智能家居系統

張鵬 曹子瑞 覃文權 羅庭輝 陳宣錦 劉長鳳

【摘 要】隨著現代化生活的快速發展，人們對于家居生活的質量要求不斷提高，同時盜竊行為以及住所安全事故發生頻繁，在這樣的形勢下，一款智能的家居系統勢在必行。本文旨在通過設計一款基于物聯網和互聯網交互技術，以及和智能化分析處理與自動化控制技術的系統，為用戶打造便捷、舒適、安全的居家生活體驗。該系統主要包含：智能主機、遙控插座、遙控開關、智能學習型萬能紅外遙控、LED燈管可變亮度控制器、入侵檢測傳感器、可燃氣體泄漏傳感器等一系列控制器、傳感器，以及適用于Windows， Android /ios等不同平臺的客戶端。通過軟硬件技術深度結合，利用GSM無線通信廣域網絡技術、單片機控制技術及無線局域網控制技術，來完成發送短信或者使用客戶端以及遙控器等設備進行無線遠程控制家電系統的操作，同時保證控制信號的穩定性，解決家用電器的信息化孤島問題，形成一個完整的家庭信息網絡的智能家居控制應用平臺。

【關鍵字】智能家居；GSM無線通信廣域網絡技術；物聯網；無線遠程控制

中圖分類號： TN915.02；TU855 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）32-0102-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.32.047

【Abstract】With the rapid development of modern life，people's requirements for the quality of Living have been continuously increased，at the same time，theft and residential safety accidents occur frequently.Under such circumstances， an intelligent home system is imperative.This article aims to create a convenient， comfortable and safe home life experience for users by designing a system based on Internet of things and Internet interaction technology， as well as intelligent analysis，processing and automatic control technology.The system mainly includes：intelligent host， remote socket，remote switch，intelligent learning-type universal infrared remote control，LED light variable brightness controller， intrusion detection sensor，combustible gas leakage sensor and a series of controllers and sensors，as well as clients suitable for Windows，Android /ios and other different platforms.Through in depth combined with hardware and software technology，using the GSM wireless wide area network technology，single-chip microcomputer control technology and the wireless local area network （LAN） control technology，to complete the send text messages or use of the client and the remote control devices such as wireless remote control operation of the system of household appliances，at the same time， solve the problem of household electrical appliances of information island， form a complete family information network application platform of smart home control.

【Key words】Intelligent Home System； GSM； The Internet of things； Wireless remote control

0 引言

國家“十二五”規劃第十章第一節明確指出，“要大力發展新一代信息技術。新一代信息技術產業重點發展新一代移動通信，下一代互聯網，三網融合，物聯網，云計算，集成電路，新型顯示，高端軟件，高端服務器和信息服務”。物聯網在“十二五”規劃中被提升到了一個新的發展高度。而作為物聯網行業中的基礎部分，智能家居必將受到前所未有的重視。在“十二五”發展規劃公布之后，全國28個省也將發展物聯網作為戰略發展目標。物聯網的發展迎來了嶄新的發展機遇。

1 系統功能

智能主機功能：擔當網關和中控的作用，通過不同平臺的APP客戶端控制系統包含的智能設備，將網絡信號轉變為控制信號，實時監控器件安全情況，具有完備的警報系統，精準顯示環境溫度，耗電時間與耗電量等一系列信息，實為智能家居系統首腦。

可燃氣體泄漏傳感器：以精密的傳感技術，通過采樣電路，將探測信號用模擬量或是數字量傳遞給智能主機，智能主機將發出報警信號，有效保障用戶生命和財產安全。

入侵檢測傳感器：采用物理和電子技術自動探測發生在布防監測區域內的侵入行為，采用計算機技術識別是否為置信人員的誤判。警告用戶是否進行報警操作。

智能學習型萬能紅外遙控：通過電器遙控器對準智能學習型萬能紅外遙控，并記憶電器遙控器的每個按下的鍵，并能隨時切換應用器件，起到一物多用的作用，給用戶更方便的體驗。

LED燈管可變亮度控制器：通過智能主機控制LED燈管減少或增加RMS電壓促使平均功率的燈光產生的不同強度的光輸出，帶來更好的節能效果。

2 系統設計與實現

2.1 系統技術概要

2.1.1 紅外遙控

紅外遙控是目前最為廣泛的一種通信和遙控手段。具備編碼器、接收器、解碼器、載波振蕩器、專用的記憶學習芯片以及其他外圍電路組成。用戶僅需要操作簡易按鈕便可實現家居智能化。

2.1.2 催化型可燃氣體傳感器

催化型可燃氣體傳感器是利用難熔金屬鉑絲加熱后的電阻變化來測定可燃氣體濃度。

2.1.3 入侵檢測傳感器

智能家居系統采用基于ZigBee技術的紅外入侵檢測系統的設計方案。該方案利用Microchip公司的射頻芯片MFR24J40，采用主動紅外入侵探測裝置實現了對入侵物體的實時檢測及報警。

2.2 系統特點

2.2.1 安裝便利

本系統對用戶友好，安裝過程比較簡單，客戶購買后無需專業人員即可自己按照說明書動手安裝，并且不會破壞客戶原有的室內裝修，對原有的室內裝修入侵性較低。

2.2.2 擴展性高

由于產品對無線紅外技術、無線網絡技術、軟件系統技術等軟硬技術的深度整和，使得本系統的硬件連接并不局限于客戶現有的家居設備，通過軟件更新等操作，即可直接支持新設備的加入，既減少了連接新設備的成本，也提高了系統的可擴展性。

2.2.3 操作簡單

產品將整個系統的所有設備和子功能集成到一起，并使用APP客戶端提供人機交互友好的操作界面。用戶只需操作手中的APP即可對家中各種設備進行直接操控。

3 結束語

基于互聯網與移動互聯網，為用戶打造便捷、舒適、安全的居家生活。系統包含：智能主機、遙控插座、遙控開關、智能學習型萬能紅外遙控、LED燈管可變亮度控制器、入侵檢測傳感器、可燃氣體泄漏傳感器等一系列控制器、傳感器，以及適用于WINDOWS、ANDROID/IOS等不同平臺的客戶端。用于家庭環境變量的監測及家電動作控制，讓用戶無論身在何處，都能把家帶在身邊。

【參考文獻】

[1]蘆健，彭軍，顏自勇等.自學習型智能紅外遙控器設計[J].國外電子測量技術，2006，25（8）：63-65.

[2]嚴萍，張興敏，柏業超，等.基于物互聯網技術的智能家居系統[J].南京大學 學報（自然科學），2012，48（1）：26-32

[3]郭淵博，楊奎武，趙儉，等.ZigBee技術與應用[M].北京：國防工業出版社，2010：6-10.