淺析基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)及設(shè)計原則

【摘要】本文對基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)及系統(tǒng)設(shè)計原則進行了全面的分析，介紹了智能家居的各個系統(tǒng)，針對智能家居系統(tǒng)的設(shè)計原則給出了參考標(biāo)準(zhǔn)，對工程技術(shù)人員及從事智能家居系統(tǒng)設(shè)計的工程師具有參考價值。

【關(guān)鍵詞】智能家居；物聯(lián)網(wǎng)；設(shè)計

1.引言

智能家居又稱智能住宅，英文為Smart-Home，簡單地說，它是融合了自動化控制系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)于一體的網(wǎng)絡(luò)化智能化的家居控制系統(tǒng)。它以住宅為平臺，通過一個以計算機為依托的家居智能管理系統(tǒng)，將家中的照明、環(huán)境控制、網(wǎng)絡(luò)和家電等各種設(shè)備，通過家庭網(wǎng)絡(luò)連接到一起，從而實現(xiàn)家居安全舒適、信息交互與通信的功能，構(gòu)筑未來生活自動化、人性化的理想生活。

2.智能家居系統(tǒng)介紹

2.1 門禁系統(tǒng)

門禁系統(tǒng)可包括門鎖、可視對講系統(tǒng)、智能門窗鎖控制等。現(xiàn)在門鎖采用指紋鎖，技術(shù)已很成熟了，未來技術(shù)發(fā)展了，可以用更高級的瞳孔鎖。無線多功能智能門窗（窗簾）可視對講系統(tǒng)：免提，可視雙向?qū)χv，可實現(xiàn)監(jiān)視、對講、開鎖、示警等功能。門禁系統(tǒng)與手機互聯(lián)，通過手機可以查看門禁系統(tǒng)的各種狀況，也可控制開關(guān)。

2.2 綜合布線系統(tǒng)

綜合布線系統(tǒng)則是通過一個總管理箱將所有設(shè)備之間連接的各種線如電線、電話線、有線電視線、寬帶網(wǎng)絡(luò)線、音響線等被統(tǒng)一規(guī)劃在一個有序的狀態(tài)下，實現(xiàn)對家用電器及各種設(shè)備的智能控制，統(tǒng)一管理居室內(nèi)的電腦、電話、電視、安防監(jiān)控設(shè)備和其他的網(wǎng)絡(luò)信息家電等，使之功能更強大、使用更方便、維護更容易、更易擴展新用途。

2.3 監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)采用視頻監(jiān)控設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器相連接，用戶即可從世界各地以網(wǎng)頁瀏覽器來實時監(jiān)看影像，其為一臺可獨立運作的網(wǎng)頁服務(wù)器，所以不需專屬的計算機即可運作。在遠(yuǎn)程的用戶只需通過手機或電腦在網(wǎng)頁瀏覽器上鍵入IP地址或網(wǎng)域名，就可實時由遠(yuǎn)程監(jiān)看影像，當(dāng)有事件產(chǎn)生時會主動發(fā)送電子郵件通知用戶（監(jiān)護小孩、老人等）。

2.4 安防系統(tǒng)

專業(yè)的家庭安防裝置，包括感應(yīng)器、警報器、瓦斯偵測器、溫度偵測器、瓦斯切斷器、緊急求救按鈕等。它與監(jiān)控系統(tǒng)相連接，采用無線/有線傳輸方式，能實現(xiàn)防盜防竊、防火防毒、緊急求助、遠(yuǎn)程監(jiān)聽、異地遙控等功能。當(dāng)家中沒有人或晚上睡覺時，安防系統(tǒng)可以防范各種意外，讓你更安心。

2.5 數(shù)字娛樂客廳系統(tǒng)

致力倡導(dǎo)的家庭終極娛樂方式，是把云電視作為家庭的媒體中心、網(wǎng)絡(luò)中心和控制中心，再連接音響設(shè)備、游戲模擬操縱設(shè)備等，客廳的高清數(shù)字云電視作為家庭數(shù)碼產(chǎn)品的顯示中心和視聽中心，利用“云”里海量的音樂資源、影視資源、電視節(jié)目資源、游戲資源、信息資源，就可以足不出戶，得到各種娛樂。

2.6 手機遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

目前，已經(jīng)有一家叫“iControl”的家庭自動化軟件開發(fā)商正在開發(fā)一款適用于蘋果iPhone的軟件，它們的軟件能使iPhone用戶遠(yuǎn)程控制家中的空調(diào)、照明燈等家用電器。

除了以上各系統(tǒng)外，智能化家居生活還包括智能空調(diào)、地暖系統(tǒng)、智能供電系統(tǒng)、智能凈水系統(tǒng)等等。

3.智能家居的設(shè)計原則

3.1 實用性便利性

智能家居最基本的目標(biāo)是為人們提供一個舒適、安全、方便和高效的生活環(huán)境。對智能家居產(chǎn)品來說，要以實用為核心，去掉作擺設(shè)的功能，產(chǎn)品以實用性、易用性和人性化為主。我們認(rèn)為在設(shè)計智能家居系統(tǒng)時，應(yīng)根據(jù)用戶對智能家居功能的需求，整合最實用最基本的功能。在對智能家居的設(shè)計時一定要充分考慮到用戶體驗，注重操作的便利化和直觀性，最好能采用圖形圖像化的控制界面，讓操作所見即所得。

3.2 可靠性

整個建筑的各個智能化子系統(tǒng)應(yīng)能二十四小時運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)的安全性、可靠性和容錯能力必須予以高度重視。對各個子系統(tǒng)，以電源、系統(tǒng)備份等方面采取相應(yīng)的容錯措施，保證系統(tǒng)正常安全使用、質(zhì)量、性能良好，具備應(yīng)付各種復(fù)雜環(huán)境變化的能力。首先對于高要求的對象，家庭中所有可能發(fā)生危險的地方，都需要配置相應(yīng)的探頭，比如廚房要有煤氣探測，入口有門磁，窗口有窗磁或者紅外感應(yīng)，近程周界的防范可以用紅外對射等等。另外可以配置危險發(fā)生時的自動應(yīng)急設(shè)備，比如電磁閥、開窗器等。所有探頭布線設(shè)計上要相對獨立，以免引起誤報警或者報警后無法迅速準(zhǔn)確定位。監(jiān)控部分的設(shè)計要注意保護隱私，攝像頭所攝取范圍，盡量不放在家人頻繁活動的范圍，可在門口、陽臺等可能發(fā)生危險的地方安裝，勿選臥室、衛(wèi)生間等處所。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)性

智能家居系統(tǒng)方案的設(shè)計應(yīng)依照國家和地區(qū)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行，確保系統(tǒng)的擴充性和擴展性，在系統(tǒng)傳輸上采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，保證不同產(chǎn)商之間系統(tǒng)可以兼容與互聯(lián)。系統(tǒng)的前端設(shè)備是多功能的、開放的、可以擴展的設(shè)備。如系統(tǒng)主機、終端與模塊采用標(biāo)準(zhǔn)化接口設(shè)計，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(dāng)需要增加功能時，不必再開挖管網(wǎng)，簡單可靠、方便節(jié)約。設(shè)計選用的系統(tǒng)和產(chǎn)品能夠使本系統(tǒng)與未來不斷發(fā)展的第三方受控設(shè)備進行互通互連。家電控制的設(shè)計過程中，紅外轉(zhuǎn)發(fā)或者紅外學(xué)習(xí)的設(shè)備控制點必須考慮其位置上所實現(xiàn)功能的擴展性，甚至是設(shè)備的替換性，當(dāng)某種設(shè)備無法滿足擴展功能時候，能有其他設(shè)備替換實現(xiàn)。

3.4 方便性

布線安裝是否簡單直接關(guān)系到成本，可擴展性，可維護性的問題，一定要選擇布線簡單的系統(tǒng)，施工時可與小區(qū)寬帶一起布線，簡單、容易；設(shè)備方面容易學(xué)習(xí)掌握、操作和維護簡便。系統(tǒng)在工程安裝調(diào)試中的方便設(shè)計也非常重要。針對這個問題，系統(tǒng)在設(shè)計時，就應(yīng)考慮安裝與維護的方便性，比如系統(tǒng)可以通過Internet遠(yuǎn)程調(diào)試與維護。通過網(wǎng)絡(luò)，不僅使住戶能夠?qū)崿F(xiàn)家庭智能化系統(tǒng)的控制功能，還允許工程人員在遠(yuǎn)程檢查系統(tǒng)的工作狀況，對系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進行診斷。這樣，系統(tǒng)設(shè)置與版本更新可以在異地進行，從而大大方便了系統(tǒng)的應(yīng)用與維護，提高了響應(yīng)速度，降低了維護成本。

3.5 先進性

在滿足用戶現(xiàn)有需求的前提下，設(shè)計時應(yīng)充分考慮各種智能化適應(yīng)技術(shù)迅猛發(fā)展的趨勢，不僅在技術(shù)上保持最先進和適度超前，而且更注重采用最先進的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以適應(yīng)未來技術(shù)發(fā)展的趨勢，以使整個系統(tǒng)可以隨著技術(shù)的發(fā)展和進步，具有更新、擴充和升級的能力。系統(tǒng)設(shè)計遵循開放性原則，軟件、硬件、通信接口、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等符合國際標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)具備良好的兼容性和擴展性。

3.6 多方位合作

智能家居是一個系統(tǒng)工程，設(shè)計應(yīng)該是多方位的合作，包含家居整體在內(nèi)，需要在用戶需求、使用場所、可用性、外觀和工業(yè)設(shè)計等方面進行探討，形成一致意見再進行產(chǎn)品的拓展研發(fā)。要將任務(wù)進行分解，形成團隊合作，各自負(fù)責(zé)自己的任務(wù)，這樣一個團隊密切合作，共同確定產(chǎn)品的整體設(shè)計，系統(tǒng)的完整性。

4.結(jié)束語

衡量一個家庭的智能化系統(tǒng)是否合理，很大程度上市不在于智能化系統(tǒng)的先進性，主要是在于智能化系統(tǒng)的設(shè)計和住宅的基本情況是否合理搭配，做到最小的投入從而得到最大的產(chǎn)出。

參考文獻

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[4]梁國芹.智能家居功能與設(shè)計淺議[J].住宅科技，2011.8.

作者簡介：杜秋來（1979—），男，湖南婁底人，碩士，副教授，研究方向：無線通信及機器人技術(shù)。