智能家居论文十篇

智能家居论文篇1

【论文摘要】：智能家居是未来家庭生活的发展趋势，阐述了智能家居的基本概念，说明了智能家居中的总线技术的特点和意义，比较了几种主要的总线技术，指出了项目研究的重点。

智能家居是现代社会最热门的话题之一，它的目标是通过网络等信息通信技术手段实现对家居电器等的智能控制，使其能够按照人们的设定工作运行，而不论距离的远近。智能化与远程控制是智能家居的两大特点。目前，已经有越来越多的机构和个人开始了对智能家居的研究。

1.智能家居的概念

智能家居（SmartHome）是以家为平台，兼备建筑、自动化，智能化于一体的高效、舒适、安全、便利的家居环境。家居智能化技术起源于美国，最具代表性的是X-10技术，通过X-10通信协议，网络系统中的各个设备便可实现资源的共享。因其布线简单、功能灵活，扩展容易而被人们广泛接受和应用。至今，X-10技术产品的销售已超过两亿个，仅在美国一个国家，便有超过600万个家庭在使用。自动化的智能家居不再是一幢被动的建筑，相反，成了帮助主人尽量利用时间的工具，使家庭更为舒适、安全、高效和节能。

随着网络技术的发展，特别是无线网络的发展，网络化智能家居系统可提供遥控、家电（空调，热水器等）控制、照明控制、室内外遥控、窗帘自控、防盗报警、电话远程控制、可编程定时控制及计算机控制等多种功能和手段，使生活更加舒适、便利和安全。

2.智能家居中的总线技术

要实现家居的智能化，就必须实现家居的网络化，使家居内的大部分电器设备能够通过一定的方式连入网络，从而实现这些设备的远程控制和自动控制。家居电器的上网实质是网络最后接入的1公里之内的问题，此类问题要求网络可靠性高、信心量少，多个设备之间的互操作性强。就智能家居而言，如何把结构和性能不一的电器设备接入网络，如何能够实现这些设备的相互通信是在构建智能家居时主要考虑的问题，所以说，智能家居的关键技术其实就是网关技术和总线技术。文章主要讨论的是其中的总线技术。

总线技术在智能家居行业当中，目前可以算是应用最为广泛的一种技术手段。在总线技术下生成的智能家居系统，最大的特点是具有可扩展性，工程安装也不是很复杂。由于科学技术的不断发展，新生成许多总线协议下的智能家居系统的价格也不是很高，目前市场的销售情况也很不错。

智能家居中的现场总线控制系统通过系统总线来实现家居灯光、电器及报警系统的联网以及信号传输，采用分散型现场控制技术，控制网络内各功能模块只需要就近接入总线即可，布线比较方便。一般来说，现场总线类产品都支持任意拓扑结构的布线方式，即支持星型与环状结构走线方式。灯光回路、插座回路等强电的布线与传统的布线方式完全一致。"一灯多控"，在家庭应用比较普遍，以往一般采用"双联"、"四联"开关来实现，走线复杂而且布线成本高。若通过总线方式控制，则完全不需要增加额外布线。是一种全分布式智能控制网络技术，其产品模块具有双向通信能力，以及互操作性和互换性，其控制部件都可以编程。典型的总线技术采用双绞线总线结构，各网络节点可以从总线上获得供电（24V/DC），亦通过同一总线实现节点间无极性、无拓扑逻辑限制的互连和通信，最高的信号传输速率和系统容量则分别为10KBPS和4G，完全能够满足现代智能家居的需要。

3.主要的总线技术比较

目前，国际上家庭总线的标准主要有以下几种：前述的X-10，日本的家庭总线(HomeBus)，欧洲标准安装总线(EIB)和BatiBus，美国Echelon公司的LonWorks，HP公司的IRDACONTRAL等。其中，最受业界关注，应用最广的是X-10、LonWorks和消费总线（CEBus）这三种。

3.1X-10技术

X-10技术是世界上最早出现的，也是最简单的智能家庭网络系统，它的出现标志着家居智能化技术的成熟。在智能家居20多年发展过程中，X-10技术得到了极大的应用。它在美国的发展已经25年的历史了，到目前为止美国的X-10用户已经达到1000万以上，X-10控制规格已成为当今美国家庭自动化控制规格的主要领导者。欧洲版的X-10发展也相当迅速并得到普及，渐渐的，这一技术开始进入亚洲。可以说，X-10是二十世纪最具代表性的家庭智能自动化产品。

X-10采用电力线作为其网络通信介质，系统中的各个设备直接挂在电力线上就可以相互通信，X-10技术基于X-10协议，由发射器发出X-10控制信号，通过现有电力线网转输X-10信号到接收器，然后由接收器再对各灯具、用电器等用电设备进行控制。

但X-10采用的是电力线通信方式，容易受到干扰，系统的抗干扰性能比较差，且寻址空间小，对模拟量支持不够，只能提供非常有限的功能。如果只要求这些有限功能，使用X-10可能是很合算的，但在需求日益丰富的今天，X-10有逐渐被取代的趋势。

3.2LonWorks

LonWorks是美国Echelon公司于1991年推出的，LonWorks技术为设计、创建、安装和维护设备网络方面的许多问题提供解决方案：网络的大小可以是两个到32385个设备，并且可以适用于任何场合。LonWorks提供从收发器到协议到软件API的一个完整的、端到端的控制网络解决方案。

LonWorks网络中设备的通信是采用一种称为LonTalk的网络标准语言实现的。LonTalk协议由各种允许网络上不同设备彼此间智能通信的底层协议组成。LonTalk协议提供一整套通信服务，这使得设备中的应用程序能够在网络上同其他设备发送和接收报文而无需知道网络的拓扑结构或者网络的名称、地址，或其他设备的功能。LonWorks协议能够有选择地提供端到端的报文确认、报文证实和优先级发送，以提供规定受限制的事务处理次数。对网络管理服务的支持使得远程网络管理工具能够通过网络和其他设备相互作用，这包括网络地址和参数的重新配置、下载应用程序、报告网络问题和启动/停止/复位设备的应用程序。LonWorks可以在任何物理媒介上通信，这包括电力线，双绞线，无线（RF），红外（IR），同轴电缆和光纤。

LonWorks也有其弱点，主要是价格太高，光电开关的体积太大，对此，Echelon公司开发了一个智能型收发器－－PL3120芯片组，其中整合了Echelon公司的PLT－22电力线实体层和8位的Neuron芯片核心，这使得LonWorks被越来越多的高级建筑所采用。

3.3CEBus

消费总线（CEBus）起源于1984年美国电气工业协会的消费电器小组制定的家电互联的规范，1992年，它被正式命名为CEBus规范(EIA600)。消费总线出现后，迅速得到IBM、HONEYWELL、MICROSOFT、INTEL-LON、DEMOSYS、LUCENT、PHILIPS、SIEMEMTS等国际著名公司的支持，在智能住宅和住宅自动化领域具有举足轻重的影响。

消费电子总线网络拓扑结构可以是总线型、星型、树型或混合型。总线中的每个节点的地位是平等的，不需要一个主控设备。对于多节点竞争访问网络资源的解决方法是采用冲突检测和冲突解决，网络中各节点的控制关系通过绑定来实现，从而使整个家庭中的电器系统能成为一个智能的整体。

参照ISO的网络协议建议书，消费电子总线可划分为物理层、数据链路层、网络层和应用层。CEBus在应用层定义了一种面向对象的、严格的设备描述语言CAL（CommonApplicationLanguage），简称公共应用语言，其内容涵盖了家庭中可能拥有的家电。公共应用语言采用了面向对象的方法，把任意一个家电设备按照功能分解成几个预定义的对象模型。在面向对象的编程语言中，一个对象由数据和操作这些数据的函数组成。在消费总线中，这些对象也由数据（称为实例变量）和操作（称为方法）组成，不同的设备可以采用相同的对象，用相同的方法操作，但是控制结果随设备的不同而有不同的意义。

CEBus以其简便的协议、日臻完善的技术正日益成为消费电子设备互操作的企业标准，CEBus通讯的低层功能已实现了芯片化，所以接入设备比较便宜。目前，市场上此类芯片有LM1893、ST7536、SSC-P485、CEWay-Ⅲ等。随着载波通讯技术的进一步成熟，CEBus将在仪器仪表、家庭自动化、智能楼宇建设、智能小区建设以及工业厂区建设中得到更为广泛的应用。但由于CEBus接口技术比较复杂，价钱非常昂贵，因此CEBus在中国的应用也不多见。

4.小结

随着信息技术的高速发展，智能家居技术越来越受到人们的关注，是现代网络技术研究的重点之一，而利用总线技术来实现智能家居又是智能家居技术发展的重要方向。文章中介绍的几种主流总线技术都有各自的特点，就本项目而言，LonWorks网络是一个不错的选择，是我们以后研究的重点方向之一。

参考文献

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自1985年在德国首先出现家居数字系统基础上，很多国家或地区争先恐后研发各类系统理念方案、产品设备。同时这一现代化生活系统在全球实现了较大范围的实施。1988年，国际电子工业协会提出第一个适用于家居环境的电器设计标准，即“Homeautomationsystemandcommunicationstandards”（家庭总线系统标准，哈佛商学院）。智能家庭系统已经进入中国家庭中，其安全、舒适、高效的生活方式已成为人们的一种追求。2012年，在城市和农村住宅科技产业项目实施计划中，数字建设是中国首批新能源研发项目，此项目在实施的过程中，中央部门大力重视这个项目的实施，在建设部批准建设网络社区，有30000数字家庭在华中地区社区实施。

1.设备不统一

相对独立研发，通过添加一些简单的远程操作功能，称其产品数字家庭系统。一个家庭在多个独立的专有数字系统信息中，多个重叠数字家庭系统用户在功能上往往比较混乱。

2.产品不稳定

国内数字产业在数字家庭方面的发展中，并没有一个统一的相关标准规定，在这样的一个市场环境下，许多中型小型企业独立经营标准，加上市场炒作，不注意用户的实际体验，很多是简单增加在某一性能或功能基础上就投入市场，产品间的联系不强，互不相容，甚至互相干扰，不利于数字家庭系统的修改和扩展，只能给用户带来不好的影响。

二、智能系统在家居设计中的状态

从今天的产品体系看，国内还未树立完整的智能数字理念，市场提供的产品间大都无一定的功能与形式的联系，各类产品都独自研发与更新。部分产品研发程序中过多地在电器的使用初级阶段加入指令命令，没有一个完善的整体处理系统。构架内各类设备与电器产品联系较少，超控性能较低，使用效率不高，同时在核心的远程命令体验上的问题需要改进。从使用者的角度出发，智能数字家庭系统的出现首要功能是把人从烦琐的家庭工作解放出来，更多地来享受生活和工作之余归家的放松；同时能掌握家庭中的每一个信息数据，并分析相应的智能家电设备的智能操作以完成某些任务。此系统应用前景非常广阔，适应不同国家、地区人生活的功能需求；同时更应该注意到不同国家、地区、民族、季节等方面的不同，根据用户的需求量身定做对应的数据库、监控方式、信息源代码，保证信息记录与搜索的必要功能。

（一）智能家居系统的性能需求

1.系统10s从每个传感器节点收集的数据。

2.数据的准确性小数点后1位小数。

3.快速响应用户的请求。

4.问题处置利用图像控制。

5.各类参数信息建立在系统内，便于搜索。

（二）智能数字家庭系统功能层次

不同层的智能家居系统根据用户需求，根据硬件处理能力分配任务。系统划分为两层平台。一级使用嵌入式开发板硬件支持平台，与此同时，选择电脑作为二级处理系统平台。由于嵌入式设备的处理能力和内容容量限制，选择使用这个系统级负责数据收集平台，与一些复杂程度不高的智能家用电器的开启和关闭，发送数据到辅助平台，从个人电脑（PC）接受数据传输任务。所以利用PC机应用一个二级硬件设备、图像安保，目的是为使用者及时处置相关数据，同时处理数据的保存任务。在前期硬件设计过程中多级平台建设必须具有以下原则。

1.透明模拟。利用Java语言研发可供使用的仿真体系，并能够运行至少两个Windows和Linux操作系统上，系统抽象OSGI组件技术和设备的使用服务，以Bundle的形式。仿真平台是面向服务为主的，所以不必关心虚拟设备和服务真实设备。

2.可配置性。SmartHome是一个动态的设备，具有各种不确定因素的各式各样的工作。出现各种类型的检测要求。检测工作中会出现能搭档的数据模式。

3.模拟环节方便性能平台是二维图像版式。SHEmu平台是图形界面视觉显示领域的设备，设备工作状态之间具有互操作性，Xml通过配置文件来记录设备的不同状态，相应的图像资源在GU视图与其中某一个文件相搭配，实现不同视图对应不同设备的关系。

4.数据库统。SHEmu提供数据的分类，数据库的管理通过消息记录和初始信息来实施。

三、智能系统在居住空间中的应用

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关键词：智能家居；设计；多功能；人性化

智能家居系统别称智能家庭局域网，其基本功能包括防盗报警系统、网络接入系统、消防报警系统、电视对讲门禁系统、煤气泄露探测系统等众多功能系统。我国的智能家居设计起步较晚，与西方国家存在较大差异。

一、智能家居的概念

智能家居别称智能住宅，英文名称为“Smart Home”。其是一个以住宅为平台，兼备建筑、自动化，智能化于一体的高效、舒适、安全、便利，安装有智能家居系统的居住环境。智能家居集成是利用网络通信技术、综合布线技术、安全防范技术、音视频技术、自动控制技术将家居生活有关的设备产品集成。它的目标是通过互联网等信息通信技术手段，通过远程控制终端来实现对家居电器等的智能控制，使其能够按照人们的意愿设定工作运行，而不论距离的存在。智能化是智能家居的两大特点之一，其另一大特点就是远程控制。随着互联网技术的快速发展，特别是无线网络技术的发展，互联网智能家居系统可提供遥控、家电控制、防盗报警、电话远程控制、计算机控制等多种功能和手段，让生活变得更加舒适、简单和安全。

智能家居因为受产品生产商的限制。使其短时间内无法实现统一的标准协议，所以一般都是一个商家单独做系统研发方案的。其中比较具有影响力的一次是2007年微软推出的“未来之屋”的一个方案，是物联网技术应用于日常家居生活的一个典型案例。当人们进人房屋时，安全系统会对进入者的面部进行扫描，确认身份后才会打开房门。冰箱的液晶显示器能够智能的列出保存的食物清单，厨房水槽可以能够根据使用者身高不同而调节高度，而排风机可以检测油烟浓度，已作出是否需要开启的决定。除了这些，每个房间的装修风格墙、壁颜色和温度，都可以根据使用者的喜好自由更换。

二、国内外智能家居发展状况

智能家居起源于20世纪80年代初，随着大量电子家用电器的面市，家居生活电子化开始实现；80年代中期，通过把家用电器、安全防范设备与通信设备各部分独立的功能用途整合成一体，形成了家居生活自动化的概念；到80年代末，随着通信信息技术的快速发展，出现了利用总线技术把家居生活中各种家电、通信、安防设备进行管理与监控的商用系统，其在当时被美国称为Smart Home，也就是现在智能家居的雏形。智能家居进入21世纪后，其发展是多样化的，技术实现的方式也更加丰富了。总的来讲，智能家居发展过程大概包括四个阶段。第一阶段主要是利用两芯线、同轴线进行家庭组网，实现了窗帘、灯光控制等功能。第二阶段主要利用RS-485线、部分利用IP技术进行组网，实现安防、可视对讲等功能。第三阶段实现了家庭智能控制的系统化，控制主机产生，功能包括控制、安防等业务。第四阶段全部利用IP技术，末端设备利用zigbee等技术，智能家居功能提供采用“云”技术，达到了可以根据用户需求实现个性化，以及定制。近年来，物联网成为了全世界关注的热点话题，全球公认为其是继互联网之后最有价值的科技创新。物联网通过射频识别（RFID）、全球定位系统、红外感应器等信息传感设备，按制定的协议把所有物品与互联网连接起来进行信息通讯以及交换，来实现智能化跟踪、管理、识别、监控和定位。物联网的科技创新也为智能家居引入了新的定义，也扩大了其展领域。

在国内开发智能家居的公司中，其家庭内部组网中多采用有线方武（如X-10），但是利用无线通信的。 大多是自己制定简单的协议，并没有使用比较成熟的比较适用于智能家居的协议。国内早期典型的智能家具系统有：海信的智能家居控制系统、科龙集团研制的智能网络家居系统等。他们的产品因为带有不同的标准，为产品的相互兼容带来无法避免问题。2005年6月，以海尔为首的 “e家佳”和联想牵头的“闪联”同时被信息产业部确定为推荐性标准，从而拉开了数字家庭竞争的序幕。到目前为止，智能家居系统的发展有了很大的进展，其功能也越来越多样化，其产品的兼容性问题也得到了很大的改善。

三、智能家居的特点

1、节约能源：在不需要时，能源系统可以自动关闭，这样可以减少能源的浪费，减低使用能源的费用。

2、操作方便：智能家居系统提供远程遥控接口。智能家居系统还可以把重复的工智能化。在您外出时，还可以控制家电。

3、安全性高：智能家居系统在紧急情况下可以防御坏人或报警。您可以在任何地方可以监控家里的安全状态，这样可以保证您住宅的安全。

4、改变生活方式：您可以在家办公，进行远程会议，孩子在家里上课，主妇在网上逛街等。生活中的大部分都可以利用互联网在家进行，不受时间地域的限制。智能化的生活工作方式与以往的生活工作方式有了很大区别。智能家居可以给人们带来更为简单快捷的生活，在现在这个生活、工作节奏越来越快的社会，智能家居也可以为人们减少繁琐家务、节约时间，让人们有时间去休息，去教育子女，去锻炼身体和进修，使人们的生活工作质量有了很大的提高。

四、智能家居的控制

智能家居应该不需要依赖复杂的集成和布线，而是能够感知环境、感知人，并且随着互联网和物联网的发展，人与物、物与物的沟通将变得不再困难。手机不应该是控制器，而应该只是这些“管家们”和人沟通的一个管道。智能家居控制系统是由各个子系统通过网络通信系统组合而成的，要根据需要，减少或者增加子系统，以满足需求。另外，可以设置各种控制模式，如离家模式，回家模式，下雨模式，生日模式，宴会模式，节能模式等，极大满足生活品质需求，即插即用，特别用无线的方式，可以快速部署系统。

通过上述内容简要介绍了智能家居设计的内容，分析了其在国内外发展的现状，详细指出了其特点与有效控制形式，希望通过本论文能推动智能家居的发展。

参考文献：

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自从笔者首发“微智能”有春天，第一次提出微智能思想撬开智能家居之门论述之后，很多智能家居从业者也在一起交流。今天，笔者结合微智能与微创新这个对比角度，从深层剖析微言下的智能家居窘境内在根源。

智能家居从行业应用开始走向公众视野还是这一两年的事情，笔者也有幸多次访谈过从事过智能家居智能装饰业10多年的朋友们，从企业生存和发展角度，期间的辛酸苫辣不是当下鼓噪的智能硬件团队能够想象的。又爱又恨是我从他们身上第一感觉到的。爱不容置疑，那么恨到底是为什么呢？

一、曲高和寡的局面急需破解

我们姑且将智能家居分为前装智能家居和后装智能家居两个阵营（实际这两者到底如何界定并无公论）。这两大阵营的主力干将们这几年也逐步分别向对方领域渗透和摸索。任何新生事物的出现都是对传统的继承和颠覆，可以肯定的是竞争和矛盾必然不可避免。

这里不过多阐述后装智能的蠢蠢欲动，单从智能家居前装企业群来看，虽然历经10多年的发展，始终围绕项目(PROJECT)在生活；虽然曾经也鼓噪挑动，也始终无法吸引更多消费群体，曲高和寡的局面依然无法破解。诚然这可能与具体前装智能家居从业群体的发力角度、推广的深度有关系，但肯定不能避免大环境中有利因素缺乏有直接关系。

一方面智能家居到底是什么还不能自圆其说，—方面智能家居后装群体此起彼伏。何去何从肯定成了智能家居从业资深人士的心中之痛。这期间，笔者已经注意到不少前装业者在小步探索融合共存之道，精神可嘉，然匍匐前进也从某种角度折射出“微创新”带来的纠结之痛。

没有深入的分析，没有战略的指导纲领，各自为战的“微创新”也只能沦落为勉力而行的小探索，最终也无法逃避苦闷的结局。哪里是春天？微智能思想或将撬开智能家居之门。

二、静止的智装方案渴望活力

孤芳自赏的智能家居前装装饰方案，与自命不凡的后装智能单品之间PK味道虽然表面已然淡化，但是扮猪吃老虎的顾虑肯定在两个阵营里的内心都存在。在悄悄进村的“微创新”驱使下，双方的短兵相接到是时有发生。

己所不欲勿施于人的道理依然深入到我们中国人的血液，那么为什么不考虑最终用户的想法呢？推己及人不能完全代表真实的市场看法。刚需的寻找视乎还是停留在“亲爱的，我付出那么多，你为啥还不爱我？”这个局面。

崇尚个性和活力的时代，还有谁会喜欢在静止、封闭、死板的智能堆中生活？从字面上也是与智能家居这个词意背道而驰的。那到底如何让成型的前装智装方案保持活力？到底如何让孤立的智能后装单品焕发整体的光彩？

小步的微创新实践肯定需要，但是没有战略的微智能思想指导，也同样避免不了在错误道路上探索的尴尬。这或许也是难言的痛点。

三、闭门角力的局面摇摇欲坠

这两大阵营业者存在天然的差别，一个是创业刺激中的鸡血发电，一个是资源对接中的项目生活。好比硬件和软件工程师之间的差异，一个用C++( MAYBESOMETHING OTHERS)，一个用PROTEL (MAYBE POWerpCB，DONOT MIND);更好比文科生与理科生，这咋协调呢？

微创新这下是束手无策了，只能是闭门角力了。看谁气长成为追求的目标。那么，还有人会去真正关心最终用户的需求呢？微智能思想的出现奠定了不同语种对话的天然机制和配合机理。只有从战略层面上双方认同同一个高度的指导原则，才有可能平等的对话，而不是各自闭门圆桌论道了。这或许就是所谓的忐忑之痛。

四、开放融合的道路迷雾丛丛

既然要突围，既然不想闭门角力，既然不能再各自为站，那么到底改咋对接？笔者参加过几十次的所谓“资源”对接会，也有幸聆听过多场高端”圆桌”会谈，可惜的是至今没有看到所谓成功的融合共赢模式出现，甚至坐视HOMEKIT等开始鼓噪挺进。

试错对谁都是成本，微创新的风险累积起来也可能要断臂才能生存。开放、融合，乃至跨界共赢已然成为共识，那么为什么还不能出现成功的典范？这或许就是黎明前的黑暗带来的迷茫之痛了吧。

结语

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摘要：物联网技术是智能家居的核心技术支撑，智能家居是物联网技术在智能家庭中的应用体现。当前网络和智能技术高速发展融合的背景下，智能家居作为具有巨大市场潜力的新兴产业，无论是IT终端制造厂商、互联网运营商、服务商和传统家电制造商均把它视为新的增长爆发点。本文通过对物联网技术在智能家居领域的应用来说明物联网的运用对智能家居系统技术进步、功能扩展、服务、达到满足人们对安全、舒适、方便和绿色环保的需求的作用。

关键词 ：物联网技术；智能家居；应用

一、物联网概述

物联网的英文描述为“The Internet ofthings”，即“物——物相连的互联网”[1][2]。物联网的基础核心仍旧是互联网，它在传统互联网人与物互通的基础上，实现物与物互通，是互联网发展的应用和业务层面的拓展。其主要特征是全面感知、可靠传递和智能处理。全面感知是指利用RFID、二维码、传感器等随时随地获取和采集物体信息；可靠传递是指通过无线网络和互联网的融合将物体信息准确传递；智能处理是指利用云计算、数据挖掘及智能识别等人工智能技术对海量数据信息进行分析处理，完成对物体的智能化控制。

物联网的概念在1999 年被提出，是在互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等构造出的一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网。2005 年11 月17 日国际电信联盟《ITU 互联网报告2005：物联网》，重新提出了物联网的概念[3]，并对其进行了扩展，不仅局限于RFID技术。2009年1月28日，IBM 首次提出“智慧地球”的概念。随后，美国将物联网列为振兴经济的一个重点。此外，欧洲、韩国、日本等国家也把物联网产业作为振兴国家经济的一个核心产业[4]。2009年8月，温总理提出了“感知中国”的概念，自此物联网被列为国家五大新兴战略性产业之一，在中国受到了极大的关注[5]。

物联网是在网络技术、传感技术及通信技术日趋成熟的条件下出现的，它是一种体现物与物之间新型关系，将所有物品通过射频识别、二维码、无线数据通信等智能感知技术与互联网连接起来，的具有智能化识别、控制与管理功能的网络系统，其中可能涉及多种信息传感设备，比如射频识别装置、二维码扫描装置、红外感应装置、各种传感器等。

物联网从产生之初到现在，已经被应用到众多领域，如智能交通、智能消防、工业检测、老人护理、食品溯源和情报搜集等。毫无疑问，物联网也将对智能家居领域产生深远影响。基于物联网的智能家电必将为人们提供未来生活方式的全新解决方案。将物联网技术应用到家用电器中，可以使家电具有智能感知及信息网络功能，能使家庭中的家电设备之间信息交互、家电设备与产品和用户之间也可以进行信息交互，方便人们的日常家居生活，使生活方式更加合理，生活模式更舒适、健康、环保。

关于物联网的概念，目前没有统一的标准。但是综合来看，物联网是一种实现物-物相连的智能网络，它主要依赖于智能感知技术、无线通信技术、遥感技术、智能数据处理技术[5]等，是在互联网的基础上发展起来的。物联网从产生之初到现在已经被应用在越来越多的领域，如物流、交通、产品安全监测、路灯管理、智能电力[6]、医疗[7]等。智能家电与智能家庭的发展，用户新增的需求，使广大厂商和研究人员发现，智能家居也是物联网发展的一个重要领域。[8]IT终端制造厂商、互联网运营商、服务商和传统家电制造商正在进行此方面的研究，也逐渐推出基于物联网技术的产品。物联网技术使得家电在智能化控制的基础上，实现了商品与设备的关联及设备之间的关联，展现出了一种更加智能化的便捷、健康、环保的家居场景。

二、智能家居系统概述

目前，智能家居系统没有一个统一的定义或者概念，百度百科的解释是：“智能家居（英文：smart home, home automation）是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将与家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统。能提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。”

2012年4月5日中国室内装饰协会智能化委员会《智能家居系统产品分类指导手册》把智能家居系统产品共分为二十个分类包含了：控制主机（集中控制器）、智能照明系统、电器控制系统、家庭背景音乐、家庭影院系统、对讲系统、视频监控、防盗报警、电锁门禁、智能遮阳（电动窗帘）、暖通空调系统、太阳能与节能设备、自动抄表、智能家居软件、家居布线系统、家庭网络、厨卫电视系统、运动与健康监测、花草自动浇灌、宠物照看与动物管制。

由此可知，智能家居是一个系统的概念，融合了网络信息技术（有线、无线）、智能家电技术、自动控制技术等技术，将家庭平台上与信息相关的信息设备、智能家电和家庭安保装置，通过综合布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视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。这些功能都是通过智能家居系统中的家庭网络控制来实现的，通过家庭总线系统提供各种服务功能、并和住宅以外的外部世界相通连。智能家居系统通过网络化的综合管理家中设备，来创造一个优质、高效、舒适、安全、便利、节能、健康、环保的居住生活环境空间。[9]

笔者认为智能家居强调的是整体的环境，包括健康环境、人机互动的环境、安全的环境、经济的环境，以用户体验为核心的整体环境的创造。

健康的环境包含舒适的温度、优质的空气、适宜的水温等；人机互动的环境主要指智能化的体验、便捷的人机互动的界面和高集成度的人工智能应用；安全的环境包括家庭安防监控和网络环境自身的安全；经济的环境主要体现在系统本身的经济合理（如系统价格）及家庭应用的经济合理（如节水、节电、扩展方便）。

三、物联网技术在智能家居领域的应用

物联网技术主要包含三个层面，即感知层面、网络层面和应用层面。物联网常见的感知技术包括RFID 技术、二维码技术、传感器技术、摄像头、gps 等；进行网络传输的技术主要包括3G、Wi-Fi、蓝牙、接入网等；计算技术主要是指进行海量数据处理的技术包括数据挖掘和数据推送。网络层面包含电信运营（移动、有线、卫星通信网络等）、物联网运营（信息中心、管理中心等）、平台、软件、系统设备、系统集成及终端设备。应用层面包含环境监测、智能交通、智能建筑、智能家居、远程医疗、城市管理、公共安全、工业监控、绿色农业、资源管理等。

物联网技术在智能家居的应用包含了家居环境控制、家庭安防、智能家电等多个领域，一个完全的智能家居系统按照前文所述包含了20个子系统。在物联网技术支撑下，用户可以将家用电器之间组成一个物物相连的网络，然后在互联网的基础上，对家庭中的设备、产品进行监控；在家电或者产品发生故障时能够通过网络自动进行短信、电话等智能报警；家用电器能够智能地记录用户的生活习惯和生活方式，利用数据挖掘、情境感知等技术为用户进行合理的信息推送，实现人与家电、环境、产品的自然交互。

物联网技术贯穿智能家居从终端设备的研发、系统集成及运行到用户使用的全过程。从技术角度来看，物联网智能家居技术的核心技术是通讯或控制协议，涉及硬件接口和软件协议两部分，可以简单的划分为无线与有线技术。

有线技术包含了RS485、IEEE802.3(Ethernet)、EIB/KNX、LonWorks、X- 10、PLC-BUS、CresNet，AXLink 等。其中X-10，PLC-BUS 是专门针对智能家居行业制定的通讯技术。X-10电力线载波技术在上世纪70年代产生，在我国2000年前后引入并开始推广，该技术可以在电力线上通讯，免于智能家居系统部署的时候另外布线。该技术对电网运行环境依赖性较高，由于设备成本、技术稳定性及信息安全等问题市场局面一直难于打开。PLC-BUS 提高了一定的通讯稳定性，但是难以保证持续稳定的质量，对电网环境的依赖性仍旧很强，使用成本和信息安全的问题无法根本性解决。尽管电力线载波技术已经有40多年的技术积淀，但是由于成本和技术瓶颈，智能家居产品在有线技术开发方面不断地进行新的尝试，各种技术的优缺点暂时不能满足客户的需求，也许这也是今天多种有线技术并存的原因。

无线技术包含了RFID 智能识别技术、蓝牙(Bluetooth)、WiFi、Zigbee、ZWave、Enocean等。RFID是一种通过无线电波进行数据传输的非接触式的自动识别计技术，它通过无线电信号进行数据读写并识别特定目标，具有无接触、识别速度快、自动化程度高、抗干扰、识别多个物体等优点。RFID 是20 世纪90 年代兴起的，发展至今被认为是自动识别领域中应用最广泛的、识别效果最好、最重要的一项技术。[8] WiFi作为低成本、最易与互联网连接的智能家居技术解决方案被广为应用。ZigBee ZigBee 技术的特点包括：低功耗、成本低、低速率、时延短、高容量、工作可靠、高安全等。ZigBee的设计可用于支持特定应用软件的开发和部署。应用规范和ZigBee 的堆栈相连，让制造商更快、更容易地推出特别针对某些应用的无线产品。可用的应用规范包括家庭自动化、智能能源、通信、医疗、远程控制（RF4CE,或称消费电子射频）、建筑自动化和零售服务。Z-Wave主要针对家庭和小型商用建筑的监控和控制，广泛适用于照明控制、安全和气候控制。其它应用包括烟雾探测器、门锁、安全传感器、家电和远程控制。[10]

物联网智能家居系统从技术和应用的角度来说稳定性、可拓展性（灵活性）、安全性及经济性都是重要衡量指标。目前为止，无论是有线技术还是无线技术都没有一个得到广泛认可的技术标准。有线技术基于专用通讯线缆，某种程度上来说其稳定性较好，但是可拓展性较差（系统扩展、改良需要重新布线）、成本高也是其难以跨越的门槛。与之相比无线技术的高速发展在可拓展性（灵活性）及经济性方面都具有优势。稳定性和安全性方面两者各有千秋，都在不断发展完善。

四、国内智能家居的现状和问题

智能家居在中国经历了近6 年的起步阶段，发展速度缓慢，主要是因为没有投入大量的资金，开发技术短期内也不成熟。[9]目前整个智能家居行业发展主要的成果还是反映在智能化的摄像头、电视、电冰箱、传感器、手机、空调、医疗设备、穿戴设备等一系列终端产品，及一些分散的智能家庭控制子系统的研究上，比如，三表抄送系统、门禁系统、可视对讲系统、灯光控制系统、窗帘控制系统等。以“智能家居”系统作为产品目前仍没有在市场上大规模出现，基本停留在概念阶段。

随着物联网技术的日趋成熟，不断融入智能家居，其内容发展越来越丰富，想象空间越来越大。但由于早期开发技术的不成熟，智能家居发展至今仍没有普及，在技术、需求、经济适用性等方面仍有诸多的问题有待解决。

1．技术层面

如上文所述，由于稳定性、经济性、安全性、可拓展性等原因，当前无论有线技术还是无线技术都没有一个得到广泛认可的技术标准，处于百家争鸣的阶段。由于没有开放的协议、统一的接口和数据库，使得技术协调和系统整合比较困难。各设备之间、子系统之间难以实现互联、互通和互操作，使得各个子系统之间形成“信息孤岛”，且兼容性和可拓展性较差，难以实现真正智能化，也给系统集成商、服务运营商和客户使用带来困扰。

笔者认为，当前网络和智能技术高速发展融合背景下，智能家居作为具有巨大市场潜力的新兴产业，互联网相关企业无论IT终端制造厂商、互联网运营商，还是服务商和传统家电制造商均把它视为新的增长爆发点。在巨大的市场利益驱动下，各种技术创新、改良都向着好的方向发展。但相关标准的建立、接口的统一，需要一个适应淘汰的过程。它无法由哪个组织或部门单独完成，需要在市场竞合过程中由相关企业、科研院所、相关协会等组织在用户的认可下共同努力实现。

2．需求和经济适用层面

目前，智能家居产品在满足用户需求和经济适用方面存在的主要问题是，产品较为单一（受技术等原因限制）且价格高昂。笔者认为任何产品成功最核心的原因，是建立在满足客户需求的基础之上。对于智能家居而言，客户的需求具有多样性、时效性、经济合理性等特点。如前文所述，智能家居强调的是整体的环境，包括健康环境、人机互动的环境、安全的环境、经济的环境，以用户体验为核心的整体环境的创造。要满足上述需求，智能家居产品在技术满足的前提下，要能够做到解决方案多样化、系统扩展便利化、用户体验简单化、产品成本最低化。解决方案多样化与系统扩展便利化是指，系统方案灵活多样，既可以提供整体解决方案，也可以分部、分步提供。从客户角度来说，最好能够与不同品牌的系统解决方案兼容。客户经过初步体验后能有更大的选择空间，同时在增加新系统或改良现有系统时不会给客户造成过多不便。用户体验简单化是指产品的控制界面或人机交互界面应想用户所想，尽可能的“傻瓜”与智能，尽最大可能的从用户角度出发。产品成本最低化是指在保证质量和功能完整性的前提下，尽可能降低生产、开发成本，在合理的利润空间下投放市场。否则完美但溢价过高的产品是很难得到用户认同的。

五、结论

本文通过对物联网技术在智能家居领域应用的简要分析认为，智能家居强调的是整体的环境，包括健康环境、人机互动的环境、安全的环境、经济的环境，以用户体验为核心的整体环境的创造。基于物联网技术的智能家居需要从技术层面、满足用户需求和经济适用改善提高着手。技术层面的提高目前主要需要完成标准的建立和接口的统一，在市场竞合的过程中由相关企业、科研院所、相关协会等组织在用户的认可下共同努力实现。需求和经济适用层面，需要企业在以用户体验为核心的基础上不断努力提高。使物联网的运用在智能家居系统技术进步、功能扩展、服务方面，最终达到满足人们对安全、舒适、方便和绿色环保的需求。

参考文献

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[4] 钱志鸿, 王义君. 物联网技术与应用研究[J].电子学报, 2012, 16(5): 1023-1029.

[5] 韩卫国, 雷英敏. 关于物联网技术在企业中的应用[J]. 信息与电脑, 2011, 6: 98-99.

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[8]祁文娟.基于物联网技术的智能家电管理模型设计与验证.

[9]郭之成.浅谈云计算技术在物联网智能家居系统中的应用.

智能家居论文篇6

关键词：吉林市 智慧社区 建设典型培树 问题研究 探索

中图分类号：D6693文献标识码：A文章编号：1009-5349（2016）11-0001-02

现阶段，“智慧城市”的概念已经在国内逐步得到关注和重视，未来城市建设与智慧电子网络等结合将更为突出，智慧城市建设将是重点体现。智慧社区建设是城市智慧化的重要环节，随着新技术、新的管理方式以及先进经验的引进，其已经成为社区发展的重要选择。基于当前吉林市社区管理薄弱，社区服务不够深入，社区参与意识不强等状况，综合国内外智慧社区典型培树经验的基础，有的放矢地针对存在问题进行对策探索。在借鉴国内外智慧社区典型经验的基础上，进行典型培树分析，建设有针对性的智慧服务平台。提出植于政府宏观调控下，构建新型管理方式，发展智慧服务理念；同时结合社区社会层面，通过建设社区信息服务中心等多功能服务系统，整合社区资源，切实调动社区的积极性；从社区自身来说，社区内智慧平台建设应结合新一代信息技术，发展智慧服务体系，创建智能服务系统。

目前，我国智慧社区建设以及其治理模式还处于探索时期，成功运行的只在北京、上海、广州等一线城市的部分社区，智慧社区建设促进了现代基层社会治理结构的转变，也创新了社会治理观念、手段乃至内容，终将为提升社会公共服务能力提供契机。

一、智慧社区建设典型培树研究现状

（一）智慧社区信息化建设内涵

智慧社区信息化建设，其定义是基于街道、镇、村等地理区域范围内，利用信息技术整合社区资源，为社区居民提供高效、便捷和智慧的服务，提升社区居民对智慧城市的体验度和感受度。因此，智慧社区建设首先要以社区居民的需求为导向，突出为民、便民、惠民的基本要求，通过智慧化的社区管理与服务，打造安全、便捷、宜居的社区；其次要统筹考虑、整体规划、分步实施智慧社区的建设目标和建设内容，因地制宜，扎实推进智慧社区建设工作，并做好与市级层面社会事业、公共服务项目的衔接工作，减少重复建设；最后探索智慧社区的建设模式和运维模式，充分发挥市场作用，积极利用社会各方资源，合力推进智慧社区建设，建立长效运行机制。

（二）智慧社区建设典型培树基本概况

智慧城市综合了资源多样化、信息交互无障碍化以及信息程序的自动运行化等特点，以实现城市便捷、高效发展和运行为目标。我国从2012年12月开始国家层面的智慧城市工作，主要在北京、上海、广州和深圳等一线城市，以及江苏、浙江等经济发达省份进行试点开展。2014年12月底，在试点的基础上，我国智慧城市建设已达90多个，涉及了全国大部分省份，同时越来越多的城市和地区加入到智慧城市建设中来。智慧社区是智慧城市的重要环节，起到承上启下的作用，它密切联系智慧建设的受众――社区和社区居民。智慧社区建设，在我国尚处于初级阶段，经验借鉴有限，有必要进行必要的探索与研究。

社区是城市组合的基本单元，也是社会的基本单位，更是党和政府加强智慧城市建设注重的基础。十八届三中全会就已经提出推进社会治理创新要率先从社区入手，基层社区的创新管理与建设事关我国发展的根本，随着社区的拓展以及新要求的提出，社区管理模式改革迫在眉睫，结合新时代下新型信息技术以及电子商务技术的发展与融合，社区管理职能要不断提高，管理模式要进行创新，服务平台也应拓展和创新建设。基于这样的基础下，将“智慧化、数字化和网络化”作为社区建设的发展目标，并在全市部分社区启动了智慧社区建设，是吉林市进行智慧城市和智慧社区建设深入研究的根本所在，一方面可以为智慧社区建设提供参考和借鉴，另一方面对推动社区治理创新研究，具有必要性与重要性。

（三）智慧社区建设典型培树研究的内容

1.智慧社区的信息化建设

在基于物联网、下一代互联网、云计算等新一代信息技术基础上进行应用、整合和再造，通过主动感知和网络互连的方式，建立吉林市智慧社区生态化服务和运行平台。

2.智慧社区的系统化建设

智慧社区强调信息的采集、互通、处理和应用的系统化，通过建立一套符合智慧社区要求的现代化、精细化和标准化的社区公共服务系统。

3.智慧社区的治理化建设

主要是把社区中各主体，即政府公共部门、社区机构（企事业单位和社会组织）和社区居民围绕社区公共事务充分协商的互动过程，综合建构智慧社区基层社会治理结构和基层共同体的发展方向，转变到以社会为中心的治理结构，培育社区共同体，重构社区共同体。

二、吉林市智慧社区建设典型培树培养措施

根据发改委、工信部、民政部等部门《关于加快实施信息惠民工程有关工作的通知》《关于开展养老服务和社区服务信息惠民工程试点工作的通知》等文件要求，吉林市现阶段要结合社区智慧型信息化建设的基本情况，开展智慧社区建设典型培树网格化策略探索。

（一）信息基础设施“树”的网络化

吉林市要基于规划引导、集约建设、资源共享、规范管理、满足需求的原则，依托通信运营商全面开展智慧社区的信息基础设施建设，增强信息网络综合承载能力和信息通信集聚辐射能力，提升信息基础设施的服务水平和普遍服务能力，满足居民对通信质量和服务的要求。

当前，吉林市信息基础设施建设主要从光纤宽带网、无线局域网、第四代移动通信（4G）网络、下一代广播电视网（NGB）以及应用终端等五个方面着手开展，为社区居民提供高速、安全、优质的上网服务，保障通信质量，为广大社区提供高清电视、高速数据接入和语音等三网融合业务的能力，并借助电脑屏、手机屏、电视屏、社区屏等多种载体，面向不同群体和推送具有针对性的公共服务信息。

（二） 生活服务“树”的便利化

吉林市要以社区居民生活服务需求为出发点，建立完善的服务网络，推进社区生活服务建设。

吉林市的生活服务树主要从生活信息、便捷服务开展，汇聚社区周边生活信息，通过多种渠道，及时、准确地提供给社区居民，积极创新为居民服务的方式、方法，为居民提供方便快捷的服务。

（三） 社区管理与公共服务“树”的信息化

吉林市要以居民需求为导向，完善社区管理与公共服务功能，推进广覆盖、易使用的社区管理与公共服务信息化应用，提高社区管理与公共服务水平。

社区管理与公共服务“树”主要从社区管理、医疗卫生、社区文化、关爱救助、教育体育以及交通出行六方面着手实施。结合家庭医生制度，创新社区居民就医模式，为家庭医生提供随访、诊疗服务的信息化支撑，并建立完善的预约挂号服务流程，实现实时查看联网医院挂号就诊情况，同时为社区居民建立涵盖个人基本信息和主要卫生服务记录的电子健康档案，以及提供远程医疗服务，实现远程医疗会诊、远程健康监护等，构建社区远程医疗服务模式。充分发挥社区文化中心的公益文化服务功能，丰富社区居民的文化生活。加强关爱救助信息管理，助力社区帮扶救助和养老助老工作的开展。关注社区学生教育和居民体质，营造社区和谐教育、健康环境，同时为社区居民提供全方位、高品质的公共交通出行服务，创建有序、便利的出行环境。

（四）小区管理智能“树”的建设

吉林市可以因地制宜，根据实际情况通过运用多种技术手段，打造安全、舒适、高效的智能化小区，主要做好居住区周界、重点部位和住户室内的安全防范，提高居住区整体安全防范水平，可以通过访客对讲、周界防越报警、闭路电视监控、电子巡更、管理与监控（物业运营管理、公共设备监控和小区门禁管理）、车辆出入与停车来进行管控。

（五）家居生活智能“树”的建设

吉林市可以引用先进技术，实现家居生活设备设施和家庭生活环境的智能化管理和监控，使居家生活更加舒适、安全、低碳，主要从家庭设备监控、家庭安全防范入手，利用各种探测工具和手段，对居家环境进行监控，保障人身和家庭财产安全，提升居家生活品质和安全。

三、吉林市智慧社区建设典型培树问题探索的意义

智慧社区是一种全新的社区生态模式，是智慧城市建设的重要内容体现，它需要结合到社区民生服务、公共安全、社会保障和社区管理等一系列基层社会治理，进行创新建设。吉林市通过智慧社区的建设来重构社区新型管理和发展建设，结合存在的背景和发展的时代性，吉林市智慧社区建设典型培树问题研究具有重要的理论和现实意义。

1.智慧社区建设研究的理论意义

智慧社区在吉林市来说是一个全新的概念和视角，纵然有理论研究和学术分析基础，但

真正的因地制宜的研究依然处于初级摸索阶段，原有的部分理论概念不能适应新型信息时代背景下社区管理。因此，吉林市智慧社区建设需要通过网络背景下，结合网络管理理论，依靠多元治理理论进行合作和自我契合。通俗来说，就是结合时代和信息发展要求，进行新型治理拓展，以更便捷、高效服务和管理为目标。

2.现实意义

智慧社区是社区的高级阶段，在信息化手段的基础上，重构“线下”现实社区和“线上”虚拟社区的结合体。把政府公共部门、私人部门、第三部门和个人等都囊括进智慧社区平台上进行互动和协商，共同参与治理社区公共事务。

首先是，政府通过信息化平台技术，建设一系列的智慧服务平台，更加高效地提供了社区服务，可以更全面地把握整个社区的服务建设，及时提供社区的必要服务，通过技术化手段进行监控和分析。

其次是，通过智慧社区建设，把社区资源全面整合，把社区的卫生、人文、教育、信息化搜索以及电子商务都进行互联共享，促进了社区的网络化和服务化。

最后是，通过智慧社区建设，激发了市场和社会活力，形成社区治理合力。通过打造现代化社区“智慧综合体”，创造社区成员之间的沟通空间和平台，从而为拉近社区成员之间的距离，提供了技术上的可行性。

通过此课题研究，分析吉林市智慧社区建设的典型培树的优势和未来对基层社会治理的现实意义，最终目的是实现信息化时代基层社区的科学管理。

参考文献：

[1]张永民. 智慧城市总体方案[J].中国信息， 2014，05：145-156.

智能家居论文篇7

【关键词】智能家居 传感器 应用

随着科技的不断进步，智能家居已经成为人们追求的品质生活。在智能家居的控制中，需要保证合适的温度、湿度以及光线等条件，而传感器则是重要的感知元件。通过传感器，可以将物理信号转化成为电信号，最终通过计算机系统来实现智能家居的控制。因此，结合高中物理所学的传感器知识，分析传感器在智能家居中的应用具有重要的意义。

1 传感器的原理及应用模式

1.1 传感器的原理

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，包括温度、声音、湿度和光线等。传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。通过将物理信息转化成为人们熟知的电信号来进行信息的传输处理，通过传感器，可以实现对信息的传输、处理、存储和控制等操作。

1.2 传感器的应用模式

传感器在输出的过程中，电信号相对较为微弱，无法实现对物理条件的控制，因而在传感器的运用中，需要调节电信号，使其可以抵抗外界因素的干扰。在测量过程中，通过驱动继电器来完成操作，可以通过计算机来处理数据和指令。其应用模式主要是在传感器放大后，通过执行机构、显示机构以及计算机系统的并行处理来实现对环境的监控。

2 传感器技术在智能家居中的应用

2.1 温度传感器的应用

温度传感器在智能家居中可以保证室温的恒定，是智能家居中必不可少的组成部分，在运用中，温度传感器可以根据季节的变化或者用户的需求来调整温度。在温度的测量中，通过温度传感器可以采集温度信息，在现代智能家居中，通常选择DS18B20温度传感器，其具有稳定性及性能强大的特点，在运用中，可以将数字信号转化成为电信号，通过计算机系统的控制，将温度的信息传递给计算机系统，继而通过中央控制体系传输给空调，实现智能家居的温度控制。

2.2 湿度传感器的应用

在智能家居的控制中，对湿度的控制可以提升用户的生活质量，为用户提供良好的生活环境。在智能家居的湿度控制中，主要是通过湿度传感器来实现对湿度的控制。在现阶段的湿度传感器选择中，主要采用808H5V5集成湿度传感器，其可以显示空气湿度的具体变化，在集成系统内部，存在湿度传感器以及放大电路，可以将湿度信息转化成为电压信号传递给计算机系统，系统通过人为的湿度需求，将调整方案输送给烘干或者加湿器，从而提升智能家居的环境。可见，在智能家居中，通过湿度传感器，可以实现对湿度的控制，从而避免家居的损坏或者对人体的皮肤造成损伤。

2.3 温湿传感器的应用

在智能家居的控制中，温度计湿度的控制均为环境控制的重要指标，但是仅仅对单一指标进行控制，将会浪费较多的资源，且会延长计算时间，需要通过计算机的合成来进行分析。因而需要探究新型的传感器应用方式。温湿传感器可以实现对温度和湿度的同时调节，符合智能家居的理念，且具有体积小和功耗低等特点。在目前的智能家居设计中，通常采用STH10温湿传感器来控制室内的温度和湿度，STH10芯片可以同时采集温度和湿度信息，在独立系统中对两种物理变量进行分开计算，并且转化成为电信号传输到相应的控制终端，实现智能家居的控制目的。

2.4 气体浓度传感器的应用

气体浓度传感器是智能家居的重要检测手段，在居家生活中，可燃气体以及污染气体是影响人们健康及生命的因素，在智能家居中，通过气体浓度传感器，可以实现对危险气体的分析，继而可以采取针对性的控制策略。在现代智能家居中，主要是通过TG S109气体浓度传感器进行监测，在监测的过程中，用户仅仅需要将检测气体的合理指标输入到计算机系统中，系统在采集相关信息后，即可对两种气体进行对比分析，一旦气体浓度超过范围，将会发出警报并且及时通过油烟机来清除气体。在智能家居中，通过气体浓度传感器的应用，可以实现对换气扇以及油烟机的调控，从而提升智能家居的享受效果。

2.5 图像传感器的应用

在智能家居中，图像传感器同样是重要的应用元件之一。主要是由于在现代建设中，需要通过监控设备来实现内部的监控以及住宅周边的监控，在传统的监控手段中，主要是通过摄像头来进行监控，而无法将信息传递给用户，一旦监控系统被破坏，将会导致用户承担较大的损失。而在智能家居系统中，通过PC端的监控，可以将信息发送给用户的手机或者电脑，实现远程监控，在在智能监控中，利用图像传感器，可以进行光电转换，其主要是由CCD和CMOS传感器组成，通过其可以制作数字摄像机，实现对智能家居的全面控制。

2.6 光电传感器的应用

在传统的生活方式中，人们在运用水源、电源以及光源等情况时，均需要手动设置开关来完成，而在智能家居中，通过光电传感器，可以实现对智能家居的全面控制。利用光阻可以设计自动照明灯，通过红外线感应系统，可以实现对居家的便利化照明，不需要人为进行控制。另外，在光电传感器的运用中，通过红外线传感器可以实现对水龙头、温度计湿度等多种条件的控制，这样可以节约相应的资源，且会提升用户的享受。

3 结语

在高中学习的现阶段，对传感器知识进行学习，而在现实生活中，智能家居同样对传感器进行运用，将两者结合起来，可以提升学习成效。本文主要结合高中知识，探究智能家居中传感器的运用，其主要包括光电传感器、温度传感器、湿度传感器、图像传感器以及气体浓度传感器。希望通过本文探讨，高中生可以提升对物理知识的重视，积极联系生活来提升学习质量和兴趣。

参考文献

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[3]张金良.GPRS和ZigBee技术在智能家居中的应用研究[J].信息与电脑（理论版），2015（10）：92-93.

作者简介

刘亦恒（1999-），男，河南省郑州市人。现就读于郑州一中1702班，对电子信息、通讯工程等有浓厚兴趣，多次到相关专业实验室参观学习，并参加有关交流考察活动。

智能家居论文篇8

关键词：ARM Android ZigBee 智能家居

1 概述

随着科学技术的迅速发展，生活水平的不断提升，人们越来越注重家居生活的安全与便利，从而推动了智能家居走入了人们的生活。智能家居是以住宅为平台，利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、自动控制技术等技术，融合家庭需求，将家中的各种设备（如照明系统、窗帘控制、家电控制等）全部接入到网络当中，对家居状态进行远程的监控和管理，优化人们的生活方式[1]。

2 总体设计

本文结合用户需求，从功耗、经济、操作等方面入手[2]，提出了基于Android和ZigBee的智能家居控制系统，系统总体设计，如图1所示。本系统由ARM家庭网关模块、ZigBee 模块和Android客户端组成。其中ARM家庭网关模块为中心控制单元，通过ZigBee 模块收集各个传感器采集的各项数据，将数据通过网络实时反馈到Android 客户端，同时用户可经过Android 客户端远程控制家电设备。

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图1 系统总体结构图

3 系统硬件设计

该系统硬件主要分为ARM家庭网关模块、ZigBee 模块。

3.1 ARM家庭网关模块

ARM家庭网关模块作为系统的核心，用来连接ZigBee网络和外部Internet网络。采用Cortex-A8处理器，加上SDRAM、Flash和串口等基本模块，外加Internet模块及ZigBee模块，使网络通信性能更为强大，家庭网关结构如图2所示。一方面负责连接ZigBee网络，并利用ZigBee网络获取各种传感器采集到的数据信息;另一方面将传感器采集到的数据信息，打包成网络数据流，通过外部Internet网络发送至手机端，同时对遇到的紧急情况如煤气泄漏、漏水等，将进行声音报警并发送短信给手机客户端，并执行相应地操作[3]。

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图2 ARM家庭网关模块结构图

3.2 ZigBee模块

ZigBee模块采用采用TI公司推出的新一代SOC芯片CC2530芯片，该芯片包括了极好性能的一流的RF收发器，工业标准增强型8051MCU，系统中可编程的闪存，8KBRAM等功能[4]。ZigBee 网络由一个协调模块以及多个路由模块和多个终端设备节点模块组成。

ZigBee协调模块是ZigBee网络模块的核心，负责启动整个网络，包括无线传感器网络的建立、连接、退出以及网络地址的分配。协调模块主要涉及网络的启动和配置，一旦这些都完成后，它又成为路由模块，允许其他设备加入网络，扩大信号传输范围的作用。ZigBee设备节点模块主要负责对传感器节点的数据进行采集和处理，并控制各种家电设备。

4 系统软件设计

本系统软件是采用Android开发的APP，包括家居控制、家居检测、音乐系统、生活模式设置等模块。家居控制模块可以对家电设备，如空调、电视等进行控制，还可以进行对灯光、插座、窗帘、遥控等进行控制，界面如图3所示;家居检测模块可以通过各传感器获取到室内与室外的温湿度，光照度，烟雾等数据，界面如图4所示;音乐系统是为家居系统提供背景音乐，无论在哪个房间，哪个位置都能听到优美的音乐;系统支持4种常见生活模式设置，普通模式、会客模式、外出模式、睡眠模式等，通过不同生活模式的简单设置，使系统智能实施场景布置、报警联动等功能。

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图3 家居控制界面

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图4 家居监测界面

5 总结

本文将ZigBee无线技术与Android智能操作系统紧密结合，运用到智能家居中，有很高市场应用价值。但是本系统只是依据一个住宅模型进行设计，还没有应用到实际的家庭中，研发技术还有待于进一步的提高，在物联网技术与4G网络技术不断发展的今天，如何将这些技术应用到智能家居控制系统上来，提高系统的高应用性和高可用性，使之能更好地为人们的家居生活提供便利，是需要我们继续深入研究的[5]。

参考文献：

[1]王芳.Android平台和ZigBee 技术在智能家居系统中的应用[J].电子世界，2014.11.

[2]屈伟明.基于物联网的智能家居远程控制系统设计与实现[J].电子技术与软件工程，2014.4.

[3]朱祥贤.基于Android和ZigBee的智能家居系统设计[J].数字技术与应用，2014.9.

智能家居论文篇9

在我国智能家居的发展中，互联网技术在该方面的应用也在不断加强，智能终端设备的效果也越来越好，然而，智能家居应用时，多种无线智能家居的通信技术一直是人们关注的重点，涉及到智能使用效果，本文将通过对无线智能家居中网关系统的选择背景进行分析，对其智能家居控制系统的结构予以研究，满足家庭家居的远程监控，实现个性化家电控制，主要完成ARM9处理器上建立嵌入式Web式处理器，完成家庭内部网络和Internet相连接，从而对整个网关的软、硬件使用流程结构进行设计，最终实现智能家居网关系统的应用。

【关键词】智能家居 嵌入式系统 Zigbee通信 WI-Fi

智能家居是计算机技术、网络通信技术、传感技术、电子设备等科技在工程学中的应用，影响着人们的生活质量，随着这些科学技术的应用越来越广泛，人们对智能化家居的研究越来越重视，本文将对ARM9无线控制系统进行研究，结合相关通信技术，实现对电子设备进行综合控制，达到智能化生活格局。

1 无线智能家居网关系统的应用背景分析

相关技术的应用使得智能家居发生较大的变革，向着网络化和智能化变化，智能家居无线网关的应用实现了家庭网络和外界网络之间的相互转换。智能家居网关系统是整个智能家居控制系统的核心，负责着智能家居家电的控制，实现不同终端设备的连接和通信，集中控制不同设备，同时还要完成无线控制和监控。但无线智能家居在应用中也存在不可兼容和操作性差等现象。因此，无线智能网关的应用在远程控制和本地控制及监控方面有着很大的意义。

2 无线智能家居控制系统的结构

无线智能家居的控制系统主要包括ARM9核心控制模块、LCD触摸模块、无线通信模块、传感设置、家居电气、电源、语音报警设置等。

ARM控制系统是整个智能环节的核心系统，通过GPRS和Zigbee完成通信网络的收发控制，并对家居电器进行监控。同时，还对整个系统提供防火墙功能，阻挡外网不法分子对家庭内部网络进行攻击和访问。无线通信部分有本地和远程两个部分，本地通信主要是靠新型Zigbee无线通信技术来实现网络系统和家电系统之间的远程通信。远程通信主要是通过手机的GPRS通信或者通过互联网实现人和控制系统的通信，最终达到远程控制。

无线控制系统具体控制模块和功能有以下几种：

家电的综合监控：主要实现对家居电器的参数设置、工作状态和开关状态进行检测，保证家居电器的正常运行。

室内环境的信息采集：检测环境的温度、湿度和空气相关有害气体的检测。

自动报警系统：当室内环境受到不良气体的侵袭或者温度湿度超出标准以及有人强取开启室门，报警系统将会自动报警，引起人们注意。

本地控制和远程控制：用户通过互联网对以及电器本身进行操作完成本地控制，通过手机短信、数码代号、或者互联网进行远程控制和查询

安全防盗：家居中的各种电器设备均可实现和用户的通信，当受到陌生人对设备进行非法操作和工作状态受到外因异常工作时，会自动通知用户进行防盗。

3 网关硬件平台设计

智能家居的室内网关组成部分有ARM9主控制器，储存电路，GPRS通信网路、ZigBee终端设备、LCD触摸屏、报警装置和电源等控制模块。

3.1 ARM9主控制器系统

该系统是智能家居网关的核心装置，通过对ZigBee终端设备的控制，实现与ZigBee协调器的信息交换，ARM9微处理系统是高性能32位RISC处理系统，内核采用ARM920T，储存器单元是0.13um的CMOS，其主频可以达到400MHz，可实现MMU，AMBA BUS等系统的高速缓冲，有一套完整地16Kb的质量Cache，通过提供完整地通信系统，减少整个控制系统的成本，提高性能，降低功耗。

3.2 无线通信网络系统

在无线网关的通信中部分是靠ZigBee通信系统完成，ZigBee的覆盖范围较为广泛，传输速率能达到128Kb/s ，Zigbee技术和GPRS通信系统相结合可组成新的网络通信系统，且有着体积小、功耗低、成本低等特点。其网络结构是一个辐射状结构，数据的传输和命令是通过协调器来完成传输。ZigBee采用的是JN5139，有着功耗低，成本低的特点，和UART1相连接。

4 软件平台设计

软件平台一般用Linux系统进行操作，在软件的编译、剪裁等方面较为方便。

4.1 家庭网关软件体系

家庭网关构成部分由硬件驱动、操作系统、网络协议部分和应用程序几部分组成，硬件驱动中主要完成Zigbee模块和Wi-Fi模块的驱动，操作系统主要是完成ARM Linux的实时操作，网络协议主要实现Zigbee和Wi-Fi协议的双向转化，应用软件层中主要是Boa软件在Web中的应用。

4.2 Zigbee 组网软件设计

Zigbee系统主要目的是实现无线传感器的网络建立，传感器的管理和数据传输。同时，将收集到的数据信息存贮在数据库中，方便用户随时查询Zigbee终端设备状态。用户还可以通过Web直接对网关进行访问，实现监控和远程管理。

4.3 家庭网关主程序设计

家庭网关通常连接多个相互独立的网络，其工作特点是将接受的数据包转化为另一种协议格式。然后通过网络传输，传输数据通过物理介质进入网关中，用Zigbee协议栈解开数据，然后用操作系统的应用软件处理得到数据。

5 结论

本文主要讨论了一种智能网关的设计和构造，在未来的发展中，无线智能家居网关的设计将会更加侧重于人们的生活。其优化方向可以从能耗、环保、安全等方面进行突出。

参考文献

[1]袁荣亮.嵌入式智能家居网关的研究与实现[D].浙江：浙江工业大学，2013.

[2]钟雄林，俞树英.基于ARM9的无线智能家居控制系统设计[J].科技传播，2010，09：231-232.

[3]满莎，杨恢先，彭友等.基于ARM9的嵌入式无线智能家居网关设计[J].计算机应用，2010，30（09）：2541-2544.

[4]韩玉文.基于ARM9的嵌入式无线智能家庭网关的设计[D].大连：大连海事大学，2012.

[5]陈凯华.基于ARM9的智能家居无线网关系统的设计与实现[D].河北：河北工业大学，2012.

智能家居论文篇10

关键词：移动终端 交互设计 图形创意 品牌应用软件

检 索：.cn

一、艺术设计中的图形创意

艺术设计中图形的目的是创造一种可以快捷地传递信息的印象，以再现特定的信息。作为艺术设计中视觉传达设计的基础，好的图形设计离不开创意的支持，甚至可以将图形设计的过程看作是创造性思维的实现过程。图形创意本质上是一种思维过程，它将人眼看到的信息以思维创意的过程表现出来，并用理性的分析手段形成图形作品。创意过程中设计到多种思维方式，如形象思维、抽象思维、逆向思维、逻辑思维等。

图形设计中的优秀创意因素需要具备几个必要条件，首先图形设计的创意要有独到的视点，在立意精巧的同时又要符合人的逻辑思维；其次视觉上要有一定的冲击力，创意表达的信息在说明要描述问题的同时还应该有深刻的寓意。图形设计的创意始于推演主题，设计之初就要思考如何切入主题，推演图形设计要传达的信息主题，从而保证图形设计中的思维始终围绕主题进行。

图形创意的构型形态包括同构、解构两种。[1]同构本质上是一种映射，是用其他事物表象出某种物象的结构；要想表征两种物象之间的同构关系，就必须要找到它们之间的共同点和相似点，而同构因素可以从内容、轮廓等事物的形上寻找。解构的过程和同构相反，它是将自然形分解、打散，并按照既定意图再次组合的构形方式，这一过程中创造图形的过程实质上就是“在寻找同构因素的同时打散、分解并重新组合的过程[2]”，如图1所示。

二、移动终端上的交互设计

交互设计一般被认为是涉及支持人们日常工作与生活的交互式数字产品的设计，它致力于了解用户的期望，了解用户与产品交互时的感受，其目的是使用户可以轻松地与信息时代的数字化产品进行沟通，设计更加有效的交互行为和方式，从而使产品更加易用，可以认为交互设计就是为了更好的使人与产品沟通、交流的设计方式。对使用数字化产品过程中的行为与界面进行交互设计，以此在用户与数字化产品之间建立一种有机联系，最终达到有效促进交流的作用，这就是交互设计的目的。

随着智能手机的普及，手机的功能也多种多样，在进行手机的交互设计及界面设计时就需要根据屏幕分辨率、字号以及行距等将这些功能进行分类和整理，并根据交互需求说明、交互类型、交互结构模型等因素，划分手机应用界面的结构模块，并根据手机屏幕要显示信息的相关内容及顺序，结构化设计交互元素；当应用的菜单结构及显示信息结构一致的情况下，还需要进行屏幕、窗口以及菜单等的结构设计、显示要素的布局设计等[3]；完成了总体布局设计及结构设计后，还需要进行应用界面的美观设计，以利用强烈的视觉冲击达到品牌推广的目的。

优秀的移动终端界面设计不仅要方便用户操作，还应该可以使用户在陌生环境及有限时间内较快掌握其使用方法。移动终端的交互设计主要可以分为两方面：人识别手机的过程和手机对人的交流反馈过程。人识别手机的过程就是消化手机界面表达的寓意的过程，是用户采集手机图标、文字、菜单等信息，并加以识别和理解，最后对比所学知识的过程。在人识别手机的时候手机还需要恰当地给人反馈，这种双向性的交互才是真正的以用户为中心的交互设计。手机对人的反馈主要包括目标导向设计和信息反馈两种。目标导向设计是一种针对手机产品存在的问题提供解决方案的设计，而且这种解决方案可以满足用户的需求和目标。目标导向设计揣摩了用户的心理和使用习惯，可以对用户进行下一步操作有所帮助，方便用户在不同操作间直接跳转，减少用户的操作麻烦。

移动终端上的交互设计就是一种新的传递信息的方式，使用户更加自然、更加人性化地交流并接受信息，减少用户再学习的过程，而不是将信息强加于人。作为日常生活中用户信息处理的重要工具。随着多点触摸技术、重力感应等移动终端新技术的发展，移动终端上的交互方式也开始变得多种多样，但是对这些新技术的不合理利用也会在交互过程中出现效率及自然性等问题，随着这些问题暴露得日益明显，移动终端应用设计师们也开始越来越关注移动终端上用户与产品的交互问题。另外，在移动终端上设计具有交互的应用时要考虑移动终端的型号等因素，这无疑会增加交互设计的难度。移动终端的显示区域较小，难以实现多窗口同时运行，所以桌面交互设计中，用户在桌面同时进行多种操作的模式并不可行。鉴于这种限制，桌面上的交互设计模式在移动终端上应用时不得不被精简和压缩，这就需要借助良好的交互设计弥补这一缺陷。目前移动终端上的交互设计正处于发展的早期，在进行交互设计时如果充分考虑到用户的认知特征、视觉交互设计因素以及移动终端的上下文等因素，避免交互设计在移动终端上的易出错、不合理、繁琐等问题，那么交互设计最终将走向更加自然、人性化的方向，做到高效、顺畅的人机交互。

手机等移动终端上输入文本比较繁琐，手机上触摸屏及全键盘的文本输入都不像桌面终端设备的文本输入那样便捷，因此移动终端上的交互设计要尽量避免用户输入不必要的文本信息，而可以代替以选择列表或者是模糊查询的方式。在用户输入部分关键词后，交互设计方式可以给出相应的提示信息，运行用户选择检索目标或从包含目标的列表中进行选择，从而减少输入文本的麻烦。另外，虽然触摸屏的输入方式接近于用户的日常使用习惯，但目前移动终端上手写输入识别的准确性还不尽人意，加之触摸屏手写的反馈时间比较慢，所以移动终端的交互设计不建议使用。手机等移动终端的交互设计有不同于桌面终端的特点，不仅要考虑不同终端型号、不同平台的兼容性问题，还要具有行为交互方式，其不便利的输入方式和复杂的交互路径，决定了只有充分考虑移动终端本身的交互特点，才可以更好地利用已有的交互设计经验，设计出区别于桌面交互方式的移动终端应用。

移动终端上的交互设计可以分为以下几个过程[4]：（1）调查研究及概念定义。交互设计师根据前期调研结果以及用户访谈记录，圈定交互设计要面向的目标人群；同时标识需要并建立需求概念，从而把用户需求和应用需求有机结合起来。（2）迭代设计与执行。根据用户的需求进行移动终端品牌应用的设计，并分阶段地进行迭代评估，以构建应用的交互设计结构；设计完毕后，选择最佳交互设计方案，并完成交互设计的最终呈现。（3）。展示交互设计成果，并利用市场进行整个交互设计的评估。在以上三个交互设计的阶段中，用户应该全程参与交互设计的开发过程。

三、智能家居品牌应用软件

数字信息化技术的发展使移动终端成为日常信息交流的重要平台，基于手机终端的交互设计也成为近期研究的热点；另外，随着智能家居技术及智能监控技术应用的不断成熟，利用手机等移动终端远程控制智能家居也日益流行，并成为一种影响深远的发展趋势[5]。利用移动终端上的智能家居应用软件，用户即使出门在外也可以遥控开启智能家居洗衣机洗衣，或者回家前即可遥控微波炉预热食物，这样的智能家居应用不仅可以有效节约用户的时间，还会给用户带来极大的便利。本文接下来根据智能家居的发展趋势，在移动终端上设计一款智能家居应用软件。

本文在基于Iphone的手机平台上设计了一款针对苹果用户的智能家居应用软件，用户可以利用此智能家居软件完成远程控制洗衣的功能，这款智能家居软件不仅可以远程设定智能洗衣机的运转时间，还能够随时进行洗衣情况监控，用户无需时刻守候在洗衣机旁。使用Iphone的用户大多是智能手机移动终端的高端用户，可以熟悉使用智能手机应用，而且这部分用户一般都使用3G网络，能够随时利用网络远程控制家居设备。分析了此类用户的特点后，选择七位使用Iphone的手机用户，他们都有较高的收入水平，家中都有智能洗衣机。在对这些用户对于智能洗衣机的观点进行了解后，本文将智能洗衣机的概念分解为“智能”、“洗”、“机器”以及“控制”四个主题概念。

明确了用户对智能家居应用软件的概念定义后，借助功能隐喻模型可以找到智能洗衣应用的基本功能元素包括以下几点：智能开关、暂停、调节模式、洗衣进程显示以及扫描；这些功能可以分为显示和操作两类。本文首先对市场上的智能洗衣机具备的功能进行调查，并设计调研问卷，咨询上述七名用户对智能洗衣机功能的重点关注点，将智能家居应用软件的功能设计为扫描衣服数量、选择洗衣模式、显示洗衣进程以及控制洗衣的状态（开始、暂停以及停止）等功能因素。确定了智能家居应用的功能因素后，再利用结构隐喻模型串联所有的功能点，这样可以更好地设计功能因素间的层级关系以及功能按键的排布方式。在对以上用户的使用习惯进行分析后发现，市场上已有的一些智能家居应用软件的交互设计结构可以借鉴，这样能够降低用户学习新应用的成本。用户在使用智能洗衣应用时，一般会经过查看衣物种类、设定洗衣模式、查看洗衣进程等步骤；在智能洗衣应用的界面设计时，由于旋转按钮的动作与用户操作智能洗衣机实体的行为方式相同，所以设定洗衣模式的动作可以借鉴旋转按钮的动作，以符合自然的用户体验原则。

可以设定智能洗衣应用的主题和风格，诸如白色、水珠、科技等等。可以将智能洗衣应用的主界面主题设置为科技模式，并抽取动画中EVA机器人的特征，混合渲染白色及蓝调，充分显示出科技感及智能性，在开启应用程序前预先显示一个机械化自动门，从而给用户一种机械感及自动感。另外，这样的应用设计以机器人为主题，更好地切合了智能家居的主题。

总结

本文从交互设计入手，介绍了基于移动终端的交互设计，调查了市场上的智能洗衣机具备的功能，并设计调研问卷，咨询用户对智能洗衣机功能的重点关注点，然后设计了一种智能家居应用软件。

注释

[1] 薄玉桴：《智能手机应用软件交互设计和设计流程研究》，华东理工大学硕士学位论文，2011。

[2] 李鸿明：《基于手机游戏中的人机界面交互设计及应用研究》，华南理工大学硕士学位论文，2012。

[3] 柳雕貂：《基于可用性的触摸屏手机软硬件界面交互设计研究》，浙江工业大学硕士学位论文，2011。