基于嵌入式的智能家居系統

林金坤

摘?要：隨著社會的進步，科技的發展，人們生活水平的提高，智能化的基于嵌入式技術，互動、創新的家居設計成為未來家庭的主流趨勢，智能家居時代已經來臨。智能家居系統是利用計算機、嵌入式系統和通信網絡技術將各種家用設施，通過家庭網絡連接到一起，從而為人們提供一個更方便，更舒適的生活。本文簡要介紹了智能家居系統的特點、嵌入式系統的特征，并對嵌入式技術在智能家居系統中的應用進行了闡述。

關鍵詞：嵌入式系統;智能家居系統;設計;功能

引言：

隨著科學技術的飛速發展和人民生活水平的不斷提高，人們對家庭住房需求的概念也發生了根本性的改變。人們從以往追求豪華裝修和寬闊的居住空間，向著追求品味、舒適、安全、便捷和智能方向改變。以嵌入式技術為核心的智能家居系統的出現，滿足了人們對高性能及智能化住宅的需求

1、智能家居系統的特點

智能家居，又稱智慧家居，在國外常用 SmartHome來表示，是以住宅為平臺，采用綜合布線技術、網絡通信技術、自動控制技術、安全防范技術、音視頻技術將家居生活有關的設施集成，構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統，從而提升家居安全性、舒適性、便利性、藝術性，并實現環境友好型、節能的生活環境。

智能家居系統是個人的范圍內的通信系統。主要方式就是在家庭內部形成家電的數據傳輸和控制網絡，然后將這個網絡連接到Internet。與一般通信網絡相比，智能家居系統具有以下特點：（1）靈活且易于擴展：可以很方便地在系統中添加或更新設備，而且更容易連接到現有網絡（2）系統具備標準化：系統內部的各種設備是規范化的（3）實時性高：可以實時根據當時的家庭環境進行調整（4）具有較高的安全性：與外界進行信息交換時可以保證系統安全，同時，系統還具有較強的抗干擾能力和穩定性（5）該系統是可靠的：易于維護和拓展升級。

2、嵌入式系統的特征

嵌入式系統（Embedded System），是一個“完全嵌入在受控裝置內部，并設計成用于特定的應用程序的專用計算機系統”，它是用于控制或監控器的大型設備，如機器，設備和工廠的系統。一般來說，嵌入式系統是嵌入式處理器的控制板，其控制程序被存儲在ROM中。事實上，所有帶有數字接口的設備，如手表、錄像機、微波爐、汽車等，都在使用嵌入式系統，一些嵌入式系統還包含操作系統，但大多數嵌入式系統由單個程序實現整個控制邏輯。“嵌入”、“專用”、“計算機系統”是嵌入式系統的三個基本要素。

3、基于嵌入式技術的智能家居系統

嵌入式技術在家庭智能系統中的應用，大大提高了系統的語音和圖像處理能力。根據系統定制的實時操作系統，不僅可以最大限度地利用硬件投資，同時也避免因過大的系統造成資源的浪費。因為嵌入式系統通常僅具有一個核心處理芯片，系統架構非常清晰和簡單。系統的軟件采用了分層設計，不僅有利于維護和升級系統，也大大提高了代碼的利用率，縮短了開發周期。本文引入最新嵌入式Linux技術并融合Wi-Fi技術、GPRS技術、ZigBee技術以及傳感器技術等設計一款智能家居控制系統，具有低功耗、低成本、高效率并集多種控制方式于一體的特點。該系統的總體設計方案結構圖如圖所示，主要實現以下功能：

（1）家居安防功能

安全性是用戶的首要要求，是智能家居的重要組成部分，一般包括門窗磁報警、緊急救助報警、煤氣泄漏報警、非法入侵報警、火災報警等。在布防狀態下，當發生火災或有害氣體濃度過高，就會觸發現場報警裝置并發送報警信息到小區物業管理部門和用戶。

（2）家電遠程監控

該系統可實現多種遠程監控方法，最大限度地滿足用戶需求。通過任意連網的智能手機或PC的瀏覽器遠程登錄家庭服務器，不僅可以看到家庭現場視頻信息，還可以發送控制命令，遠程遙控家居設備。此外，當用戶外出旅游不方便上網時，還可以發送短信查詢家中各家電狀況并能發送控制消息命令。

（3）智能終端本地控制

當用戶在家時，只需一個智能終端設備，即可查詢并遙控家庭各設施設備，此集中控制方法，允許用戶告別面對一堆遙控器的麻煩。

（4）家庭環境監測與控制

本系統配備了一個煙霧傳感器和濕溫度傳感器，定時采集家庭環境信息，如果發生異常，并迅速經由ZigBee無線收發模塊對應傳送到中央處理單元，采取相應措施。

結論：

在嵌入式技術、物聯網技術以及Internet 技術的不斷發展下，以及主流消費者對智能家居接受程度的提高，智能家居成為了主要的家居發展趨勢，嵌入式技術作為重要的現實家居智能化的核心技術之一，其引入也必將加速智能家居的發展。本文重點的對基于嵌入式的智能家居系統進行了探討，希望能夠對智能家居的系統設計有所幫助。

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