基于力控的智能自動化家居系統的設計與實現

王劍穎 劉瑩 沈陽工學院

緒論：近年來，智能樓宇和智能家居這種新型居住主題逐步貼近人們的實際生活，作為城市居民的網絡信息節點，智能樓宇在全球信息化，城市智能化的浪潮中有著重要的作用與影響力。根據產品要求并針對智能家居自動化產品交叉性和實踐性強的特點可以看出，智能化家居虛擬實驗平臺的設計在理論上充分滿足需求。虛擬實驗平臺反映多種學科在家居智能化中的應用，同時在功能方面應涵蓋家居智能化系統的基本系統。

1 需求分析與方案設計

第一種設計方案是利用力控組態軟件作為控制軟件。例如實際控制一些物理端口使之出現不同的效果，來實現智能化生活設計。應用軟件的各個功能表達出一個的真實且大型的智能化家具設計。力控組態軟件作為控制器，沙盤模型作為實物表達出效果來。

第二種方案是利用力控軟件制作人機交互的產品介紹。各個環節的銜接與關鍵點采用人為控制的方法，通過組態的方法充分讓觀眾融入到作品的演示過程中，將整件作品作為虛擬儀器來進行演示。

相比較而言，第一種設計方案工程量大，和虛擬儀器，組態等主題不符，而第二種方案能充分調動觀眾的主觀參與度，對介紹產品起到積極的效果。并且這種方案也符合論文的總體思想，因此決定使用這種方案。

2 主頁面與介紹頁面的設計

主頁面是作為本作品的第一幅畫面展現在觀眾面前，為了給觀眾一種直觀的印象，需要重點考慮的是背景畫面布局，主色調的選擇以及進入各分支頁面的功能按鈕的設計。首先，畫面背景應該是與智能家居相關，可以體現出智能樓宇等產品的圖片，本文使用航拍的黃昏都市樓宇作為背景，設計了兩個功能按鈕，分別連接到“作品介紹”以及“開始演示”兩個界面。主頁面的設計如圖2.1所示。

圖2.1 主頁面設計圖

3 編程原理與功能調試

為了達到人機交互功能演示的效果，對組態系統中的人物、背景和歷史信息記錄進行編程是必要的，完整嚴密的整體思路以及縝密細致的編程思想配合起來才能讓作品表現的更加生動，更高的參與度。其中最為重要的是對人物的編程，需要將其盡量地擬人化，在動作處理與圖形畫風上都需要重點考慮。

智能客廳中的跑步功能是一個重點，需要模擬出戶主的跑步動作，因此需要左右手和左右腳相互配合，下面將詳細介紹如何進行跑步的編程。首先設定一個初值“counter”，然后畫出右腳在前，左腳在后，右手在后，左手在前這個動作，并且把它的線條設定成“counter=1”時顯示這個動作，“counter=0”時隱藏這個動作。之后畫出右腳在后，左腳在前，右手在前，左手在后這個動作，將線條設定成“counter=0”時顯示這個動作，“counter=1”時隱藏這個動作。這樣控制“counter”這個變量每一秒 0、1 變換一次，最終呈現到人們眼前的就是“戶主”在左右擺手并且原地行走。

模塊選擇區是調試的第一個關鍵點。由于選擇模塊區的功能是整體模塊的整合，每一位觀眾選擇的模塊不同，選擇模塊區里負責打開的頁面也不同，同時為了減少系統內存，關閉不必要的后臺運行程序，在必要的時候還會關閉一些模塊的運行，因此在 “頁面選擇”的處理上顯得尤為關鍵。調試步驟如下：

第一步將原文件演示頁面調整到選擇模塊區上。

第二步將其中一個模塊拖拽到右側的合成區。

第三步點擊合成按鈕。

4 總結

本系統是在國產工業控制組態軟件“力控組態軟件”的基礎上開發的一套智能家居的設計。基于組態軟件的智能家居設計是一個綜合生活娛樂，建筑安全等多模塊相組合的智能家居設計。本文主要針對智能家居設計需要的展現產品進行模塊化編程設計，以展品展示為目的設計的一款作品，重點是整個系統的實現主要過程。利用力控組態工具設計并開發了虛擬通話、家庭影院、智能運動、智能醫療、自動滅火和虛擬游戲等。隨著客戶新的需求會對智能家居生活產生巨大的影響，這也使得不可能存在某一種產品就能囊括了最新的技術和用戶所有的功能需求。所以現如今的展示系統不應該做成類似與樣板間一樣具有強大通用性的樣式單一的模式，而是組態軟件的用戶可以跟自己的需要“定制”或者“組態”。