一種智能家庭起居室系統(tǒng)的設(shè)計

摘 要：智能家居的目標(biāo)是用多種方法和設(shè)備來提高人們的生活質(zhì)量，使家庭變得更舒適、安全有效。本文介紹了一種集激光光敏、溫控、遙控、紅外發(fā)射與接收等技術(shù)于一體的綜合性的智能起居室系統(tǒng)，并運用GPRS模塊和智能移動設(shè)備實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，為人們提供了一個安全、舒適、便捷、高效、智能的家庭居住環(huán)境。

關(guān)鍵詞：智能化；家居；遠(yuǎn)程監(jiān)控；自動化；多功能

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.129

1 前言

隨著我國綜合國力的不斷增強，人民生活水平大幅提高，人們在努力提高經(jīng)濟收入的同時，對生活質(zhì)量和起居環(huán)境的關(guān)注度也越來越高，人性化、智能化家居環(huán)境，成為人民群眾美好的追求。另外，高科技的發(fā)展改變了人們的生活習(xí)慣，提高了人們的生活質(zhì)量，卻使得傳統(tǒng)的家居模式正逐漸不能滿足現(xiàn)代家庭生活的需要，智能化家居也正是在這種形勢下應(yīng)運而生。智能家居的目標(biāo)是用多種方法和設(shè)備來提高人們的生活質(zhì)量，使家庭變得更舒適、安全有效，其日漸興起給人們的家居生活帶來了全新的感受。家居智能化成為一種趨勢，開發(fā)智能化家庭控制系統(tǒng)己成為當(dāng)前的迫切需要。

起居室（Living room）是供居住者會客、娛樂、團聚等活動的空間。作為家庭活動中心，起居室需要整合多種功能，要滿足娛樂、休閑以及待客等多種需要。起居室的智能化，直接影響到人們的生活質(zhì)量、生活品味、生活方式以及生活舒適度。基于上述事實情況，本文設(shè)計了一種智能家庭起居室系統(tǒng)，為人們提供了一個安全、舒適、便捷、高效、智能的家庭居住環(huán)境。

2 智能家庭起居室系統(tǒng)的組成

本系統(tǒng)共包括六個子系統(tǒng)模塊：控制與監(jiān)測子系統(tǒng)、窗口防盜報警子系統(tǒng)、自動關(guān)門子系統(tǒng)、室燈遙控子系統(tǒng)、溫控排風(fēng)子系統(tǒng)和降水報警子系統(tǒng)。六個子系統(tǒng)通過動力控制器和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備鏈接為一個有機整體。系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

控制與監(jiān)測子系統(tǒng)由GPRS模塊、智能移動設(shè)備等部分構(gòu)成。其中，智能移動設(shè)備包括手機、平板電腦和筆記本電腦。

窗口防盜報警子系統(tǒng)由光敏傳感器、尋跡（紅外發(fā)射器）、邏輯模塊、延時脈沖模塊、警報器和開關(guān)等電子元器件構(gòu)成。

自動關(guān)門子系統(tǒng)由激光感應(yīng)器、光敏傳感器、邏輯模塊、舵機模塊等部件構(gòu)成。

室燈遙控子系統(tǒng)由遙控器、紅外接收器、LED燈等器件組成。

溫控排風(fēng)子系統(tǒng)由熱敏電阻、電機、排風(fēng)電扇等器件組成。

降水報警子系統(tǒng)由雨水觸頭（雨水敏感器）、阻性元件（降水傳感器）、雨水提示器等器件組成。

3 智能家庭起居室系統(tǒng)的工作原理

本文所設(shè)計的智能家庭起居室系統(tǒng)是一個集防盜、防熱、自動、遙控于一體的系統(tǒng)，并具有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。各個子系統(tǒng)構(gòu)成一個完整的智能家居系統(tǒng)，同時，又做到了獨立工作，獨立運轉(zhuǎn)，互不干擾，科學(xué)高效。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝，安全性高，可操作性強，成本較低，適合于廣大居民家庭。

3.1 控制與監(jiān)測子系統(tǒng)的工作原理

控制與監(jiān)測子系統(tǒng)是智能家庭起居室系統(tǒng)的監(jiān)控中心，主要通過GPRS模塊和智能移動設(shè)備的聯(lián)合作用，實現(xiàn)信息的采集、傳輸和遠(yuǎn)程管理的功能，對其他五個子系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程信息把握，確保家居主人不在家的情況下也能獲得家庭的相關(guān)信息。

3.2 自動關(guān)門子系統(tǒng)的工作原理

人從門前經(jīng)過進出房屋，擋住激光感應(yīng)器，將信號傳遞給光敏電阻，光敏電阻收到信號后，舵機轉(zhuǎn)動，控制門開關(guān)?？梢赃_到人過門關(guān)、絕對隱私的效果。

利用邏輯模塊的置0、置1的功能，將光敏電阻、舵機和開關(guān)鏈接起來，可以通過開關(guān)來選擇打開或關(guān)閉該子系統(tǒng)。

3.3 窗口防盜報警子系統(tǒng)的工作原理

一般而言，盜竊事件多發(fā)生在夜晚，所以該子系統(tǒng)的設(shè)計主要采用了紅外發(fā)射器原理，主要用于夜晚的防盜預(yù)警，可以達到人過鈴響，許久方畢的效果。

尋跡模塊安裝在居室窗戶上，高度可根據(jù)具體情況進行調(diào)節(jié)。當(dāng)盜賊接近窗戶時，尋跡模塊根據(jù)和目標(biāo)的距離作出響應(yīng)，從而探測到目標(biāo)。探測到目標(biāo)后，發(fā)出信號，延時模塊將高電平運用，并輸出曾學(xué)習(xí)過的延時時間，警報器發(fā)出警報。

同樣利用邏輯模塊的功能，將尋跡模塊、警報器和開關(guān)鏈接起來，可以通過開關(guān)來關(guān)閉警報器的蜂鳴聲，從而結(jié)束報警。

3.4 溫控排風(fēng)子系統(tǒng)的工作原理

溫控排風(fēng)子系統(tǒng)的核心部件是熱敏電阻，其阻值可以根據(jù)溫度的不同而改變，當(dāng)溫度升高時，阻值變小，排風(fēng)系統(tǒng)開始工作，使室內(nèi)溫度降低，提高室內(nèi)的宜居程度；反之，溫度降低時，阻值變大，排風(fēng)系統(tǒng)停止工作。

3.5 室燈遙控子系統(tǒng)的工作原理

室燈遙控子系統(tǒng)設(shè)置較為簡單，主要就是利用紅外接收器學(xué)習(xí)的特定信號控制燈亮燈滅，可以達到遙控開關(guān)燈、方便你我的效果，適合追求舒適的“懶人”使用。

3.6 降水報警子系統(tǒng)的工作原理

雨水敏感器安裝在窗戶外壁，當(dāng)雨水淋到雨水敏感器上，雨水報警系統(tǒng)的電路通過信號傳輸線和阻性元器件開始工作，將信息傳遞給雨水提示器，雨水提示器發(fā)出降水警報，提醒主人關(guān)閉窗戶，以防止雨水進入家中。

4 智能家庭起居室系統(tǒng)的功能拓展及有益效果

本系統(tǒng)的進一步拓展在于：（1）本系統(tǒng)可以方便地添加其他智能子系統(tǒng)，進一步豐富完善系統(tǒng)功能。（2）本系統(tǒng)中的任一子系統(tǒng)均可單獨安裝使用。（3）本系統(tǒng)中的某些子系統(tǒng)可實現(xiàn)功能的轉(zhuǎn)移，例如，將降水報警子系統(tǒng)用于醫(yī)院病人護理的排尿監(jiān)測報警。（4）本系統(tǒng)亦可在工業(yè)現(xiàn)場、辦公場所等其他地點安裝使用，實現(xiàn)工場、辦公場所的智能化。

本系統(tǒng)的有益效果如下：

（1）集激光光敏、溫控、遙控、紅外發(fā)射與接收等技術(shù)于一體，具有較強的實用性，智能性和可操作性，是一種新型多功能的智能家居系統(tǒng)，將在較大程度上為人們起居生活帶來舒適、便利與安全保障。

（2）具有實時監(jiān)視功能，當(dāng)有危及安全事件發(fā)生時，可提供報警，從而可有效避免危及安全的事故進一步擴大。

（3）通過現(xiàn)行覆蓋面廣的GPRS移動網(wǎng)絡(luò)與智能移動設(shè)備實現(xiàn)連接，無需鋪設(shè)專用電纜或光纖，可顯著降低投資成本。

（4）通過GPRS移動網(wǎng)絡(luò)，可將監(jiān)測點的狀態(tài)信息傳送至智能移動設(shè)備，便于遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。

（5）系統(tǒng)采用模塊化集成方式，既便于根據(jù)實際需要靈活布置監(jiān)測點，又便于后期維護及升級時更換部件。

5 結(jié)語

本文介紹了一種集激光光敏、溫控、遙控、紅外發(fā)射與接收等技術(shù)于一體的綜合性的智能起居室系統(tǒng)，并能夠通過GPRS模塊和智能移動設(shè)備實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、預(yù)警，可有效降低投資成本，具備可靠性高、布置靈活、可移植性強、易于實現(xiàn)等優(yōu)點，具有較好的實用價值和應(yīng)用前景。

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作者簡介：岳毅然（2000-），男，河北邯鄲人，學(xué)生。endprint