智能家居控制系统设计与实现探究

2019-11-29文仕儒

商品与质量 2019年22期

文仕儒

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智能家居是目前家用电器的重要发展方向，为了推动智能家居的发展，就需要对控制系统做出合理的设计。目前，传统的智能家居控制系统在解决实际使用上还有一定的距离，必须要合理的使用技术，才能够实现。

1 智能家居控制系统的特点

智能家居系统继承了家用电器的性能和互联网技术，通过技术的融合更加符合人们的需求。目前的只能家具技术充分利用了局域网技术，在家庭空间内构件局域网就能够实现对家用电器的控制，在灵活性和扩展性上都非常高。而且，随着智能手机的普及，各种只能家具的软件也已收集应用的形式在手机上出现，这样就能够利用手机来控制各种家用电器。而且，只能家居控制系统对用户的水平要求很低，并没有太高的学习成本，GUI界面都经过了充分的优化，用户很快就会学会如何使用，会有很好的操作体验[1]。传统的遥控器在对家用电器的控制上比较局限，并不能够实现一些复杂的功能，通过智能家居系统，依靠综合性的家居操控技术，也能够实现家用电器一些复杂的功能。

2 智能家居电气系统的设计

电气系统是智能家居的重要组成部分，智能家居在进行信息采集、网络处理、人机交互和监控的过程中会消耗大量的电力，而电气系统就是智能家居提供能源支持的。目前，电气系统需要注意配供电，其次也要做好家居内部的电力系统设计。

随着智能技术的增强，目前有很多电气系统都利用了智能技术，这让电气系统获得了非常高的性能。而且，随着神经网络技术和专家系统的应用，电气系统的也有了更高的智能水平，实现了很多复杂的功能，满足了智能家居的用电需求[2]。而且，由于目前现代建筑内部也有很多复杂的功能，不同家庭对于功能的需求也不同，电气系统利用智能技术也满足了很多家庭的需求。

有与现代化建筑对于电气的有很强的依赖，这就让电气系统通常会有很大的复合，所以很多电气系统在高压之下就很容易出现故障。为此，一般需要针对电气系统的实际需要，做好故障的预防工作，以及针对问题做好应急处理的准备。而智能家居系统对于电力的依赖更高，因为家用电器的运行不仅需要电力，还需要有网络的支撑。所以目前都会使用专家系统，使用计算机来储存各种解决方案，在需要做出反应时，就会自动寻找合适的处理方法，对家居系统进行优化。

3 智能家居系统设计

3.1 网关的总体设计

网管技术是只能家居技术的核心技术，网关技术的关键在于给所有的家居产品以及产品的用户都提供了一个平台，把产品和用户联系了起来。平台会感知家居的运行情况，将家居的情况发送给用户，并且接收用户的指令，以便能够控制家居[3]。智能家居的网关会借助互联网来运行，但是为了保证硬件的安全性，也会充分利用局域网技术，并且采用单一的结构避免因为功能太多影响到安全性。目前，很多智能家居网络都是使用ZigBee技术的，这个技术的最大优势是功耗低，能够在短距离的通讯上有很好的表现。设备的各种数据将会借助ZigBee发送给家居的网关，之后和互联网相联的网关就能够和用户联系起来，为智能化创造基础。

智能家居的网管系统包括软件和硬件两部分，硬件系统就是利用电脑来进行控制，目前都有非常成熟的发展。实际使用时，将家用电器的信息上传至网关系统的电脑上，然后电脑就能够对家用电器进行控制。但是，这样的方式却由于电脑的操作相对复杂，导致很多人使用起来并不方便。为此，目前很多PLC芯片都被用来专门负责对智能家居系统的控制，依靠高度统一化的芯片，能够更好地发挥效率，而且降低了功耗，在操作上也比较容易，成本也更低。软件系统的设计包括设计硬件驱动系统、操作系统，并且要注重人机交互上的设计。很多软件正在朝着专业化的方向发展。

3.2 监控系统设计

对于用户而言，需要了解系统当中各种电器的情况，这就需要有监控系统来监控这些电器。为了实现对家用电器的事实监控，需要充分利用家用电器自身的传感器来收集信息，之后还需要对信息进行筛选和分层，之后在传递到网络当中，让数据能够在家用电器产品和用户之间传递。人们在获得信息之后，就能能够针对周围情况做出合适的操作。除了可以通过ZigBee来进行信息的传输，也可以利用WiFi来实现网络监控技术，同样能够获得温度、湿度等方面的信息，这样就能够通过互联网对家用电器进行直接的控制[4]。而利用智能系统，更是能够储存用户在操作上的习惯，实现对家用电器的智能控制，这样很多时候就能够进行自动的调节，提高室内的舒适度。

3.3 监控系统的软硬件设计

目前智能家居普遍基于ZigBee网络来实现监控的，传感器是硬件的感知层，网络网关层包括硬件的嵌入式处理器。监控系统一方面会获得家用电器的数据，同时也能够模拟人的五官，这样采集到的信息对人来说会更加直观，而且也能够做出更加智能化的决策，提升生活的智能化水平。监控系统也会有报警的功能，通过对各种参数进行限定，在发现参数差距很大的时候，就会报警，并且及时进行调整。