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      智能家居的功能分析和關(guān)鍵技術(shù)研究

      2016-04-08 00:37:43趙景環(huán)魏福從
      山東工業(yè)技術(shù) 2016年7期
      關(guān)鍵詞:功能分析智能家居關(guān)鍵技術(shù)

      趙景環(huán) 魏福從

      摘 要:智能家居是一個新興的行業(yè),自其提出就得到了廣泛的關(guān)注,本文在前人研究的基礎(chǔ)上對智能家居進行了進一步的研究。在以感應(yīng)器和網(wǎng)關(guān)發(fā)展的基礎(chǔ)上對智能家居的功能分析進行了進一步的補充,對其關(guān)鍵技術(shù)進行了研究。

      關(guān)鍵詞:智能家居;功能分析;關(guān)鍵技術(shù)

      DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.116

      0 引言

      隨著科技的進步和人們生活水平的提高,智能家居逐漸流行起來。智能家居的概念起源于20紀70年代的美國[1-2],并于20世紀90年代[3-4]末在我國得到了應(yīng)用。智能家居是一個新興的行業(yè),但是其功能強大、智能化的特點,非常符合現(xiàn)代人的生活節(jié)奏,雖然目前智能家居的發(fā)展處在起步階段,但卻有著強大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

      早起的智能家居主要實現(xiàn)對家電(門、空調(diào)、照明設(shè)備等)設(shè)備的控制,后來逐漸發(fā)展到對家庭一些參數(shù)(煤氣泄漏、人員入侵等)的監(jiān)控[5],需要人為的對其進行操作控制,從嚴格意義上來說并不符合智能家居的條件,屬于控制,而不能做到智能的要求。近年來隨著傳感技術(shù)的發(fā)展,給智能家居增加了“感官系統(tǒng)”,其才做到真正意義上的“智能”。但是目前的智能家居各部分之間“各自為政”,并不能完全的融合[6],本文在總結(jié)了前人研究的基礎(chǔ)了,對智能家居進行了功能分析,對其關(guān)鍵技術(shù)進行了研究。

      1 功能分析

      智能家居從其實現(xiàn)功能上分析包括:智能門、智能窗、智能家電、智能窗簾等。各部分通過無線網(wǎng)關(guān)進行連接,目前無線網(wǎng)關(guān)與智能家居多用ZIGBEE技術(shù)連接,用戶終端與無線網(wǎng)關(guān)可以設(shè)計為4G數(shù)據(jù)或者WiFi連接,其具體框圖如圖1所示。

      其中,每一部分具體實現(xiàn)的功能設(shè)計如下:

      (1)智能門。智能門取代原有的通過鎖和鑰匙的方式,設(shè)計通過指紋或者面部識別系統(tǒng)來保護家里財產(chǎn)、人身等安全,這種方式不僅可以更好的對用戶進行保護,同時還解決了用戶忘記帶鑰匙的問題,給用戶帶來很大的方便。

      1)房屋戶主以及加入數(shù)據(jù)庫里的人可以通過面部識別系統(tǒng)實現(xiàn)智能門的打開和關(guān)閉。

      2)陌生人來訪智能門將信息傳到房屋戶主手機,由戶主確定開門或者報警。

      3)智能家居檢測到屋內(nèi)有害氣體時,智能門將信息傳到房屋戶主手機,由戶主確定事情嚴重性,并做出及時反應(yīng)。如果戶主沒有及時反應(yīng),則智能家居自動報警。

      (2)智能窗。窗是整個家居與外界進行交流的核心,窗的智能化程度的高低會直接影響到整個家居的舒適與安全程度,所以建立一套完善的智能窗系統(tǒng)是非常有必要的。從功能上分析,智能窗的主要功能包括以下幾部分:

      1)智能窗設(shè)計在風(fēng)力超過3級、下雨、霧霾、濕度超標時自動關(guān)機;在天氣晴好的情況下,戶主可以通過可移動設(shè)備,或者遙控器打開窗戶通風(fēng)。

      2)智能窗設(shè)計在陌生人靠近時,將信息傳給房屋戶主,并提醒戶主做出反映。

      3)智能窗在屋內(nèi)有害氣體超標時,自動開啟,并將信息傳給房屋戶主。

      4)在屋內(nèi)打開空調(diào)時,窗戶自動關(guān)閉。

      設(shè)計單片機為控制主體,根據(jù)智能窗的功能要求,原理實現(xiàn)的總體設(shè)計如圖2所示。

      (3)智能家電。智能家電近幾年研究的比較多,根據(jù)人們的需要,以后逐步發(fā)展的智能家電主要包括智能空調(diào)、智能熱水器、智能電腦、智能加濕器、智能電飯煲、智能照明裝置。智能家電設(shè)計可以通過語音控制、可移動設(shè)備控制和遙控開關(guān)控制其打開和閉合。

      (4)智能窗簾。智能窗簾的功能要求比較簡單,設(shè)計其可以通過語音控制、可移動設(shè)備控制和遙控開關(guān)控制其打開和閉合,并且可以根據(jù)戶主的需求設(shè)計其定點打開或者關(guān)閉,或者根據(jù)天氣情況進行打開或者關(guān)閉。

      2 關(guān)鍵技術(shù)

      (1)集中組網(wǎng)方式。智能家居的組網(wǎng)方式目前主要分為兩種:集中組網(wǎng)方式和分布組網(wǎng)方式[7],其中分布組網(wǎng)方式網(wǎng)絡(luò)拓撲性好,擴展性好,但是不能對所有家居設(shè)備進行統(tǒng)一管理,所以本設(shè)計選用集中組網(wǎng)方式。集中組網(wǎng)方式將各家居設(shè)備進行關(guān)聯(lián),可以集中對所有設(shè)備進行統(tǒng)一的管理,節(jié)約公網(wǎng)地址,但是其擴展性較差,成本較高。

      (2)數(shù)據(jù)融合。每一個家居設(shè)備都同時對控制器進行數(shù)據(jù)傳遞,如何對數(shù)據(jù)進行并行處理,對各設(shè)備同時工作時發(fā)出正確指令是一個需要首要解決的難題。

      3 結(jié)論

      隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,人們生活水平的提高,人們對智能家居的要求也逐漸的提高,智能家居是人們生活方便、安全、美觀的一個發(fā)展途徑。本文在以前研究的基礎(chǔ)上對智能家居進行了總結(jié),提出了目前存在的問題,并且在此對智能家居進行了功能分析,對其各部分進行了詳細的闡述,研究了其關(guān)鍵技術(shù),對于以后的研究提供了一定的基礎(chǔ)。

      參考文獻:

      [1]王保云.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究綜述[J].電子測量與儀器學(xué)報,2009,23(12):1-7.

      [2]花鐵森.智能家居系統(tǒng)核心技術(shù)探討[J].智能建筑電氣技術(shù),2009(01):92-98.

      [3]鄭聰.基于BIM的建筑集成化設(shè)計研究[D].中南大學(xué),2012.

      [4]宗立成.基于生活方式的工業(yè)設(shè)計研究[D].青島理工大學(xué),2010.

      [5]王洪亮.基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的家居安防系統(tǒng)研究[D].河北科技大學(xué),2012.

      [6]馬曉光.我國智能小區(qū)發(fā)展研究[D].北京交通大學(xué),2006.

      [7]張岳軍.智能照明系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].杭州:浙江大學(xué),2006.

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