智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)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(fā)展方向，為了推動智能家居的發(fā)展，就需要對控制系統(tǒng)做出合理的設(shè)計。目前，傳統(tǒng)的智能家居控制系統(tǒng)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(shù)，才能夠?qū)崿F(xiàn)。

1 智能家居控制系統(tǒng)的特點

智能家居系統(tǒng)繼承了家用電器的性能和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過技術(shù)的融合更加符合人們的需求。目前的只能家具技術(shù)充分利用了局域網(wǎng)技術(shù)，在家庭空間內(nèi)構(gòu)件局域網(wǎng)就能夠?qū)崿F(xiàn)對家用電器的控制，在靈活性和擴(kuò)展性上都非常高。而且，隨著智能手機(jī)的普及，各種只能家具的軟件也已收集應(yīng)用的形式在手機(jī)上出現(xiàn)，這樣就能夠利用手機(jī)來控制各種家用電器。而且，只能家居控制系統(tǒng)對用戶的水平要求很低，并沒有太高的學(xué)習(xí)成本，GUI界面都經(jīng)過了充分的優(yōu)化，用戶很快就會學(xué)會如何使用，會有很好的操作體驗[1]。傳統(tǒng)的遙控器在對家用電器的控制上比較局限，并不能夠?qū)崿F(xiàn)一些復(fù)雜的功能，通過智能家居系統(tǒng)，依靠綜合性的家居操控技術(shù)，也能夠?qū)崿F(xiàn)家用電器一些復(fù)雜的功能。

2 智能家居電氣系統(tǒng)的設(shè)計

電氣系統(tǒng)是智能家居的重要組成部分，智能家居在進(jìn)行信息采集、網(wǎng)絡(luò)處理、人機(jī)交互和監(jiān)控的過程中會消耗大量的電力，而電氣系統(tǒng)就是智能家居提供能源支持的。目前，電氣系統(tǒng)需要注意配供電，其次也要做好家居內(nèi)部的電力系統(tǒng)設(shè)計。

隨著智能技術(shù)的增強，目前有很多電氣系統(tǒng)都利用了智能技術(shù)，這讓電氣系統(tǒng)獲得了非常高的性能。而且，隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和專家系統(tǒng)的應(yīng)用，電氣系統(tǒng)的也有了更高的智能水平，實現(xiàn)了很多復(fù)雜的功能，滿足了智能家居的用電需求[2]。而且，由于目前現(xiàn)代建筑內(nèi)部也有很多復(fù)雜的功能，不同家庭對于功能的需求也不同，電氣系統(tǒng)利用智能技術(shù)也滿足了很多家庭的需求。

有與現(xiàn)代化建筑對于電氣的有很強的依賴，這就讓電氣系統(tǒng)通常會有很大的復(fù)合，所以很多電氣系統(tǒng)在高壓之下就很容易出現(xiàn)故障。為此，一般需要針對電氣系統(tǒng)的實際需要，做好故障的預(yù)防工作，以及針對問題做好應(yīng)急處理的準(zhǔn)備。而智能家居系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)的支撐。所以目前都會使用專家系統(tǒng)，使用計算機(jī)來儲存各種解決方案，在需要做出反應(yīng)時，就會自動尋找合適的處理方法，對家居系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。

3 智能家居系統(tǒng)設(shè)計

3.1 網(wǎng)關(guān)的總體設(shè)計

網(wǎng)管技術(shù)是只能家居技術(shù)的核心技術(shù)，網(wǎng)關(guān)技術(shù)的關(guān)鍵在于給所有的家居產(chǎn)品以及產(chǎn)品的用戶都提供了一個平臺，把產(chǎn)品和用戶聯(lián)系了起來。平臺會感知家居的運行情況，將家居的情況發(fā)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(wǎng)關(guān)會借助互聯(lián)網(wǎng)來運行，但是為了保證硬件的安全性，也會充分利用局域網(wǎng)技術(shù)，并且采用單一的結(jié)構(gòu)避免因為功能太多影響到安全性。目前，很多智能家居網(wǎng)絡(luò)都是使用ZigBee技術(shù)的，這個技術(shù)的最大優(yōu)勢是功耗低，能夠在短距離的通訊上有很好的表現(xiàn)。設(shè)備的各種數(shù)據(jù)將會借助ZigBee發(fā)送給家居的網(wǎng)關(guān)，之后和互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)的網(wǎng)關(guān)就能夠和用戶聯(lián)系起來，為智能化創(chuàng)造基礎(chǔ)。

智能家居的網(wǎng)管系統(tǒng)包括軟件和硬件兩部分，硬件系統(tǒng)就是利用電腦來進(jìn)行控制，目前都有非常成熟的發(fā)展。實際使用時，將家用電器的信息上傳至網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的電腦上，然后電腦就能夠?qū)矣秒娖鬟M(jìn)行控制。但是，這樣的方式卻由于電腦的操作相對復(fù)雜，導(dǎo)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(fù)責(zé)對智能家居系統(tǒng)的控制，依靠高度統(tǒng)一化的芯片，能夠更好地發(fā)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(tǒng)的設(shè)計包括設(shè)計硬件驅(qū)動系統(tǒng)、操作系統(tǒng)，并且要注重人機(jī)交互上的設(shè)計。很多軟件正在朝著專業(yè)化的方向發(fā)展。

3.2 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

對于用戶而言，需要了解系統(tǒng)當(dāng)中各種電器的情況，這就需要有監(jiān)控系統(tǒng)來監(jiān)控這些電器。為了實現(xiàn)對家用電器的事實監(jiān)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(jìn)行篩選和分層，之后在傳遞到網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，讓數(shù)據(jù)能夠在家用電器產(chǎn)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(jìn)行信息的傳輸，也可以利用WiFi來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)，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(lián)網(wǎng)對家用電器進(jìn)行直接的控制[4]。而利用智能系統(tǒng)，更是能夠儲存用戶在操作上的習(xí)慣，實現(xiàn)對家用電器的智能控制，這樣很多時候就能夠進(jìn)行自動的調(diào)節(jié)，提高室內(nèi)的舒適度。

3.3 監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計

目前智能家居普遍基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)監(jiān)控的，傳感器是硬件的感知層，網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)層包括硬件的嵌入式處理器。監(jiān)控系統(tǒng)一方面會獲得家用電器的數(shù)據(jù)，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(jiān)控系統(tǒng)也會有報警的功能，通過對各種參數(shù)進(jìn)行限定，在發(fā)現(xiàn)參數(shù)差距很大的時候，就會報警，并且及時進(jìn)行調(diào)整。

3.4 人機(jī)交互系統(tǒng)

過去進(jìn)行人機(jī)交互都是依賴于鼠標(biāo)、遙控器和鍵盤，這種方式設(shè)計出來的人機(jī)交互系統(tǒng)比較復(fù)雜，而且也不具備足夠的功能，尤其是缺少人性化是的設(shè)計，更導(dǎo)致了人機(jī)交互方面十分復(fù)雜。所以，目前的人機(jī)交互系統(tǒng)都會借助手機(jī)來實現(xiàn)，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(jìn)行控制。

4 結(jié)語

家用電器的技術(shù)發(fā)展，推動了家用電器智能化水平的提升，為此要做好人機(jī)交互、網(wǎng)管系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)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(shù)，也能夠了解用戶的實際需要，這樣就可以對家用電器進(jìn)行自動的調(diào)整，讓室內(nèi)變得更加舒適。