智能家居方案范文10篇

智能家居方案范文篇1

关键词：场景；智能睡眠；智能家居；系统设计

一、引言

“场景”一词原指电影、戏剧作品中的具体场面，主要由人物活动和背景等构成。罗伯特•斯考伯在《即将到来的场景时代》中主张“场景时代”已经到来。大数据、移动设备等场景技术将万物联系起来，给予用户多方位多维度的即时体验。场景成为了一个新的体验单位。

二、智能家居的场景趋势

智能家居场景用户体验的变化印证了罗伯特•斯考伯的主张。华兴资本认为智能家居已经从以单品为中心的单品智能阶段过渡到了以场景为中心的互联智能阶段。处于智能家居场景中的用户，不仅得到了设备的功能服务，同时还享受着环境、第三方服务各方面的体验。2019年3月，华为智能家居了全场景智慧化战略，认为全球已进入“设备与设备、人与设备、人与信息、人与人”等万物互联的“全连接时代”。华为以“1+8+N”战略，统一智能家居标准，优化产品生态，期望构建良好的场景体验。

三、智能睡眠场景的现状

智能睡眠是智能家居场景中的一种，主要通过实时监测睡眠过程中的心率等各项数据，调节灯光、温度等环境参数，帮助改善睡眠。《2018年互联网网民睡眠白皮书》显示人们越来越愿意为睡眠买单，90后已成为睡眠消费的主力军。本研究通过问卷的方式调研了87位有睡眠问题的90后，总结了以下三点智能睡眠场景现状。1.单一产品的局限性。为了改善睡眠状态，年轻人愿意购买很多智能化产品，然而实际影响睡眠问题多样，光靠单一产品难以真正改善睡眠质量。目前市场上的睡眠产品大多属于注重功能的工具性产品，缺少系统整合的理念。产品间的功能断层导致使用效果大大降低。噪声很大的睡眠类App，大多仅提供检测和反馈作用，缺乏实际的解决方案。2.评测贴与经验贴成为使用产品的重要参考。智能产品的功能越来越多，玩法也变得多样，产品的评测贴在网络上兴起，人们乐于在网上分享自己的产品使用方法与心得。许多大V、栏目应时出现，为大众体验尝试产品。搜索浏览这些评测贴与经验贴成为了人们使用产品的重要参考。3.统一模式和经验的睡眠改善效果不大。不同睡眠习惯人群通往健康睡眠的路径各不相同，这一点在年轻人的身上体现的尤为明显。现有的产品以统一的模式和经验来帮助改善睡眠质量自然达不到效果。单就助眠音乐而言，用户的取向五花八门。白噪音、喜爱的歌手专辑、外语有声书、甚至是大悲咒，都为特定的人群提供着助眠作用。

四、基于场景体验的智能睡眠系统设计

本研究认为要解决智能睡眠场景的现存问题，基于场景的去中心化与中心化相整合的系统构建是改善睡眠体验关键。去中心化是指，去中心化的产品群系统构建。产品组成场景，场景构建系统，使得产品与产品，产品与场景，场景与场景的关系不再割裂。通过场景数据开源，人人都可创造场景、分享场景，为针对性推荐改善方案提供素材。中心化是指以人为中心的产品群互联打造丰富的睡眠体验。重新定义人与智能睡眠产品的交互模式——场景交互。以场景为单位，为用户提供个性化且具有针对性的睡眠体验改善方案。1.产品构建场景。现主流的智能家居系统仍以单品交互为主，而用户得到的是场景体验。场景体验不只是单品功能的简单相加。场景集合了用户所处空间中所有可见或不可见的要素，可分为氛围、智能产品、数据与服务四个方面。其中，产品是智能家居场景的基础。产品营造场景氛围。通过相关氛围产品的联动，为用户提供舒适的居家环境；产品采集并反馈数据。通过智能产品采集数据，将数据传输到云端进行分析处理，再将决策反馈到产品，作用于用户；产品连接服务。服务拓宽了产品的边界，也为场景带来更多可能性。2.用户创造场景。智能产品的功能越来越多，以床头灯为例，飞利浦HUEGO智能床头灯可变化1600万种色彩。智能家居似乎陷入了产品功能迭代的泥潭，而忽略了用户的价值。用户的价值在于使用场景过程中创造的数据。通过用户数据，系统可以更了解用户从而提供个性化的服务。“用户数据+产品数据”组成了“场景数据”，为了方便用户理解，本研究将用户创造的“场景数据”称为“场景卡片”。场景卡片是场景的数据包。场景卡片包含了场景的名称、场景的描述、适用的用户对象、所需的智能设备及参数。场景卡片是智能家居App端的交互单位。通过场景卡片，用户可一键切换场景，还可编辑、创建场景卡片。3.场景开源构建社区。智能产品的繁多功能时常使用户难以下手，社区成了用户交流经验的地方，分享形式通常是视频或文字。用户想要尝试他人经验时需要先筛选符合自己设备现状，然后阅读经验贴，再按照经验贴进行操作，最后得到相应体验。这个过程由于用户理解的偏差或操作的欠缺，可能会使体验打折扣，无法完全复刻他人经验。场景数据开源允许所有用户将自己创建的场景卡片上传到社区，供其他用户下载应用。系统可帮助筛选出符合用户设备的场景卡片。用户通过场景卡片信息、场景创建者的描述及已体验的用户评价，得到场景印象。下载场景卡片可以马上应用到场景中，给予用户即时的体验感受。智能设备的普及，为用户体验提供了保障。通过输入相同的参数，相隔数里但拥有相同设备的用户就可以得到相同的体验。4.系统智能匹配场景。本研究认为，经验贴与统一模式的失效原因是没有做到千人千面。场景数据开源构建的社区为千人千面提供了素材。系统通过为用户匹配曾经拥有相同困扰的用户的改善方案，提升方案的成功率，做到了真正的千人千面。首先采集并分析用户的个人数据，然后通过数据处理分析得到用户睡眠质量不佳的原因标签，接着结合原因标签与个人数据为用户匹配社区中对应的场景卡片，最后用户下载应用场景卡片提升睡眠体验，如图1。个人数据分为用户的基础信息、监测产品所采集的数据与心理测试题所反馈的数据。监测产品采集环境信息与用户睡觉数据。心理测试题可反映产品无法监测到的用户心理状态。每个原因标签都有详细解读，分为标签释义、建议及所需产品。以焦虑为例，标签释义为“焦虑是人们遇到某些事情压力时产生的一种正常的情绪反应。通过平台的专业测试了解到您的失眠很可能和最近的工作压力所引起的焦虑相关。”建议为“通过放松型活动（如养生spa，冥想，瑜伽等）体验以达到缓解与改善的目的。”所需产品为“香薰灯；智能音箱；电饭煲；智能浴缸”。

五、结语

场景时代下，本就复杂的场景涌入了更多设计要素。基于场景体验的智能睡眠系统设计方案不仅带来了丰富的用户体验，更精准地解决了用户痛点，为其他智能家居场景以及智能场景提供了设计参考。

参考文献：

[1]唐强,韩阳.场景设计对电影美术视觉的影响[J].电影文学，2011（12）：155-156.

[2]罗伯特•斯考伯,谢尔•伊斯雷.即将到来的场景时代[M].北京：北京联合出版公司，2014.

智能家居方案范文篇2

关键词：物联网；智能家居；床上用品；行业现状；发展策略

物联网技术是基于互联网诞生的产物，但两者存在一定的差别。与互联网终端服务区相比，互联网具备的传感器和智能硬件是让物联网快速发展的根本。新型智能家居系列产品是基于物联网技术发展得出的具有交互能力、感知能力、处理反馈能力，集环境检测与智能诊断分析于一身的新型家居产品。由于人工智能技术开始介入物联网领域，让物联网中搜集到的数据通过深度学习持续完善技术能力，使得智能家居设备和系统之间互联互通的能力明显提升，智能家居在探索真正“智能”的道路上不断前行，为用户提供便利，使其实现高效能生活。智能家居行业目前进入了蓬勃发展阶段，在众多产业结构中备受关注。我国智能家居行业应用物联网技术经历了较长的探索时期，在大数据时代背景下，大数据技术与大数据信息的使用都是研发产品的必经阶段，智能家居行业也不例外。中国相关企业的技术并未达到发达国家的技术水平，因此中国企业需要学习发达国家的技术，进行差异化布局，形成具有中国特色的智能家居产品，这样才能在市场竞争中独树一帜。随着物联网的飞速发展，智能家居市场也随之扩大，从床上用品、家电产品到服务外包等细分领域都有了突破性地创新。因为市场的刚需性，细分市场存在着巨大的发展空间与商业价值。物联网技术的出现为中国智能家居行业带来了新的机遇，使其在市场竞争中更具优势。在这种情况下，作为家居行业的从业者，需要对目前市场上具有不同购买力和需求的用户进行深入分析和研判。当前智能家居市场上主要提供的产品是传统产品结合物联网传输的信息服务，但由于消费者认知、习惯等因素及消费习惯与购买行为之间存在一定差异，产品的销量并不乐观，少有爆款产品和明星企业的诞生。本文以用户群体分析作为前提，更加准确地进行市场定位，分析目前该细分市场的优劣势，并结合优劣势提出发展策略，以面对不断变化发展的智能家居行业，为企业进一步扩大销售和提高盈利能力做铺垫。

1物联网环境下智能家居床上用品细分定位

目前，智能家居床上用品根据品类可分为智能床、智能床垫、智能枕等。根据产品形态可分为：智能化设备嵌入式产品与一体化服务型产品两大类。智能化设备嵌入式产品是确定设计方案后采用跨平台软件开发框架Qt作为组态软件的开发工具，其优良的跨平台性可以保证模块的可移植性和通用性。嵌入式产品在设计时应考虑到以下几点：第一，需要满足消费者对于智能化家居生活环境的要求；第二，需要对产品功能、性能等进行全面跟踪分析，根据用户需求来确定模块划分范围及所需组件类型及优先级等；第三，还应综合各子系统的特点、技术结构与接口协议，使产品的各个功能协调统一。一体化服务型产品是指通过物联网构建起一个完整体系并与服务型智能产品相融合，拥有独立的操作界面，定制需求端口以满足客户对产品的要求。与此同时，应该充分考虑产品的生命周期，结合用户需求，在满足基本功能要求外尽可能降低成本以获取更多利润，将利润持续投入研发和运营，使企业能够良性运转。

2物联网环境下的智能家居床上用品细分市场优势分析

物联网在智能家居行业中的应用优势在于能够实现人与物之间、物体和环境间全方位的信息交互，使得用户和传统的家居实现信息交互，实现万物互联、人物互动，为用户提供便利。与依赖传统互联网的智能家居相比，物联网技术赋能下的智能家居床上用品具有明显的优点。

2.1通过物联网数据降低维护运营成本

传统智能家居设备在使用过程中，难免会发生故障，如果维修不及时往往会由小问题演变为大问题，为后期维修带来高昂成本。物联网技术赋能下的智能家居设备通过对传感器网络进行优化升级来完成更多种类的数据采集任务，企业可以远程登入设备诊断监控设备运行状态，通过安装在各个元器件上的传感器进行远程故障排查，并运用系统进行远程升级维护。对于损坏的零件，实地安排维修人员排查，在出发前准确配备掌握相关技能的工作人员和需要的零部件及工具，以节省时间避免重复劳动，切实有效地解决问题。

2.2通过耗材订购提高企业收入

以集成香薰功能的智能家居床上用品为例，物联网的香薰系统可以实时监控香薰余量，分析可使用时长，在需更换前在移动端设备(手机、平板等)征得用户同意后进行自动订购，同时将快递信息、更换提醒等信息推送给用户进行提醒。

2.3通过订阅服务为企业寻找新的增长点

传统智能家居床上用品往往在达成成交后，难以持续性获得后期收益。在物联网技术的融入下，设备之间可以互相联动，企业可通过系统端的升级，为设备推送新的功能，使用户持续对设备产生新鲜感，增强设备与用户之间的黏性。与此同时，售卖付费服务功能，如健康分析报告等产品，可以持续性获利。

2.4通过设备的智能互动与消费者达成长期且稳定的亲密关系

通过设备采集的用户数据，智能分析用户喜好与用户保持联系，推荐用户感兴趣的产品和服务，满足消费者追求高品质的生活方式及个性化需求等。加强用户与品牌之间的联动性，从而增加品牌的附加价值。

3物联网环境下的智能家居床上用品细分市场劣势分析

当前，智能家居床上用品细分市场主要存在以下四个方面的劣势：

3.1智能化程度低，高度智能费用昂贵

其高昂售价背后的原因：一方面是技术研发所投入的高额费用；另一方面是零配件采购的供应链条长，从而导致成本价格攀升。目前引领高端产品消费趋势的是极少部分批量定制类或个性化设计的产品，但由于成本因素及受制于企业自身实力等原因很难实现大规模批量生产达到规模效应，同时在某些领域还存在着过度竞争、内耗严重等问题。

3.2标准化程度低

智能家居产品是信息化时代的重要产物，是我国家居产业改革的重要成果。目前，我国智能家居产品的设计标准尚未统一，且没有进行明确的智能家居分类，智能信息化技术仍处于发展阶段，生产供应链不完整。

3.3设备定制化程度不高，教育市场成本高

在物联网技术赋能的智能家居设备仍处在教育市场阶段，定制产品无法在市场上扩大销量。智能家居这一概念未能在消费市场中成为主流，我国消费者对一些智能家居用品，尤其是智能化床上用品这一细分市场仍抱有观望态度。3.4设备上手门槛较高，掌握存在难度传统的智能家居是用户适应设备，但在物联网技术赋能下的智能家居，具有更高的灵活性、可玩性，与此同时也为用户的操作和使用带来了一定难度，很多功能成了摆设，不能物尽其用。

4智能家居床上用品细分市场发展策略

4.1提升智能家居床上用品的智能化程度和性价比

随着人们生活水平的提高，消费者对智能家居的需求度越来越高，“智能化、人性化”已经成为智能家居行业的发展趋势。企业要不断开发新品以应对差异性竞争：与竞争对手进行区别并突出本产品特色的优势，物联网技术为其提供了可能。因此，要想更好地应对市场变化并抓住机遇，需要注重提高自己的系统硬件水平和软件开发能力。

4.2企业共同定义智能家居行业标准，压缩制造成本

在智能家居行业中，大部分公司都期望建立以自己为中心的生态模式，导致行业内没有一套统一的技术标准，出现公司之间技术架构互不相同的问题，单一公司产品往往无法与其他公司产品兼容，设备之间无法实现互联互通，形成四分五裂的现象。如何打破这种现象，就需要企业打破壁垒，共同定义行业标准，实现智能家居产品的标准化。智能家居产品的标准化是指通过统一行业标准，统一设计、采购，从而使整个系统能够正常运行。智能家居行业的标准化包括产品定额标准、部件标准及服务质量规范三个方面：4.2.1产品定额标准智能家居中所涉及的家具必须要有一个统一、具体且具有可重复使用性，能够根据消费者需求进行定制化生产或工艺定型等操作的标准。4.2.2部件标准智能家居中所涉及的设备部件必须要有一个统一、具体、可重复使用、价格较低、实用性强并且能满足不同消费者需求的产品标准。4.2.3服务质量规范服务质量规范主要是指关于智能设备与系统设计方面，以及对于设备维修保养等问题上都需要建立相应的行业规章制度和操作流程。对于硬件软件而言需要对其进行定期升级与更新，而且要做好维护和保养工作。

4.3拓宽产品定制度，服务于不同需求的消费者

当下，智能家居行业不断发展成熟，而且人们对高科技电子产品性能要求越来越高，未来将会有更多的人向着高端领域进军，所以在现阶段也就是发展初期阶段应抓住消费者心理偏好，来分析产品结构设计与目标客户群进行搭配。4.3.1针对儿童和老年人群体对于儿童用品可以提供看护类、教育类等不同功能维度的产品；对于老年人用品则可分为理疗类、康复类、保健类等。当前市场上的智能家居设备尚未能做到真正意义上的智能化，其智能只是在某些单一功能上的升级，但对于整体的操作逻辑仍是混乱不堪，所谓的“智能”带给用户的只是蜻蜓点水式的初体验，往往需要使用一个智能功能，但前期需要投入比使用这一功能更高的成本，使用户在功能的体验感上感觉得不偿失。用户真正需要的智能家居是家庭的所有成员能参与的全自动化，而不是只针对部分人群，将老年人、儿童等真正的刚需群体排除在外。针对这一问题，不单要求企业能够跟进用户、洞察需求，也需要用户与企业沟通，使设备使用中产生的不便利逐步被优化解决，真正实现智能化。企业需要落实和用户之间进行沟通反馈的渠道，真正实现与用户零距离接触，用户的第一想法能够实时传达到企业，管理层能够针对问题快速响应，并将处理方案融入系统端或新型产品中进行升级迭代。4.3.2针对中高端客户群体和中层消费人群这两类消费者对智能家居行业关注度较高，收入水平相对不高且追求时尚与潮流前卫，所以对于这类细分市场需求较大；而针对中等端用户群体则是一种个性化、多元化及定制化的家居生活方式。因此，企业可针对不同人群的不同喜好和需求，设计出针对不同性格偏好消费者群体所需要的智能家居床上用品。

5结语

智能家居方案范文篇3

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

[3]张振川,孙琳琳.基于CEBus的家庭局域网络物理层研究[J].计算机工程与设计,2004(25)2.

[4]娄嘉骏,吴明光.基于消费总线的嵌入式家庭网关的设计[J].浙江大学学报(工学版),2004(38)4.

智能家居方案范文篇4

摘要：简要介绍了电力线通信技术，分析了对利用电力线通信技术实现智能家居网络的载波技术、网络控制技术等组网关键问题，介绍了一种基于LonWorks技术的电力线智能家居网络解决方案。

基于电力线通信技术的智能家居网络系统，利用电力线通信技术通过电源插座完成家庭联网，并为家庭网络提供互联网接入和多媒体音视频业务，通过家庭服务器对接入家庭网络的信息家电、安全系统实行监控和管理。

一、电力线通信技术概述

电力线通信技术(PLC)是把载有信息的高频加载于电流，用电力线传输，通过调制解调器将高频信号从电流中分离出来，传送到计算机或其他信息家电，以实现信息传递的一种通信方式。目前PLC技术已经形成宽带接入型与家庭网络型两种发展模式，家庭网络型是指通过电力线在用户家中组建高速LAN。这种模式的PLC只提供家庭内部联网，即通过家庭的内部的普通电力线，进行组网连接家庭内部局域网。电力线通信技术有以下优点：信息家电可以通过电力线进行通信，无需另外布线，利用电源线实现智能家居网络成本较低；电力网是覆盖范围最广的网络，PLC技术可以轻松地渗透到每个家庭，其应用范围广泛；网络的接入点是电源插座，电源插座随处可见，数目较多且接插方便；不需要拨号，接入电源插座即接入网络；电力线载波通信较容易实现自动抄表、家居监控等功能。利用电力线载波通信技术实现智能家居网络最方便。

二、电力线智能家居网络的关键问题

2.1载波技术1)正交频分多路复用技术。低压电力线载波信道的传输特性的特点是具有时变性，衰减较大，而且各种干扰噪声复杂。为提高电力线网络的传输质量，电力线通信大都采用正交频分多路复用技术(OFDM)进行调制。即将串行数据转化为N个并行数据分配给N个不同的正交子载波，实现并行数据传输。这样既可得到很高的数据传送速率，又能够有效地抑制码间干扰。应用OFDM技术于电力线通信中具有明显的优越性。OFDM频带不仅利用率高，而且抗干扰性强，可以克服电力线上固有的高噪声、多径效应和频率衰减等现象，有效利用现有低压电力线实现高速数字通信。2)扩展频谱调制技术。这一技术的抗干扰和抗多径效应也较强。因此，也有一些厂家采用这种技术开发电力通信产品。扩展频谱调制技术在相对较宽的频带上扩展了信号频谱，降低了信号的功率谱密度，降低了电磁辐射，削弱了对其他通信系统的干扰。而且接收端通过窄带滤波技术提取有用信号，信号的信噪比很高，抗干扰性增强。另外，扩频通信可以实现码分多址。对于1Mbps左右的系统，应用扩频技术就可以完全满足传输容量的要求，且其设备简单，扩频调制方式较为经济。当传输速率要求在10Mbps及以上时，扩频技术实现起来较困难。在10Mbps及以上传输速率宜采用OFDM调制技术。

2.2网络控制技术目前，家庭自动化网络标准有许多种，较为成熟的有X210、CEBus和LonWorks等。1)X210是最早应用于家庭设备自动控制系统的。X210的控制模式为主从控制模式，信息是单向传输的，从控点只能接收主控点发来的信息，不能反馈。X210的系统信息的传输较慢(传送一个指令需时0.883s)，抗干扰性能差，可用节点数为256个，只能用于普通家庭中的简单控制和专项控制。但其价格十分低廉，而且安装使用较方便，如仅组建一个简单的家居智能网络，可以考虑X210技术。2)CEBus是一个较完整的开放系统，美国电子工业协会(EIA)于1992年正式推出，并定为IS260/EIA2600标准。它定义了在几乎所有传送媒体(Medium)中信号的传输标准，并要求控制信号在所有的媒体中都要以相同的传送速度(10Kbps)传送，从而有效地避免信号传输中可能出现的“瓶颈”问题。CEBus的抗干扰能力比X210强，控制功能亦十分丰富。但接口技术比较复杂，价钱较贵，在中国的应用不多见。3)LonWorks是由美国Echelon公司于1990年12月开发成功的全分布式智能控制网络技术。1997年8月，被EIA的集成家庭系统技术委员会定为家庭网络(HomeNetworking)的标准。Lon2Works完全支持OSI的7成协议，具有良好的开放性、互操作性，其网络系统组成以分布控制为控制模式。对于网络家电来说，只需要将已定义的的网络家电之间信息传递的语法和语义标准在应用层实现后，就能够实现不同厂商之间产品的相互兼容。LonWorks的分布式架构使其具有独立性，部分节点的故障不会造成系统瘫痪。LonWorks最基本的部件是同时具有通信与控制功能的神经元芯片，具有很强的通信能力和一定的数据处理能力。其抗干扰能力很强，其可靠度是这三种网络控制技术最高的(约99.8%)，并具有完善的开发系统和工具。LonWorks的分布式架构，每一个控制装置都可以有随插即用的功能，减免了二次拉线造成的成本，并避免了重新布线的不便。LonWorks可扩展性强，在将来对系统升级时，可充分利用原有资源，降低升级的复杂性及成本。上述三类家庭自动化网络技术都是各有其特点，组网时可根据实际情况进行选择。但如果要组建一个统一的、操作性强、功能完善、可靠性高、可扩展性强的家居智能网络，采用LonWorks技术是一个明智的选择。

三、电力线智能家居网络的组成

本文以LonWorks技术为基础，采用电力线载波技术来构建家居智能网络。该网络以分布控制、集中管理为控制模式，其网络系统可依靠网络节点完成自治的控制功能，通信媒体采用电力线。主控节点与家用电脑相连，可控制从节点的功能配置并监控从节点的状况，并且还负责与Internet的通信。通过主控节点可查看电表、水表、煤气表的读数，实现三表的集抄。从节点可接收从电力线传来的控制信息，完成自治的控制功能，同时反馈家电的一些状态信息。从节点由电力线网关、信息家用电器组成。在这个网络系统中，电力网关是一个重要的部件，它用于对网络信息的发送与接收。电力网关由基于LonWorks网络系统的LonTalk网络协议和神经芯片、电力线载波模块和耦合电路组成。公务员之家

智能家居方案范文篇5

关键词：集成;智能;家居产品设计

未来绿色集成式家居产品设计围绕绿色设计的核心“3R”原则，即减少（Reduce）、再循环（Recycle）和再利用（Reuse）三个方面展开，以开发绿色、集成、智能的系统为起点，运用多元化思维，营造人与居室系列产品的双向统一，并对人与环境协调发展进行重新解读。

一、绿色集成式智能家居产品设计实现的客观条件

绿色概念下的家居产品是集约化、智能化、生态化的高技术终端与人群互通这一行为的综合优化。在这一时代背景下，各类学科为实现绿色生活进行了广泛尝试和思维创新，同时也为设计实践提供了多角度的支撑平台。

1.绿色理念成为设计实践的思想基础

20世纪70年代能源危机爆发，有限资源论得到了普遍的认同。20世纪80年代开始，各个设计领域就开始尝试所谓的“简约主义”，形成了多种指导实践的理论体系。生态美学是设计美学一个新的发展阶段，追求一种和谐、有机的美。绿色集成式智能家居产品设计强调自然生态美，推崇质朴、简洁的设计，不提倡人为的刻意雕琢。人类应在遵循生态规律和美的法则的前提下，运用科技手段改造自然，创造人工生态美。这种设计思想带给人们的不是一时的视觉震惊，而是持久的精神愉悦和意境层次的美。

2.绿色能源成果成为设计研究的技术支撑

在设计中实行资源的循环利用，是现代绿色设计的基本特征和手段。全球范围内能源消耗在持续增长，利用无污染与可持续发展的新型能源是现在直至未来的重要命题。未来清洁能源的研究主要在太阳能、风能、核聚变能等领域，这些能源的开发为现代居室产品设计所涉及的新技术、新能源和新工艺的不断拓展，开辟了崭新的应用前景。3.智能化信息技术成为设计实现的保证物联网被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮，其作用是通过传感器和互联网衔接以实现对物体的远程控制与感知。物联网大潮将会把无线射频的智能家居系统设计推到一个史无前例的新高度。物联网技术中，安全监控、背景音乐、家电控制、医疗保健和监护、讯息服务、网络教育等实现智能化的技术都成为绿色集成式智能家居设计的保证。

二、绿色集成式智能家居产品设计的研究方法

绿色集成式智能家居产品是尊崇绿色化设计要求，调节空间特性与个体需求的载体，因此在实际设计中，设计者可以从概念提出、适用方法、实验验证、系统优化四个方面进行研究。

1.概念提出

绿色集成式智能家居产品设计以空间内的具体家居产品为设计核心，加强凸显绿色、集成、智能的特点。设计涉及居室空间组合、分割与配置的布局设想，产品功能的完善与设计寓意传达等方面的一系列内容，最终要求展现可持续发展的理念。

2.适用方法

未来集成式智能家居产品设计秉承绿色设计理念，从材料设计、结构设计、回收设计、节能设计、极简设计、循环设计的角度强化能源转化和可持续发展。在此过程中利用设计的“三化”理论——模块化、标准化、系列化，将绿色设计思想与模块化设计方法结合起来，满足产品的功能属性和环境属性，一方面可以缩短产品研发与制造周期，另一方面可以减少或消除对环境的不利影响，方便对产品的升级、维修和产品废弃后的拆卸、回收处理。

3.实验验证

从概念提出到产品出现的关键环节便是实验验证。现代计算机辅助分析研究、计算机快速成型、3D扫描、3D打印等技术都为设计者提供了设计验证的重要手段。利用这些现代加工检验技术，在产品设计模型阶段或者小批量生产阶段通过功能分析、形式研究、市场采纳等方法，针对智能化、柔性化和集成化的设计模式进行实际推演，在创新中寻求突破，可以推动绿色集成式智能家居产品的高附加值、高情感化、高智能化，增加设计方案转变为产品的可能。

4.系统优化

智能家居方案范文篇6

【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

智能家居方案范文篇7

关键词：蓝牙技术微微网智能家居系统

1概述

伴随着数字化和网络化的进程，智能化浪潮席卷了世界的每一个角落，成为势不可挡的历史大趋势，其中正在兴起的智能家居建设热潮，就是在这种形势下应运而生的。

但是现代家庭中，弱电线缆越来越多，如电话线、有线电视线、宽带网络线、防盗报警信号线等，带来线缆多、乱的麻烦，因此，家庭弱电系统需要进行统一、规范的管理。然而，传统家庭布线方式因为施工不规范、维护和使用方便等因素，已不能适应当前家庭装修的需要，更无法满足未来智能家居生活的更高要求。蓝牙技术的出现，正发解决了这个问题，使智能家居中的无线控制成为可能。

2蓝牙技术

2.1蓝牙简介

蓝牙技术是Ericsson移动通信公司在1994年开始启动的，其目的是实现最高数据传输速率1Mb/s（有效传输速率为721kb/s）、最大传输距离为10m的无线通信。

“蓝牙（Bluetooth）是一个开放性的、短距离无线通信技术标准，也是目前国际上最新的一种公开的无线通信技术规范。它可以在较小的范围内，通过无线连接的方式、安全、低成本、低功耗的网络互联，使得近距离内各种通信设备能够实现无缝资源共享，也可以实现在各种数字设备之间的语音和数据通信。由于蓝牙技术可以方便地嵌入到单一的CMOS芯片中，因此，特别选用于小型的移动通信设备，使设备去掉了连接电缆的不便，通过无线建立通信。

蓝牙技术工作在全球通用的2.4GHzISM频段。从理论上讲，以2.4GHzISM频段运行的技术能使用距30m以内的设备互相连接，但实际上很难达到。现阶段，蓝牙的发射范围可达10m，可以同时实现8台设备的相互联通。当检测到距离小于10m时，接收设备可动态地调节功能；当业务量减小或停止时，蓝牙设备即可进入低功耗工作模式。

2.2蓝牙中的关键技术

2.2.1跳频技术

蓝牙工作的频段是全球通用的2.4GHzISM频段。该频段对所有无线电系统都开放，因此，蓝牙在使用过程中经常会遇到不可预测的干扰源，例如手机、无绳电话、微波炉等。这使得蓝牙系统的传送错误率远远高于实际应用水平，为此，采用跳频技术是避免干扰的一项有效措施。

所谓跳频技术，就是将整个频带分成若干跳频信道（HopChannel）。在一次连接中，蓝牙芯片所控制的收发器按照一定的码序列，不断地从一个信道跳转到另一个信道；而接收方也是按照相同的跳转规律进行通信。这实际上属于一种硬件加密手段，除非第三方掌握了接收双方的切换信道干什么，否则，从理论上计野外法完整获得信息的，而干扰源也是不可能按同样的规律进行干扰的。跳频的瞬时带宽很窄，但通过扩展频谱技术，可以使这个窄带宽被成倍地扩展成宽频带，使被干扰的可能性变得很小，由此就可以保证传送的完整性和系统的稳定性。

2.2.2纠错技术

在蓝牙技术中使用了三种纠错方案：1/3比例前向纠错码（1/3FEC）、2/3比例前向纠错码（2/3FEC）和用于数据的自动请求重发（ARQ）方式。

1/3比例前向纠错码是一种较简单的纠错码方式，属于重复码，实现时对每位信息重复三次。2/3比例前向纠错码是一种（15，10）精简的汉明码表示方法，用于部分分组。

使用ARQ方式，在一个时隙中传送的数据必须在下一个时隙得到确认（或超时）信息。只有数据在接收端通过了报头错误检测和循环冗余检测，被认为无错后，才向发送端反回确认信息；否则，返回一个错误信息。

2.2.3微微网

蓝牙支持点对点和点对多点的通信，其最基本的网络组成是微微网。微微网是通过蓝牙技术连接起来的一种微型网络，由一个主设备（Master）和若干个从设备（Slave）组成，且从设备最多为7台。主设备负责通信协议的动作，而从设备则受控于主设备。一个微微网可以是2台相连的设备，也可以是8台连在一起的设备，所有设备单元均采用同一跳频序列。主从设备的拓扑结构如图1所示。

蓝牙给每个微微网都提供了特定的跳转模式，因此，它允许大量的微微网同时存在。同一区域内，多个微微网互联形成了分散网。不同的微微网信道有不同的主单元，因而存在不同的跳转模式。

2.2.4安全性

蓝牙技术的无线传输特性使它非常容易受到攻击，因此，安全机制在蓝牙技术中显得尤为重要。虽然蓝牙系统所采用的跳频技术已经提供了一定的安全保障，但蓝牙技术仍然需要在应用层和链路层上提供安全措施。该措施将用于对等环境，即蓝牙系统每个单元中设备的匹配和加密规则都将以同样的方法实现。在链路层，蓝牙的使用四个参数来保证系统的安全性：每个用户唯一的48位地址、用户的128位验证密钥、用户的8～128位加密密钥、设备产生的一个128位随机数RAND。

蓝牙的低层安全是通过基带和链路管理中的鉴权、匹配和加密完成的。

鉴权基于“竞争-应答”算法，是蓝牙系统中的关键部分，它允许用户为个人的蓝牙设备建立一个信任域。校验器发送一个LMP-au-randPDU分组给请求者，该PDU（协议数据单元）分组含有一个随机数。请求者根据获取的分组计算出应答值，然后将应发回给校验器，验证应答值是否正确。

当两台设备无共用链接字时，则基于个人识别码PIN和随机数创建初始化字Kinit，这一过程为匹配。Kinit字在校验器向请求者发出LMP-in-rand时创建，然后进行鉴权，共计算过程基于Kinit字，而不是链接字。通过鉴权后，链接字即被创建。

加密被用来保护连接中的个人信息，密钥由程序的高层来管理。网络传送协议和应用程序，可以为用户提供一个较强的安全机制，需要注意的是，加密字节全不同于鉴权字。鉴权字具有静态性，而一旦建立加密字，就由运行在蓝牙设备上的具体应用，来决定什么时候和是否需要修改加密字。

3智能家居系统

智能家居的概念起源于美国。它依靠3C技术（ComputerTechnology、CommunicationTechnology和ControlTechnology），并结合信息家电的发展，为用户提供了一种更加安全、舒适、方便、快捷的智能化和信息化生活空间。其内涵就是“在具有个性化的住宅家庭中，将多元网络信息、多样化的自动化控制以及节能环保等功能，整合到一体化的家庭智能信息管理与自动化监控平台上”。

智能家居是将家庭中各种与信息相关的通信设备、家用电器和家庭保安装置，通过家庭总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。这些功能都是通过家庭控制器来实现的。家庭控制器具有家庭总线系统，通过家庭总线系统提供各种服务功能，能和住宅以外的外部世界相连接。所以说，家庭控制器是智能住宅的核心。

智能家居中的信息传输介质，可以分为电话线、电源线、双绞线、电缆和无线技术，其中无线方式是目前最热门的发展方向。

4蓝牙技术在智能家居系统中的应用

正是由于蓝牙技术的低成本、低功耗、高速率、高可靠性和兼容性等特点，使得基于蓝牙技术的智能家居系统能为人们所接受。

（1）家庭环境控制

智能家居的一个重要功能就是对居住环境的控制，即自动或远程控制家庭的温度、湿度、光照、空气质量和热水器等。如今，环境问题已经成为一个直接关系到人们身体健康，乃至生命安全的至关重要的问题，家庭环境也不容忽视。智能家居系统，可以改善人们的生存条件，也可以提高家庭的生活质量。

（2）能源监视与管理

主要是指家庭中的水、电、燃气和供暖的定时开关等。可以自动关灯和关闭电器，节省开支；家中没有人时，可以调节供暖的温度；在电费较低的时段开启电器。

（3）家庭流量计费

目前，大多数远传计量系统采用如下方式：在各个房间内的远传表，通过专用的布线系统连接至各个节点流量控制器，再汇总到物业管理中心进行上位管理。在智能家居系统中如果采用了蓝牙技术，就会出现新的三表远传流量计费系统的局面。

通过在支持蓝牙的微芯片中置入相应程序，并置入流量表中，可以去掉流量表与节点控制器之间的连线，使每个计量末端采用无线方式，降低系统由于线路损坏而带来的系统故障，提高了系统的可靠性。

（4）安防系统

智能家居的基本目标为人们提供一个舒适、安全、方便和高效率的生活环境。这就需要一个安全的家庭体系，其中既包括人身和家庭财产的安全，也包括家庭设备的安全。为了实现这种安全体系，需要配备相关的防卫措施，例如电子门禁、对讲系统、电子防盗系统、玻璃破检测报警系统、室内跑水检测与报警系统、室内有毒/害气体的检测等。

报警控制器连接至社警铃、报警指示灯、电话、若报警，可按预先设置的若干个电话号码，自动拔通进行报警，并报出家中具体是哪个系统报警了。

目前在我国，安防系统是一般智能家居的主要控制内容。

智能家居方案范文篇8

伴随着数字化和网络化的进程，智能化浪潮席卷了世界的每一个角落，成为势不可挡的历史大趋势，其中正在兴起的智能家居建设热潮，就是在这种形势下应运而生的。

但是现代家庭中，弱电线缆越来越多，如电话线、有线电视线、宽带网络线、防盗报警信号线等，带来线缆多、乱的麻烦，因此，家庭弱电系统需要进行统一、规范的管理。然而，传统家庭布线方式因为施工不规范、维护和使用方便等因素，已不能适应当前家庭装修的需要，更无法满足未来智能家居生活的更高要求。蓝牙技术的出现，正发解决了这个问题，使智能家居中的无线控制成为可能。

2蓝牙技术

2.1蓝牙简介

蓝牙技术是Ericsson移动通信公司在1994年开始启动的，其目的是实现最高数据传输速率1Mb/s（有效传输速率为721kb/s）、最大传输距离为10m的无线通信。

“蓝牙（Bluetooth）是一个开放性的、短距离无线通信技术标准，也是目前国际上最新的一种公开的无线通信技术规范。它可以在较小的范围内，通过无线连接的方式、安全、低成本、低功耗的网络互联，使得近距离内各种通信设备能够实现无缝资源共享，也可以实现在各种数字设备之间的语音和数据通信。由于蓝牙技术可以方便地嵌入到单一的CMOS芯片中，因此，特别选用于小型的移动通信设备，使设备去掉了连接电缆的不便，通过无线建立通信。

蓝牙技术工作在全球通用的2.4GHzISM频段。从理论上讲，以2.4GHzISM频段运行的技术能使用距30m以内的设备互相连接，但实际上很难达到。现阶段，蓝牙的发射范围可达10m，可以同时实现8台设备的相互联通。当检测到距离小于10m时，接收设备可动态地调节功能；当业务量减小或停止时，蓝牙设备即可进入低功耗工作模式。

2.2蓝牙中的关键技术

2.2.1跳频技术

蓝牙工作的频段是全球通用的2.4GHzISM频段。该频段对所有无线电系统都开放，因此，蓝牙在使用过程中经常会遇到不可预测的干扰源，例如手机、无绳电话、微波炉等。这使得蓝牙系统的传送错误率远远高于实际应用水平，为此，采用跳频技术是避免干扰的一项有效措施。

所谓跳频技术，就是将整个频带分成若干跳频信道（HopChannel）。在一次连接中，蓝牙芯片所控制的收发器按照一定的码序列，不断地从一个信道跳转到另一个信道；而接收方也是按照相同的跳转规律进行通信。这实际上属于一种硬件加密手段，除非第三方掌握了接收双方的切换信道干什么，否则，从理论上计野外法完整获得信息的，而干扰源也是不可能按同样的规律进行干扰的。跳频的瞬时带宽很窄，但通过扩展频谱技术，可以使这个窄带宽被成倍地扩展成宽频带，使被干扰的可能性变得很小，由此就可以保证传送的完整性和系统的稳定性。

2.2.2纠错技术

在蓝牙技术中使用了三种纠错方案：1/3比例前向纠错码（1/3FEC）、2/3比例前向纠错码（2/3FEC）和用于数据的自动请求重发（ARQ）方式。

1/3比例前向纠错码是一种较简单的纠错码方式，属于重复码，实现时对每位信息重复三次。2/3比例前向纠错码是一种（15，10）精简的汉明码表示方法，用于部分分组。

使用ARQ方式，在一个时隙中传送的数据必须在下一个时隙得到确认（或超时）信息。只有数据在接收端通过了报头错误检测和循环冗余检测，被认为无错后，才向发送端反回确认信息；否则，返回一个错误信息。

2.2.3微微网

蓝牙支持点对点和点对多点的通信，其最基本的网络组成是微微网。微微网是通过蓝牙技术连接起来的一种微型网络，由一个主设备（Master）和若干个从设备（Slave）组成，且从设备最多为7台。主设备负责通信协议的动作，而从设备则受控于主设备。一个微微网可以是2台相连的设备，也可以是8台连在一起的设备，所有设备单元均采用同一跳频序列。主从设备的拓扑结构如图1所示。

蓝牙给每个微微网都提供了特定的跳转模式，因此，它允许大量的微微网同时存在。同一区域内，多个微微网互联形成了分散网。不同的微微网信道有不同的主单元，因而存在不同的跳转模式。

2.2.4安全性

蓝牙技术的无线传输特性使它非常容易受到攻击，因此，安全机制在蓝牙技术中显得尤为重要。虽然蓝牙系统所采用的跳频技术已经提供了一定的安全保障，但蓝牙技术仍然需要在应用层和链路层上提供安全措施。该措施将用于对等环境，即蓝牙系统每个单元中设备的匹配和加密规则都将以同样的方法实现。在链路层，蓝牙的使用四个参数来保证系统的安全性：每个用户唯一的48位地址、用户的128位验证密钥、用户的8～128位加密密钥、设备产生的一个128位随机数RAND。

蓝牙的低层安全是通过基带和链路管理中的鉴权、匹配和加密完成的。

鉴权基于“竞争-应答”算法，是蓝牙系统中的关键部分，它允许用户为个人的蓝牙设备建立一个信任域。校验器发送一个LMP-au-randPDU分组给请求者，该PDU（协议数据单元）分组含有一个随机数。请求者根据获取的分组计算出应答值，然后将应发回给校验器，验证应答值是否正确。

当两台设备无共用链接字时，则基于个人识别码PIN和随机数创建初始化字Kinit，这一过程为匹配。Kinit字在校验器向请求者发出LMP-in-rand时创建，然后进行鉴权，共计算过程基于Kinit字，而不是链接字。通过鉴权后，链接字即被创建。

加密被用来保护连接中的个人信息，密钥由程序的高层来管理。网络传送协议和应用程序，可以为用户提供一个较强的安全机制，需要注意的是，加密字节全不同于鉴权字。鉴权字具有静态性，而一旦建立加密字，就由运行在蓝牙设备上的具体应用，来决定什么时候和是否需要修改加密字。

3智能家居系统

智能家居的概念起源于美国。它依靠3C技术（ComputerTechnology、Communicati

onTechnology和ControlTechnology），并结合信息家电的发展，为用户提供了一种更加安全、舒适、方便、快捷的智能化和信息化生活空间。其内涵就是“在具有个性化的住宅家庭中，将多元网络信息、多样化的自动化控制以及节能环保等功能，整合到一体化的家庭智能信息管理与自动化监控平台上”。

智能家居是将家庭中各种与信息相关的通信设备、家用电器和家庭保安装置，通过家庭总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。这些功能都是通过家庭控制器来实现的。家庭控制器具有家庭总线系统，通过家庭总线系统提供各种服务功能，能和住宅以外的外部世界相连接。所以说，家庭控制器是智能住宅的核心。

智能家居中的信息传输介质，可以分为电话线、电源线、双绞线、电缆和无线技术，其中无线方式是目前最热门的发展方向。

4蓝牙技术在智能家居系统中的应用

正是由于蓝牙技术的低成本、低功耗、高速率、高可靠性和兼容性等特点，使得基于蓝牙技术的智能家居系统能为人们所接受。

（1）家庭环境控制

智能家居的一个重要功能就是对居住环境的控制，即自动或远程控制家庭的温度、湿度、光照、空气质量和热水器等。如今，环境问题已经成为一个直接关系到人们身体健康，乃至生命安全的至关重要的问题，家庭环境也不容忽视。智能家居系统，可以改善人们的生存条件，也可以提高家庭的生活质量。

（2）能源监视与管理

主要是指家庭中的水、电、燃气和供暖的定时开关等。可以自动关灯和关闭电器，节省开支；家中没有人时，可以调节供暖的温度；在电费较低的时段开启电器。

（3）家庭流量计费

目前，大多数远传计量系统采用如下方式：在各个房间内的远传表，通过专用的布线系统连接至各个节点流量控制器，再汇总到物业管理中心进行上位管理。在智能家居系统中如果采用了蓝牙技术，就会出现新的三表远传流量计费系统的局面。

通过在支持蓝牙的微芯片中置入相应程序，并置入流量表中，可以去掉流量表与节点控制器之间的连线，使每个计量末端采用无线方式，降低系统由于线路损坏而带来的系统故障，提高了系统的可靠性。

（4）安防系统

智能家居的基本目标为人们提供一个舒适、安全、方便和高效率的生活环境。这就需要一个安全的家庭体系，其中既包括人身和家庭财产的安全，也包括家庭设备的安全。为了实现这种安全体系，需要配备相关的防卫措施，例如电子门禁、对讲系统、电子防盗系统、玻璃破检测报警系统、室内跑水检测与报警系统、室内有毒/害气体的检测等。

报警控制器连接至社警铃、报警指示灯、电话、若报警，可按预先设置的若干个电话号码，自动拔通进行报警，并报出家中具体是哪个系统报警了。

目前在我国，安防系统是一般智能家居的主要控制内容。

智能家居方案范文篇9

关键词：煤炭；智能环保设备；物联网

1散煤治理与煤炭清洁高效利用分析

随着污染日益严重，2017年第十二届全国人大五次会议，总理在《政府工作报告》中明确指出：坚决打好蓝天保卫战，加快解决燃煤污染问题，全面实施散煤综合治理，推进北方地区冬季清洁取暖。2017年8月18日印发的《京津冀及周边地区2017-2018年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》，也对区域煤炭消费减量、散煤综合治理提出了具体目标。毋庸置疑，散煤治理是解决北方冬春季节雾霾天气的关键，也是践行五大发展理念对于环境保护与民生改善的重要环节。目前，散煤总量约占煤炭消费总量的20%左右，因此治理散煤同时也是控制煤炭消费总量的重要途径之一。2017年9月16日举办的中国能源研究会2017年会上，多位院士表示，煤炭为经济社会发展作出很大贡献，但也给生态环境带来巨大压力。在“减煤”同时迫切需要加大煤炭清洁高效利用，最大程度降低排放和污染。会议院士一致认为，煤炭要革命，要实现煤炭的清洁、高效、可持续利用。据中国工程院院士谢克昌分析，煤炭只要能清洁高效利用，就是清洁能源，中国的能源革命在2020年以前需要经历以煤炭的清洁高效可持续开发利用为主的结构优化期。数据显示，煤炭占我国已探明化石能源资源储量的97%。“煤炭是功臣，将来也要作很大贡献。”中国工程院院士杜祥琬在发言中说，要加大散烧煤规划治理。中国工程院院士彭苏萍认为，当前风能、太阳能加速发展，但主要位于西北部且属于间歇式能源，仍要以煤作为主要调峰主体。我国《能源发展“十三五”规划》将煤炭消费总量控制在41亿t，中国煤炭及附属品消费市场依旧十分巨大。由国务院发展研究中心资源与环境政策研究所等多部门组成的散煤治理调研专家组的《2017中国散煤治理调研报告》指出，目前我国散煤消费量约7.5亿t，其中民用生活燃煤约2.34亿t，占市场消费份额巨大。据统计，我国民用生活燃煤约为2.34亿t，其中农村地区（包括城郊村和城中村）约为2.2亿t，主要用于北方冬季采暖和炊事，而冬季采暖占到约2亿t达90%左右，是散煤总量的31.2%左右。因此，抓好北方农村地区采暖能源的清洁高效利用和散煤的清洁减量替代，是治理散煤的重中之重。必须明确的是除从源头控制外，在消费端对燃烧方式、过程控制等环节实现清洁高效利用，既能为消费者提供高效能源，又能实现洁净环保。

2全面小康与农村问题的状况

2020年我国将全面建成小康社会，散煤治理是实现能源革命和农村小康的重要抓手和契机。因此，散煤治理不仅仅是针对散煤的革命，国家会在政策和技术等方面对农村地区有更多的关注与支持，让农村居民享受与城镇居民同等的能源供给和社会化服务。正如中国工程院院士、原副院长杜祥琬先生所说“散煤替代不是只盯着散烧煤替代，而是要着眼于农村革命、农业的现代化。”

3物联网下智能家居的发展状况

前瞻产业研究院日前的《中国智能家居设备行业市场前瞻与投资策略规划报告》数据显示，2016年，我国智能家居市场规模达605.7亿元，同比增长率50.15%。据中商产业研究院数据：2015年，中国智能家居市场规模达到431亿元，同比增长41.78%。通过分析2015年中国各品类智能硬件产品的销售占比情况，智能家居类产品的销售占比明显要高于其他几个品类，占比为36.6%。随着物联网、大数据、移动设备普及，全新的交互技术给家居智能化带来爆发点。来自皮尤研究中心最新的数据显示，在2025年左右，物联网技术将无处不在，很难再找到没有连接互联网的设备，哪怕是一个最普通的水壶。即便是今天，我们已经可以通过手机来操控电灯、空调甚至是汽车，物联网正在以多样化的形式侵入我们的生活。信息通讯产业已从过去的PC时代、Mobile时代，走向IoT（物联网）时代，将带来更多应用与创新发展。智能家居（SmartHome）在网络传输带宽提升、硬件价格下降、云端应用模式快速普及以及巨量分析能力提升等因素驱动下，带动领导业者积极投入。预计未来几年内智能家居将迎来爆发，到2018年，智能家居市场规模将达1396亿元。在2020年前，中国有望成为亚洲最大的智能家居市场。预计到2021年，中国智能家居行业市场规模将突破2900亿元。归纳智能家居应用型态，主要核心为自动化与控制，另外拥有四大应用，包括：娱乐、安全、健康、节能。针对不同区域的生活习性，特有的农村智能家居会备受欢迎。农村物联网智能家居业发展潜力大，但目前农村智能家居普及程度低，市场多数处于未开发状态。因此农村生活必需品类的智能家居市场巨大。4环保装备制造业发展前景中华人民共和国工业与信息化部门以贯彻党中央与国务院的生态文明建设和实施创造强国的策略为目标，进一步提高标准体系，增强发展与融汇，实施和完善支持产业升级的各种政策方式，提高产业升级的内在动力与市场主要部分的活力，以此实现全产业转变经济发展方式，全方位提高高端环保设备的足够供给，成为环保可持续发展的一个有力支撑。意见说明环保设备的行业即将有一个发展机会，产业价值即将到达一万个亿，环保设备制造产业快速发展，发展方式也进行创新，服务的范围也一直扩大，技术水平也逐渐提高，甚至有部分的水平与国际接轨，处于领先地位，2016年产业值已经到达6200亿元，比2011年提升了一倍。绿色发展观念逐渐为大众接受，因此工业的绿色转变方式的速度也加快了，为环保设备产业的发展带来了极大的市场需求，

同时也提高了要求。但是，环保设备产业的创新能力还不够，并且产品低端质量相等的竞争惨烈，高端技术设备的使用推广存在受阻等问题依然存在[1]。为推动实施（中国制造）和（“十三五”国家战略性新兴产业发展规划），全方位实行绿色制造，提高环保设备的产业水平，推动环保行业继续良好发展，实行充分供给，预计到2020年，产业创新发展能力显著提升，核心技术获得新的进展，创新驱动的产业发展体系初步形成。高端环保技术设备的充分供给能力明显提升，市场占比大量提高。重要技术设备大体达到国际尖端水平，国际竞争力显著提升。行业结构持续升级，每个核心领域引导一系列带有模范作用的企业，打造十家百亿模范领头企业，创建千家“专精特新”中小企业，变成无数个带动效应高、特点独特的行业群。激励环保设备创造业发展国家提高财政金融方面的扶持力，尽可能有环保创造、工业转变、节约能源、提高技术等渠道，充分发挥节能减排环保设备所得税的专门优惠与首套核心技术设备保险弥补制度，支持高端环保技术设备行业的示范和推广使用。激励社会资本以市场为中心建立产业金，对其制造业进行投资。但环保设备制造业最核心的领域是制造大气污染防治的设备与提高资源利用率的装备。

参考文献

智能家居方案范文篇10

关键词:物联网;智能家居;传感器;云平台;智能控制

近年来,随着互联网和电子科学技术的迅猛发展,一种新型的网络———物联网应运而生。随着我国物联网的快速普及和发展,物联网迅速被人们所广泛接受并快速融入人们的生活和日常生产中。物联网通过物品上的嵌入式设备采集、处理并发送周围的环境数据,从而实现人与物、物与物之间的信息交流和数据交换。因此,物联网形成了一个巨大的万物互联网络。尤其在智能家居方面应用极为广泛,将物联网技术应用于智能家居的目的是将家庭中的电器和生活设施连接起来,实现视频监控、智慧安防、智能照明、智能电器控制、智能门窗控制等功能[1]。用户可以通过计算机、便携式移动设备等实时对家庭灯光、窗帘、电器等进行远程控制。物联网技术的应用将为人们提供更加便捷的家居生活体验[2],使人们的美好生活更加舒适、智能。

1系统总体设计

本设计的系统由传感层、网络层和应用层组成,其结构示意图如图1所示。其中:传感层以ESP8266模块为核心形成控制节点,其上装有监控室内的环境传感器;网络层使用家庭路由器组网并使用MQTT协议通信;应用层以阿里云物联网平台作为整个系统的服务器,由移动端开发的应用服务程序能跨平台展示和控制系统信息[3]。系统的工作流程如下:控制节点通过各种家用传感器采集数据,经家用路由器传输到消息队列遥测传输(MessageQueuingTelemetryTransport,MQTT)服务器;MQTT服务器将数据整理后发送到移动应用端;移动端将控制指令经服务器转发给控制节点,进而实现用户随时随地对家居设备进行监控。

2系统硬件设计

2.1控制节点结构设计

系统的控制节点主要包括ESP8266模块、输入输出接口、供电电源三大部分。ESP8266是一个无线传输模块,以低成本提供最大的实用性。输入输出部分主要包括DHT11温湿度传感器模块、继电器模块和OLED显示屏模块。供电部分采用UPS供电,使用锂电池和USB接口以保证节点一直运行。控制节点硬件结构图如图2所示。

2.2控制节点原理图设计

控制节点的核心是ESP8266模块。它是一个完整且自成体系的WiFi解决方案,能够独立运行,具有单独的编程功能,不依靠单片机,可直接将程序写入模块内,因而整体质量轻巧,携带方便。同时内置高速缓冲存储器以利于提高系统性能,并减少内存需求,具有最高160MHz主频,使用UART0串口作为下载程序接口。控制节点将外设资源对应的IO引出,包括4路IO控制输出:温湿度传感器、人体传感器、电源电压、OLED的I2C接口。ESP8266原理图如图3所示。ESP8266模块使用3.3V供电电源,通过TP4056芯片给锂电池充电。在USB掉电情况下,系统可切换实行锂电池供电。锂电池通过AMA1117-3.3稳定地输出3.3V电压,确保系统持续工作。

3系统软件设计

3.1服务器软件设计

服务器采用MQTT服务器,其作用是接收控制节点和应用端的数据,将这些数据流汇总并进行可视化显示和操作,以保证智能家居系统传感网正常工作和方便用户登录服务器查看所连接的设备并进行管理。MQTT是一种基于/订阅范式的“轻量级”消息协议,其最大优点在于可以用极少的代码和有限的带宽为连接到的远程设备提供实时可靠的消息服务。作为一种低开销、低带宽占用的即时通信协议,MQTT在物联网、小型设备、移动应用等方面得到了广泛应用。MQTT协议有3种身份:者(Publish)、(Broker)和订阅者(Subscribe)。如图4所示,在本系统中,消息的者和订阅者是各控制节点,消息是云控制台,消息的者同时也可以是消息的订阅者。

3.2控制节点软件设计

控制节点首先进行服务器连接,ESP8266上电后,初始化UART、I2C等外设,从EPROM中读取要连接的WiFi账号和密码并进行WiFi联网,连接完成后创建MQTT客户端,连接MQTT服务器,并开始订阅和与其连接的传感器相关的主题和消息。若连接WiFi未成功,则进入SmartConfig模式,等待用户使用SmartConfig配网,从而重新连接WiFi[4]。其运行流程图如图5所示。控制节点连接MQTT服务器,将节点的传感器数据和继电器状态信息打包成JSON数据包,并向服务器发送该数据包,同时更新OLED显示屏显示相应的传感器数据。当服务器发现某个节点订阅的主题有数据变化时,会将数据包发送给该节点,经过解析后,执行相应的指令,并更新OLED屏显示的图标和文字信息,完成服务器与节点之间的消息通信,实现服务器与节点之间的控制与数据处理。MQTT数据发送接收流程图如图6所示。

3.3移动应用端软件设计

移动端应用使用Android开发,可以实现实时远程监控室内环境数据。界面有显示温湿度、人体数据的文本框,自动或手动单选按钮和继电器的控制开关按钮。移动端连接服务器后,订阅消息并收到订阅的消息;解析JSON数据包,将温湿度、人体信息显示在相应的文本框内,并更新继电器相应控制按钮的状态。移动端默认控制模式是自动模式。在此模式下，用户不能对按钮进行控制,当切换到手动模式后,点击继电器控制按钮,移动端将向服务器发送控制指令,在控制的同时,也会发送按钮状态更新指令,服务器接收到指令后,将会更新界面上的按钮显示状态,以达到硬件的实际工作状态与控制界面显示一致的效果,从而对相应设备进行远程控制[5]。移动端设计流程图如图7所示。

4系统调试

4.1系统控制节点调试

如图8所示,ESP8266模块作为控制节点的“大脑”位于右下角,上方使用继电器控制家居设备,左边OLED屏显示环境状态信息,再向左为温湿度传感器,最左边是3.3V稳压模块。其中,ESP8266模块的IO0和IO1管脚为传感器输入的AD值。另外,在上位机(移动端)上显示了温湿度信息、本地实时天气信息及时间信息。控制节点连接到阿里云MQTT服务器上,把节点的状态信息上传到服务器,同时指示灯由闪烁变为常亮。

4.2系统服务器调试

MQTT服务器还能通过后台管理界面对连入的节点、设备的数据进行整理和展示。图9显示的客户端分别有3个控制节点和1个移动设备成功接入,之后可以进行数据统计和分析。

4.3系统移动应用端调试

如图10所示,移动设备作为MQTT客户端连接到MQTT服务器上,选择要订阅系统中其他设备和节点(图中名为“智能家居”的设备),即可获取其监测到的数据。如图11所示,该页面成功地获取并显示控制节点温湿度的数值和人体传感器的状态数据。上面两个状态按钮可以控制位于控制节点上的继电器的开关状态。

5结语

初步的调试运行结果表明:本设计的基于物联网的智能装置能够较好地完成对家居设备的控制任务,其所要实现的功能是可行的。后期,设计者们还将针对其他家居的智能化处理、智能化故障诊断以及检测精度的提升等进行更为深入的研究。

参考文献:

[1]王飞.物联网技术在智能家居系统中的应用分析[J].信息通信,2018(1):148-150.

[2]钱烺,罗小娟,宋璐璐,等.基于物联网的智能家居安防监控系统设计[J].物联网技术,2021,11(3):28-30.

[3]吴思楠,基于物联网的智能家居控制系统设计与实现[D].扬州:扬州大学,2016.

[4]毛浩龙,艾红.基于ESP32的智能家居项目设计与实现[J].工业仪表与自动化装置,2021(2):126-130.