智能家居控制系統設計與實現探究

文仕儒

深圳市求卓科技有限公司 廣東深圳 518000

智能家居是目前家用電器的重要發展方向，為了推動智能家居的發展，就需要對控制系統做出合理的設計。目前，傳統的智能家居控制系統在解決實際使用上還有一定的距離，必須要合理的使用技術，才能夠實現。

1 智能家居控制系統的特點

智能家居系統繼承了家用電器的性能和互聯網技術，通過技術的融合更加符合人們的需求。目前的只能家具技術充分利用了局域網技術，在家庭空間內構件局域網就能夠實現對家用電器的控制，在靈活性和擴展性上都非常高。而且，隨著智能手機的普及，各種只能家具的軟件也已收集應用的形式在手機上出現，這樣就能夠利用手機來控制各種家用電器。而且，只能家居控制系統對用戶的水平要求很低，并沒有太高的學習成本，GUI界面都經過了充分的優化，用戶很快就會學會如何使用，會有很好的操作體驗[1]。傳統的遙控器在對家用電器的控制上比較局限，并不能夠實現一些復雜的功能，通過智能家居系統，依靠綜合性的家居操控技術，也能夠實現家用電器一些復雜的功能。

2 智能家居電氣系統的設計

電氣系統是智能家居的重要組成部分，智能家居在進行信息采集、網絡處理、人機交互和監控的過程中會消耗大量的電力，而電氣系統就是智能家居提供能源支持的。目前，電氣系統需要注意配供電，其次也要做好家居內部的電力系統設計。

隨著智能技術的增強，目前有很多電氣系統都利用了智能技術，這讓電氣系統獲得了非常高的性能。而且，隨著神經網絡技術和專家系統的應用，電氣系統的也有了更高的智能水平，實現了很多復雜的功能，滿足了智能家居的用電需求[2]。而且，由于目前現代建筑內部也有很多復雜的功能，不同家庭對于功能的需求也不同，電氣系統利用智能技術也滿足了很多家庭的需求。

有與現代化建筑對于電氣的有很強的依賴，這就讓電氣系統通常會有很大的復合，所以很多電氣系統在高壓之下就很容易出現故障。為此，一般需要針對電氣系統的實際需要，做好故障的預防工作，以及針對問題做好應急處理的準備。而智能家居系統對于電力的依賴更高，因為家用電器的運行不僅需要電力，還需要有網絡的支撐。所以目前都會使用專家系統，使用計算機來儲存各種解決方案，在需要做出反應時，就會自動尋找合適的處理方法，對家居系統進行優化。

3 智能家居系統設計

3.1 網關的總體設計

網管技術是只能家居技術的核心技術，網關技術的關鍵在于給所有的家居產品以及產品的用戶都提供了一個平臺，把產品和用戶聯系了起來。平臺會感知家居的運行情況，將家居的情況發送給用戶，并且接收用戶的指令，以便能夠控制家居[3]。智能家居的網關會借助互聯網來運行，但是為了保證硬件的安全性，也會充分利用局域網技術，并且采用單一的結構避免因為功能太多影響到安全性。目前，很多智能家居網絡都是使用ZigBee技術的，這個技術的最大優勢是功耗低，能夠在短距離的通訊上有很好的表現。設備的各種數據將會借助ZigBee發送給家居的網關，之后和互聯網相聯的網關就能夠和用戶聯系起來，為智能化創造基礎。

智能家居的網管系統包括軟件和硬件兩部分，硬件系統就是利用電腦來進行控制，目前都有非常成熟的發展。實際使用時，將家用電器的信息上傳至網關系統的電腦上，然后電腦就能夠對家用電器進行控制。但是，這樣的方式卻由于電腦的操作相對復雜，導致很多人使用起來并不方便。為此，目前很多PLC芯片都被用來專門負責對智能家居系統的控制，依靠高度統一化的芯片，能夠更好地發揮效率，而且降低了功耗，在操作上也比較容易，成本也更低。軟件系統的設計包括設計硬件驅動系統、操作系統，并且要注重人機交互上的設計。很多軟件正在朝著專業化的方向發展。

3.2 監控系統設計

對于用戶而言，需要了解系統當中各種電器的情況，這就需要有監控系統來監控這些電器。為了實現對家用電器的事實監控，需要充分利用家用電器自身的傳感器來收集信息，之后還需要對信息進行篩選和分層，之后在傳遞到網絡當中，讓數據能夠在家用電器產品和用戶之間傳遞。人們在獲得信息之后，就能能夠針對周圍情況做出合適的操作。除了可以通過ZigBee來進行信息的傳輸，也可以利用WiFi來實現網絡監控技術，同樣能夠獲得溫度、濕度等方面的信息，這樣就能夠通過互聯網對家用電器進行直接的控制[4]。而利用智能系統，更是能夠儲存用戶在操作上的習慣，實現對家用電器的智能控制，這樣很多時候就能夠進行自動的調節，提高室內的舒適度。

3.3 監控系統的軟硬件設計

目前智能家居普遍基于ZigBee網絡來實現監控的，傳感器是硬件的感知層，網絡網關層包括硬件的嵌入式處理器。監控系統一方面會獲得家用電器的數據，同時也能夠模擬人的五官，這樣采集到的信息對人來說會更加直觀，而且也能夠做出更加智能化的決策，提升生活的智能化水平。監控系統也會有報警的功能，通過對各種參數進行限定，在發現參數差距很大的時候，就會報警，并且及時進行調整。

3.4 人機交互系統

過去進行人機交互都是依賴于鼠標、遙控器和鍵盤，這種方式設計出來的人機交互系統比較復雜，而且也不具備足夠的功能，尤其是缺少人性化是的設計，更導致了人機交互方面十分復雜。所以，目前的人機交互系統都會借助手機來實現，通過多點觸控和圖像識別，能夠讓用戶更好地對家用電器進行控制。

4 結語

家用電器的技術發展，推動了家用電器智能化水平的提升，為此要做好人機交互、網管系統和監控系統的設計，保證用戶能夠方便地了解電器的情況，及時做出操作上的選擇。而且，利用智能技術，也能夠了解用戶的實際需要，這樣就可以對家用電器進行自動的調整，讓室內變得更加舒適。