導語：如何才能寫好一篇智能家居設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能家居；智能控制；用戶體驗

當今社會，買房可以說是現(xiàn)在的熱點話題，除了投資性房產(chǎn)之外，一般的剛需用房基本都是需要裝修的?，F(xiàn)在，裝修公司提出的方案大同小異，無非是現(xiàn)代風、田園風、中式、日式、歐式等，這些風格都是有固定的模板，我們可能會在很多人家里發(fā)現(xiàn)極其類似的元素。舉個例子，我們分別去小王和小蔡的新家做客，但是發(fā)現(xiàn)他們的陽臺同樣是榻榻米鋪裝、竹欄桿圍擋、鐵壺放在正中央，即使他們所在的樓盤一個叫“西西里島公館”一個叫“紫禁之巔”。在設計中使用的元素能體現(xiàn)其風格，但是過于頻繁地使用公式化的元素符號可能就會進入到一個怪圈――裝修公司模板風。這種風格的特點是裝修速度快、視覺效果好，但在用戶體驗方面有所欠缺，如洗手臺高度、門把手位置等?，F(xiàn)在的人們越來越追求高質(zhì)量的生活環(huán)境，尤其是年輕人，人們對生活中所觸及的各項事物的要求越來越高，而智能家居的出現(xiàn)正好滿足了人們?nèi)找嬖鲩L的對居家環(huán)境的、安全性、便捷性和舒適性的需求，與此同時，智能家居也滿足了用戶的個性化需求。

隨著時代的發(fā)展，信息技術(shù)的發(fā)展也正快步向前，移動計算機技術(shù)成為影響我們這代人最具顛覆性的技術(shù)，信息革命在移動智能的推動下，在短短幾十年里已經(jīng)改變了我們的生活。物聯(lián)網(wǎng)使得龐大數(shù)量的物品在互聯(lián)網(wǎng)絡上能夠被訪問，每一件物品都有自己的標簽。在移動智能設備出現(xiàn)以前，智能家居一般依靠綜合布線技術(shù)將家居設備進行集成，連接計算機、互聯(lián)網(wǎng)，通過RS485，X-10等協(xié)議進行控制。這種控制方法單一，且不方便用戶操作。而現(xiàn)在，用戶在互聯(lián)網(wǎng)的幫助下通過智能移動端搭配專屬的App，可以在任何時間、任何地點對智能家居進行管控?；ヂ?lián)互動的智能家居更加注重室內(nèi)空間與用戶的互動，這為用戶帶來了個性化、便捷化、舒適化的體驗。

家居空間是為人們提供休憩、放松與安心的重要場所，也是人們除了在工作、學習之外最重要的地方。家居空間除了需要合理的空間布局，優(yōu)雅或精致的室內(nèi)裝修外，其實還能夠進一步為人們提供一些其他選擇。在這方面，智能家居能夠提供多套方案供人們選擇，如燈光控制、窗簾控制、環(huán)境控制、家電控制等，通過這一系列的控制為人們打造舒適方便的家居環(huán)境。接下來就來談一談智能家居出現(xiàn)的以及將來可能會出現(xiàn)的狀況。

燈光控制：通過設定，用戶可以選擇定時開關家中的燈具，這能起到防盜的作用。比如部門領導通知小王今天加班，項目完成才能回家，而小王通過新聞了解到，年關將至，要注意家中防盜措施。這時，小王想到了前一階段在網(wǎng)絡上買的智能燈具，他打開智能燈的App，設置燈具點亮模式，偽裝成家中有人的狀態(tài)，于是他安心加班到凌晨4點。除了通過App進行定時設置外，還可以進行實時控制燈光的開啟，如入睡覺時通過手機App遙控關閉電燈。燈光顏色、亮度也應可調(diào)節(jié)，用戶可以自定義燈光的顏色和亮度，以應對不同時間對不同的顏色亮度的需求。

窗簾控制：用戶可以通過App遙控窗簾的開合，不必親自動手，這大大幫助了在雙休日在晴朗但又寒冷的冬天剛起床的用戶，這樣他們可以在床上舒服地曬一會太陽再起床，這完全是“懶人族”的福利，非常人性化。

環(huán)境控制：環(huán)境控制包括安全環(huán)境與室內(nèi)環(huán)境兩方面。安全環(huán)境，顧名思義，就是為用戶的居所提供一個相對安全的保證，因此，智能門禁、家用攝像頭都是必不可少的設備。智能門禁提供指紋解鎖、密碼解鎖、人臉識別、聯(lián)網(wǎng)報警等功能，實在是居家必備之良品；家用攝像頭則是通過手機直接監(jiān)看家中的實時狀況，能夠監(jiān)看的對象包括嬰兒、寵物、小偷、部分很不負責任的保姆，以及一些不可描述的狀況。室然肪晨刂浦傅氖薔鈾的溫度、濕度等的調(diào)節(jié)，除了國內(nèi)某些非常高大上的樓盤提供恒溫社區(qū)之外，大部分用戶在夏天、冬天還是缺少一個舒適的居所環(huán)境，特別是在南方的冬天，不像北方有集中供暖，有句戲言：南方冬天取暖基本靠抖。用戶可以在下班的路上通過App打開家中的空調(diào)對居所進行預熱，這樣可以保證用戶一回到家中就有一個舒適的環(huán)境，這對于上班族來說非常享受、貼心?，F(xiàn)在霧霾情況越來越嚴重，家中一般都備有一臺空氣凈化機，平時無人的時候應該關閉電源省電，同樣的，通過App定時設定，待用戶回家前自動開啟以凈化空氣。

家電控制：智能家電已經(jīng)在市場上占有很大比例，包括電視機頂盒、電視機、洗衣機、電飯煲、掃地機器人等。智能電視機機頂盒與智能電視機改變了傳統(tǒng)的觀看模式，現(xiàn)在用戶可以利用互聯(lián)網(wǎng)的特性在網(wǎng)絡上搜索片源，觀看自己喜愛的節(jié)目，不再受限于傳統(tǒng)電視臺的節(jié)目單，這樣做可能大大地影響了各個電視臺的收視率，但是用戶得到了很好的體驗。智能洗衣機的定時功能可以幫助用戶在使用階梯電價時洗衣服，這樣是幫助用戶實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化的方法。智能電飯煲能幫助用戶在特定時間內(nèi)完成煮飯任務，但是這個前提是用戶要事先算好時間、淘好米，并加入水，就如同平時正常煮飯那樣。這樣做可能導致米在長時間被水浸泡的情況下，煮出來的飯可能會不合胃口，除非不久的將來能發(fā)明出水、米隔離的電飯煲，否則，智能電飯煲只能是個美好的暢想。掃地機器人，非常適合進行每日家庭衛(wèi)生打掃的設備，并且擁有自動充電裝置，能進行一整天的打掃。但是現(xiàn)階段的掃地機器人還是有一定缺陷，最主要的就是路線規(guī)劃問題，如果將來能夠用App進行路線規(guī)劃，掃地機器人的效率一定會大大提高。

現(xiàn)在除了各種智能家居產(chǎn)品之外，還出現(xiàn)了一個很特殊的設備：智能插座。它的好處是，用戶可以借助智能插座在居所內(nèi)對以前不具有智能的設備進行開關設置，增加了便利性。同時智能插座還具有中繼作用，能夠加強居所內(nèi)的wifi信號強度。

智能家居的實現(xiàn)必須要以人為本，只有用戶覺得合適，才是好的智能家居。智能家居在實際運用中海存在很多問題，如智能設備價格昂貴、配套的App有bug以及人們對智能家居產(chǎn)生的誤解，認為搭載了傳感器和cup的設備就是智能家居設備等。但是不管遇到怎樣的難題，智能家居都將成為未來家居的一種新模式，智能家居設計從業(yè)人員應該更多地考慮如何以用戶體驗為導向的設計思路。

參考文獻：

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【關鍵詞】高層樓宇；智能家居；遠程醫(yī)療

智能家居是集計算機技術(shù)、電力電子技術(shù)、信息通信技術(shù)、自動控制技術(shù)等先進技術(shù)為一體的優(yōu)良產(chǎn)物。從智能家居技術(shù)發(fā)展歷史來看，主要經(jīng)歷了有線通信和無線通信兩個階段。由于常規(guī)有線通信網(wǎng)絡固有的綜合布線復雜、兼容性差、功能有限等不足，無線網(wǎng)絡技術(shù)應用到高層樓宇智能家居網(wǎng)絡系統(tǒng)中，已成為現(xiàn)代智能網(wǎng)絡化家居服務發(fā)展的必然趨勢。隨著樓宇建筑功能的不斷完善，加上用戶對高質(zhì)量生活水平要求的進一步提高，常規(guī)功能局限的有線式家居系統(tǒng)在智能化、網(wǎng)絡化、自動化、人性化等方面，很難滿足現(xiàn)代家庭信息智能化功能需求。因此，研究開發(fā)功能更加集成、智能自動化水平更高的智能家居控制系統(tǒng)，為用戶提供更加舒適、安全、高端、節(jié)能經(jīng)濟的家居系統(tǒng)，非常有工程實踐應用研究意義。

1.高層樓宇智能家居系統(tǒng)總體設計方案

根據(jù)高層樓宇家居所需的照明燈光、電視電影、門禁安防、娛樂休閑、可視交流、在線監(jiān)控以及遠程醫(yī)療等功能需求，高層樓宇智能家居系統(tǒng)主要由智能燈光控制功能模塊、智能家電影院功能模塊、智能安防報警功能模塊、智能娛樂功能模塊、可視對講功能模塊、防盜報警功能模塊、遠程監(jiān)控功能模塊、遠程醫(yī)療監(jiān)護功能模塊等集成而成，其具體邏輯組成結(jié)構(gòu)如圖1所示：

從圖1可以看出，智能家居控制系統(tǒng)中的各種信息終端實現(xiàn)了各功能模塊間數(shù)據(jù)信息的高速共享，同時通過家庭網(wǎng)關實現(xiàn)與社區(qū)控制中心間的相互共享。用戶根據(jù)實時功能需求，通過各種無線通訊設備如PDA手持式終端、手提電腦、遙控器、手機等經(jīng)無線遠程操控，實現(xiàn)對住宅內(nèi)部的照明系統(tǒng)、窗簾系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等進行實時調(diào)控，且系統(tǒng)可以實現(xiàn)對各功能模塊系統(tǒng)運行工況的在線監(jiān)測、管理和調(diào)控。通過與社區(qū)控制中心的智能三表查抄系統(tǒng)相互通信共享，可以自動收集電、水、燃氣等能耗數(shù)據(jù)，并通過通信網(wǎng)絡自動抄送到物業(yè)管理中心，可以免去物業(yè)人員入戶進行人工靜態(tài)查詢，提高抄表的工作效率，節(jié)約資源的同時保證了住戶的室內(nèi)安全。另外，當住宅中出現(xiàn)盜竊、火災、疾病等問題，可以通過防盜報警、遠程醫(yī)療系統(tǒng)進行報警或邀請醫(yī)生。

2.系統(tǒng)主要功能模塊的設計與實現(xiàn)

高層樓宇智能家居控制系統(tǒng)，其設計的總體目標在于經(jīng)計算機、通信網(wǎng)絡、自動控制以及網(wǎng)絡集成技術(shù)，將各功能模塊有機集成建立一個由家庭小單元到小區(qū)大家庭，乃至到整個社區(qū)或城市的綜合信息服務與管理系統(tǒng)。

2.1 照明及機電設備控制管理功能模塊

高層樓宇智能家居控制系統(tǒng)中，照明及機電設備綜合調(diào)控通過智能總線開關來完成，采用集成交互式共享通信模式，按照主、從機兩大功能模塊進行布設。當主機得到觸發(fā)信號后，經(jīng)內(nèi)部CPU將對應信號轉(zhuǎn)換為對應控制地址進行發(fā)送，通過編碼后經(jīng)控制總線傳輸?shù)较鄳目刂颇K，經(jīng)功能模塊解碼后經(jīng)CPU觸發(fā)響應功能模塊，完成對應的操作。其邏輯方案如圖2所示：

家居燈光控制系統(tǒng)是智能家居中非常重要的系統(tǒng)之一，在設計過程中設置了不同的燈光情景模式，如：休閑、會客等模式，以根據(jù)實際功能需求營造舒適優(yōu)雅的家居環(huán)境氣氛。在進行家居機電設備調(diào)控時，智能家居系統(tǒng)通過傳感器網(wǎng)絡根據(jù)用戶的場景設置、功能需求，對室內(nèi)環(huán)境特征風量（包括溫度、光強、濕度等）實時動態(tài)感知、智能分析和動態(tài)調(diào)控，經(jīng)對應的驅(qū)動機構(gòu)完成相應機電設備的操作，如：經(jīng)開/關窗和空調(diào)等來調(diào)節(jié)住宅室內(nèi)的溫度、濕度；通過開/關窗簾、調(diào)節(jié)室內(nèi)照明系統(tǒng)的照度等來滿足用戶預設功能所需的溫度、濕度、光度、照（亮）度需求。另外，高層樓宇智能家居還具備一定的神經(jīng)網(wǎng)絡自動感知能力，如到了晚上的時候，當檢測到用戶在移動時，可以初步判斷用戶要上廁所，自動地開/關或調(diào)節(jié)與用戶最近的燈光控制系統(tǒng)，實現(xiàn)智能家居的設備自動化、智能化功能，為住宅用戶提供健康、方便、舒適、舒心、安全的家居生活。

2.2 安防報警功能模塊

通過在用戶住宅內(nèi)部安裝煙感傳感器、煤氣傳感器、門磁傳感器等網(wǎng)絡傳感器，對各重點監(jiān)控部位的實時運行狀態(tài)進行在線監(jiān)測，用來檢測家居環(huán)境中是否存在有相應險情發(fā)生。因為煙感、溫感、壓力等傳感器其采集的信號模式存在不同，在信號采集過程中需要通過外部中斷模式經(jīng)S3C2440微處理器的中斷接口轉(zhuǎn)換后傳入到功能模塊的內(nèi)部CPU中完成對應信號采集與處理。為了提高家居系統(tǒng)運行的可靠性和安全性，在檢測到相應報警信號的同時，除了以聲、光等形式就地進行報警外，還經(jīng)短消息等方式傳輸?shù)接脩羰謾C和小區(qū)物業(yè)管理中心處進行聯(lián)合報警，使戶主和物業(yè)部門及時發(fā)現(xiàn)可能存在的險情，便于其采取有效的處理措施和對策，降低險情程度避免或減少經(jīng)濟損失。

2.3 遠程醫(yī)療系統(tǒng)功能模塊

智能家居系統(tǒng)中，遠程醫(yī)療的應用目前還不完善，但隨著各種信息自動化系統(tǒng)集成和交互共享程度的不斷提高，遠程醫(yī)療必將成為智能家居系統(tǒng)研究發(fā)展的重要方向。通過GPS/GPRS等無線遠程網(wǎng)絡，將家居系統(tǒng)通過醫(yī)院數(shù)據(jù)服務器、局域網(wǎng)等進行互聯(lián)?；颊呖梢酝ㄟ^隨身攜帶的遠程在線PDA醫(yī)療智能檢測終端，實現(xiàn)對患者實時的心電、血壓等特征參量進行在線檢測，并通過GPRS網(wǎng)絡傳輸?shù)结t(yī)院或醫(yī)生工作數(shù)據(jù)平臺中，便于醫(yī)生遠程診斷病情。

3.結(jié)束語

高層樓宇智能家居系統(tǒng)在優(yōu)化設計過程中，應充分考慮到現(xiàn)有可用的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)資源，如：電話網(wǎng)絡、nternet網(wǎng)絡等，這樣在組建智能家居網(wǎng)絡系統(tǒng)過程中，可以大大提高系統(tǒng)建設的性價比，減少獨立網(wǎng)絡線路的建設費用，提高系統(tǒng)推廣應用的普及性。另外，還應充分引入GPRS、GIS等無線通信網(wǎng)絡及定位系統(tǒng)，有效豐富家居系統(tǒng)功能，優(yōu)化家庭內(nèi)部布線，提高住宅用戶的生活、娛樂生活質(zhì)量水平。

參考文獻

[1]俞文俊，凌志浩.一種物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的研究[J].自動化儀表，2011，32（08）：56-59.

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關鍵詞：老年人 智能家居 設計要素

中圖分類號：TB472 文獻標示碼：A 文章編號：1003―0069（2014）09―0033―02

1 引言

進入21世紀以來，“銀發(fā)”浪潮席卷全球，據(jù)民政部的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示截至2012年底，全國60歲及以上老年人口已達1.94億。同時，老年群體的高齡、失能和空巢化將進一步加劇，失能老年人口將從2012年的3600萬人增長到了2013年的3750萬人。并且，老年人在退休之后，家居環(huán)境成為了主要的生活場所。所以，在解決當今社會問題時，為老年人提供既用的起又感到舒心的家居產(chǎn)品，成為了我國步入老齡化社會后一個無法逃避的問題。智能家居的出現(xiàn)以及發(fā)展給這一問題帶來了新的解決思路，智能化與能動的交互特性可以很好地輔助老年人生活，比如，通過適當?shù)闹悄芙换ピO計可以改善老年人由于健忘而造成的家居生活問題。因此，智能家居成為了老年人生活輔助的重要發(fā)展方向。

2 智能家居特點與老年人特征分析

（1）智能家居特點分析

智能家居通俗地說，是集自動化控制系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)與網(wǎng)絡通訊技術(shù)于一體的網(wǎng)絡化智能化的家居控制系統(tǒng)，讓用戶使用更方便的手段來管理家庭設備。

智能家居改變了人們傳統(tǒng)的生活方式，使家居生活充滿新奇時尚的個性，樂趣無窮。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，而且兼?zhèn)淞司W(wǎng)絡通信、信息家電、設備自動化，可以幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，有效安排時間，增強居家生活的安全性，甚至有節(jié)省各種能源費用的優(yōu)勢。

智能家居的功能可以滿足老年人家居對安全、舒適、生活輔助等的需求，因此，智能家居成為了老年人家居的重要發(fā)展方向。

（2）老年人特征分析

產(chǎn)品設計應該以用戶為中心，以滿足用戶需求為目標。只有深入研究老年人生理和心理等方面的特征，掌握他們的行為和思維方式，才能為老年家庭智能家居的設計研究提供依據(jù)。

生理特點。隨著年齡增長，老年人視覺、聽覺和觸覺的敏銳性下降，對外界刺激的防御力降低，造成與外界交流溝通的障礙。同時，老年人行動變得緩慢、不協(xié)調(diào)，甚至笨拙遲鈍，對外界事物反應遲鈍。老年人的思維靈活性和推理能力都明顯下降；同時，形成思維概念所需時間和在這個過程中出現(xiàn)的錯誤數(shù)也隨年齡的增加而增加。

心理特點。隨著年齡的增長，老年人的心理也發(fā)生了很大的變化，有時會產(chǎn)生悲觀、抑郁等不良情緒。而且，有的老年人擔心突發(fā)病情無法控制，因而心情焦慮不安。另外，一些老年人怕被人說老，因此十分注意自己的形象，追趕時尚，讓自己顯得更年輕。

3 智能家居應用問題分析

從十幾年前人們最初的夢想，到今天開始走進我們的生活，智能家居的發(fā)展經(jīng)歷了一個艱難的過程。其中出現(xiàn)了許多阻礙其發(fā)展應用的問題，并且，一些問題愈發(fā)明顯，比如：實用性、易用性、標準、安裝維護的問題等等。

實用性問題。近些年，我國的智能家居行業(yè)依托物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新技術(shù)的東風，產(chǎn)品的功能不斷擴展。然而，很多智能家居產(chǎn)品在市場推廣中頻頻遭遇滑鐵，占，陷入叫好不叫座的尷尬境地。究其原因在于智能家居產(chǎn)品的許多功能華而不實。比如，不少廠商片面追求產(chǎn)品的智能化，將紅外、門磁、瓦斯探測器、防盜報警器、各類感知器等集成在一起，雖然系統(tǒng)功能越來越多，但是這導致操作的復雜化與穩(wěn)定性的降低。而且，不少華而不實的功能遭人詬病，嚴重影響了產(chǎn)品的用戶體驗。

易用性問題。智能化概念已逐漸滲入大眾生活的各個領域，比如智能手機。如今智能手機功能非常強大，然而，在實際應用中許多人對手機的一些功能并沒有使用或者不會使用，因為太復雜，玩不轉(zhuǎn)。其實，智能家居又何嘗不是如此。智能家居融合了多個系統(tǒng)，功能強大，因而操作起來十分復雜（盡管許多廠家宣稱自己的產(chǎn)品采用簡約化設計、傻瓜化操作）。尤其是有些系統(tǒng)，設計過于繁雜，并且沒有很好的人機交互系統(tǒng)，導致許多用戶，尤其是家中的老人用不好或者干脆不愿用。

標準問題。智能家居面臨的挑戰(zhàn)不只是設備或?qū)嵤﹩栴}，也有標準與協(xié)議問題。由于沒有統(tǒng)一的通訊協(xié)議和標準，智能家居行業(yè)內(nèi)的標準林立，國際標準、企業(yè)標準層出不窮。而且，這些標準的兼容性差，設備之間很難實現(xiàn)互聯(lián)互通。另一方面，由于行業(yè)缺乏統(tǒng)一的標準，市面上產(chǎn)品的質(zhì)量參差不齊。很多產(chǎn)品聯(lián)網(wǎng)之后，容易出現(xiàn)各種各樣的問題，給用戶帶來困擾，導致其市場認可度很低。更甚者有的產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、不可靠，使很多產(chǎn)品和系統(tǒng)僅僅停留在體驗階段，無法實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

安裝維護問題。一套功能比較完善的智能家居系統(tǒng)很復雜，綜合布線的施工過程以及后期的調(diào)試都必須要專業(yè)的工程師進行，假如在使用過程中出現(xiàn)故障，維修也是一件相當麻煩的工程。這不僅給用戶帶來不便，而且造成了用戶使用的壓力。

4 老年家庭智能家居設計要素分析

衡量一個智能化系統(tǒng)的成功與否，并非僅僅取決于智能化系統(tǒng)的多少、系統(tǒng)的先進性或集成度，而是取決于系統(tǒng)的設計能否滿足用戶需求，方便用戶使用，實現(xiàn)便捷高質(zhì)量的生活。同理，老年家庭智能家居的設計要以老年人為中心進行產(chǎn)品的實用易用設計。

（1）系統(tǒng)的標準化設計

常言道：“沒有規(guī)矩，無以成方圓”，在智能家居領域也是如此。老年家庭智能家居系統(tǒng)的設計應依照國家和地區(qū)的有關標準進行，確保系統(tǒng)的擴充性和擴展性。首先，系統(tǒng)傳輸應該采用標準的TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡技術(shù)，從而保證不同產(chǎn)商之間可以兼容與互聯(lián)。其次，系統(tǒng)的前端設備應該采用多功能的、開放的、可以擴展的設備。如系統(tǒng)主機、終端與模塊采用標準化接口設計，從而為家居智能系統(tǒng)外部廠商提供集成的平臺，而且其功能可以擴展，當需要增加功能時，不必再開挖管網(wǎng)，簡單可靠、方便節(jié)約。通過這些設計，―方面，可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，簡化后期維護；另一方面，標準化與模塊化的思想為用戶提供了更多選擇，不同的老年家庭可以選擇適合自己的智能家居系統(tǒng)。

（2）功能的實用性設計

產(chǎn)品的實用性是產(chǎn)品的基本屬性，且主要影響因素是功能的合理與否，合理的功能設置可以提高智能家居的實用性。―方面，智能家居功能設置應該合理的運用“減法”原則。智能家居的主要作用就是用智能化的手段，為用戶提供便捷服務。因此，智能家居的功能設計應以人為本，摒棄那些華而不實、充作擺設的功能。比如，魚缸的智能化控制，包括喂食、換水、過濾等等。退休在家的老年人養(yǎng)魚不僅能夠打發(fā)時間，而且能夠從中獲得愉悅。因此，對于老年人，這項功能實用性不高，甚至可能起到反作用。另―方面，針對老年人群體，應該巧妙地運用“加法”原則，增添滿足其獨特需要的功能。比如，可以增添檢測老年人健康與實施救援的功能。因此，應該合理的運用“減法”與“加法”原則，取舍出實用性高的功能。

（3）控制方式的人性化設計

智能家居的控制方式豐富多樣，但如果操作過程和程序設置過于繁瑣，就會容易讓老年人產(chǎn)生排斥心理。因此，在對老年家庭的智能家居進行設計時，一定要充分考慮用戶體驗，注重操作的便利性和直觀性，整合出適合老年人的控制系統(tǒng)。目前，智能家居的控制可以分為：人工控制和監(jiān)督控制。具體的控制手段主要有：本地控制、遙控控制、集中控制、手機遠程控制、感應控制、網(wǎng)絡控制、定時控制等等，用戶可以通過這些手段對智能家居進行直接或監(jiān)督控制。應該根據(jù)老年人的行為方式、邏輯思維等等，分析這些控制方式是否適合老年人群體，然后，合理的組合搭配這些控制方式，比如，老年人聽力下降，要減少單獨的語音交互；記憶力也有所下降，在對燈光控制的時候可以采用感應控制。因此，要以老年人的行為特點為基礎選擇組合控制方式，構(gòu)建人性化的控制系統(tǒng)。

（4）終端的易用性設計

老年家庭智能家居控制終端的易用性設計主要包括易視性、易學性、容錯性三個方面，當然也涉及到終端的人機尺寸、形態(tài)等等?？刂平K端的易用性設計可以讓用戶通過終端方便的操作智能家居，這對老年人尤為重要。老年人的各項生理機能會隨著年齡的增長而有所下降，造成一些使用障礙，比如，老年人近距視力下降，對色彩的敏感度降低，從而影響到老年人對終端信息的讀取；老年人的短時記憶下降嚴重，使用太復雜的操作程序比較困難。因此，應該根據(jù)老年人的生理、心理特點，從易視性、易學性、容錯性三個主要方面進行易用性設計，提高控制界面的可視性，簡化控制程序的邏輯結(jié)構(gòu)，增添合理的反饋信息。

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關鍵詞：科技；室內(nèi)設計；智能家居；以人為本

你的住宅智能了嗎?近年來，智能家居逐漸走入我們的生活，并帶來了全新的生活方式。與傳統(tǒng)的室內(nèi)設計相比，智能家居元素的融入為室內(nèi)設計平添了新的亮點。智能家居是利用先進的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡通訊技術(shù)、綜合布線技術(shù)、依照人體工程學原理，融合個性需求，將與家居生活有關的各個子系統(tǒng)，如燈光控制、窗簾控制、場景聯(lián)動、家庭影音娛樂、信息安防、家用電器等有機地結(jié)合在一起，通過現(xiàn)代智能技術(shù)綜合控制和管理，實現(xiàn)“以人為本、節(jié)能健康、易于管理”的全新家居生活理念。與普通的住宅相比，智能化住宅既具有傳統(tǒng)的居住功能，又提升了家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，因此成為當前人們家裝所關注的熱點。

一、智能家居正在崛起

我們試想下這樣的場景：在靜謐的晨光中，窗簾自動拉開，第一縷晨光成為喚醒酣睡中的主人最有效的方式。音響自動啟動，伴隨著悠然的音樂聲醒來，咖啡壺自動開煮咖啡。輕柔的音樂隨之靜靜流淌，在享用那杯熱騰騰的咖啡的同時，智能化電冰箱還向你“播報”今天的新聞、天氣以及晚餐菜單。用餐之后，主人公出門，回頭一按手中的遙控器，家中的安防系統(tǒng)自動啟動，電視、音響和家中的所有電燈全部關閉……以上場景曾作為智能化家居的美好生活畫面而廣為傳誦。

究竟什么是智能化對我們來說并不是一個新名詞，我國在1997年便己提出了“智能化住宅”的概念。智能家居，或稱智能住宅，目前與此含義近似的詞匯相當多，如電子家庭(Electronic Home)、數(shù)字家園(Digital Family)、家庭自動化(Home Automation)、家庭網(wǎng)絡(Home Net/Networksfor Home)、網(wǎng)絡家居(Network Home)、智能家居/建筑(Intelligent Home/Building)。盡管名稱五花八門，但它們的含義和所具備的功能大體是相同的。首先，它們都要在一個家庭中建立一個通訊網(wǎng)絡，為家庭信息提供必要的通路，在家庭網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的控制下，通過相應的硬件和執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)對連入家庭網(wǎng)絡的所有家電和設備的控制和監(jiān)測；其次，它們都要通過一定的媒介，構(gòu)成與外界的通訊通道，以實現(xiàn)與家庭以外的世界溝通信息，滿足遠程控制、監(jiān)測和交換信息的需求，其最終目的都是滿足人們在家庭中對安全、舒適、方便的工作和生活的需求。智能家居是以家為平臺，兼?zhèn)渥詣踊⒅悄芑母咝?、舒適、安全、便利的家居環(huán)境。智能家居是一個典型的集計算機、通訊和消費于-體的3C(Computer，Communication andConsumer)系統(tǒng)。從總體上看，智能家居是指將各種信息設備和住宅設備通過家庭網(wǎng)絡連接起來，并保持這些設備與住宅的協(xié)調(diào)，從而構(gòu)筑成舒適安全的信息化居住空間，以便于實現(xiàn)在信息社會中富有創(chuàng)造性的生活。智能家居旨在提供安全、舒適、方便的居住環(huán)境，滿足人們在家中生活、工作、娛樂和交流的需要，提供安防、社區(qū)管理和人們外出時了解家居狀況的手段。

智能家居系統(tǒng)可以看做是以家庭網(wǎng)絡為基礎，構(gòu)造信息家電的信息交互平臺，在此基礎上實現(xiàn)智能家居的各類功能。根據(jù)實現(xiàn)功能的類型可將智能家居體系劃分為5類：家庭娛樂與教育、家居控制、家庭安防、家居管理、其他網(wǎng)絡增值服務。隨著人們對生活質(zhì)量、居住條件、信息獲取的需求更加迫切，家庭居住環(huán)境的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化趨勢已勢不可擋。智能家居正在崛起，簡單化、一體化、自動化、人性化成為未來趨勢。

二、融入智能家居元素為室內(nèi)設計平添亮點

住宅是人類賴以生存的物質(zhì)基礎，與每個人息息相關，直接影響著人的生理和心理健康。孟子云：

“居可移氣，養(yǎng)可移體，大哉居室?！币馑际钦f：攝取有營養(yǎng)的食物，可以使一個人身體健康，而居所卻足以改變一個人的氣質(zhì)。人與家居的密切關系由此可見，住宅即是生活，有什么樣的人，就有什么樣的生活：有什么樣的生活，就有什么樣的住宅。因此設計住宅也就是設計生活。密斯曾說過：“當技術(shù)實現(xiàn)了它的真正使命，它就升華為藝術(shù)。”科技改變生活，現(xiàn)代高科技迅猛發(fā)展，信息高速公路的聯(lián)通及數(shù)字化時代的到來必然給室內(nèi)設計從物質(zhì)環(huán)境到精神文化環(huán)境帶來全新的設計理念。如果說建筑是凝固的音樂，那么完美的家庭智能化自動控制系統(tǒng)則是這首樂曲上絕妙的音符。家居智能系統(tǒng)的介入對現(xiàn)代的家居設計產(chǎn)生的影響是重大的。

居住模式向舒適性發(fā)展。舒適性已經(jīng)成為當前住宅設計的重要課題，怎樣使住宅變得更舒適，具備什么樣的條件才算舒適。家電設施智能化是智能家居的一個重要組成部分，根據(jù)住戶的要求對家電和家用電氣設施靈活方便地實現(xiàn)智能控制，更大程度地把住戶從家務勞動中解放出來。住戶可以在頭天晚上設定第二天的家電工作程序、時間、也可以在外面通過電話或者電腦臨時變更已做好的安排，使生活可以更加快捷、舒適。如下雨時自動收攏晾衣架，關起窗戶；下班路上即可通過手機控制開啟地暖或者中央空調(diào)系統(tǒng)，這樣住戶回到家即可享受到最舒適的室內(nèi)溫度等。

更加注重住宅的安全性。安全防護及消防報警自動化是智能家居的最基本一項功能，由于人們對自身以及財產(chǎn)安全的越來越重視，選擇智能化家居的一個基本出發(fā)點是家庭保安和報警自動化。在社區(qū)保安和公安部門的支持、配合下，安裝安全有效的入侵報警、消防報警和其他災害報警系統(tǒng)將能有效防止盜竊和火災的發(fā)生。

實用性、功能性、多樣性引領住宅品質(zhì)的提高。人們現(xiàn)在更加重視的是住宅的內(nèi)在品質(zhì)，而不是表面化的東西。智能家居體系中的家庭娛樂與教育(家庭影院、視頻點播、交互游戲、遠程教育等)大大增加了生活模式的多樣性。家居控制中照明控制、居室環(huán)境控制、廚房設備控制、視頻音響控制系統(tǒng)等。各種設備之間協(xié)調(diào)工作使功能更加細分，也變得更加實用。例如，當您準備看電視時，客廳燈光自動調(diào)到您喜歡的亮度、窗簾自動拉上、電視劇打開并調(diào)整到您最喜歡的頻道。當有電話打入時，通過系統(tǒng)將電視機的聲音自動調(diào)小。當您家中來客人時，燈光自將自動調(diào)亮并增添喜悅的氣氛，音響將自動播出歡樂的樂曲等。

對可持續(xù)發(fā)展設計的關注(環(huán)境與節(jié)能)。智能家居能監(jiān)視室內(nèi)的溫度、濕度、亮度等環(huán)境狀態(tài)值，并根據(jù)住戶習慣進行調(diào)

節(jié)控制，節(jié)約能源。如照明控制，根據(jù)室內(nèi)光線強度和住戶要求情況自動調(diào)節(jié)燈光亮度。通過對家電智能控制，節(jié)約水、煤氣等資源。

三、對智能家居的未來展望

綜上所述，智能家居的出現(xiàn)對室內(nèi)設計的影響大家都有目共睹，它進入我們的生活并不斷提高我們的生活質(zhì)量，帶來了一種全新的生活模式。當然在這個過程中存在很多弊端和不足，如：智能家居缺乏統(tǒng)一的設計標準、我國的智能技術(shù)產(chǎn)品幾乎被外商壟斷、賣點多過實用性、不夠人性化平民化等。但隨著不斷的創(chuàng)新、改良與一步步的完善，它的發(fā)展是迅速而有效的，對我們認識的傳統(tǒng)設計具有很大的影響和沖擊力。不論是作為設計師，還是勵志于在室內(nèi)設計領域發(fā)展的學生群體，一方面我們在不斷關注室內(nèi)設計行業(yè)的發(fā)展，另一方面，對于這個新元素的加入，我們應該以積極的態(tài)度去認識和接受。眾所周知，一切設計的目標都應該是以人為本。在科技發(fā)達、物質(zhì)富庶的今天，智能化的生活正離大眾越來越近，安全、舒適、便利的生活已經(jīng)不再是一個遙遠的夢，智能家居現(xiàn)在集中在非常高端的市場當中，但我們相信在不遠的未來，智能家居系統(tǒng)必將成為普通民眾日常生活不可或缺的一部分，必定能更好地造福人類。

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關鍵詞：集成;智能;家居產(chǎn)品設計

未來綠色集成式家居產(chǎn)品設計圍繞綠色設計的核心“3R”原則，即減少（Reduce）、再循環(huán)（Recycle）和再利用（Reuse）三個方面展開，以開發(fā)綠色、集成、智能的系統(tǒng)為起點，運用多元化思維，營造人與居室系列產(chǎn)品的雙向統(tǒng)一，并對人與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展進行重新解讀。

一、綠色集成式智能家居產(chǎn)品設計實現(xiàn)的客觀條件

綠色概念下的家居產(chǎn)品是集約化、智能化、生態(tài)化的高技術(shù)終端與人群互通這一行為的綜合優(yōu)化。在這一時代背景下，各類學科為實現(xiàn)綠色生活進行了廣泛嘗試和思維創(chuàng)新，同時也為設計實踐提供了多角度的支撐平臺。

1.綠色理念成為設計實踐的思想基礎

20世紀70年代能源危機爆發(fā)，有限資源論得到了普遍的認同。20世紀80年代開始，各個設計領域就開始嘗試所謂的“簡約主義”，形成了多種指導實踐的理論體系。生態(tài)美學是設計美學一個新的發(fā)展階段，追求一種和諧、有機的美。綠色集成式智能家居產(chǎn)品設計強調(diào)自然生態(tài)美，推崇質(zhì)樸、簡潔的設計，不提倡人為的刻意雕琢。人類應在遵循生態(tài)規(guī)律和美的法則的前提下，運用科技手段改造自然，創(chuàng)造人工生態(tài)美。這種設計思想帶給人們的不是一時的視覺震驚，而是持久的精神愉悅和意境層次的美。

2.綠色能源成果成為設計研究的技術(shù)支撐

在設計中實行資源的循環(huán)利用，是現(xiàn)代綠色設計的基本特征和手段。全球范圍內(nèi)能源消耗在持續(xù)增長，利用無污染與可持續(xù)發(fā)展的新型能源是現(xiàn)在直至未來的重要命題。未來清潔能源的研究主要在太陽能、風能、核聚變能等領域，這些能源的開發(fā)為現(xiàn)代居室產(chǎn)品設計所涉及的新技術(shù)、新能源和新工藝的不斷拓展，開辟了嶄新的應用前景。3.智能化信息技術(shù)成為設計實現(xiàn)的保證物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，其作用是通過傳感器和互聯(lián)網(wǎng)銜接以實現(xiàn)對物體的遠程控制與感知。物聯(lián)網(wǎng)大潮將會把無線射頻的智能家居系統(tǒng)設計推到一個史無前例的新高度。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，安全監(jiān)控、背景音樂、家電控制、醫(yī)療保健和監(jiān)護、訊息服務、網(wǎng)絡教育等實現(xiàn)智能化的技術(shù)都成為綠色集成式智能家居設計的保證。

二、綠色集成式智能家居產(chǎn)品設計的研究方法

綠色集成式智能家居產(chǎn)品是尊崇綠色化設計要求，調(diào)節(jié)空間特性與個體需求的載體，因此在實際設計中，設計者可以從概念提出、適用方法、實驗驗證、系統(tǒng)優(yōu)化四個方面進行研究。

1.概念提出

綠色集成式智能家居產(chǎn)品設計以空間內(nèi)的具體家居產(chǎn)品為設計核心，加強凸顯綠色、集成、智能的特點。設計涉及居室空間組合、分割與配置的布局設想，產(chǎn)品功能的完善與設計寓意傳達等方面的一系列內(nèi)容，最終要求展現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的理念。

2.適用方法

未來集成式智能家居產(chǎn)品設計秉承綠色設計理念，從材料設計、結(jié)構(gòu)設計、回收設計、節(jié)能設計、極簡設計、循環(huán)設計的角度強化能源轉(zhuǎn)化和可持續(xù)發(fā)展。在此過程中利用設計的“三化”理論——模塊化、標準化、系列化，將綠色設計思想與模塊化設計方法結(jié)合起來，滿足產(chǎn)品的功能屬性和環(huán)境屬性，一方面可以縮短產(chǎn)品研發(fā)與制造周期，另一方面可以減少或消除對環(huán)境的不利影響，方便對產(chǎn)品的升級、維修和產(chǎn)品廢棄后的拆卸、回收處理。

3.實驗驗證

從概念提出到產(chǎn)品出現(xiàn)的關鍵環(huán)節(jié)便是實驗驗證?，F(xiàn)代計算機輔助分析研究、計算機快速成型、3D掃描、3D打印等技術(shù)都為設計者提供了設計驗證的重要手段。利用這些現(xiàn)代加工檢驗技術(shù)，在產(chǎn)品設計模型階段或者小批量生產(chǎn)階段通過功能分析、形式研究、市場采納等方法，針對智能化、柔性化和集成化的設計模式進行實際推演，在創(chuàng)新中尋求突破，可以推動綠色集成式智能家居產(chǎn)品的高附加值、高情感化、高智能化，增加設計方案轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的可能。

4.系統(tǒng)優(yōu)化

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智能化家居，或稱智能化住宅，在英文中常用Smart Home、Inte1ligent home，與此含義相近的還有家庭自動化（Home Automation）、電子家庭（Electronic Home、E-home）、 數(shù)字家園（Digital family）、網(wǎng)絡家居（Network Home），智能建筑（Inte1ligent Building）等。 智能家居是以住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡通訊、信息家電、設備自動化，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。在家庭產(chǎn)品自動化，智能化的基礎上，通過網(wǎng)絡按擬人化的要求而實現(xiàn)的。智能家居還可以定義為一個過程或者一個系統(tǒng)，利用先進的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡通訊技術(shù)、結(jié)構(gòu)化布線技術(shù)、無線技術(shù)、將與家居生活有關的各種子系統(tǒng)，有機地結(jié)合在一起。與普通家居相比，由原來的被動靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇又悄艿墓ぞ?，提供全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通。智能家居強調(diào)人的主觀能動性，要求重視人與居住環(huán)境的協(xié)調(diào)，能夠隨心所欲地控制室內(nèi)居住環(huán)境。

照明控制設計

1.設計概述

通過對住宅照明的智能化控制，通過不同居室不同燈光回路的亮暗搭配；形成不同的燈光場景，營造舒適優(yōu)雅的環(huán)境氣氛，豐富人們不同的居住需要；同時，通過營造不同的燈光環(huán)境，襯托出居住者的高雅的藝術(shù)修養(yǎng)，氣度不凡的性格品質(zhì)?？梢噪S時用手持式遙控器對燈光場景進行變換，使人們在休閑區(qū)域中放松身心，隨心所欲地按人們的需求隨時變換，營造出溫馨、浪漫、高雅的光環(huán)境。

當夜幕漸漸降臨時，裝在飯廳窗戶旁邊的照度傳感器會感應外界的亮度自動啟動住宅的照明燈及住宅內(nèi)設定的燈光場景。利用時鐘（事件）定時器還可輸入該地的天文資料、各種節(jié)假日，根據(jù)該地區(qū)太陽不同的升降時間，實現(xiàn)春、夏、秋、冬每天按照天亮的變化情況實現(xiàn)室內(nèi)外燈光的開關情況。深夜時，住宅的燈可根據(jù)實地情況，間隔點亮，在提供基本照明的同時使照明方面的能耗降到最低。

2.家居照明設計

客廳

回家模式：通過墻上的液晶按鍵面板，選擇“回家模式”,主人可依據(jù)個人喜好設置不同的回家模式，例如，主人回到家喜歡客廳和餐廳的燈亮起。

有客人來訪了，可選擇“迎賓模式”大廳的燈光會全部亮起，營造熱情好客的燈光氛圍。選擇“普通模式”大廳柔和的燈光，營造出溫馨祥和的燈光氛圍。

離家模式：液晶按鍵面板控制室內(nèi)所有燈具進入關閉狀態(tài)。

影院模式：主人在客廳選擇“影院模式”，燈光漸漸暗下來，窗簾漸漸關閉，電視機打開。 可以使用多功能遙控器對電視機進行控制，除此之外，多功能遙控器還可以對DVD、音響、空調(diào)、窗簾、燈光等進行組合的場景控制或單獨控制。讓家里的一切盡在掌控，充分體驗科技的樂趣和智能控制的便利。

在不同的控制頁面，遙控器的按鍵功能也相應改變，翻頁至所要需控制的對象的頁面，然后按下對應圖標的按鍵即可。

多功能遙控器的不同控制頁面：有窗簾頁面、空調(diào)頁面、音樂頁面、場景頁面、DVD頁面等。

會客模式：如主人在控制墻面板或遙控器上選擇“會客模式” 電視機將自動關閉，落地燈緩緩亮起，營造一種舒適的氣氛，主人可與來訪者愉快的交談。

聚會模式：如選擇“聚會模式”，客廳大燈關閉，氣氛燈光漸漸亮起，餐廳的燈光也會亮起，繽紛色彩的LED燈隨著音頻系統(tǒng)播放的不同節(jié)奏變換多種燈光效果?？諝鈸Q氣系統(tǒng)在您選擇“聚會模式”的情況下，會自動開啟以保證室內(nèi)空氣保持清新。

正常模式：選擇“正常模式”系統(tǒng)，客廳內(nèi)基本燈光亮起。

在觀看電視的同時，如有客人來訪，鈴聲響起，電視靜音，可以使用遙控器將電視畫面切換至可視門禁攝像頭捕捉到的客人影像，以便決定是否接見。

在客廳中，安裝了一個求助面板，當家中發(fā)生緊急時，可以按此求助。預設的警示信息將發(fā)送到家人手機中或發(fā)送至小區(qū)管理中心，以提醒人們盡快處理。如老人、小孩生病而家人卻不在家時，可按此鍵。發(fā)送“家中有人求助，請盡快處理”等信息，信息可以根據(jù)自己需要而設置。

“預約模式”：主人可以在回家之前可以打電話按語音提示操作或發(fā)短信遠程控制燈光、電器，例如：炎炎夏日，可以在回家之前遠程開啟空調(diào)，待主人回家時就可立即享受清爽的感覺。

客廳面板功能說明

面板位置：入戶門口側(cè)/沙發(fā)背后

面板類型：多功能控制面板

面板功能簡介:

（1）紅外線遙控;

（2）面板可控制場景、單回路開關/調(diào)光。

（3）液晶面板可切換5頁頁面，其中第1―4為面板控制頁，可作為燈光場景，單回路燈具的控制頁面，第5頁為空調(diào)控制功能；

（4）LCD顯示圖片可以通過PC機下栽，LCD背光亮度可調(diào)；

（5）可設置密碼進行布防/撤防。

餐廳

通過餐廳面板可選擇不同模式，例如，選擇“家庭模式”柔和的燈光彌漫在整個餐廳，一家人品嘗美食共享天倫之樂，選擇“聚餐模式”餐廳燈光營造其樂融融的氛圍，高朋滿座、歡聚一堂。除了單獨控制餐廳模式，餐廳燈光還可配合客廳“聚會模式”變換相應的場景。

走廊

若安裝在走廊天花上的位移感應感應到有人走動，系統(tǒng)將自動開啟照明燈光，當人離開的時候，燈光自動關閉，有需要的時候也可以通過面板來控制走廊的燈光。

洗浴室

房間內(nèi)的衛(wèi)生間通過位移感應開關衛(wèi)生間的基本照明燈光，當人離開的時候，燈光自動關閉，有需要的時候也可以通過面板來控制衛(wèi)生間燈光。在衛(wèi)生間門口的控制面板上選擇燈光場景，例如選擇：“洗浴模式”，衛(wèi)生間燈光亮起，換氣扇打開（也可以單獨開關換氣扇）。

臥室

可通過床頭柜的控制面板選擇“睡眠模式”，夜燈漸漸開啟，臺燈漸漸關閉。

選擇音樂頁面并點擊播放鍵聲音系統(tǒng)響起主人喜歡的音樂。

主人床兩側(cè)的臺燈可以在面板上單獨控制，當按一下按鍵后，燈光會慢慢亮起來，如果您覺得預設的光線太亮或太暗還可常按該鍵進入調(diào)光模式，再按上方按鍵調(diào)高亮度，按下方按鍵調(diào)低亮度。

床頭安裝了伸手可及的“夜起模式”面板，“夜起模式”被激活，房間燈緩緩亮起，走廊燈亮起，衛(wèi)生間燈亮起，上床再次觸碰觸摸“夜起模式”按鍵又恢復至“睡眠模式”，繼續(xù)進入甜蜜的夢鄉(xiāng)。

早上通過床頭柜的控制面板選擇“起床模式”，夜燈關閉、換氣扇打開，窗簾開啟清晨明媚的陽光撒滿整個房間、主人可以設置音頻系統(tǒng)播放陣陣歡快的鳥鳴，起床時仿佛置身于清晨的大自然中，新的一天從清新愉悅中開始。

廚房

廚房的紅外探頭感應到有人在活動時，燈光漸漸亮起。沒有人時，燈光自動暗下來，當無人活動超過某個預設時間后，燈光全部關閉。廚房里的探頭，在安防模式下，可做為安防感應探頭。

廚房的煤氣管道接口處，裝有可燃氣體感應探頭，當發(fā)生煤氣泄漏時，系統(tǒng)會發(fā)出語音提示并向家庭成員手機發(fā)送報警信息以提醒妥善處理。

書房

當夜幕降臨時，書房的紅外移動傳感器探測到房間里有人活動，系統(tǒng)將馬上根據(jù)照度傳感器會感應外界的亮度的判斷自動啟動書房的照明場景。

智能照明系統(tǒng)特點

1.照明線路設計簡單，系統(tǒng)安裝方便，操作維護容易。

2.硬件結(jié)構(gòu)靈活，軟件可編程，以節(jié)省投資成本和維修運行費用。

3.具有單區(qū)域場景、組合場景控制、定時開關、序列運行、現(xiàn)場修改亮度、自動調(diào)節(jié)亮度、紅外線控制等多種照明控制功能，使燈光產(chǎn)生奇跡般的效果且節(jié)約能源。

4.根據(jù)環(huán)境及用戶需求的變化，只需做軟件修改設置或少量線路改造，就可以實現(xiàn)照明布局的改變和功能擴充。

5.系統(tǒng)內(nèi)各單元的控制信息獨立存儲，不會因為系統(tǒng)中某個單元故障而使系統(tǒng)癱瘓。存儲的信息具有停后不丟失數(shù)據(jù)功能，在恢復供電時，系統(tǒng)會自動恢復到停電前的工作狀態(tài)。

6.控制回路與負載回路分離，各單元之間使用4芯低壓電纜相連在總線上。工作電壓為DC24V～30V，確保人身安全。

7.HDL智能照明系統(tǒng)具有分布式智能控制的特點和開放性，可以與空調(diào)、視聽、及消防等其他系統(tǒng)聯(lián)動。

8.系統(tǒng)具有智能狀態(tài)回饋功能，能自動檢查負載狀態(tài)，檢查壞燈、少燈，保護裝置狀態(tài)等。

9.系統(tǒng)具有故障自動報警功能；MCB跳閘可報警。

10.系統(tǒng)可以根據(jù)季節(jié)、天氣、時間、人員活動探測作出智能處理，合理化開關燈，杜絕長明燈現(xiàn)象，達到節(jié)能目的。

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關鍵詞：智能化家具；除濕防霉；功能設計

每年全球各地因存儲物品發(fā)生潮濕霉變造成的損失達數(shù)千億美元，而地處熱帶及沿海多雨國家和地區(qū)此類問題更為嚴重。我國南方大部分地區(qū)及沿海地帶每年都因梅雨及濕熱使得物品受到霉變的困擾。因此，如何更好保存物品防止發(fā)霉就成為人們關注的焦點。家具的智能化除濕防霉功能就是在此背景下產(chǎn)生的。

1 存儲物品霉變危害及除濕防霉的必要性

智能化家具除濕防霉的主要對象是各類紡織品制成的衣物、皮革以及書籍紙張、精密儀器及家具材料尤其是木質(zhì)材料等。為科學有效地采取防霉措施，需要深入探究這些物質(zhì)霉變的機理。

1.1 存儲物品霉變原因及其危害

智能化家具存儲物品主要包括衣物、書籍、儀器設備、皮革、廚具等。其中，棉麻織物、絲紡織品、合成纖維等材料因其具有良好的穿著舒適性和安全性，被作為主要的服裝或床單被套材料，這些材料霉變的主要原因是環(huán)境濕度和溫度滿足霉菌繁殖條件，并與皮膚接觸后吸附的汗液以及皮脂、皮鞋等代謝產(chǎn)物為各類微生物的滋生提供可能；皮毛制品組成成分主要是毛的角蛋白和皮板的膠原蛋白，這些成分是細菌和霉菌的營養(yǎng)成分，在適當?shù)臏貪穸拳h(huán)境易使細菌、霉菌繁殖發(fā)生腐爛或霉變；書籍紙張是通過纖維素酶和纖維二糖酶的作用把纖維素分解為纖維二糖至葡萄糖，霉變使紙張強度降低，并伴隨褪色現(xiàn)象。分析致使物品發(fā)霉、變色、發(fā)臭、降解的現(xiàn)象的原因是其在使用或存放過程中的環(huán)境溫濕度達到適合于各類菌繁殖的條件。

1.2 存儲物品霉變造成危害

由于物品發(fā)生霉變給人們帶來的各類危害可想而知，首先是健康問題，據(jù)北京市婦女保健所的一項檢查報告顯示，20萬名婦女中僅宮頸糜爛等4項常見婦科疾病高達31.03%，其次，物品發(fā)生霉變對居住環(huán)境無疑也會造成一定影響；最后，許多人常受高檔物品霉變損壞的困擾，并承受著一定的經(jīng)濟損失，尤其是書籍字畫、相機、攝影機鏡頭等精密光學儀器等。

1.3 智能化除濕防霉功能的必要性

針對物品發(fā)生霉變這一現(xiàn)象，通過分析其霉變原因，提出智能化家具除濕防霉功能，通過改變存放物品家具產(chǎn)品內(nèi)部存儲空間小環(huán)境的溫濕度使得柜體內(nèi)部的空氣溫、濕度控制在物品存放的安全溫濕度以下，達到破壞各種霉菌存活、繁殖的環(huán)境的目的，從而有效保護各類物品。家具的除濕防霉功能的設計既可以拓寬了一般木質(zhì)家具的應用范圍、提高物品儲存的安全性，尤其對高檔衣物、皮具皮鞋、影像存儲介質(zhì)等物品的保管、存放，又可以杜絕因潮濕而造成的各類高檔有機物品的霉變、損毀，減少相應的經(jīng)濟損失。其作用如下：預防疾病傳播；清除惡臭氣味，凈化居住環(huán)境；防止物品因發(fā)生霉變引起的強度降低、褪色等現(xiàn)象；減少人們由于物品發(fā)生霉變而帶來的各項損失，同時對于珍貴的古玩字畫的保護與保存以及文化保護也起到積極作用。

2 能化家具除濕防霉方法

2.1 傳統(tǒng)的除濕防霉方法

近些年，市場上常見的除濕方法包括制冷式除濕、高溫除濕方式、轉(zhuǎn)輪式除濕、真空干燥和吸濕劑除濕等，從儲存物品安全、經(jīng)濟成本以及除濕效果幾個方面綜合分析制冷式除濕方法適用于家具產(chǎn)品。目前市場上利用半導體制冷片的“帕爾貼”效應除濕的各類除濕機，即用于室內(nèi)或家具（如衣柜、鞋柜、櫥柜等柜類家具）除濕。根據(jù)產(chǎn)品內(nèi)部除濕面積、除濕量不同可選擇不同型號的除濕機。文章智能化除濕功能的設計就采用該系列除濕機產(chǎn)品，機身高度均低于20cm[2]。制冷式除濕的主要原理是通過壓縮機制冷，降低冷凝器表面溫度，使空氣中的水分在冷凝器上冷凝結(jié)露，然后排出水分。

2.2 智能化家具的除濕防霉方法

近些年市場上的一些智能化家具主要采用高溫和制冷式兩種方式除濕。如一些智能化鞋柜采用紅外線除濕防霉，屬于高溫除濕方式（見圖1）；此外，一些智能化衣柜通過柜體內(nèi)部的管體接通抽濕干燥裝置從而達到干燥目的。圖2為采用制冷式除濕方式除濕防霉的系列儲藏類家具產(chǎn)品，此類產(chǎn)品的的內(nèi)部裝有一個半導體除濕部件，當環(huán)境濕度超過安全濕度時按下除濕機開關鍵除濕。

3 智能化除濕防霉功能設計

3.1 智能化除濕防霉功能除濕原理與優(yōu)點

文章采用功能模塊化設計方法，即設計具有自動除濕功能的模塊，將其安裝在家具中使其具有除濕防霉功能。使用制冷式除濕方式，利用半導體致冷技術(shù)，通過一濕度傳感器檢測家具柜體內(nèi)部濕度，由控制器在需要除濕的時候發(fā)出控制指令。在家具內(nèi)安裝該電子除濕部件，其內(nèi)部的半導體熱電晶體冷端溫度迅速降低到露點，周圍空間的水分子在其表面凝結(jié)并通過漏斗集中排放箱體外，達到除濕防潮的目的。與其他除濕防霉技術(shù)相比，該技術(shù)在先進性、環(huán)保性、實用性、節(jié)能性及購置成本上占有較大優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在：（1）安全：小功率直流電源工作，工作電壓低，常溫使用，利于物品保存；（2）節(jié)能、省空間：除濕機耗電量小，費用開支低，在家具中使用的體量小，不占用太大空間；（3）效果好：可將相對濕度控制在30%-50%之間安全濕度內(nèi)，有效預防霉菌繁殖；（4）經(jīng)濟性：各類家具，尤其是木質(zhì)家具中使用的半導體空氣水分子冷凝器的最大功率不超過15瓦，即使全功率不間斷工作，一個月的實際功耗也就是10度左右的電量。（5）環(huán)保：該除濕原理屬于大氣中水的物態(tài)變化原理，無任何化學物質(zhì)排放，不存在對環(huán)境的污染問題。

3.2 除濕防霉功能模塊控制系統(tǒng)軟件與硬件設計

該除濕防霉功能模塊屬于嵌入式系統(tǒng)，其軟件是實現(xiàn)系統(tǒng)功能的關鍵。按照嵌入式系統(tǒng)設計流程，本設計先編制除濕防霉系統(tǒng)功能程序，繪制主程序流程圖，然后根據(jù)系統(tǒng)工作原理，繪制智能化除濕防霉功能電路原理圖，并制作PCB主機板與顯示板。按照系統(tǒng)功能要求配置系統(tǒng)I/O設備，主要包括顯示器、溫度傳感器、紫外燈、干簧管、濕度傳感器、除濕機等。

3.3 控制系統(tǒng)硬件與軟件集成

嵌入式系統(tǒng)軟硬件集成是探索系統(tǒng)工作運行是否正常的調(diào)試過程。通常其復雜性難以預測，多數(shù)情況下當系統(tǒng)在軟硬件集成并出現(xiàn)問題后才被發(fā)現(xiàn)，此時，為保證系統(tǒng)可靠正常運行，需要花費大量的時間進行調(diào)試并尋求解決問題的辦法。

3.4 除濕防霉功能模塊的安裝

待軟硬件集成并調(diào)試運行正常后，將制作的功能模塊安裝于家具產(chǎn)品內(nèi)部，選擇不影響使用，操作方便的位置安裝，然后再進行系統(tǒng)調(diào)試，即可投入使用。根據(jù)上述設計步驟完成除濕防霉功能模塊制作見圖3、圖4。

4 結(jié)束語

文章通過分析各類儲存物品的霉變機理，通過分析對比各種除濕防霉方法的優(yōu)缺點，提出了適合于智能化家具除濕防霉的方法。除濕防霉功能的智能化設計不僅拓展家具的使用范圍，提高各類儲存物品如衣物皮具、古玩字畫、影像存儲介質(zhì)儲存的安全性，還可以杜絕因潮濕而造成的各類高檔有機物品的霉變、損毀，減少相應的經(jīng)濟損失。除濕防霉功能也將成為今后各存儲類家具智能化功能開發(fā)的一個主要方向。

參考文獻

[1]呂緒庸，呂欣.皮革復合型防霉劑的研究[J].四川皮革，1996，29（5）：11-13.

篇8

[關鍵詞]手勢控制，智能家居

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）08-0167-01

0 引言

隨著社會的發(fā)展和生活水平的提高，智能家居逐漸走入人們的生活。當前市場上存在多種類型的智能家居，如，遙控式、互聯(lián)網(wǎng)式、聲控式等等，但是現(xiàn)有的智能家居仍然存在著操作復雜、控制方式不精確、用戶體驗差等問題，這些問題制約著智能家居的發(fā)展。問題多由控制方式復雜導致，因此，智能家居急需一種簡單方便的控制方式[1]。與此同時，嵌入多種傳感器的可穿戴電子設備發(fā)展迅速，運動手環(huán)、智能運動鞋、谷歌眼鏡等產(chǎn)品紛紛進入人的生活。設計一種使用可穿戴設備控制的智能家居，用戶使用一些簡單好記的手勢即可控制智能家居，以提高智能家居的用戶體驗[2]。

1 系統(tǒng)設計思路

整個系統(tǒng)分為佩戴式手勢控制裝置和本地端控制系統(tǒng)兩部分，佩戴端可以在用戶需要操作家居時采集當前用戶手勢運動數(shù)據(jù)，包括手勢的角度和加速度，并將這些數(shù)據(jù)通過藍牙實時傳輸給本地端，本地端負責對這些數(shù)據(jù)進行處理，通過對比預先編好的功能表，即可實現(xiàn)操作對應家居的功能[3]。

2 佩戴式手勢裝置

2.1 硬件設計

手勢控制端主要包括STM32C8T6、MPU6050和藍牙模塊。STM32C8T6是一款小型的ARM單片機，可以在保證運算速度的前提下縮小硬件體積；MPU6050是一個姿態(tài)傳感器，可以檢測出當前手勢在X、Y、Z軸上的角速度和加速度，通過姿態(tài)解算程序，即可得出用戶的角度手勢數(shù)據(jù)。為了達到縮小體積，方便用戶使用的目的，我們采用了印刷電路板的方式來制作佩戴端，進過多次改進設計方案，我們最終設計了如圖1所示的5×5（cm）的PCB，電路圖如圖2。

2.2 軟件設計

佩戴式手勢控制端的軟件部分主要功能是，在用戶按下操作按鍵后的一小段時間內(nèi)利用歐拉角解算MPU6050采集到的角加速度信息，計算出用戶手勢的角度數(shù)據(jù)，再利用藍牙模塊將角度數(shù)據(jù)實時傳輸給本地端，以達到控制家居的目的。下面具體介紹姿態(tài)解算算法。圖3是使用歐拉角描述一次平面旋轉(zhuǎn)：

設原坐標系繞Z軸旋轉(zhuǎn)α角，原X軸矢量為，則旋轉(zhuǎn)后的X軸矢量投影為，Y軸同理，由于是繞Z軸旋轉(zhuǎn)，所以Z軸坐標未變，即有：

轉(zhuǎn)化成矩陣形式為：

經(jīng)過整理：

以上為繞一個坐標軸旋轉(zhuǎn)一定角度的過程，可以得到對應的旋轉(zhuǎn)矩陣，同理，也可以得到繞Y、Z軸單次旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)矩陣。而在現(xiàn)實中用戶的手勢動作可以看做是三維空間中三個坐標軸的歐拉角各旋轉(zhuǎn)一次。

將三次的旋轉(zhuǎn)陣相乘，即可得到表示此三維旋轉(zhuǎn)過程的方向余弦矩陣，然后套用歐拉角微分方程，即可得到歐拉角結(jié)算出來的姿態(tài)：

上式左邊是本次更新后的歐拉角，對應繞X、Y、Z軸的夾角。右側(cè)是上個周期測算出的角度，三個角速度由安裝在手勢控制端的陀螺儀在這個周期內(nèi)測得，陀螺儀根據(jù)一定周期內(nèi)轉(zhuǎn)動的角度（單位為弧度）除以周期T計算得到的。因此求解這個微分方程即可得出這一時刻的歐拉角。

3 本地端控制系統(tǒng)

本地端主要包括藍牙模塊、STM32F103ZET6和LED小燈等組成，本地端藍牙模塊設置為從模式，與手勢控制端的主模塊通過地址綁定后一對一通信，負責接收佩戴端的角度數(shù)據(jù)，當有數(shù)據(jù)進來時，單片機將之與預定角度范圍比較，當符合時，點亮LED或控制對應電器，并屏蔽接下來一小段時間的藍牙數(shù)據(jù)。不符合時，繼續(xù)接收數(shù)據(jù)進行比較。

在實現(xiàn)點亮LED的基本功能后，設計規(guī)劃了智能家居控制功能表，進而拓展智能家居的數(shù)量，通過不同的角度范圍組合，可以實現(xiàn)控制多種智能家居。同時，為了盡量擴展可控制的智能家居數(shù)量、規(guī)范控制方式，設計編寫了特定的通信協(xié)議。

4 結(jié)語

本系統(tǒng)實現(xiàn)了利用手勢控制智能家居的目標，可以起到簡化智能家居操作、提高用戶體驗的作用，通過拓展功能表還可實現(xiàn)更多的智能家居控制。并且手勢控制端具有便利性和通用性，可控制更多更豐富的設備、可推廣到更多領域，讓更多人體驗到科技發(fā)展的便利。

參考文獻

[1] 朱敏玲，李寧.智能家居發(fā)展現(xiàn)狀及未來淺析[J]. 電視技術(shù)，2015，（04）：82-85.

[2] 鄧中祚.智能家居控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D].哈爾濱工業(yè)大學，2015.

篇9

關鍵詞：智能家居；智慧門；安防；健康檢測

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）07-0262-02

1 背景

近年來，隨著全球范圍內(nèi)信息技術(shù)創(chuàng)新不斷加快，信息領域新產(chǎn)品、新服務、新業(yè)態(tài)大量涌現(xiàn)，不斷激發(fā)新的消費需求，人們對家居環(huán)境提出了更高的要求。在中國，由于人口眾多，城市住宅也多選擇密集型的住宅小區(qū)方式，因此很多房地產(chǎn)商會站在整個小區(qū)智能化的角度來看待家居的智能化，也就是所謂的智能小區(qū)。歐美由于獨體別墅的居住模式流行，因此住宅多散布城鎮(zhèn)周邊，沒有一個很集中的規(guī)模，當然也就沒有類似國內(nèi)的小區(qū)這一級，住宅多與市鎮(zhèn)相關系統(tǒng)直接相連。因此歐美的智能家居多獨立安裝，自成體系。而國內(nèi)習慣上將它當作智能小區(qū)的一個子系統(tǒng)考慮，這種做法在前一階段是可行的，而且是實用的。但智能家居最終會獨立出來成為一個自成體系和系統(tǒng)，作為住宅的主人完全可以自由選擇智能家居系統(tǒng)，即使是小區(qū)配套來統(tǒng)一安裝，也應該可以根據(jù)需要自由選擇相應產(chǎn)品和功能、可以要求升級、甚至用戶對整個設計不感興趣，也可以獨立安裝一套。為了滿足不同用戶的需求，各種各樣的智能家居方案不斷被提出。

門，人們進出的必經(jīng)通道，其種類、款式多種多樣，就普通住戶的門而言，由從前簡單的木門，到現(xiàn)在的鋼化門（防盜門），不管哪種門，防盜一直是人們關注的重點。與原來的木門相比，現(xiàn)在的防盜門大多數(shù)安裝貓眼、門鈴以及指紋解鎖或密碼解鎖等功能，給住戶提供了很大的方便，也比較安全。然而隨著人類生活水平的提高，人類對健康的渴求也越來越強烈，健康將成為新世紀人類追求的時尚。對于身體的健康狀況，不是等到出現(xiàn)問題再去治療，應在日常生活中時刻關注自己身體的健康情況。與此同時國家對科技節(jié)能的大力提倡，本文在現(xiàn)有研究成果的基礎上，進一步研究了借助經(jīng)常進出的門（智慧門），時刻記錄家庭成員的身體狀況（體溫、體重、血壓等數(shù)據(jù)），對這些日積月累的大數(shù)據(jù)進行進一步的處理，讓這些數(shù)據(jù)來說話，切實有效的告訴我們每個人的身體狀況。智慧門上的控制系統(tǒng)和家電電源管理系統(tǒng)互聯(lián)，實現(xiàn)對家電的功耗管理。

2 智慧門系統(tǒng)所實現(xiàn)功能

作為家居智能化的“第一道門”，在智能家居控制系統(tǒng)中，作為重要的子系統(tǒng)進行研究、開發(fā)和創(chuàng)新，具有重要的應用價值。智慧門除了具有傳統(tǒng)門本身的功能外，還包括三大功能，一是搭載健康監(jiān)測系統(tǒng)，二是增加安防系統(tǒng)，三是家居能耗控制功能，其功能模塊圖如圖1所示。

2.1 安全系統(tǒng)

隨著科技的發(fā)展，人們居住環(huán)境不斷升級，人們越來越重視自己的個人健康和財產(chǎn)安全，對人、家庭以及住宅的小區(qū)的安全方面提出了更高的要求；同時，經(jīng)濟的飛速發(fā)展伴隨著城市流動人口的急劇增加，給城市的社會治安增加了新的難題，要保障小區(qū)的安全，防止偷搶事件的發(fā)生，就必須有自己的安全防范系統(tǒng)，智慧門系統(tǒng)首先解決門的功能，在傳統(tǒng)門的基礎上，本文增加了指紋識別技術(shù)對門鎖的開關的設計，增加門鎖防撬的功能設計，這樣我們在安防上的可靠性也就大大加強了。

2.2 健康監(jiān)測系統(tǒng)

智慧門的健康監(jiān)測系統(tǒng)，本文對現(xiàn)有門把手進行改造設計，在門把手上安裝生命體征記錄的傳感器（如指夾式光電脈搏、血氧傳感器），并將生命體征數(shù)據(jù)記錄；在門口放置體重計記錄體重數(shù)據(jù)。這樣我們每天的身體狀況數(shù)據(jù)（體溫、體重、血壓等數(shù)據(jù)）被記錄下來，在這個日積月累的大數(shù)據(jù)里，進行數(shù)據(jù)提煉，用數(shù)據(jù)說話，切實有效的提示我們個人的身體狀況。

2.3 家電互聯(lián)系統(tǒng)

智慧門的控制系統(tǒng)在人員出門時，啟動特定按鈕，門自動上鎖，與家居控制系統(tǒng)進行互連，對需要關閉電源的電器進行再次掃描，確保斷電；進門時，根據(jù)亮度、溫度，自動開燈或者電器，節(jié)約環(huán)保。家居系統(tǒng)安裝煙霧探測器、燃氣探測器等監(jiān)測到煤氣、有害氣體等信號時，智能控制器內(nèi)微電腦自動發(fā)出相應的指令，智慧門自動開門，方便逃生。同時發(fā)出警聲并將警情傳遞給小區(qū)保衛(wèi)處。

3 關鍵技術(shù)及解決方案

基于智能家居的智慧門系統(tǒng)，從門的功能上，我們按照出門和進門兩種形式來劃分。

3.1 出門功能 ：

1）檢測、記錄身體狀況；

2）自動巡檢關閉燈光，切斷電源（節(jié)能），布防；

3.2 進門功能 ：

1）自動識別指紋開鎖；

2）再次檢查記錄身體狀態(tài)；

3）根據(jù)亮度、溫度，開門后自動開燈或者電器（設置合適的條件）；

關鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在兩個方面，第一，數(shù)據(jù)的分析與處理。雖然目前人體生命特稱檢測設備均已成型，本系統(tǒng)集各種設備功能于一體并對獲取數(shù)據(jù)進行分析，特征提取，根據(jù)一段時期數(shù)據(jù)的分析處理來判斷家庭成員的健康狀況，并給出判斷的指標體系；第二，自動開門系統(tǒng)的實現(xiàn)。

在發(fā)生警情和指紋識別正確時，智慧門會自動打開，但如何排除誤警和虛警時自動開門是該項目要研究的另一個關鍵問題。家居系統(tǒng)安裝煙霧探測器、燃氣探測器等監(jiān)測到煤氣、有害氣體等信號時，智能控制器內(nèi)微電腦自動發(fā)出相應的指令，智慧門自動開門，方便用戶逃生。但為了保證用戶的絕對安全，除了提高各種探測器的檢測精度外，還增加有用戶與系統(tǒng)的交互功能，當參數(shù)在一些臨界值時，可以通過用戶的確認操作決定是否開啟門鎖。

4 結(jié)束語

智慧門系統(tǒng)以家居智能化、安全化、節(jié)能化為設計理念，可以給用戶提供一個安全、舒適的生活環(huán)境，可以使住戶的身體健康狀況時刻被關注。智慧門可以使住戶的居家安全得到保障，可以使住戶的居家能耗控制更便捷，更加節(jié)能環(huán)保。智慧門將為住戶帶來一個全新的感受，更人性化的服務于住戶。

參考文獻：

[1] 張福生. 物聯(lián)網(wǎng)： 開啟全新生活的智能時代[M].太原： 山西人民出版社， 2010.

[2] 鐘建國. 基于internet的智能家居控制終端的設計與實現(xiàn)[J]. 現(xiàn)代電子技術(shù)， 2008（16）： 109-111.

篇10

    1 系統(tǒng)的架構(gòu)和功能

    家庭智能控制系統(tǒng)主要由室內(nèi)分機、單元門口機、小區(qū)圍墻機、管理中心終端機、管理中心服務器以及附件組成。系統(tǒng)采用分布式網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),可以根據(jù)住戶數(shù)量對系統(tǒng)的容量進行擴充。

    (1)室內(nèi)機是用戶在室內(nèi)進行操作的主要平臺,其功能組成為:可視對講、信息服務、家電控制、安防報警、家庭娛樂等?？梢晫χv模塊主要實現(xiàn)雙向可視通話、視頻監(jiān)控、留言/留影、開鎖等功能;信息服務模塊主要用來收發(fā)物業(yè)信息和小區(qū)廣播,支持文本、圖片形式,并實現(xiàn)與可視對講模塊的影音共享;家電控制模塊包括對燈光、窗簾、空調(diào)、電梯等設施的無線控制,并預設了情境模式;安防報警模塊支持對煙感、門磁、煤氣泄漏檢測等的自動報警,并可通過GPRS/3G技術(shù)將報警信息傳送到用戶手機上;家庭娛樂模塊支持常見格式的音視頻文件的播放(主要依靠硬件解碼)以及對常見格式的圖片的瀏覽(電子相框)。

    (2)單元門口機的主要功能是完成與所在單元樓的任意住戶以及管理中心機的可視通話,除了具備留言/留影功能外,還提供觸摸屏校準、背光調(diào)節(jié)、密碼設置等功能。

    (3)圍墻機的基本功能和單元門口機類似,但可視對講、留言/留影功能是針對小區(qū)內(nèi)所有住戶的。

    (4)中心機是整個系統(tǒng)的神經(jīng)中樞,管理人員通過管理中心的控制設備管理各子系統(tǒng)的終端,其功能包括:可視對講、視頻監(jiān)控、查看報警信息、排除設備故障、信息服務、系統(tǒng)設置、遠程管理等。

    2 系統(tǒng)的實現(xiàn)方案

    2.1 Qt的信號/槽機制

    Qt是一個跨平臺的C++應用程序框架,完全面向?qū)ο蟆⒁子跀U展且允許真正的組件編程。Qt的C++類庫封裝了適應不同操作系統(tǒng)的訪問細節(jié),這使得它能夠快速地部署于各種桌面與嵌入式系統(tǒng)中[1]。

    信號/槽機制是 Qt 的核心特性,這種機制真正實現(xiàn)了消息的封裝,完全可以取代原始的回調(diào)和消息機制。信號和槽的連接通過connect()函數(shù)完成,connect()函數(shù)是QObject類中的靜態(tài)函數(shù),其函數(shù)原型如下:

    Bool QObject::connect(const QObject* sender,

    const char*signal,const QObject* receiver,const char* member)

    其中,sender和receiver是指向QObject的指針,signal和slot是不帶有參數(shù)的函數(shù)名。

    2.2 基于XML格式的Socket多線程通信

    Linux中的網(wǎng)絡編程主要通過Socket接口實現(xiàn),在Qt環(huán)境里,對Socket進行了封裝,并建立了相應的QTcpSocket類來實現(xiàn)TCP客戶端和服務器的通信。QTcpSocket繼承了QIODevice,所以QTcpSocket可以使用QDataStream進行數(shù)據(jù)的讀取和寫入。

    可擴展標記語言XML(eXtensible Markup Language)是一種用于數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)存儲的多用途文本格式。對于XML格式的數(shù)據(jù),Qt中的QtXml模塊提供了DOM和SAX兩種處理方式。本文采用的DOM方式把XML文檔轉(zhuǎn)換成一個可以遍歷的樹形結(jié)構(gòu),這樣便可以隨意訪問其中的節(jié)點,因此要明顯簡潔得多。

    室內(nèi)機和中心機之間的通信采用多線程方式實現(xiàn)。多線程方式具有降低內(nèi)存、提高程序響應速度等優(yōu)點,特別適用于嵌入系統(tǒng)。系統(tǒng)中建立了三個主線程:(1)GUI線程:用于執(zhí)行main()主函數(shù),響應用戶的界面操作;(2)tcpServer偵聽線程:用于對指定端口進行監(jiān)聽;(3)tcpSocket傳輸線程:負責消息的接收和回復。下面以用戶主動更新小區(qū)廣播為例詳細說明Socket通信的流程:(1)室內(nèi)機首先啟動一個線程,將用戶的更新請求結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成標準的XML格式(如果是新設備第一次開機,要先手動進行IP的設置),(2)調(diào)用connectToHost()函數(shù)請求與中心機建立連接,處于監(jiān)聽狀態(tài)的中心機接到請求后,就會分配一個Socket套接字來處理連接:首先根據(jù)解析出來的XML的Type節(jié)點判斷請求類型,如果是純文本則從數(shù)據(jù)庫的Text表讀取,如果是圖片則從硬盤讀取,然后調(diào)用QIODevice::write()函數(shù)發(fā)送;(3)室內(nèi)機接到應答信號readyRead()后就開始進行信息的收取,根據(jù)消息的Type節(jié)點類型分別寫入數(shù)據(jù)庫和硬盤。Socket多線程通信流程如圖1所示。

    2.3 并行數(shù)據(jù)庫設計

    為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的并行操作,使GUI界面與數(shù)據(jù)庫相分離,從而讓界面能更快地響應用戶的一般操作,同樣要用到Qt的多線程編程。在系統(tǒng)啟動時,首先要建立一個全局對象m_query,以便于各個實體類與數(shù)據(jù)庫類進行連接。這樣,每當有數(shù)據(jù)庫操作請求時便會實例化一個m_query來創(chuàng)建一個線程用于處理該請求。m_query對象中包含兩個類:(1)QueryThread,用于為每個數(shù)據(jù)操作創(chuàng)建一個線程;(2)Worker,用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的相關操作,如加載數(shù)據(jù)庫驅(qū)動、進行數(shù)據(jù)查詢/插入/刪除等。

    圖2為數(shù)據(jù)庫的查詢操作流程。首先在實體類里創(chuàng)建兩個connect連接,分別用于發(fā)送和接收查詢結(jié)果,并生成SQL語句向QueryThread提交查詢請求信號。QueryThread收到請求后為其創(chuàng)建一個線程,并交由Worker類進行具體數(shù)據(jù)庫查詢操作。Worker類得出查詢結(jié)果后,先傳遞給QueryThread,再由其將查詢結(jié)果返回到實體類。

    關鍵代碼如下:

    connect( this,SIGNAL(seek(const QString& ) ),m_query,

    SIGNAL(seek_execute(const QString& )) );

    connect( m_query,SIGNAL(seek(const QList

    & ) ),this,SLOT( slotResult( const QList& ) ) );

    …

    void text:: database() {

    QString sql = "select * from Text order by date desc ";

    emit seek_execute (sql);

    }

    2.4 音視頻同步傳輸技術(shù)

    i.MX51處理器包含了支持硬件視頻編解碼的VPU單元,并自帶了完整的多媒體解決方案。因此,系統(tǒng)中采用其自帶的多媒體軟件包進行音視頻流的采集和編解碼[2]。

    考慮到小區(qū)內(nèi)可視通話時因并發(fā)數(shù)過大而可能導致的網(wǎng)絡擁塞情況,系統(tǒng)還需要提供一定的QoS機制來保證在網(wǎng)絡帶寬較低時也能達到音視頻的同步傳輸。本文采用基于時間戳的實時同步傳輸技術(shù),通過設置可變大小的緩沖區(qū)機制,根據(jù)小區(qū)網(wǎng)絡情況自動調(diào)節(jié)傳輸參數(shù),以音頻質(zhì)量優(yōu)先保證為原則,根據(jù)時間戳實時調(diào)節(jié)視頻數(shù)據(jù)的播放。具體實現(xiàn)過程如下[3]:

    (1)發(fā)送端采用兩個獨立的進程分別對音視頻信息進行采樣和打包,然后放到各自的緩沖隊列中等待發(fā)送。

    (2)音視頻數(shù)據(jù)通過同一個通道發(fā)送到網(wǎng)絡(采用信號量機制保證音視頻數(shù)據(jù)對通道的互斥訪問)。

    (3)由于音視頻兩個數(shù)據(jù)包的長度差別很大,所以將接收端收到的數(shù)據(jù)根據(jù)包的大小進行區(qū)分。

    (4)音視頻各自拆包組幀。由于人的聽覺對聲音的不連續(xù)比視覺對圖像的不連續(xù)更敏感,所以采用音頻流作為主流,視頻流作為從流。客戶端接收到音頻數(shù)據(jù)包后,不必與視頻數(shù)據(jù)包協(xié)調(diào)就可立即播放,而視頻幀到達時則根據(jù)時間戳進行對比,從而進行相應的同步處理。

    (5)為保證音視頻的實時同步,采用多線程分別對音頻和視頻進行播放。

    3 i.MX51平臺移植

    3.1 搭建LTIB開發(fā)環(huán)境

    LTIB(Linux Target Image Builder)是飛思卡爾公司開發(fā)的一個用于部署B(yǎng)SP的工具,含有U-Boot等引導加載程序,支持Bootloader和內(nèi)核映像的構(gòu)建。利用該工具,可以定制出符合GNU/Linux標準的跨平臺的根文件系統(tǒng)。本設計選擇使用飛思卡爾公司提供的L2.6.31_10.07.11_ER_source.tar.gz集成源碼包,在一臺安裝了Ubuntu 10.04操作系統(tǒng)的PC機上配置安裝LTIB[4]。其過程如下:

    (1)解壓縮源碼包,執(zhí)行./install進入安裝LTIB的命令提示。

    (2)執(zhí)行./ltib進入LTIB的配置界面。

    (3)在LTIB配置Platform時選擇i.MX51平臺。

    (4)配置Kernel時選擇CLAA WVGA Panel(LCD觸摸屏驅(qū)動)和SoC Audio support for IMX - SGTL5000(聲卡驅(qū)動),其他保持默認。

    (5)將交叉編譯工具arm-none-linux-gnueabi-gcc加入PATH環(huán)境變量,在ltib根目錄執(zhí)行下述命令,交叉編譯Qt庫:

    ./ltib -m prep -p qt-embedded.spec