智能家居控制系统设计

薛莹   ,黄跃娟

哈尔滨华德学院    150025

摘要：随着社会的进步，科学技术迅速发展，人们的生活向着智能化发展。智能家居是物联网的重要应用之一，它以家庭住宅为基础平台，利用综合布线的方式，将互联网、现代通信技术、无线传感器技术等与居家设施融合在一起，通过智能化控制，实现居家生活的需求管理。随着物联网和云计算技术的日新月异，人们日常生活中的许多方面逐步向智能化的方向发展，比如智能家居、智慧物流、智能环境监测等。其中，智能家居是当下研究的热点问题。

关键词：智能家居；控制系统；设计

引言

从现有的智能家居体系的研发与应用形式来讲，借助智能设备、传感器技术以及物联网，组建具有远程操控以及智能可调控功能的家居服务系统，通过数字信号以及指令的传输，实现住户与智能家居之间的对接。其中物联网技术是智能家居系统实现的基础，通过多节点的数据传输及分类控制，保证用户远程驱动实现对不同家居设施的操控，提高日常生活的便捷性。

1智能家居系统

智能家居主要指以家庭房屋为平台，兼具家电信息化、住宅、通信网络、设备智能化，集服务、系统、管理、结构于一体，具有安全、高效、便利、舒适、低碳环保等特点，依据通信技术、计算机等技术，将同家居生活相关的各个子系统组成综合的有机体系，并高度集设备，形成自动化、安全、舒适的生活环境。智能家居不仅可以将家居转化为智能工具，改变人们对传统家居设备之间关系、设备本身的认识，而且通过智能家居可以为家庭生活提供舒适程度高、品质高、智能化家庭生活空间。智能家居系统主要包括成熟的自动控制、安全防御、音频视频编码处理、通信网络、综合布线等技术，将常用的灯光照明系统、电视音响设备、安防门禁系统、温控系统、家庭影院等连接在一起，采用编程手段，实现家居智能化运行，智能家居系统可以为民众提供高雅品质、舒适安全的家庭生活空间，提供信息的多层次功能，保持家庭信息畅通交流，便利生。智能家居系统作为未来家居生活的新趋势、新方向，发展前景广阔。

2智能家居系统的设计目标

2.1实现家庭设备的智能联动

智能家居系统通过物联网、互联网和大数据平台的联合，对已经接入网络的电器进行控制。智能家居系统通过向各网关、智能电器识别远程命令，并对自身的状态进行判断，实现对设备的远程控制。

2.2依据需求设置智能情景

智能家居系统通过大数据平台，实现对设备的远程信息采集，了解室内的环境参数，包括：光照、湿度、热成像信息，以及用户身份审核、用户信息。

2.3享受“傻瓜式”的设备维护

灯光、通风等设备需要定期维护和检测，智能家居系统可以依据服务器内的数据，与设备自身的参数和额定运行时间进行比较，计算设备的故障率。而且，智能家居系统对设备定时关闭、开启和休眠，防止设备超出运行时间，延长设备的使用寿命。

3智能家居控制系统设计

3.1智能照明控制系统

智能照明控制系统利用电磁调压及电子感应技术，自动调节电路中的电压和电流幅度，提高功率因数，使得供电优化的照明控制系统可以避免灯具的冷态冲击，延长灯具的寿命。照明控制系统包括对灯具的亮度调节、慢启动、定时开关功能和短时间跳变。(1)灯具的亮度调整可通过自己设定的情景模式(预先设定好的不同照明环境)来快速调整。这种调节方式大多使用照度传感器，随着周围环境光线的变化自动调节，让室内光线保持恒定。如:在房间靠墙和靠窗处分别安装传感器，当室外光线变强时，系统便会自动将靠窗的灯具亮度降低或关闭;相反，当室外光线逐渐变弱时，传感器则会自动将灯具亮度调至最理想的数值。(2)灯具的慢启动是指灯具在打开或者关闭时缓慢改变灯具的亮度。这种柔和的变化方式可对住户的眼睛起到一定的防护效果，使住户对灯光有较长的适应时间，同时，这也能延长灯具的正常使用寿命。(3)灯具的定时开关，可使住户在外出期间，灯具能根据预定的设置自动开关。系统通常利用计时器或定时器对灯具进行控制，或使用时钟控制器让灯光规律地变化起到节能的功效。(4)灯具的短时间跳变控制，是住户打开灯具后，经过一个较短的时间，灯具能够自动熄灭，例如在住户去洗手间离开后，灯具会按照设定好的时间间隔自动熄灭。

3.2智能家居系统

智能家居服务的最主要特点是智能化与自动化，其可按照不同系统完成对主体指令的驱动，又可以按照人工操作，可靠性、安全性的完成设备驱动处理。在此期间，通过智能家居的监控功能，则可分析出当前不同智能设备在运行过程中存在的问题，例如，灯具的启动频率、电量的耗用情况。通过不同场景的数据表达及还原处理，辅助人们查找系统常在运行上所在的异常问题或漏洞问题。除此之外，互联网还可以对人们进行监管，通过对不同智能设备的启动情况以及传感器信息，采集到人在空间内的运动情况，分析人们的健康生活基准，然后结合运动品质以及相关运动量，给予出最佳的指标。

3.3家庭娱乐与控制系统

物联网技术应用到智能家居中，在终端设备上诸如天气预报、运动信息、浏览偏好也可以被家中的各种智能设备了解到。例如，在家庭影视、音乐、游戏、通讯中，物联网技术充当着与外部的服务器进行沟通与交流的媒介，互联网技术通过其他平台建筑物主人的浏览与观看记录能够智能化地做出娱乐推荐，推荐观看者可能喜欢的电影、可能喜欢听的音乐，真正实现了服务与设备之间的互动。并且物联网技术还可以联合灯光、电视、音响等相互组合，智能化或者通过主人操作设置各种各样的场景。例如在“观影模式”下，通过手机操作或者设置参数，房间灯光亮度自动减弱，窗帘自动关闭，影响效果转换，温度湿度达到适宜状态。在“运动状态”下自动打开运动健身视频或者播放动感音乐，或者居住者自行设置在某一时间段自动打开电视、音响、家中的健身器材等。

3.3家庭安防系统

将物联网技术应用于智能家居当中，家庭当中智能设备产生的一系列数据，例如游戏资料、音影视频资料、办公资料等都可以通过互联网存储到云服务器之中，在搬家或者设备损坏、设备更换之后都可以随时进行查看。此外，家庭设备当中的一些数据还可以在同一网络状态下实现各个电子设备之间的传输，这些设备彼此之间形成互相联通的工具，使家庭成员之间能对这些资料充分利用共享，使资料的交互价值进一步增强，也有利于家庭数据资料的整合与存储。通过物联网技术还可以使建筑物内部的各种家庭、智能设备更加稳定可靠的运行，物联网当中的大数据算法能够通过对家庭内部各种设备的数据进行分析和研究向主人客观的分析和展示各类设备的损耗情况与隐含风险，并通过数据分析，设定每个设备最佳的运营方案。对于最重要的门禁安保系统来说，互联网技术在搭载了监控设备之后不仅能够24h全天候的展示门口及屋内情况，还能进行闯入报警、空间巡逻、火灾、水灾、地震报警等，居住者只需要通过一部手机就能随时查看家中安全情况，还可以通过不断优化互联网系统使建筑物安全保障系统更加稳定灵敏。这既能保证主人外出时家中的安全，还能在家中有老人或者小孩时起到一定的监护作用。

结语

随着科技的发展，智能家居控制系统在逐步提升和完善，设计人员对于智能家居控制系统也需要加强了解。从现有市场智能家居的形式而言，大多是以先进技术设备、用户需求为主，其缺乏一定的管控基准，极易造成系统驱动不匹配的问题，加大资源浪费。期待在后续发展过程中，国家应牵头，对生产企业制定统一基准，提高家居生活的智能化。

参考文献

［1］王冉，孟磊．智能家居控制系统设计与实现［J］．南方农机，2021(18):193-196．

［2］汪思远．一种智能控制的家居照明系统［J］．物联网技术，2021(09):109-113+117．

［3］何鑫．基于ZigBee无线通信技术的智能家居系统设计［J］．智能建筑电气技术，2020，14(02):31-34．