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

（湖南現(xiàn)代物流職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南 長沙 410131）

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

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(gè)子系統(tǒng)，這5 個(gè)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(shí)他也是世界上第一個(gè)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(jià)值幾億的豪宅“世外桃源2.0”。這座豪宅是由多個(gè)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(gè)智能胸針，這個(gè)胸針不但可以把佩戴者對(duì)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(huì)變化。這個(gè)胸針還是進(jìn)入豪宅的通行證，沒有佩戴的人就會(huì)被系統(tǒng)自動(dòng)判定為“入侵者”，中央電腦就會(huì)及時(shí)監(jiān)控和報(bào)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(chǎng)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(shí)代，任何東西都是需要與時(shí)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(shí)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(jiǎn)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(chǎng)也會(huì)越來越普及。[4]

第一，智能家居在未來的組建成本會(huì)越來越低，智能家居將會(huì)是未來家居的一大進(jìn)步點(diǎn)。

第二，小區(qū)物業(yè)將會(huì)與小區(qū)內(nèi)各個(gè)家庭進(jìn)行一個(gè)組網(wǎng)，以便隨時(shí)能偵測(cè)到小區(qū)內(nèi)各種危險(xiǎn)情況的發(fā)生。

第三，智能家居在組建的時(shí)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(shí)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(huì)找零售商或系統(tǒng)集成商進(jìn)行購買，原因是成本貴、性價(jià)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(huì)越來越普及，性價(jià)比也會(huì)越來越高。

相信隨著科技不斷的發(fā)展，組建成本會(huì)不斷的降低，智能家居會(huì)慢慢普及到每一個(gè)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(huì)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(hào)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(gè)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(duì)點(diǎn)簡(jiǎn)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(shí)的獲取到房子里面的所有數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)在開發(fā)時(shí)就將自動(dòng)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(shí)，就會(huì)自動(dòng)的打開相對(duì)應(yīng)的設(shè)備來進(jìn)行一個(gè)危險(xiǎn)發(fā)生程度的降低。[6]

隨著科技的飛速發(fā)展，人們?cè)谶x購房子或者家居的時(shí)候，考慮的也不僅僅是外觀和價(jià)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(gè)重點(diǎn)開發(fā)對(duì)象來進(jìn)行開發(fā)，比如如何進(jìn)行一個(gè)危險(xiǎn)程度的降低、如何進(jìn)行一個(gè)避免危險(xiǎn)程度的發(fā)生等等。當(dāng)然，在開發(fā)設(shè)計(jì)的時(shí)候，開發(fā)者從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了一個(gè)分析：

（1）開發(fā)人員：開發(fā)人員在開發(fā)本系統(tǒng)的時(shí)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(gè)邊開發(fā)邊觀測(cè)效果的原因，所以在開發(fā)的時(shí)候，開發(fā)人員會(huì)利用到物聯(lián)網(wǎng)仿真平臺(tái)，用這兩款軟件進(jìn)行一個(gè)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(huì)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(shí)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(jiǎn)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(gè)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(shí)候那么珍貴，現(xiàn)在基本所有家庭都有一臺(tái)電腦，而本系統(tǒng)只需要一臺(tái)2000 元左右的電腦便可進(jìn)行組建，且傳感器的性價(jià)比越來越高。

從以上幾個(gè)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(cè)功能實(shí)現(xiàn)

安防監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由1 個(gè)button、3 個(gè)image 還有6 個(gè)rad iobutton 組件組成。界面上的圖標(biāo)分別為火焰、人體紅外、報(bào)警燈，通過界面上的這些可以讓用戶得知家庭的實(shí)時(shí)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：

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

溫濕度監(jiān)測(cè)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(shí)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(gè)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：

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(gè)image、4 個(gè)button 組件組成。這個(gè)界面可以查看智能燈的狀態(tài)并對(duì)燈進(jìn)行控制。用戶可以在界面上對(duì)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(shí)實(shí)時(shí)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：

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(tái)”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(cè)、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(hào)，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。