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    智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    2020-03-15 05:49:21李陽謝金龍
    科海故事博覽·中旬刊 2020年2期
    關(guān)鍵詞:智能家居聯(lián)網(wǎng)用戶

    李陽 謝金龍

    摘 要 本設(shè)計(jì)的主要功能是實(shí)現(xiàn)房間的安防監(jiān)測、房內(nèi)的燈光、溫濕度和光照控制。設(shè)備通信是通過傳感器接收到的信號,通過有線和無線來進(jìn)行傳輸與接收,用戶可以通過PC端進(jìn)行操控。

    關(guān)鍵字 智能家居 環(huán)境監(jiān)測 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    中圖分類號:TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0745(2020)02-0013-02

    1 概述

    人工智能技術(shù)已悄無聲息的走進(jìn)大眾生活,如無人機(jī)、醫(yī)學(xué)、生物安全領(lǐng)域。[1]智能家居的系統(tǒng)作為人工智能的一大分支,是由最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、云技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、傳感網(wǎng)等技術(shù)根據(jù)自身的要求來組建的。在智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,一共設(shè)計(jì)了5個子系統(tǒng),這5個子系統(tǒng)分別用來控制家居里面的燈光、風(fēng)扇、霧化器、溫度、濕度等。[2]

    比爾蓋茨IT行業(yè)最具盛名的人,曾經(jīng)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(tǒng)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(jìn)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(nèi)溫度、音樂的需求設(shè)置好,還可以通過胸針里的感應(yīng)器將數(shù)據(jù)和你的定位發(fā)送給中央電腦,無論你走到哪,環(huán)境都會變化。這個胸針還是進(jìn)入豪宅的通行證,沒有佩戴的人就會被系統(tǒng)自動判定為“入侵者”,中央電腦就會及時監(jiān)控和報警。

    在上世紀(jì),這還只是富豪才能體驗(yàn)到的生活,現(xiàn)如今已經(jīng)開始越來越大眾化了。它的市場需求和應(yīng)用面已經(jīng)越來越廣了,因?yàn)橹悄芑屔钤絹碓绞孢m和便利,減少了許多擔(dān)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(huán)境。[3]

    2 系統(tǒng)需求分析

    在當(dāng)下這般迅速發(fā)展的時代,任何東西都是需要與時俱進(jìn)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(yīng)這時代孕育而生。

    伴隨著生活水平的不斷提升,人們已經(jīng)不只是簡單的追求溫飽問題的解決,在原有的生活環(huán)境上,人們更追求舒適、方便、安全、便利的生活環(huán)境,而最近興起的智能家居正好順應(yīng)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(jìn)步點(diǎn)。

    第二, 小區(qū)物業(yè)將會與小區(qū)內(nèi)各個家庭進(jìn)行一個組網(wǎng),以便隨時能偵測到小區(qū)內(nèi)各種危險情況的發(fā)生。

    第三, 智能家居在組建的時候可通過與房地產(chǎn)或者系統(tǒng)集成商進(jìn)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(tǒng)先行裝上去。通過近幾年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。工程渠道的銷售額占比為80%,通過系統(tǒng)集成商或者零售渠道銷售額占比僅占20%。通過統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析能夠得到消費(fèi)者很少會找零售商或系統(tǒng)集成商進(jìn)行購買,原因是成本貴、性價比不高,但在未來科技迅速發(fā)展的情況下,未來智能家居系統(tǒng)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(fā)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(tǒng)設(shè)計(jì)

    3.1 總體設(shè)計(jì)

    一套十分完整智能家居環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的組成會包括以下的功能:安防功能、設(shè)備控制功能、環(huán)境監(jiān)控功能、視像頭監(jiān)控功能。[5]

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

    3.2 設(shè)計(jì)思路

    本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是利用無線傳感網(wǎng)的點(diǎn)對點(diǎn)簡單組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng),通過有線或無線將家庭里面的所有家居、傳感器、執(zhí)行設(shè)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(shù)據(jù)。本系統(tǒng)在開發(fā)時就將自動化控制考慮在其中,當(dāng)房子內(nèi)的某一項(xiàng)值超過安全值時,就會自動的打開相對應(yīng)的設(shè)備來進(jìn)行一個危險發(fā)生程度的降低。[6]

    隨著科技的飛速發(fā)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(tǒng)設(shè)計(jì)里面,安防也被當(dāng)做一個重點(diǎn)開發(fā)對象來進(jìn)行開發(fā),比如如何進(jìn)行一個危險程度的降低、如何進(jìn)行一個避免危險程度的發(fā)生等等。當(dāng)然,在開發(fā)設(shè)計(jì)的時候,開發(fā)者從以下幾個方面進(jìn)行了一個分析:

    (1)開發(fā)人員:開發(fā)人員在開發(fā)本系統(tǒng)的時候,采用的是C#語言的便捷、方便特點(diǎn),由于在實(shí)物上難以進(jìn)行一個邊開發(fā)邊觀測效果的原因,所以在開發(fā)的時候,開發(fā)人員會利用到物聯(lián)網(wǎng)仿真平臺,用這兩款軟件進(jìn)行一個模擬數(shù)據(jù)獲取等。

    (2)使用者:現(xiàn)在很多老年人接受能力過慢或很難學(xué)會新事物的使用,便成了本系統(tǒng)推廣的一大難題,在本系統(tǒng)開發(fā)的時候便考慮到了這一問題,所以本系統(tǒng)在開發(fā)上便為使用者精簡了很多復(fù)雜的問題,從而讓使用者能夠?qū)Ρ鞠到y(tǒng)快速上手。

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

    從以上幾個方面來進(jìn)行分析,本系統(tǒng)是確切可實(shí)施的可能性的。

    4 關(guān)鍵功能實(shí)現(xiàn)

    4.1 安防監(jiān)測功能實(shí)現(xiàn)

    安防監(jiān)測系統(tǒng),由1個button、3個image還有6個rad iobutton組件組成。界面上的圖標(biāo)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(shí)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:

    DigitalLibrary.ComSettingModel model = new DigitalLibrary.ComSettingModel();

    ZigBeeLibrary.ComSettingModel model1=new ZigBeeLibrary.ComSettingModel();

    private void Dt_tick1(object sender, EventArgs e)

    {

    model.DigitalQuantityCom = "COM200";

    ADAM4150 adam = new ADAM4150(model);

    adam.SetData();

    string huoyanjiance, yanwujiance, hongwaijiance;

    string shijian = DateTime.Now.ToString();

    4.2 環(huán)境監(jiān)測功能實(shí)現(xiàn)

    溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)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(shí)時獲取到數(shù)據(jù),然后去調(diào)節(jié)空調(diào)、加濕器等,把這些調(diào)節(jié)到讓用戶擁有一個更加舒適的生活環(huán)境。

    通過采集到的數(shù)據(jù)來調(diào)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)代碼如下:

    DigitalLibrary.ComSettingModel model = new DigitalLibrary.ComSettingModel();

    ZigBeeLibrary.ComSettingModel model1 = new ZigBeeLibrary.ComSettingModel();

    DispatcherTimer dt = new DispatcherTimer();

    dt.Interval = TimeSpan.FromSeconds(5);

    dt.Tick += Dt_tick;

    dt.Start();

    if (humi == "20")

    { adam.OnOff(ADAM4150FuncID.OnDO0);

    i="當(dāng)前室內(nèi)空氣濕度過于低,已為您自動打開霧化器";

    }

    else

    {

    adam.OnOff(ADAM4150FuncID.OnDO1);

    i = "當(dāng)前室內(nèi)濕度過于高,自動為您打開風(fēng)扇通風(fēng)";

    }

    4.3 執(zhí)行設(shè)備控制功能實(shí)現(xiàn)

    執(zhí)行設(shè)備控制系統(tǒng)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(tài)并對燈進(jìn)行控制。用戶可以在界面上對燈光自行調(diào)節(jié)亮滅,不需要用戶走到特定的位置去開關(guān)燈,也可以不在家時實(shí)時查看燈光亮滅情況,避免不必要的浪費(fèi)。其實(shí)現(xiàn)代碼如下:

    model.DigitalQuantityCom = "COM200";

    ADAM4150 adam = new ADAM4150(model);

    if (ledbtn.Content.ToString() == "打開")

    {

    ledbtn.Content = "關(guān)閉";

    adam.OnOff(ADAM4150FuncID.OnDO2);

    MessageBox.Show("燈光打開成功!");

    }

    else

    {

    ledbtn.Content = "打開";

    adam.OnOff(ADAM4150FuncID.OffDO2);

    MessageBox.Show("燈光關(guān)閉成功!");

    }

    5 總結(jié)

    本設(shè)計(jì)使用“物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)實(shí)訓(xùn)仿真平臺”設(shè)置設(shè)備的鏈接和通路,使用Visio 2012 畫網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)圖。主要功能是實(shí)現(xiàn)房間的安防監(jiān)測、房內(nèi)的燈光、溫濕度和光照控制。

    本設(shè)計(jì)的設(shè)備通信是將傳感器接收到的信號,通過有線和無線來進(jìn)行傳輸與接受,用戶就可以通過PC端進(jìn)行操控。

    參考文獻(xiàn):

    [1] 張華.基于物聯(lián)網(wǎng)的人工智能圖像檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)測量與控制,2017(02):15-18.

    [2] 廖建尚.物聯(lián)網(wǎng)長距離無線通信技術(shù)應(yīng)用與開發(fā) [M].電子工業(yè)出版社,2019.

    [3] 方小祥.物聯(lián)網(wǎng)與人工智能關(guān)鍵技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程,2017(04):258-259.

    [4] 張龍翔.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D].鄭州大學(xué),2016.

    [5] 盧坤.基于物聯(lián)網(wǎng)的家居環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)研究[D].南京信息工程大學(xué),2016.

    [6] 孫強(qiáng).基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新型智能插座設(shè)計(jì)[D].西安工業(yè)大學(xué),2016.

    湖南現(xiàn)代物流職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南 長沙

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