基于物聯(lián)網(wǎng)下的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)

田質(zhì)云

摘? ?要：目前，在我國(guó)進(jìn)入信息化時(shí)代背景下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展也取得了十分明顯的進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所衍生的智能家居系統(tǒng)也得到了一定程度的完善和改進(jìn)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，使智能家居系統(tǒng)可以有效地將控制信息發(fā)送到控制終端，再由相關(guān)的系統(tǒng)借助物聯(lián)網(wǎng)來(lái)對(duì)家居器件發(fā)出具體的控制指令，而且可以將處理信息傳遞給相關(guān)的控制人員。文章主要針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)下的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，介紹了智能家居系統(tǒng)控制原理以及其軟件的設(shè)計(jì)，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員起到參考作用。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);智能家居系統(tǒng);設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的生活水平也得到了顯著提高。而基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)改善了傳統(tǒng)智能家居系統(tǒng)控制距離長(zhǎng)、效率低、控制方式單一等缺點(diǎn)，將設(shè)備的檢測(cè)、控制與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行有效的結(jié)合，從而為人們的生活提供了更多的便利，也提高了人們的生活質(zhì)量。

1? ? 系統(tǒng)的主要控制原理

智能家居系統(tǒng)具體由3個(gè)部分組成，分別是家庭環(huán)境感知層、信息網(wǎng)絡(luò)層以及信息處理應(yīng)用層。家庭環(huán)境感知層是由各種探測(cè)軟件構(gòu)成的，其主要包括門(mén)磁開(kāi)關(guān)、火災(zāi)探測(cè)器等，使用軟件的功率相對(duì)較低。除此之外，一些家用的監(jiān)控?cái)z像頭也同樣在家庭環(huán)境感知層的原件范圍內(nèi)。信息網(wǎng)絡(luò)層主要包括兩部分內(nèi)容，分別是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)。在智能家居系統(tǒng)中，相關(guān)探測(cè)器的數(shù)據(jù)主要通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳遞到主機(jī)中，之后再進(jìn)行處理，并通過(guò)有線網(wǎng)將數(shù)據(jù)信息傳遞到控制終端當(dāng)中。除了探測(cè)器，家電設(shè)備還可以通過(guò)無(wú)線遙控來(lái)進(jìn)行控制。有線網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)以太網(wǎng)和應(yīng)用電力載波技術(shù)的系統(tǒng)，借助總線來(lái)使電力載波智能開(kāi)關(guān)和家電設(shè)備完成串聯(lián)過(guò)程，從而形成完整的控制網(wǎng)絡(luò)。信息處理應(yīng)用層是指智能家居系統(tǒng)的主機(jī)，其和中轉(zhuǎn)站類(lèi)似，而且還具有一定的處理功能，能夠準(zhǔn)確地判斷家庭環(huán)境感知層的原件數(shù)據(jù)，并及時(shí)發(fā)出警報(bào)，或者是將相關(guān)信息傳遞給遠(yuǎn)程控制端，而且還能夠?qū)h(yuǎn)程控制端的相關(guān)控制信息進(jìn)行有效處理，從而完成家電設(shè)備的遠(yuǎn)程控制過(guò)程。智能家居系統(tǒng)的主機(jī)還具有很多其他功能，同時(shí)也包含大量的處理模塊，主要負(fù)責(zé)對(duì)視頻、信號(hào)進(jìn)行采集編碼和存儲(chǔ)等，而且還能夠控制家用電器[1]。智能家居系統(tǒng)示意如圖1所示。

2? ? 智能家居控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)研究

2.1? 視頻模塊與報(bào)警模塊硬件設(shè)計(jì)

智能家居控制系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中，主要是通過(guò)視頻模塊來(lái)完成相關(guān)的視頻采集和存儲(chǔ)過(guò)程，再連接四路視頻采集卡以及硬盤(pán)錄像機(jī)。在設(shè)計(jì)中應(yīng)該挑選性能合適的視頻采集卡，這樣可以更好地節(jié)約成本。在設(shè)計(jì)報(bào)警模塊的硬件時(shí)，主要是針對(duì)其報(bào)警采集部分來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，采集報(bào)警信號(hào)的方式包括有線采集和無(wú)線采集。有線采集主要是通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸入的方式，無(wú)線接收模塊的輸出序號(hào)主要是直接與單片機(jī)進(jìn)行接入，而且當(dāng)接收數(shù)據(jù)后便即刻開(kāi)始編碼，從而判斷是否發(fā)生報(bào)警。

2.2? 電話與家電控制模塊

在智能家居系統(tǒng)當(dāng)中，其警報(bào)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，在具體的使用過(guò)程中需要應(yīng)用到用戶的電話。警報(bào)系統(tǒng)主要是通過(guò)單片機(jī)控制繼電器（見(jiàn)圖2）來(lái)使這一報(bào)警過(guò)程得以實(shí)現(xiàn)，通過(guò)電話模塊可以有效處理語(yǔ)音信號(hào)和提示信號(hào)。而對(duì)家用電器的控制多數(shù)只需要控制開(kāi)關(guān)便可以完成，此外，冰箱、空調(diào)類(lèi)的家電，不僅需要控制開(kāi)關(guān)，還需要控制各類(lèi)數(shù)據(jù)[2]。

3? ? 智能家居控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1? 視頻監(jiān)控模塊軟件設(shè)計(jì)

視頻采集模塊主要是通過(guò)芯片中的視頻采集卡來(lái)實(shí)現(xiàn)采集功能，可以通過(guò)VFW接口來(lái)有效采集視頻[3]。而視頻編碼模塊可以編碼和壓縮視頻信息，從而實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的緩存獲取和編碼。

3.2? 報(bào)警模塊軟件設(shè)計(jì)

在家庭信息感知層當(dāng)中，相關(guān)探測(cè)器可以發(fā)出報(bào)警信息，主要分為開(kāi)和關(guān)兩種狀態(tài)，智能家居系統(tǒng)可以對(duì)其開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而對(duì)是否進(jìn)行報(bào)警處理做出判斷。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

基于物聯(lián)網(wǎng)下智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以說(shuō)是“萬(wàn)變不離其宗”，其原理也存在著相似性。通過(guò)對(duì)各類(lèi)硬件設(shè)施的架設(shè)以及設(shè)置相應(yīng)的軟件參數(shù)，從而有效地傳遞和處理相關(guān)的控制信號(hào)與報(bào)警信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制電器的目的，方便人們的生活、提升生活品質(zhì)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]黃利紅.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2019（10）：165-166.

[2]李忠.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的智能家居遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討[J].電子測(cè)試，2017（9）：68-69.

[3]楊偉超.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電腦迷，2016（2）：28，54.