智能家居中的可燃?xì)庑孤┑陌卜?/h1>
2020-04-24 00:22:18張盛基肖猛
科技風(fēng) 2020年12期
張盛基 肖猛
摘 要：智能家居是近幾年社會各界關(guān)注的熱點(diǎn)，對于我國未來家居體系構(gòu)建有著重要的指導(dǎo)意義。下文以“可燃?xì)庑孤┌卜馈睘橹黝}，首先闡述了智能家居相關(guān)技術(shù)的基本原理，然后對可燃?xì)庑孤┌卜赖臉?gòu)建進(jìn)行了詳盡論述，以期為廣大從業(yè)者提供有價值的參考借鑒。
關(guān)鍵詞：可燃?xì)庑孤┌卜?智能家居;智能控制;JESS;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
人們大多居住在高層樓房中，樓房的通風(fēng)性較差，若發(fā)生可燃?xì)庑孤┦鹿?，就可能?dǎo)致爆炸、毒性氣體吸入等，以致于民眾生命財(cái)產(chǎn)安全受到影響。智能家居是近幾年提出的“新理念”，倡導(dǎo)通過高新技術(shù)來為廣大民眾創(chuàng)造出更加安全、宜居的生活環(huán)境。因此，當(dāng)下亟需針對可燃?xì)庑孤┻@一隱患，對智能家居的構(gòu)建進(jìn)行詳盡論述。
一、智能家居相關(guān)技術(shù)綜述
智能家居（smart home，home automation）以家庭為載體，以傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、綜合布線技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對家庭設(shè)施的智能化管理，以創(chuàng)造出宜居、安全的現(xiàn)代化居住環(huán)境[1]?，F(xiàn)如今，國內(nèi)外已經(jīng)有諸多構(gòu)建智能家居的方式方法，這里著重論述JESS、傳感器技術(shù)。
（一）JESS技術(shù)
JESS技術(shù)基于“JAVA”語言，表現(xiàn)出較強(qiáng)的靈活性、實(shí)用性，是一種高效率的規(guī)則引擎。JESS采用產(chǎn)生式基本規(guī)則作為數(shù)據(jù)表達(dá)的基本模式，能夠?qū)崿F(xiàn)對人類思維邏輯的簡單模擬，并不斷修正規(guī)則引擎運(yùn)作方法。
（二）傳感器技術(shù)
傳感器主要功能是監(jiān)測外部環(huán)境信息，并將信息轉(zhuǎn)化為電信號或者其他信號形式，以為控制系統(tǒng)的工作奠定基礎(chǔ)。以家庭可燃?xì)庑孤槔?，氣體傳感器若是監(jiān)測到空氣內(nèi)有過量的可燃?xì)猓蜁l(fā)送信號至相關(guān)系統(tǒng)，然后觸發(fā)告警或者緊急控制。智能家居應(yīng)用傳感器技術(shù)，需要依托于Zigbee等技術(shù)方法，以實(shí)現(xiàn)高效率的無線信號傳輸。
二、智能家居可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)構(gòu)建
（一）系統(tǒng)特征
根據(jù)一般住戶的居住需求，可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)構(gòu)建應(yīng)該滿足可燃?xì)庑孤┍O(jiān)測需求，兼具報(bào)警、防盜、防火災(zāi)等功能。傳感器是可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)的“觸手”，保證家庭內(nèi)部門窗開合情況、空氣質(zhì)量、空氣構(gòu)成等能夠得到有效監(jiān)控。氣體傳感器直接測試空氣中可燃?xì)鉂舛龋羰菨舛瘸^可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)預(yù)設(shè)值，就會發(fā)送信號至專家系統(tǒng)，專家系統(tǒng)采取告警、自動控制等措施，或者采取報(bào)警等措施，以避免發(fā)生意外[2]。
可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)工作狀態(tài)為全半布防狀態(tài)，主要集中在可燃?xì)夤艿栏浇膮^(qū)域，這樣能夠保證可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)運(yùn)作的有效性，也可避免出現(xiàn)意外報(bào)警事故等。
（二）系統(tǒng)構(gòu)成
可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)主要由三個功能模塊構(gòu)成，一為專家系統(tǒng)模塊;二為傳感器模塊;三為執(zhí)行模塊（涵蓋報(bào)警機(jī)、警報(bào)器、語音電路等）。在可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)中，專家系統(tǒng)是為核心，專家系統(tǒng)負(fù)責(zé)處理傳感器發(fā)送的信息內(nèi)容，同時根據(jù)預(yù)先設(shè)置的邏輯控制規(guī)則處理事件，控制警報(bào)器、報(bào)警機(jī)等作出相應(yīng)的動作。傳感器主要實(shí)時監(jiān)測可燃?xì)夤艿栏浇刂茽顟B(tài)，并將檢測到的數(shù)據(jù)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為電信號，然后通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送給專家系統(tǒng)。執(zhí)行模塊根據(jù)專家系統(tǒng)發(fā)送的指令，實(shí)現(xiàn)報(bào)警或者警報(bào)[3-4]。另外，設(shè)置有電源系統(tǒng)，針對緊急情況下的系統(tǒng)失電臨時供給電源，避免出現(xiàn)安防失控等問題。
（三）專家系統(tǒng)推理機(jī)制
本文所述可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)，以JESS規(guī)則引擎規(guī)則為基礎(chǔ)，表現(xiàn)出RHS、LHS兩部分形式，其中LHS主要完成匹配傳感器檢測到的信息，RHS主要完成邏輯判斷后的執(zhí)行動作。如LHS主要判斷傳感器所感知到的空氣狀態(tài)，可燃?xì)怏w是否超過閾值，是否滿足告警、報(bào)警的判斷規(guī)則;RHS則描述是否打開警報(bào)器、報(bào)警機(jī)等?？扇?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)所有的判決規(guī)則，只有在LHS的運(yùn)作模式和傳感器發(fā)送的電信號相匹配時，規(guī)則才能夠合理判斷且激活，而后RHS才能夠根據(jù)動作邏輯描述動作執(zhí)行。
基于上述規(guī)律，在可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)接收到有關(guān)于可燃?xì)獍卜赖呐袛嗾埱髸r，可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)工作流程表現(xiàn)為：專家系統(tǒng)接收傳感器提供信息→JESS規(guī)則引擎工作→JESS判斷事實(shí)緩沖區(qū)生成refact數(shù)據(jù)→檢查refact數(shù)據(jù)是否和邏輯規(guī)則一致→邏輯規(guī)則一致則觸發(fā)執(zhí)行動作（反之不觸發(fā)）→執(zhí)行動作傳送給報(bào)警機(jī)、警報(bào)器。
（四）邏輯表示
智能系統(tǒng)運(yùn)作，規(guī)則的落實(shí)需要上下聯(lián)動，比如，在專家系統(tǒng)接收到可燃?xì)鈧鞲衅髟O(shè)備傳送的警報(bào)觸發(fā)信號時，專家系統(tǒng)就會根據(jù)數(shù)據(jù)庫中預(yù)設(shè)的信息，將信號轉(zhuǎn)化為“詢問信號”，然后根據(jù)邏輯規(guī)則，將問題傳送到相應(yīng)的引擎中匹配事實(shí)。該邏輯表示為：傳感器設(shè)備（觸發(fā)信號）→控制設(shè)備（接收信號）→控制設(shè)備（執(zhí)行命令）→控制設(shè)備（傳送信號）→傳感器模塊（接收信息）→信息識別設(shè)備識別信息（數(shù)據(jù)庫）→執(zhí)行設(shè)備（檢查執(zhí)行結(jié)果）。
三、結(jié)語
綜上所述，智能家居強(qiáng)調(diào)“智能”，即“根據(jù)外部環(huán)境真實(shí)情況，進(jìn)行靈活的、可靠的、實(shí)時的判斷，實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部設(shè)備的有效控制”。文章上述的JESS規(guī)則引擎運(yùn)作機(jī)理符合智能家居的構(gòu)建理念，基于JESS的可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)可燃?xì)獾娜轿槐O(jiān)控，實(shí)現(xiàn)針對可燃?xì)庑孤┑挠行?bào)警，能夠滿足一般家庭可燃?xì)獗O(jiān)控需求?；赯igbee的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，能夠充分利用無線網(wǎng)絡(luò)高效率的傳輸優(yōu)勢，達(dá)到提高可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)運(yùn)作效率的目的。未來，伴隨通信技術(shù)的不斷發(fā)展，該可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)的可靠性、靈活性還會得到進(jìn)一步提高，且能夠在室內(nèi)溫度控制、門禁控制、窗戶控制、電力控制等方面實(shí)現(xiàn)智能化拓展。廣大從業(yè)者對此應(yīng)該有足夠認(rèn)識，在實(shí)踐中去進(jìn)一步驗(yàn)證JESS規(guī)則引擎、傳感器網(wǎng)絡(luò)的可靠性，以為現(xiàn)代化智能家居系統(tǒng)的普及奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
[1]牛奕翔.基于ZigBee的物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2019，29（11）：37-41.
[2]孟巖，李少鋒，張亦弛，等.面向智能家居平臺的信息物理融合系統(tǒng)安全[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2019，56（11）：2349-2364.
[3]杜銀，羅浩敏，方鑫，等.基于語音識別的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子測試，2019（18）：17-18，36.
[4]張浩華，佟佳琪.基于micro_ bit智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].沈陽師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2019，37（4）：340-344.
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（一）JESS技術(shù)
JESS技術(shù)基于“JAVA”語言，表現(xiàn)出較強(qiáng)的靈活性、實(shí)用性，是一種高效率的規(guī)則引擎。JESS采用產(chǎn)生式基本規(guī)則作為數(shù)據(jù)表達(dá)的基本模式，能夠?qū)崿F(xiàn)對人類思維邏輯的簡單模擬，并不斷修正規(guī)則引擎運(yùn)作方法。
（二）傳感器技術(shù)
傳感器主要功能是監(jiān)測外部環(huán)境信息，并將信息轉(zhuǎn)化為電信號或者其他信號形式，以為控制系統(tǒng)的工作奠定基礎(chǔ)。以家庭可燃?xì)庑孤槔?，氣體傳感器若是監(jiān)測到空氣內(nèi)有過量的可燃?xì)猓蜁l(fā)送信號至相關(guān)系統(tǒng)，然后觸發(fā)告警或者緊急控制。智能家居應(yīng)用傳感器技術(shù)，需要依托于Zigbee等技術(shù)方法，以實(shí)現(xiàn)高效率的無線信號傳輸。
二、智能家居可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)構(gòu)建
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可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)工作狀態(tài)為全半布防狀態(tài)，主要集中在可燃?xì)夤艿栏浇膮^(qū)域，這樣能夠保證可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)運(yùn)作的有效性，也可避免出現(xiàn)意外報(bào)警事故等。
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可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)主要由三個功能模塊構(gòu)成，一為專家系統(tǒng)模塊;二為傳感器模塊;三為執(zhí)行模塊（涵蓋報(bào)警機(jī)、警報(bào)器、語音電路等）。在可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)中，專家系統(tǒng)是為核心，專家系統(tǒng)負(fù)責(zé)處理傳感器發(fā)送的信息內(nèi)容，同時根據(jù)預(yù)先設(shè)置的邏輯控制規(guī)則處理事件，控制警報(bào)器、報(bào)警機(jī)等作出相應(yīng)的動作。傳感器主要實(shí)時監(jiān)測可燃?xì)夤艿栏浇刂茽顟B(tài)，并將檢測到的數(shù)據(jù)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為電信號，然后通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送給專家系統(tǒng)。執(zhí)行模塊根據(jù)專家系統(tǒng)發(fā)送的指令，實(shí)現(xiàn)報(bào)警或者警報(bào)[3-4]。另外，設(shè)置有電源系統(tǒng)，針對緊急情況下的系統(tǒng)失電臨時供給電源，避免出現(xiàn)安防失控等問題。
（三）專家系統(tǒng)推理機(jī)制
本文所述可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)，以JESS規(guī)則引擎規(guī)則為基礎(chǔ)，表現(xiàn)出RHS、LHS兩部分形式，其中LHS主要完成匹配傳感器檢測到的信息，RHS主要完成邏輯判斷后的執(zhí)行動作。如LHS主要判斷傳感器所感知到的空氣狀態(tài)，可燃?xì)怏w是否超過閾值，是否滿足告警、報(bào)警的判斷規(guī)則;RHS則描述是否打開警報(bào)器、報(bào)警機(jī)等?？扇?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)所有的判決規(guī)則，只有在LHS的運(yùn)作模式和傳感器發(fā)送的電信號相匹配時，規(guī)則才能夠合理判斷且激活，而后RHS才能夠根據(jù)動作邏輯描述動作執(zhí)行。
基于上述規(guī)律，在可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)接收到有關(guān)于可燃?xì)獍卜赖呐袛嗾埱髸r，可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)工作流程表現(xiàn)為：專家系統(tǒng)接收傳感器提供信息→JESS規(guī)則引擎工作→JESS判斷事實(shí)緩沖區(qū)生成refact數(shù)據(jù)→檢查refact數(shù)據(jù)是否和邏輯規(guī)則一致→邏輯規(guī)則一致則觸發(fā)執(zhí)行動作（反之不觸發(fā)）→執(zhí)行動作傳送給報(bào)警機(jī)、警報(bào)器。
（四）邏輯表示
智能系統(tǒng)運(yùn)作，規(guī)則的落實(shí)需要上下聯(lián)動，比如，在專家系統(tǒng)接收到可燃?xì)鈧鞲衅髟O(shè)備傳送的警報(bào)觸發(fā)信號時，專家系統(tǒng)就會根據(jù)數(shù)據(jù)庫中預(yù)設(shè)的信息，將信號轉(zhuǎn)化為“詢問信號”，然后根據(jù)邏輯規(guī)則，將問題傳送到相應(yīng)的引擎中匹配事實(shí)。該邏輯表示為：傳感器設(shè)備（觸發(fā)信號）→控制設(shè)備（接收信號）→控制設(shè)備（執(zhí)行命令）→控制設(shè)備（傳送信號）→傳感器模塊（接收信息）→信息識別設(shè)備識別信息（數(shù)據(jù)庫）→執(zhí)行設(shè)備（檢查執(zhí)行結(jié)果）。
三、結(jié)語
綜上所述，智能家居強(qiáng)調(diào)“智能”，即“根據(jù)外部環(huán)境真實(shí)情況，進(jìn)行靈活的、可靠的、實(shí)時的判斷，實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部設(shè)備的有效控制”。文章上述的JESS規(guī)則引擎運(yùn)作機(jī)理符合智能家居的構(gòu)建理念，基于JESS的可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)可燃?xì)獾娜轿槐O(jiān)控，實(shí)現(xiàn)針對可燃?xì)庑孤┑挠行?bào)警，能夠滿足一般家庭可燃?xì)獗O(jiān)控需求?；赯igbee的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，能夠充分利用無線網(wǎng)絡(luò)高效率的傳輸優(yōu)勢，達(dá)到提高可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)運(yùn)作效率的目的。未來，伴隨通信技術(shù)的不斷發(fā)展，該可燃?xì)庑孤┌卜老到y(tǒng)的可靠性、靈活性還會得到進(jìn)一步提高，且能夠在室內(nèi)溫度控制、門禁控制、窗戶控制、電力控制等方面實(shí)現(xiàn)智能化拓展。廣大從業(yè)者對此應(yīng)該有足夠認(rèn)識，在實(shí)踐中去進(jìn)一步驗(yàn)證JESS規(guī)則引擎、傳感器網(wǎng)絡(luò)的可靠性，以為現(xiàn)代化智能家居系統(tǒng)的普及奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
[1]牛奕翔.基于ZigBee的物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2019，29（11）：37-41.
[2]孟巖，李少鋒，張亦弛，等.面向智能家居平臺的信息物理融合系統(tǒng)安全[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2019，56（11）：2349-2364.
[3]杜銀，羅浩敏，方鑫，等.基于語音識別的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子測試，2019（18）：17-18，36.
[4]張浩華，佟佳琪.基于micro_ bit智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].沈陽師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2019，37（4）：340-344.
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