智能家居

一．智能家居的概述

随着信息化、智能化的普及，现在人们也希望在家居环境中添加各种智能化的设备，能将家电设备、家居环境因数通过无处不在的网络联系起来。这也是智能家居系统的原始构想[1]，智能家居系统是一种网络化、信息化、智能化的系统，在合适的硬件和软件的组合下，将家居环境中的设备通过网络实现物物相连的功能，同时也将家居环境中的各种环境因素也添加到网络中，满足了人们通过网络控制家电设备了解家居环境因素的要求，进而可以满足人们对家居环境更高级需求，而这些要求是传统家居无法完成的。智能家居是在原有家居环境的基础，结合无线通信技术、智能控制技术、物联网技术等现代化电子信息控制技术，实现家居智能化，提高家居环境的安全性、高效性、舒适性、便利性等。智能家居概念的提出远远早于手机的诞生，可是发展却远远落后于手机，近年来，物联网技术的诞生与发展才促使了智能家居系统相对较快发展，物联网技术使得家居中的各种家电设备、家居环境可以相互连接在一起，实现了家电自动控制功能、局域网无线控制功能、远程控制功能、环境监测功能、红外转发功能等。智能家居相比普通家居最主要的特点就是智能化，在原始家居的基本功能上引入了核心控制器[2]，它的主要作用不仅具有传统家居的功能，还具有信息交互功能，监控家居环境内的家电的运行情况以及家居环境，在用户需要了解家居情况时将信息发送给用户，按用户的要求去控制家电的运行，在家居环境异常时自动处理并将报警信息发送给用户。物联网技术的诞生与发展解决了智能家居中物物相连的难题，这个难题的解决，使得智能家居在未来必将得到广大用户的期待，未来的市场将会高速发展智能家居系统，其应用前景非常广阔。

随着信息化时代的到来，人们对生活的追求越来越高，对自身居住的环境也提出更高的要求。智能家居的出现就是在人们的这些要求下产生的，传统的家居只能满足人们简单的居住功能，对于除了居住功能以外的一些要求根本不可能实现，智能家居的出现就是为了满足人们对自身居住环境的要求，这也是传统家居与智能家居的根本区别。早在上个世纪末期，智能家居的概念就被提出来，但是由于当时的技术水平很难实现，智能家居并没有像预期那样发展起来，后来随着科学技术的发展，市场产品出现多元化的趋势，各类产品标准不一，不能互相兼容，智能家居也没有普及开来。所以综合智能家居发展的情况来看，现在有必要研究一种成本低而且兼容性较好的智能家居系统。

二．智能家居的硬件组成

整个智能家居控制系统硬件包含很多，除了各类家用电器、主从核心控制器等，还包括传感器设备、各类通信模块等。其框图如下图

2.1红外模块

红外遥控系统主要由发射部分和接收部分组成。发射部分也就是我们常见的遥控器，主要是由微处理器芯片、红外发光二极管、矩阵键盘等组成。遥控器上的每一个按键对应于一个编码，当按键被按下时，编码通过红外光产生的脉冲发射出去。按键不同，码值不同，由微处理器产生的脉冲信号也不相同。为了避免其他红外线的干扰，红外信号常常调制在某一载波上；接收部分主要由解析遥控信号的微处理芯片、红外光电二极管以及一些其他对应的外围电路，红外光电二极管接收到红外线后将遥控信号转换为相应的电信号，该信号经过微处理芯片的处理后，得出发送的指令信号，与芯片内部预设的指令信号比较，找到将要执行的指令，然后去执行指令发出相应的控制信号，然后通过一些外围电路去执行对应的功能。

2.2烟雾传感器电路设计

烟雾传感器MQ-2传感器对天然气、液化石油气等烟雾有很高的灵敏度，尤其对烷类烟雾更为敏感。当空气中被检测的某种可燃气体浓度超出预设值或者发生火灾时，MQ-2内部电桥电路失去平衡，导致有电压输出，从而起到检测的作用。其内部结构原理图如下图

三．智能家居的软件组成

智能家居系统软件设计是主要的，硬件只是模块化的搭建，只有在正确的软件驱动下才能完成智能家居应该具有的功能。一个好的软件系统能提供更快捷、更方便的服务，能使用户的命令更快、更准确的得到执行。在软件设计中，系统涉及到蓝牙协议、红外转发协议、GSM协议等，软件设计需要处理这些协议，实现一个多协议的智能家居控制系统。其控制主程序如图

四．小结

本章主要介绍了智能家居控制系统的软件设计，包括Arduino的编译环境IDE的特点、系统各个部分的软件设计包括红外转发、传感器信号采集、局域网控制以及远程控制等，并给出了各个子系统设计思路与对应流程图，以及移动终端设备与主从核心控制器之间交互信息的过程。最后介绍了远程控制时用到的AT指令、Unicode码以及以文本模式发送短信时的格式。

五．参考文献

[1]李启明 土木工程合同管理［M］．第二版．南京：东南大学出版社，2008． [2]于惠中 建设工程监理概论［M］．北京：机械工业出版社，2008． [3]沈 杰 工程估价［M］．南京：东南大学出版社，2005．

[4]张凌云 工程造价控制［M］．北京：中国建筑工业出版社，2004．

[5]李启明，朱树英，黄文杰 工程建设合同与索赔管理［M］．北京：科学技术出版社，2001．

[6]陈绍科 建设项目施工阶段的合同管理与造价控制［J］．城市建设，2010（2）：213－214．

[7]郑 钢 建设单位对工程项目投资的造价控制［J］．中国科技纵横，2010（4）：274－275．

[8]http://wenku.http://www.wodefanwen.com//view/4f56a6e8ff00bed5b8f31d7a.html?re=view&qq-pf-to=pcqq.c2c

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