智能家居中智慧門(mén)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

張采芳++鄒馳

摘要：隨著科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類(lèi)物質(zhì)生活水平不斷提高，對(duì)家居環(huán)境要求有了進(jìn)一步提升，希望家居環(huán)境能夠方便、舒適、安全、環(huán)保和節(jié)約能耗。家居智能化是未來(lái)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。智慧門(mén)作為家居智能化的“第一道門(mén)”，在智能家居控制系統(tǒng)中作為重要的子系統(tǒng)進(jìn)行研究、開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新，具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。該文所設(shè)計(jì)的智慧門(mén)系統(tǒng)，除了具有傳統(tǒng)門(mén)本身的功能外，還包括三大功能，一是搭載健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，二是增加安防功能，三是家居能耗控制功能。

關(guān)鍵詞：智能家居；智慧門(mén)；安防；健康檢測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）07-0262-02

1 背景

近年來(lái)，隨著全球范圍內(nèi)信息技術(shù)創(chuàng)新不斷加快，信息領(lǐng)域新產(chǎn)品、新服務(wù)、新業(yè)態(tài)大量涌現(xiàn)，不斷激發(fā)新的消費(fèi)需求，人們對(duì)家居環(huán)境提出了更高的要求。在中國(guó)，由于人口眾多，城市住宅也多選擇密集型的住宅小區(qū)方式，因此很多房地產(chǎn)商會(huì)站在整個(gè)小區(qū)智能化的角度來(lái)看待家居的智能化，也就是所謂的智能小區(qū)。歐美由于獨(dú)體別墅的居住模式流行，因此住宅多散布城鎮(zhèn)周邊，沒(méi)有一個(gè)很集中的規(guī)模，當(dāng)然也就沒(méi)有類(lèi)似國(guó)內(nèi)的小區(qū)這一級(jí)，住宅多與市鎮(zhèn)相關(guān)系統(tǒng)直接相連。因此歐美的智能家居多獨(dú)立安裝，自成體系。而國(guó)內(nèi)習(xí)慣上將它當(dāng)作智能小區(qū)的一個(gè)子系統(tǒng)考慮，這種做法在前一階段是可行的，而且是實(shí)用的。但智能家居最終會(huì)獨(dú)立出來(lái)成為一個(gè)自成體系和系統(tǒng)，作為住宅的主人完全可以自由選擇智能家居系統(tǒng)，即使是小區(qū)配套來(lái)統(tǒng)一安裝，也應(yīng)該可以根據(jù)需要自由選擇相應(yīng)產(chǎn)品和功能、可以要求升級(jí)、甚至用戶對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)不感興趣，也可以獨(dú)立安裝一套。為了滿足不同用戶的需求，各種各樣的智能家居方案不斷被提出。

門(mén)，人們進(jìn)出的必經(jīng)通道，其種類(lèi)、款式多種多樣，就普通住戶的門(mén)而言，由從前簡(jiǎn)單的木門(mén)，到現(xiàn)在的鋼化門(mén)（防盜門(mén)），不管哪種門(mén)，防盜一直是人們關(guān)注的重點(diǎn)。與原來(lái)的木門(mén)相比，現(xiàn)在的防盜門(mén)大多數(shù)安裝貓眼、門(mén)鈴以及指紋解鎖或密碼解鎖等功能，給住戶提供了很大的方便，也比較安全。然而隨著人類(lèi)生活水平的提高，人類(lèi)對(duì)健康的渴求也越來(lái)越強(qiáng)烈，健康將成為新世紀(jì)人類(lèi)追求的時(shí)尚。對(duì)于身體的健康狀況，不是等到出現(xiàn)問(wèn)題再去治療，應(yīng)在日常生活中時(shí)刻關(guān)注自己身體的健康情況。與此同時(shí)國(guó)家對(duì)科技節(jié)能的大力提倡，本文在現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了借助經(jīng)常進(jìn)出的門(mén)（智慧門(mén)），時(shí)刻記錄家庭成員的身體狀況（體溫、體重、血壓等數(shù)據(jù)），對(duì)這些日積月累的大數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，讓這些數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)話，切實(shí)有效的告訴我們每個(gè)人的身體狀況。智慧門(mén)上的控制系統(tǒng)和家電電源管理系統(tǒng)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的功耗管理。

2 智慧門(mén)系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)功能

作為家居智能化的“第一道門(mén)”，在智能家居控制系統(tǒng)中，作為重要的子系統(tǒng)進(jìn)行研究、開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。智慧門(mén)除了具有傳統(tǒng)門(mén)本身的功能外，還包括三大功能，一是搭載健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，二是增加安防系統(tǒng)，三是家居能耗控制功能，其功能模塊圖如圖1所示。

2.1 安全系統(tǒng)

隨著科技的發(fā)展，人們居住環(huán)境不斷升級(jí)，人們?cè)絹?lái)越重視自己的個(gè)人健康和財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)人、家庭以及住宅的小區(qū)的安全方面提出了更高的要求；同時(shí)，經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展伴隨著城市流動(dòng)人口的急劇增加，給城市的社會(huì)治安增加了新的難題，要保障小區(qū)的安全，防止偷搶事件的發(fā)生，就必須有自己的安全防范系統(tǒng)，智慧門(mén)系統(tǒng)首先解決門(mén)的功能，在傳統(tǒng)門(mén)的基礎(chǔ)上，本文增加了指紋識(shí)別技術(shù)對(duì)門(mén)鎖的開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)，增加門(mén)鎖防撬的功能設(shè)計(jì)，這樣我們?cè)诎卜郎系目煽啃砸簿痛蟠蠹訌?qiáng)了。

2.2 健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

智慧門(mén)的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，本文對(duì)現(xiàn)有門(mén)把手進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，在門(mén)把手上安裝生命體征記錄的傳感器（如指夾式光電脈搏、血氧傳感器），并將生命體征數(shù)據(jù)記錄；在門(mén)口放置體重計(jì)記錄體重?cái)?shù)據(jù)。這樣我們每天的身體狀況數(shù)據(jù)（體溫、體重、血壓等數(shù)據(jù)）被記錄下來(lái)，在這個(gè)日積月累的大數(shù)據(jù)里，進(jìn)行數(shù)據(jù)提煉，用數(shù)據(jù)說(shuō)話，切實(shí)有效的提示我們個(gè)人的身體狀況。

2.3 家電互聯(lián)系統(tǒng)

智慧門(mén)的控制系統(tǒng)在人員出門(mén)時(shí)，啟動(dòng)特定按鈕，門(mén)自動(dòng)上鎖，與家居控制系統(tǒng)進(jìn)行互連，對(duì)需要關(guān)閉電源的電器進(jìn)行再次掃描，確保斷電；進(jìn)門(mén)時(shí)，根據(jù)亮度、溫度，自動(dòng)開(kāi)燈或者電器，節(jié)約環(huán)保。家居系統(tǒng)安裝煙霧探測(cè)器、燃?xì)馓綔y(cè)器等監(jiān)測(cè)到煤氣、有害氣體等信號(hào)時(shí)，智能控制器內(nèi)微電腦自動(dòng)發(fā)出相應(yīng)的指令，智慧門(mén)自動(dòng)開(kāi)門(mén)，方便逃生。同時(shí)發(fā)出警聲并將警情傳遞給小區(qū)保衛(wèi)處。

3 關(guān)鍵技術(shù)及解決方案

基于智能家居的智慧門(mén)系統(tǒng)，從門(mén)的功能上，我們按照出門(mén)和進(jìn)門(mén)兩種形式來(lái)劃分。

3.1 出門(mén)功能 ：

1）檢測(cè)、記錄身體狀況；

2）自動(dòng)巡檢關(guān)閉燈光，切斷電源（節(jié)能），布防；

3.2 進(jìn)門(mén)功能 ：

1）自動(dòng)識(shí)別指紋開(kāi)鎖；

2）再次檢查記錄身體狀態(tài)；

3）根據(jù)亮度、溫度，開(kāi)門(mén)后自動(dòng)開(kāi)燈或者電器（設(shè)置合適的條件）；

關(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，第一，數(shù)據(jù)的分析與處理。雖然目前人體生命特稱(chēng)檢測(cè)設(shè)備均已成型，本系統(tǒng)集各種設(shè)備功能于一體并對(duì)獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，特征提取，根據(jù)一段時(shí)期數(shù)據(jù)的分析處理來(lái)判斷家庭成員的健康狀況，并給出判斷的指標(biāo)體系；第二，自動(dòng)開(kāi)門(mén)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。

在發(fā)生警情和指紋識(shí)別正確時(shí)，智慧門(mén)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，但如何排除誤警和虛警時(shí)自動(dòng)開(kāi)門(mén)是該項(xiàng)目要研究的另一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。家居系統(tǒng)安裝煙霧探測(cè)器、燃?xì)馓綔y(cè)器等監(jiān)測(cè)到煤氣、有害氣體等信號(hào)時(shí)，智能控制器內(nèi)微電腦自動(dòng)發(fā)出相應(yīng)的指令，智慧門(mén)自動(dòng)開(kāi)門(mén)，方便用戶逃生。但為了保證用戶的絕對(duì)安全，除了提高各種探測(cè)器的檢測(cè)精度外，還增加有用戶與系統(tǒng)的交互功能，當(dāng)參數(shù)在一些臨界值時(shí)，可以通過(guò)用戶的確認(rèn)操作決定是否開(kāi)啟門(mén)鎖。

4 結(jié)束語(yǔ)

智慧門(mén)系統(tǒng)以家居智能化、安全化、節(jié)能化為設(shè)計(jì)理念，可以給用戶提供一個(gè)安全、舒適的生活環(huán)境，可以使住戶的身體健康狀況時(shí)刻被關(guān)注。智慧門(mén)可以使住戶的居家安全得到保障，可以使住戶的居家能耗控制更便捷，更加節(jié)能環(huán)保。智慧門(mén)將為住戶帶來(lái)一個(gè)全新的感受，更人性化的服務(wù)于住戶。

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