智能家居環境監測系統設計

（湖南現代物流職業技術學院,湖南 長沙 410131）

關鍵字 智能家居 環境監測 系統設計

1 概述

人工智能技術已悄無聲息的走進大眾生活，如無人機、醫學、生物安全領域。[1]智能家居的系統作為人工智能的一大分支，是由最先進的計算機技術、云技術、網絡通信技術、傳感網等技術根據自身的要求來組建的。在智能家居系統的設計中，一共設計了5 個子系統，這5 個子系統分別用來控制家居里面的燈光、風扇、霧化器、溫度、濕度等。[2]

比爾蓋茨IT 行業最具盛名的人，曾經的世界首富，微軟公司的總裁，同時他也是世界上第一個使用智能家居的人。比爾蓋茨的房子位于美國西雅圖華盛頓湖畔，一座價值幾億的豪宅“世外桃源2.0”。這座豪宅是由多個搭載Windows NT 系統的中央電腦去集中控制和管理 。這座豪宅的智能化那可謂是面面俱到，從進門開始就需要佩戴一個智能胸針，這個胸針不但可以把佩戴者對光線、室內溫度、音樂的需求設置好，還可以通過胸針里的感應器將數據和你的定位發送給中央電腦，無論你走到哪，環境都會變化。這個胸針還是進入豪宅的通行證，沒有佩戴的人就會被系統自動判定為“入侵者”，中央電腦就會及時監控和報警。

在上世紀，這還只是富豪才能體驗到的生活，現如今已經開始越來越大眾化了。它的市場需求和應用面已經越來越廣了，因為智能化讓生活越來越舒適和便利，減少了許多擔憂和麻煩，我相信智能化家具能給我們帶來更加美好和舒適的生活環境。[3]

2 系統需求分析

在當下這般迅速發展的時代，任何東西都是需要與時俱進的，生活也不例外，為了讓人家居生活更加舒適，智能家居也順應這時代孕育而生。

伴隨著生活水平的不斷提升，人們已經不只是簡單的追求溫飽問題的解決，在原有的生活環境上，人們更追求舒適、方便、安全、便利的生活環境，而最近興起的智能家居正好順應這種需求，在未來市場也會越來越普及。[4]

第一，智能家居在未來的組建成本會越來越低，智能家居將會是未來家居的一大進步點。

第二，小區物業將會與小區內各個家庭進行一個組網，以便隨時能偵測到小區內各種危險情況的發生。

第三，智能家居在組建的時候可通過與房地產或者系統集成商進行銷售，在房屋裝修或者剛做好的時候，既可將智能家居系統先行裝上去。通過近幾年的數據統計分析。工程渠道的銷售額占比為80%,通過系統集成商或者零售渠道銷售額占比僅占20%。通過統計數據分析能夠得到消費者很少會找零售商或系統集成商進行購買，原因是成本貴、性價比不高，但在未來科技迅速發展的情況下，未來智能家居系統會越來越普及，性價比也會越來越高。

相信隨著科技不斷的發展，組建成本會不斷的降低，智能家居會慢慢普及到每一個家庭，讓所有人家庭生活更加舒適。

3 系統設計

3.1 總體設計

一套十分完整智能家居環境監控系統的組成會包括以下的功能：安防功能、設備控制功能、環境監控功能、視像頭監控功能。[5]

本系統是通過傳感器接收到的信號通過ADAM4150 和四輸入來進行傳輸與接受，用戶就在PC 端進行操控，這樣的操作，能讓用戶更加輕松的去操作這個系統。

3.2 設計思路

本系統的設計是利用無線傳感網的點對點簡單組網技術進行組網，通過有線或無線將家庭里面的所有家居、傳感器、執行設備等連接在一起，讓家庭的所有成員都能夠及時的獲取到房子里面的所有數據。本系統在開發時就將自動化控制考慮在其中，當房子內的某一項值超過安全值時，就會自動的打開相對應的設備來進行一個危險發生程度的降低。[6]

隨著科技的飛速發展，人們在選購房子或者家居的時候，考慮的也不僅僅是外觀和價錢，人們更加考慮安全這一方面。在智能家居系統設計里面，安防也被當做一個重點開發對象來進行開發，比如如何進行一個危險程度的降低、如何進行一個避免危險程度的發生等等。當然，在開發設計的時候，開發者從以下幾個方面進行了一個分析：

（1）開發人員：開發人員在開發本系統的時候，采用的是C#語言的便捷、方便特點，由于在實物上難以進行一個邊開發邊觀測效果的原因，所以在開發的時候，開發人員會利用到物聯網仿真平臺，用這兩款軟件進行一個模擬數據獲取等。

（2）使用者：現在很多老年人接受能力過慢或很難學會新事物的使用，便成了本系統推廣的一大難題，在本系統開發的時候便考慮到了這一問題，所以本系統在開發上便為使用者精簡了很多復雜的問題，從而讓使用者能夠對本系統快速上手。

（3）經濟性：由于科技飛速的發展，現在可以進行一個低成本高性能的系統組建，且本系統需要使用到的電腦也不像在2000 年的時候那么珍貴，現在基本所有家庭都有一臺電腦，而本系統只需要一臺2000 元左右的電腦便可進行組建，且傳感器的性價比越來越高。

從以上幾個方面來進行分析，本系統是確切可實施的可能性的。

4 關鍵功能實現

4.1 安防監測功能實現

安防監測系統，由1 個button、3 個image 還有6 個rad iobutton 組件組成。界面上的圖標分別為火焰、人體紅外、報警燈，通過界面上的這些可以讓用戶得知家庭的實時情況，解決用戶不在家也可以知道家庭安防方面的情況。其核心代碼如下：

4.2 環境監測功能實現

溫濕度監測系統界面由label、button 和TextBox 組件組成。溫度、濕度、光照與PM2.5 都顯示在圖像中，讓用戶能實時獲取到數據，然后去調節空調、加濕器等，把這些調節到讓用戶擁有一個更加舒適的生活環境。

通過采集到的數據來調控系統，實現代碼如下：

4.3 執行設備控制功能實現

執行設備控制系統界面包括3 個image、4 個button 組件組成。這個界面可以查看智能燈的狀態并對燈進行控制。用戶可以在界面上對燈光自行調節亮滅，不需要用戶走到特定的位置去開關燈，也可以不在家時實時查看燈光亮滅情況，避免不必要的浪費。其實現代碼如下：

5 總結

本設計使用“物聯網行業實訓仿真平臺”設置設備的鏈接和通路，使用Visio 2012 畫網絡拓補圖。主要功能是實現房間的安防監測、房內的燈光、溫濕度和光照控制。

本設計的設備通信是將傳感器接收到的信號，通過有線和無線來進行傳輸與接受，用戶就可以通過PC 端進行操控。