行判斷，讓節(jié)點智能地選擇最短而且信道最為暢通的路由進行數(shù)據(jù)的快速轉發(fā)，從而減小路由開銷，同時保證數(shù)據(jù)的可靠性。而且假設在某個節(jié)點的設備出現(xiàn)故障時，與其相連的子節(jié)點會尋找另一個父節(jié)點重新接入網(wǎng)絡，因此網(wǎng)絡的健壯性較強。
綜合考慮到智能家居中終端節(jié)點的變動很小，而且布局較為固定，其大規(guī)模的擴展可能性較小，在盡可能的降低系統(tǒng)的運行功耗和成本的情況下又必需保證高的通信成功率，網(wǎng)狀拓撲結構的網(wǎng)絡性能是比較適合的。
3 系統(tǒng)性能測試及結論
根據(jù)上述的網(wǎng)絡部署方案我們對系統(tǒng)的網(wǎng)絡性能進行了全立體方位的綜合測試，在性能測試的過程中去全面了解該網(wǎng)絡系統(tǒng)的功能。我們首先在不同的應用環(huán)境中的點對點通信進行了通信距離的測試，平均最大通訊距離可達到82米，最小通訊距離是3.1米。
通過一系列實驗得出的數(shù)據(jù)得出結論：ZigBee網(wǎng)絡的信號穿透性是滿足實際要求的，對信號的貫通阻礙較大的環(huán)境可以通過設置多個網(wǎng)絡節(jié)點的方式來進行數(shù)據(jù)的中轉，這也表示ZigBee網(wǎng)絡是可以用于智能家居的無線網(wǎng)絡中的。
4 結束語
本文針對于ZigBee無線通信技術的特征，通過微縮模型模擬家居環(huán)境，研究并實現(xiàn)利用ZigBee無線通信技術構建智能家居系統(tǒng)。通過分析并定義了智能家居系統(tǒng)的標準化通信協(xié)議，實現(xiàn)串口對無線通信進行控制完成數(shù)據(jù)源的傳遞、參數(shù)的訪問，并根據(jù)實際應用情況采用了健壯性、擴展性較強的網(wǎng)狀拓撲結構來構建ZigBee網(wǎng)絡。通過在不同真實家居環(huán)境中測試相鄰節(jié)點的通信距離來驗證系統(tǒng)的性能，從其結果來看該系統(tǒng)是可行的。
參考文獻：
[1] 金純，羅祖秋，羅鳳.ZigBee技術基礎及案例分析[M].北京：國防工業(yè)出版社，2008.
[2] 黃磊，付菲閔，華松.基于ZigBee技術的智能家居方案研究[J].嵌入式網(wǎng)絡技術應用，2009，25（52）：71-73.
【關鍵詞】 智能家居 分享閱讀 兒童
隨著智能設備的普及，人們越來越依賴智能設備，智能家居也越來越多的被人們所接受。科技可以提高生產(chǎn)力提高生活質量，可以生產(chǎn)出更多更好的優(yōu)質的產(chǎn)品來改善人類的生活條件，智能家居作為未來家居設計的目標和趨勢，我們需要投入時間和精力去研究，使科技更好地為人們服務。
分享閱讀是很多幼兒園和早教機構認可的概念，在實踐中有很強的操作性和應用性。是荷蘭教育家Holdaway首創(chuàng)的一種成人與兒童互動式的早期閱讀法，主要指利用心理學家和教育學家根據(jù)兒童認知規(guī)律編寫的分享閱讀材料，配合分享閱讀教育方法，在家庭或者幼兒園實施的一種不以學習為直接目的、類似游戲的閱讀活動。分享型智能家居就是將“分享閱讀”這N幼兒早期閱讀習慣培養(yǎng)模式和理念與智能家居設計結合起來，然后通過分享型智能家居產(chǎn)品的引導，幫助兒童養(yǎng)成好的行為和習慣。
在目前智能家居設計往往都以成人為主導的，現(xiàn)在通過研究兒童的行為心理等，獲取兒童對智能家居的需求，設計一個更加符合兒童成長發(fā)展的分享型智能家居。
一、目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析
（一）國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析 國內(nèi)智能家居起步較晚，隨著智能家居概念的普及、技術的發(fā)展和資本的涌進，國內(nèi)家電廠商、互聯(lián)網(wǎng)公司也紛紛登陸智能家居領域。但是國內(nèi)智能家居發(fā)展仍是布局緩慢，重量級產(chǎn)品鮮少。大部分產(chǎn)品仍處于產(chǎn)品的初級階段，平臺化運作模式還未成型。針對特殊人群的智能家居產(chǎn)品目前只了解到有針對老年人的智能家居產(chǎn)品設計。
從產(chǎn)品形態(tài)來看的智能家居發(fā)展分為智能單品、不同產(chǎn)品聯(lián)動和智能系統(tǒng)集成三個階段。國內(nèi)大部分廠商企業(yè)都是由智能單品進入智能家居市場，如小米的智能家居套裝。后兩個階段僅有少數(shù)起步較早、發(fā)展較好的公司做到了，如海爾打造的智慧生活。海爾依靠自身硬件設備，打造自己的別墅智能系統(tǒng)――智慧居。
（二）國外研究現(xiàn)狀分析 智能家居首先出現(xiàn)在1984年的美國。之后美國和部分歐洲國家在這方面處于世界領先地位，日韓和新加坡也緊隨其后。國外的各大運營商和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)紛紛推出自己的智能家居產(chǎn)品、系統(tǒng)。
國外運營商經(jīng)過資源整合后，就會產(chǎn)生自有業(yè)務，推出自己的業(yè)務平臺、智能設備以及智能家居系統(tǒng)。如德國電信的Qivicon智能家庭業(yè)務平臺；終端企業(yè)發(fā)揮產(chǎn)品優(yōu)勢力推平臺化運作。如蘋果iOS 8中的Home Kit平臺。蘋果利用自身軟件與家居硬件對接，是蘋果設備成為智能家居的遙控器；互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)通過收購智能家居設備制造商來進駐智能家居行業(yè)，如谷歌收購智能家居設備制造商Nest。
二、兒童需求和心理的研究與分析
兒童時期是人們智力開發(fā)、性格形成的重要階段，人成年后的個性、興趣、價值觀念、生活習慣、心理狀態(tài)、婚姻狀態(tài)以及人際關系都與兒童時期有著密切相關的聯(lián)系。所以為兒童成長期間營造一個有利于他們健康成長的智能家居環(huán)境是每個智能家居設計師的責任。
兒童對一件物品的喜歡與厭惡主要取決于他的感覺，智能家居作為兒童成長期間所處的一個與兒童密切相關的環(huán)境，其感覺特性就顯得格外重要。對于兒童來說，對智能家居的感覺主要來自于五感，包含視、聽、觸、嗅和味覺。
一件產(chǎn)品要想吸引兒童產(chǎn)生興趣，首先要擁有優(yōu)良、美好或新穎的感覺，這也是做好用戶體驗的第一步。兒童一般對智能家居的使用并無太多經(jīng)驗，產(chǎn)品的外觀體驗就對其產(chǎn)生決定性影響。讓兒童產(chǎn)生興趣的產(chǎn)品會使兒童在使用期間心情舒暢開心，自然兒童會不斷主動去使用。
三、“分享型”智能家居的設計思維
（一）安全性和可靠性的提高 智能家居系統(tǒng)構件作為家庭使用的產(chǎn)品需要以安全性為首要目標。系統(tǒng)中各構件單元在室內(nèi)的安裝應當具備高的安全性和可靠性。盡量減少維護和硬件的更換，從而降低對室內(nèi)裝修成品的破壞。
（二）操作簡單易上手 智能家居重點還是在“智能”上，整體系統(tǒng)可以預設操作模式也需要在使用中對操作者的行為習慣進行學習，能夠優(yōu)化操作流程，使操作簡單快捷。特別是需要考慮到兒童的操作習慣，在用戶體驗上能夠做到因人而異。
（三）控制方式的多樣化 系統(tǒng)的控制不能僅僅有一套操作方式，可以結合聲光電等融入各類的感應控制等。現(xiàn)在智能穿戴設備的發(fā)展完全可以進行遠程的系統(tǒng)控制。如何結合兒童的行為特點，針對兒童設計一套適合他們操控的操作方式是設計師需要解決的問題之一。
（四）成本的合理化 雖然現(xiàn)在我國未來的智能家居市場很大，但是智能家居產(chǎn)品的購買、安裝、使用成本是設計中必須考慮的部分。只有將成本控制在一個相對合理的范圍內(nèi)，或者是能夠按照不同的消費群體劃分不同等級的智能家居產(chǎn)品，才能為潛在的消費群體所接受，這樣產(chǎn)品才會有強大的生命力和發(fā)展前景。
四、結語
在人們無比重視兒童成長發(fā)育的當今，智能家居可以為兒童提供一個更加適合其成長發(fā)育特點的家庭環(huán)境，促進家長與兒童的交流，通過合理的功能分類、操作技術優(yōu)化、增加操作途徑、合理控制成本等方法，提高智能家居在兒童成長過程中的影響力，使高科技更為有效地為兒童成長服務。
【參考文獻】
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0 引言
上個世紀微軟公司提出了“Venus plans”從而引發(fā)中國智能家居概念。目前，在物聯(lián)網(wǎng)的全面發(fā)展新時期，智能家居行業(yè)具有巨大開發(fā)潛力。[1]在高等職業(yè)學校中主導實驗平臺依舊是8位內(nèi)核的51類單片機。8位單片機以其結構簡單，易于理解和操作的特點深入人心。STM32具有運算速度非常快，F(xiàn)LASH、RAM容量大，能操作SD卡等很多優(yōu)勢。在此，選取具有巨大開發(fā)潛力智能家居行業(yè)，通過利用STM32位單片機配合編制的相關程序，實現(xiàn)智能家居的基本功能，從而實現(xiàn)一個低端實用的智能家居系統(tǒng)，在整個搭建過程中講授STM32的相關知識點，從而嘗試探索新的職教課改之路。
1 設計思路
系統(tǒng)設計目標和原則：本課題的設計目的是實現(xiàn)一個簡單的智能家居系統(tǒng)，能夠在普通家庭中得到應用，因此在設計的時候遵循以下原則：①簡單實用；②價格低廉；③穩(wěn)定耐用；④可擴展性。文章所設計的智能家居系統(tǒng)由單片機和各種外設組成。單片機作為核心的處理芯片，通過其內(nèi)部的豐富的接口，連接外圍設備，外圍器件通過輸入信號或輸出信號與實際的控制物品相連。其架構如圖1所示。
從控制的方式上來看，系統(tǒng)框架分為本地控制單元和遠程控制單元。本地控制單元的設計思路是通過接入觸摸屏，由觸摸屏上的人機交互界面實現(xiàn)；遠程控制單元的設計思路可以通過架設Web服務器，遠程網(wǎng)絡登錄網(wǎng)頁，來控制系統(tǒng)接入的外設，也可以通過GSM模塊，由移動終端通過短信的方式來控制。從功能上大致分為報警傳感器（溫度，濕度，火警，煤氣）、家電控制、開關控制，燈光控制，家庭安全監(jiān)控。
2 無線照明控制模塊設計示例
無線照明在教學中是一個入門的很好經(jīng)典實例，雖然還沒有用到協(xié)議棧，但它具有數(shù)據(jù)發(fā)送、接收和用協(xié)議棧，而且代碼容易學習，如果把這個模塊掌握了，到后面的協(xié)議棧就比較方便學習。在此需要掌握ZigBee有關內(nèi)容，ZigBee節(jié)點所屬類別主要分三種，分別是協(xié)調器、路由器、終端。同一網(wǎng)絡中至少需要一個協(xié)調器，也只能有1個協(xié)調器，負責各個節(jié)點16位地址分配（自動分配）。理論上可以連上65536個節(jié)點，組網(wǎng)方式千變?nèi)f化。BasicRF軟件文件中主要內(nèi)容有三部分，如圖2所示。
講授思路簡要敘述如下：
2.1 工程文件介紹
docs文件夾：主要內(nèi)容是介紹BasicRF的特點、結構及使用，閱讀這個文檔就可以做Basic RF里面的實驗了。
Ide 文件夾：打開文件夾后會有三個文件夾，及一個cc2530_sw_1.eww工程，其中這個工程是三個實驗例程工程的集合，期中包含無線點燈的實驗工程。在IAR軟件環(huán)境中打開，在workspace看到Ide＼Settings文件夾：是在每個基礎實驗的文件夾里面都會有的，它主要保存有學生自己的IAR環(huán)境里面的設置。
2.2 啟動
①確保外圍器件沒有問題。②創(chuàng)建一個basicRfCfg_t的數(shù)據(jù)結構，并初始化其中的成員。③調用basicRfInit（）函數(shù)進行協(xié)議的初始化，在basic_rf.c代碼中可以找到uint8 basicRfInit（basicRfCfg_t* pRfConfig）。
函數(shù)功能：對Basic RF的數(shù)據(jù)結構初始化，設置模塊的傳輸通道，短地址，PAD ID。
2.3 發(fā)送
①創(chuàng)建一個buffer，把Payload放入其中。②調用basicRfSendPacket（）函數(shù)發(fā)送，并查看其返回值。pPayload指向發(fā)送緩沖區(qū)的指針length發(fā)送數(shù)據(jù)長度函數(shù)功能：給目的短地址發(fā)送指定長度的數(shù)據(jù)，發(fā)送成功剛返回SUCCESS，失敗則返回FAILED。
2.4 接收
2.5 light_switch.c 部分代碼及解釋
肖勇，從業(yè)十年，現(xiàn)任江西珉軒智能科技有限公司副總經(jīng)理，總工程師，CCNP網(wǎng)絡認證工程師，安全技術防范協(xié)會認證專業(yè)工程師。擅長：智能家居集成設計、專業(yè)安全防范設計，智能社區(qū)系統(tǒng)集成設計，智能燈光設計。
項目名稱：中信廬山西海別墅
完成時間：2012年11月
功能設計：燈光控制、窗簾控制、背景音樂、電器控制、周界防越、閉路電視監(jiān)控、WiFi無線覆蓋、iPad集成控制。
項目簡介
中信廬山西海由中信地產(chǎn)投資，位處江西九江的廬山西海國家風景名勝區(qū)，素有中國“桃花源”發(fā)祥地之說。啟動區(qū)總占地7平方公里，占據(jù)最美湖岸線景觀，坐擁“7灣、8島、1湖、1山”罕世資源，以“身心修養(yǎng)”為核心價值，構建“身心學禪”四大價值體系，邀請旅游、酒店、智能化、運動公園等各領域世界頂級策劃、設計師傾情加盟，通過對區(qū)內(nèi)生態(tài)契約、休閑養(yǎng)生、商務會議、紳士運動、教育培訓、禪修太極等打造一系列特色主題的精品生態(tài)旅游地產(chǎn)。
功能設計
廬山西海別墅樣板房及半島餐廳邀請國際頂級設計師，所選用的產(chǎn)品亦是世界一流品牌，在該項目中通過和室內(nèi)裝修設計師及甲方的多方溝通，智能系統(tǒng)最終選用法國進口羅格朗智能控制系統(tǒng)。
1.智能燈光系統(tǒng)
對全宅的燈光進行集中管理和控制，可單點控制、多點控制、場景組合控制、調光控制、包括LED燈帶的調光控制。可通過墻裝面板、3.5寸觸摸屏和iPad控制。
2.智能窗簾控制
對全宅的電動窗簾、電動卷簾進行集中管理和控制，可單點控制、多點控制、場景組合控制，可通過墻裝面板、3.5寸觸摸屏和iPad控制。
3.背景音樂控制
可通過iPad、觸摸屏對室內(nèi)及室外的背景音樂進行控制，如選曲、音量、選臺等。
4.智能電器控制
通過場景或iPad、觸摸屏等對電器設備進行聯(lián)動控制或單獨控制。
5.安防報警系統(tǒng)
通過室外的紅外線周界防越和室內(nèi)的探測器及緊急按鈕組成一個強大的安防報警系統(tǒng)，觸發(fā)防區(qū)警情自動傳送到小區(qū)的管理中心及家庭主要聯(lián)系人的手機。
6.閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)
通過室內(nèi)外的高清晰度攝像機，結合報警系統(tǒng)，觸發(fā)防區(qū)時聯(lián)動攝像機進行錄像，并將視頻圖像顯示在家中的電視機上，同時聯(lián)動室內(nèi)外燈光閃爍進行提示。
7.無線WiFi覆蓋
本系統(tǒng)選用神腦國際的無線覆蓋系統(tǒng)，保證室內(nèi)外任何角落都能實現(xiàn)無線上網(wǎng)功能，包括地下室、室外花園、和通往海邊的涼亭。
8.iPad集成控制
所有電器、燈光、窗簾、背景音樂等智能系統(tǒng)全部集成在iPad平板上，在室內(nèi)外的任何角落，通過移動的iPad都能對所有電器設備進行實時控制，方便售樓人員的講解。
方案說明
入戶
入戶門安裝了指紋門鎖，授權的售樓人員和物業(yè)管理人員不用佩戴鑰匙，通過指紋即可進入樣板房，當有人離職時，可刪除指紋。
玄關
在玄關處安裝了羅格朗燈光及場景控制面板，可對玄關的燈光進行控制，以及場景的聯(lián)動控制，如有講解模式、參觀模式、全開模式、全關模式，不同的模式聯(lián)動提前設置好的燈光及電器設備。
會客廳
會客廳配置了羅格朗燈光面板、窗簾面板、場景面板，羅格朗智能三聯(lián)面板，可對會客廳區(qū)域的燈光、窗簾、電器等進行單獨控制及場景控制，還可單獨對會客廳區(qū)域的燈光進行調光，會客區(qū)可通過手機對背景音樂進行控制。
主臥
主臥室按照總統(tǒng)套房設計。為方便客戶的使用，在臥室入口配備了羅格朗智能燈光、窗簾智能面板，可對燈光窗簾單獨控制和調光，另外在臥室過道還配置了燈光控制面板和場景面板，對主衛(wèi)、衣帽間、主臥陽臺及海邊花園的燈光進行單獨控制和聯(lián)動控制，方便為晚間參觀體驗的客戶提供美妙的燈光場景，并一路連接到私人碼頭。
在主臥床頭的兩邊分別配置了燈光和場景面板，方便對主臥燈光、窗簾及場景的控制。主臥及主衛(wèi)安裝了吸頂喇叭，在主人需要的時候可通過手機、iPad等進行播放音樂及調頻收音機。
設備箱
設備箱安裝在經(jīng)過防水、防潮處理過的地下室的設備間。
家庭作為生活的最基本單位，家居的更新?lián)Q代在趨近智能化的今天顯得尤為重要。隨著科技的迅猛發(fā)展、人們物質生活水平的不斷提高，傳統(tǒng)的家居生活已經(jīng)無法滿足人們?nèi)招略庐惖囊螅藗冊絹碓綁粝胫揖由钅軌蚋憬荨⒑唵巍⒏咝А踩褪孢m。智能家居的出現(xiàn)讓這一問題的解決成為可能。因此本文針對智能家居目前及未來在室內(nèi)設計中應用情況進行了簡要說明。
關鍵詞：
智能家居；室內(nèi)設計；應用
目前，智能家居的形式正在被人們所了解和接受，越來越多的裝修公司在做室內(nèi)設計時會采用到智能家居設計。智能家居形式不斷發(fā)展，智能化的設計在房屋裝修設計過程中的應用不盡相同，因此對智能家居在室內(nèi)設計中應用的研究具有鮮明的現(xiàn)實意義。
一、智能家居
智能家居是現(xiàn)代計算機信息技術與傳統(tǒng)家居體系結合的產(chǎn)物[1]。家庭成員可以根據(jù)自身需要，通過計算機、網(wǎng)絡通訊技術將手機、遙控器與燈光、電視等設備相連，再通過網(wǎng)絡化綜合智能控制和管理，依照事先設定的指令完成一系列操作，從而方便生活。智能家居作為一個新興產(chǎn)業(yè)，隨著智能家居市場的推廣普及產(chǎn)業(yè)前景必然是光明的。國內(nèi)優(yōu)秀的智能家居生產(chǎn)企業(yè)越來越重視對智能家居市場的研究，特別是對企業(yè)發(fā)展環(huán)境和客戶需求趨勢變化的深入研究。一大批國內(nèi)優(yōu)秀的智能家居品牌迅速崛起，逐漸成為智能家居產(chǎn)業(yè)中的翹楚。智能家居從人們最初的向往，到今天真實的走進了人們的生活，經(jīng)歷了近12年的發(fā)展，經(jīng)歷了一個艱難的過程。
二、智能家居在室內(nèi)設計中的應用
現(xiàn)代房屋裝修重點包括臥室、廚房、衛(wèi)生間等，當然智能家居在這些方面的應用是有所差別的。
1、智能家居在臥室的應用
臥室作為家庭休息的必要部分，臥室的設計就要求其具有相當程度的舒適性。因此在臥室的智能化設計上需要充分考慮臥室內(nèi)的照明情況和空氣質量。從室內(nèi)照明這個角度出發(fā)，現(xiàn)代智能設計通常采用雙路開關來控制主臥和客臥的兩路燈光。在臥室燈光的設計上可以像現(xiàn)在大多數(shù)KTV一樣設置多種情景模式，比如看書模式、浪漫模式、睡眠模式、起夜模式、全亮模式等。如果家庭成員選擇在臥室內(nèi)看書，只要按下床頭燈的看書模式，室內(nèi)的燈光就會變得明暗適中；如果選擇浪漫模式，室內(nèi)的燈光就會忽明忽暗，來回閃爍；如果選擇起夜模式，臥室通向衛(wèi)生間的燈就會依次慢慢點亮，隨后再依次暗下來，回來時也一樣，直到你躺在床上按下睡眠模式，室內(nèi)的燈就全部熄滅[2]。當然，說到室內(nèi)光亮就不得不說到窗簾。現(xiàn)在智能家居設計通常會采用自動窗簾對室內(nèi)采光的強度、角度進行控制，窗簾由單片機控制、電動機驅動，住戶可以利用遙控裝置來設定窗簾拉合的時間，這樣就可以根據(jù)一天中太陽在各個方位的時間來設定遙控裝置，從而實現(xiàn)窗簾的自動拉合。從空氣質量這個角度出發(fā)，智能家居設計會采用在室內(nèi)安裝控制系統(tǒng)的方式來提高室內(nèi)的空氣質量。比如，借助遙控裝置，業(yè)主可以對待定時間段室內(nèi)氧氣含量進行控制，到這個時間點室內(nèi)的控制系統(tǒng)會自動輸送氧氣，從而實現(xiàn)臥室內(nèi)空氣的持久清新。
2、智能家居在廚房的應用
隨著智能家居被廣泛認知，人們在對廚房進行裝修時也提出了新的要求，智能廚房開始的被人們所需求，廚房的智能化設計形式也在慢慢發(fā)生改變。廚房作為家庭享受三餐的必備房間，在對廚房的智能化設計上需要充分考慮到廚房衛(wèi)生問題和廚房的安全問題。因此，從廚房的衛(wèi)生角度出發(fā)，智能家居設計可以在廚房安裝一個垃圾處理器，通過條件設定，將垃圾進行分類回收。可回收轉化的一類還可以安裝轉化裝置，將垃圾裝換成其他能源，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保[3]。從廚房安全角度出發(fā)，可以安裝智能檢測裝置，嚴格監(jiān)控廚房內(nèi)燃氣的泄露情況，一旦發(fā)現(xiàn)泄露情況立刻發(fā)出報警信號。同時，這種檢測系統(tǒng)也會嚴格檢測各個水龍頭的漏水情況，一旦漏水會立即向房主的手機發(fā)送短信通知。當然，智能家居對廚房食物烹飪的智能化是必不可少的。在廚房中使用智能電器，只要將做美食所需的食材按量放在智能電器里，輕按開關，即可坐享其成。
3、智能家居在衛(wèi)生間的應用
依照今天人們對于生活質量的要求，衛(wèi)生間不再是單純的用廁、洗澡的場所了，人們會越來越關注它的便捷、健康和舒適程度。從便捷的角度出發(fā)，在衛(wèi)生間的智能化設計上通常會采用紅外線感應器和無線開關控制來設置燈光。這樣的設置方便用戶在使用衛(wèi)生間的時候便利的燈光開啟，用戶不再需要親自觸碰開關，而是走進衛(wèi)生間內(nèi)，燈自動亮起，馬桶等一系列設備開始工作，而當紅外線感應器感受不到有人活動的跡象，燈光設備就會自定關閉[4]。健康的角度出發(fā)，對衛(wèi)生間的智能化設計上可以安裝自動化設備。比如安裝智能馬桶，其功能的智能化十分強大，可以對如廁者進行溫水清洗處理，又可以對如廁者進行按摩，還可以對人體進行健康監(jiān)測，遠程醫(yī)療診斷系統(tǒng)能實時檢測使用者的尿樣并進行數(shù)據(jù)傳送，監(jiān)測健康情況。從舒適的角度出發(fā)，智能家居在對衛(wèi)生間的設計上可以通過安裝智能控制音樂系統(tǒng)，這樣用戶在洗浴或如廁時可以播放音樂、收聽廣播，用以減輕疲勞，轉換心情。
三、智能家居在未來室內(nèi)設計應用上的發(fā)展
現(xiàn)代人對智能家居有了越來越多的了解，以前只能在展銷會上看到的智能家居設計逐漸走進了我們的生活，就目前的發(fā)展情況來看，未來的智能家居在室內(nèi)設計上的應用將更加靈活多樣[5]。未來的智能家居在室內(nèi)設計上空間將更加靈活，在不同的條件下，可以產(chǎn)生不同的虛實變化。未來的智能家居在室內(nèi)設計上也將更加注重環(huán)保，以不同的監(jiān)控檢查設備對家庭的水、電、空氣、陽光等實現(xiàn)監(jiān)測管理，減少不知不覺中的浪費，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。未來智能家居將會呈現(xiàn)出感知更加智能化的趨勢。傳感技術不斷發(fā)展進步，智能家居傳感終端將對環(huán)境感應更加靈敏，加之以現(xiàn)代通訊技術的進步，未來的智能家居將通過4G手機完成可視對講，家電的遠程遙控。
四、結論
時代在進步，經(jīng)濟在發(fā)展，科技在進步，人們對于生活質量的要求也在逐年提高。伴隨著家居生活水平的不斷提高，室內(nèi)設計也在向著多元化趨勢發(fā)展，智能家居的問世，讓人們看到了便捷、舒適，環(huán)保的室內(nèi)設計風向，盡管現(xiàn)在智能家居在室內(nèi)設計上的應用還沒有實現(xiàn)大眾化，但是我相信，在今天這個科技迅猛發(fā)展的時代，智能家居在室內(nèi)設計上的應用總有一天會走進千家萬戶。
作者：包穎 單位：長春理工大學光電信息學院傳媒藝術學院
參考文獻
[關鍵詞]無線數(shù)據(jù)傳輸芯片；設計探討；接口
中圖分類號：TP203 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）26-0216-01
引言
智能家居系統(tǒng)是以住宅為平臺，通過計算機網(wǎng)絡把安防系統(tǒng)、家電、娛樂設施及照明設備實現(xiàn)現(xiàn)場或者遠程控制等現(xiàn)代智能化家居環(huán)境。針對現(xiàn)代家居中譬如家用電器種類繁多，操作繁瑣以及難以科學管理等問題，本文結合無線電通信技術和計算機控制等技術，探討一種無線智能家居控制系統(tǒng)的設計，使該系統(tǒng)實現(xiàn)對家用電器協(xié)調統(tǒng)一地控制。
一、概述
現(xiàn)代科技迅猛發(fā)展，隨之而來的智能家居日漸強勢，以其新穎優(yōu)異的特性為當今社會的人們的家庭起居帶來了極大的方便和全新的理念，它注定代表著一種引領未來的趨勢。設計者開發(fā)的家庭總線技術將把家用電器、通訊設備以及家庭保安裝備等多種和信息相關聯(lián)的智能家居連接到一個智能系統(tǒng)上，然后對其采取集中的或多分散地監(jiān)控與家務性質的管理，同時還要保證這些智能的家庭設施跟現(xiàn)實中的居住環(huán)境相協(xié)調。其實，這些功能的實現(xiàn)主要依賴于智能家居控制系統(tǒng)中的家庭網(wǎng)絡控制器，家庭總線系統(tǒng)屬于這種家庭網(wǎng)絡控制器，并通過它來為使用者提供各種優(yōu)質服務，同時居住地之外的外部環(huán)境也與之相通連。換言之，智能住宅的核心就是智能家居系統(tǒng)，因此，智能家居系統(tǒng)在智能家庭中處于異常重要的地位。
有線方式和無線方式是智能家居系統(tǒng)控制的兩種解決方法。因為大多智能家居系統(tǒng)在工程布線方面十分麻煩，因此很多智能家居公司就著眼于解決這個問題來研發(fā)新的系統(tǒng)。伴隨著它的問題是較差的保密性、接入設備甚為昂貴、很難滿足音頻與視頻信號的傳輸?shù)龋m然這些難題直到目前還沒有得到真正的、完美的解決，但是它終將伴隨著4G網(wǎng)絡技術的逐漸成熟而得到更好的改善和應用。即便價格稍微高一些，無線方式確實能很好地解決布線工程繁瑣的問題，并且隨著網(wǎng)絡技術的進步必能滿足音頻信號與視頻信號的基本傳輸。接下來將以2.4G射頻技術作為基礎，介紹一種性價比較高的、性能相對完善的智能家居控制系統(tǒng)。
二、設計方案探討
2.1 系統(tǒng)總體結構及工作原理
智能家居系統(tǒng)包含各家電設備和接口設備、主機和從機，主機和從機都具有一個無線收發(fā)芯片，主從機間通過收發(fā)無線數(shù)據(jù)來構建一種范圍較小的的無線智能網(wǎng)絡。網(wǎng)絡協(xié)議、系統(tǒng)軟件和系統(tǒng)硬件是無線智能家居控制系統(tǒng)總體設計的三個主要組成部分。
設計電路時的原則是要采用通用性、模塊化設備，關于網(wǎng)絡協(xié)議時參考OSI模型，同時結合nRF24L01芯片的特質。用一個系統(tǒng)主機來構建，本系統(tǒng)是以單片機為核心的，中心處理單元（CPU）的作用是處理系統(tǒng)的信號，選用集中控制技術作為控制方式，系統(tǒng)設備需要進行硬件功能的劃分，各硬件模塊都具有雙向交互通信的能力、互換性和互相操作性，統(tǒng)一設計、統(tǒng)一接口，它們的控制部件都可以進行編程，從而保證了模塊的實用性和通用性，有利于系統(tǒng)安全穩(wěn)定。
nRF24L01（一種新型單片射頻收發(fā)器件），提供物理層數(shù)據(jù)服務和物理層管理服務，定義了物理無線信道和MAC子層之間的接口。nRF24L01是一種2.4GHz單片射頻收發(fā)芯片，包含頻率調制器、合成器、晶體振蕩器等功能，采用FSK調制，可實現(xiàn)點對點或是1對6無線通信。程序可以配置nRF24L01的輸出功率和通信頻道，有125個可選工作頻道，可用于跳頻，頻道切換時間短，通過跳頻可以減少干擾。對nRF24L01進行信道參數(shù)配置是通過MCU通過串口實現(xiàn)的，由nRF24L01來實施配置任務，然后發(fā)送大量數(shù)據(jù)包的指令由主機完成，最后從機接收數(shù)據(jù)信息，整個過程從機和主機是借用空中接口來發(fā)送與接收數(shù)據(jù)信息包的，執(zhí)行MCU的指示任務，故才能完美地控制家電。圖l為系統(tǒng)總體框圖：
2.2 串口通信單元設計
STC12C5A60S2增強型51芯片有一組串行口接口，3根通信線連接便能實現(xiàn)較普通的串行通信，發(fā)送是TXD串行數(shù)據(jù)，接收是RXD串行數(shù)據(jù)，還有GND信號地線。
2.3 硬件電路設計
在2.4G網(wǎng)絡中控制中心節(jié)點如同協(xié)調器節(jié)點，擁有節(jié)點的管理，2.4G網(wǎng)絡的建立等任務的功能。在本系統(tǒng)中，控制中心節(jié)點對接受的數(shù)據(jù)進行處理，并通過RS-232串口與PC機連接通信以及通過，以及鍵盤輸入和液晶顯示。
2.4 無線收發(fā)模塊
結合硬件設計要求的多種因素，在智能家居設計中，采用的射頻片nRF2401是工作在2.4GHz頻段的。
把功率放大器，頻率合成器，調制器以及晶體振蕩器這些功能模塊放置在芯片內(nèi)，使射頻片nRF2401在2.4～2.5GHzISM頻段內(nèi)工作，通過程序配置通信頻道和輸出功率。工作電流在接收時才18mA，在以-5dBm的功率發(fā)射時也僅為10.5mA，芯片的能量損耗不高，多種低功率工作模式很大程度上方便了節(jié)能方面的設計。nRF2401可以在使用同一天線的情況下，能夠兩個不同頻道的數(shù)據(jù)都能被同時接收，這是因為DuoCeiverTM技術使它具有了這樣的優(yōu)點。
2.5 傳感器電路設計
時鐘模塊、電源模塊、傳感器模塊、無線模塊構成了主要的傳感器節(jié)點硬件。各個傳感器節(jié)點所發(fā)送過來的信息是由控制中心節(jié)點通過nRF24L01無線模塊接收的，并通過串口模塊，把信息發(fā)送到上位機，使用的人直接從上位機的軟件界面上獲取所有數(shù)據(jù)。
三、結語
本文總體設計了一種無線智能家居控制系統(tǒng)，系統(tǒng)節(jié)點控制器選用硬件電路中簡單的增強型STC芯片，系統(tǒng)的安全性以及效率得到有效提高，數(shù)據(jù)傳輸是靠無線網(wǎng)路芯片nRF24L01來完成的。這個系統(tǒng)成本較低，使用方便，功耗超低，有良好的拓展性而且使用效率高、穩(wěn)定可靠，集便于攜帶、更加開放、便于協(xié)作、交互性強等優(yōu)秀特點于一身。
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