智能家居论文(优推4篇)
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智能家居论文【第一篇】
21世纪是信息化的世纪,各种通讯和互联网等技术推动了人类文化的巨大的进步。智能家居控制系统的出现使得人们可以通过手机或者互联网在任何时候、任意地点对家中的任意电器(空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD录像机)进行远程控制;可以在下班途中,预先将家中的空调打开、让热水器提前烧好热水、电饭煲煮好香喷喷的米饭……而这一切的实现都仅仅是轻轻的点几下手机按键或鼠标。
智能科技家居管理系统可以定义为一个过程或者一个完整系统。应用先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统,有效地联合在一起,通过统筹模式管理,让家居生活更加温馨、安全、有效。
一、系统设计主要任务
本文使用凌阳ARM9嵌入式实验箱,S3C2440 CPU核心板以及Linux系统或者装有Linux虚拟机的PC机一台。本设计包括有:控制软件的编写与调试和系统硬件的设计与调试。
(一)硬件部分。
智能家居控制系统其硬件部分主要由五大部分组成:GPRS模组、以太网模块、SHT11温湿度传感器、摄像头、S3C2440 、CPU板模块与接口和电源部分。用户可以通过GPRS模组上的RS232接口和PC机相互连接并且使用,通过SHT11温湿度传感器来检测温度变化,为各个部分提供工作电源的则是电源部分。
(二)软件部分。
软件设计部分主要由五大部分构成:就是Boa服务器搭建、CGI程序编写,AT命令集,GPRS初始化与驱动、摄像头驱动和各个驱动程序编写
二、方案设计
(一)系统方案论证。
1.控制部分: 计划一:将MCS-51单片机作为总的控制元件。计划二:将凌阳单片机SPCE061A作为总的控制元件。计划三:将ARM作为总的控制元件。
比较论证: 计划一MCS-51单片机功用较少,不具有模数转换等功能,因而需要增加一些外围电路来实现一些功能,使得电路复杂化,精确度不高,采样速率偏低。而计划二简化了电路,增加了系统的稳定性。凌阳SPCE061A在设计方面提供了极大的便利,它的益处在于,功用较多,因为它不仅囊括了一般单片机一切的功能,更增加了许多新的功能,如: A/D、D/A转换, 语音等,另外又提供了方便的编程环境。计划三更加智能,它可以移植LINUX系统到CPU中,对于处理我们的多媒体和网络更胜一筹,而且LINUX下的资源非常丰富,可以运用LINUX下的资源完善我们的系统,与外网的联系变得更加简单。
2.显示部分:方案:采用LED发光管。
3.服务器部分:方案一: 采用UDP服务器或者TCP。方案二:采用boa服务器。
比较论证:计划一尽管可行,但搭建容易,移植和执行都比较困难,而计划二则不同,Boa服务器虽然和普通Web 服务器一样, 但是能够很容易完成接收客户端请求、分析请求、响应请求、向客户端返回请求结果。
(二)系统总体设计和分析。
本设计属于嵌入式应用系统。,进行系统设计最重要、最关键的一步就是确定嵌入式管理系统总体方案。总体方案的好坏与否,直接影响到了整个控制系统的性能以及实施细则。被控对象的任务及工艺要求是由总体方案的设计而确定的。设计方法大抵如下:按照系统要求,首先确定出系统属于哪种类型。选取检测元件,在确定总体方案的时候,必需先选择好被检测参数的测量元件,它直接影响到控制系统精度。选择合适的执行机构,执行机构是微控制系统的重要组成部件之一。执行机构的选择一方面要匹配到控制算法,另一方面要根据被控对象的实际状况来确定。选择合适的输出/输入通道和外围设备。选择时应考虑以下问题:被控对象参数的数量;各输出/输入通道是并行操作或串行操作;各通道数据传递的速率;各通道数据的字长和选择位数;对显示、打印有什么要求
三、系统制作与调试
(一)系统硬件调试。
由于应用的。是凌阳研制的s3c2440开发板,所以,只需根据要求连接好虚拟机与开发板,并把程序分别烧入开发板,连接好GPRS模组,设置好相应选项。
主控制器和GPRS模组使用标准串口交互。模组带有10针的接口,该接口能够直接和MCU相连接,也可以通过该模组上的RS232接口转化电平后和PC机连接。在GPRS模组的SIM卡座旁边有J5和JP1组成的配置跳线。在使用GPRS模组之前,需要首先正确配置这些跳线,以便选择使用 MCU还是PC与模组通信。
(二)主控程序调试。
先将虚拟机与pc机建立好连接,以便互相传输数据和文件;然后建立虚拟机与开发板之间的连接,调试好虚拟机的nfs服务器和samba服务器将对后来的设计提供更多的方便。给开发板烧写操作系统(bootloader,kernel,),以便boa服务器可以在其上运行。
四、结论
随着科技发展水平的不断提高,智能家居越来越普及到人们生活之中,也是未来人们研究发展的重中之重。本文简略地阐述了远程控制原理、短消息发送的实现方法、以及相关电路的设计原理,设计中充分利用了系统的硬件和软件资源,实现了各个模块的协调控制,提高了系统的稳定性和通用性。
智能家居论文【第二篇】
采用Kinetis K10作为核心控制器,使用触摸屏实现显示和控制等人机交互功能,设计重点体现现代家居的安全监测和舒适度调节。软件方面成功移植了μc/OS操作系统,实现了防盗报警、消防报警、IC卡门禁、灯光调控、电动窗帘、温湿度检测和背景音乐控制等功能,实验室验证了系统的可行性和实用性。
科学技术不断的发展,人们生活水平得到很大提高,人们对物质生活要求舒适度日益增加,这样就使得人们对家居生活的要求也越来越向智能化、舒适化、安全化的方向发展。本文提出了一种基于μC/OS的智能家居系统的设计,重点体现安全监控和提高生活的舒适度与便捷度,尽可能为用户营造出一个安全舒适的生活环境。
1 设计方案
系统控制核心采用飞思卡尔kinetis K10芯片,控制系统选用μC/OS-Ⅲ操作系统[ 1 ]。主要功能:安全监测方面实现烟雾报警、IC卡门禁、红外报警、强行进入报警,舒适生活方面设计了自动窗帘、灯光调节、温湿度检测、音乐播放等功能,功能切换基本依靠触摸屏来控制。
功能模块电路设计
1)灯光控制。通过继电器模块,实现5路灯光控制。图1中,当PTE4,PTE17管脚输入高电平时,对应的继电器会吸合,进而控制其连接的220V触点吸合,此时灯亮。反之,管脚输入低电平,继电器断开,触点断开,将灯断开。
2)背景音乐。电路中使用MP3解码模块,实现了背景音乐控制功能[ 2 ]。该模块需要+5V的直流电源,并接出一个耳机插孔,用来外接扬声器。将模块的“PLAY”“NEXT”“PREV”三个控制键与核心控制板的三个 I/O口相连,只要I/O口产生一个下降沿,就可以实现对应的控制。3)安全防范模块。安防是每个家庭系统中都必不可少的部分,在此部分设置了“强行进入报警”、“燃气泄露和烟雾报警”、“IC卡门禁”三个部分,下面详细介绍各部分实现的原理。卡门禁。通过IC卡的射频读写模块,进行IC卡识别,进而进行用户身份识别。将该模块与核心控制板相连接,与主机通信采用SPI通信模式。b.强行进入报警。强行进入警报用一个门磁开关来检测,为了使单片机检测到标准的高低电平,增加了一个上拉电阻。当门打开时,门磁开关闭合,此时控制器检测到低电平,并且触发警报。c.燃气泄露和烟雾报警电路。该电路选用烟雾传感器来采集现场空气参数数据[ 3 ]。当空气中的烟雾浓度超过设定值时,传感器的”DOUT”(对应PTB3)管脚会由原来的高电平变为低电平,根据这个原理,核心控制器检测到一个下降沿时,说明出现危险,会触发警报。4)自动窗帘。自动窗帘采用步进电机来实现,通过控制电机的正反转来控制窗帘的升降。使用4相5线步进电机,I/O口模拟输出脉冲通过ULN20xxA放大后作为电机驱动[ 4 ]。由于K10芯片的I/O口输出功率不足以驱动步进电机,需要加驱动电路。使用ULN20xxA搭建驱动电路。5)远程监控。该功能主要通过核心控制器与上位机的串口通信来实现。上位机通过点击不同的按钮,发送命令给核心控制器,控制器也可以发送命令到上位机。6)温湿度检测。温湿度检测体现在舒适度部分,这里使用SHT11温湿度传感器模块,来实现对环境温湿度的检测。
软件设计
基于的开发平台,为了是软件更加安全简洁,设计中使用μC/OS嵌入式操作系统。将系统软件分为四层,第一层系统底层BSP模块和固件库模板,第二层μC/OS内核模块,第三层系统调用模块和文件系统模块、LCD控制模块,第四层为用户任务模块。使得软件的层次结构分明,提高了系统的稳定性,其次文件系统模块,系统调用模块,方便了用户任务的使用。设计中,在μC/OS-Ⅲ中创建了状态切换任务,音乐控制任务,窗帘控制任务,灯光控制任务,安防控制任务,视频监控任务,IC卡检测任务,LCD检测任务,上位机监视任务,WIFI监视任务等十个任务。系统按照时间分为在家模式,睡觉模式,早晨模式,离家模式四个模式,系统上电之后,默认是离家模式。当用户刷卡之后,IC卡检测模块发送一个在家模式信号,然后每个任务对象,接收在家模式信号后,执行对应的在家模式才有的功能。当点击触摸屏的时候,LCD监控任务会产生一条消息,通过消息总线,是对应的任务接收到对应的消息,进而执行相应的行为。因为消息都是通过总线发送的,所以,可以系统控制可以通过触摸屏、上位机和WIFI进行控制。
2 结论
采用kinetis K10作为核心控制芯片,并成功移植了μC/OS-Ⅲ实时操作系统,使用了IC卡等模块,实现用户身份识别,实时采集温湿度传感器、烟雾、窗门磁传感器状态,控制灯光、背景音乐和窗帘动作,控制程序设计参考人们的作息规律,更加贴近生活,并且设计了友好的人机交互界面,打造出一个安全、有序、高效的智能家居系统,实验室验证了该系统的可行性。
智能家居论文【第三篇】
摘要:文章分析了智能家居的发展现状, 提出销售渠道不合理, 部分产品的伪智化及宣传不足是导致行业发展受阻的主要原因。并探究了智能家居的未来发展趋势。
关键词:智能家居; 现状; 发展;
1 引言
随着科技水平的的提高, 智能家居进入人们的生活。所谓智能家居, 实际上就是利用网络通信, 计算机和综合布线技术, 并将其与人们日常家居生活中的各个相关子系统结合到一起进行统筹管理, 从而使人们家居生活安全性和舒适度大幅提升。智能家居和传统的家居相比不仅舒适, 还能自动化的指挥。
2 智能家居市场发展现状
技术突破不足
只有物联网和人工智能的技术取得了突破, 才能实现智能家居的智能化转型。物联网, 指的是通过如射频识别装置、红外传感器以及光扫描等各种信息传感设备与互联网结合到一起, 使其形成一个巨大的网络, 其主要的目的和功能就是将物品与网络相连接, 以便进行更好的识别和管理。
通过信息传感器物联网实现了家居相关小系统的整合, 并利用互联网进行监控和管理, 最终达到家居智能化的目的。当前人工智能中比较常见的一种形式就是语音交互, 这种语音交互与传统的将语音信号转换为电信号的执行命令有所不同, 它要求要有语音交互的过程, 在语音交互的过程中, 用户的操作更加简便, 使家居的智能化更加彻底。
智能家居的技术发展不足直接导致了行业发展受阻, 并且智能家居的技术在时间与空间上没有继承性。由于大多数智能家居都是独立发展的, 彼此之间没有过多的交互与联系, 比如智能灯泡与智能防盗, 两者之间进行独立研发与销售, 技术之间没有联系, 这就造成了用户体验的不完整, 各个智能家居的产品五花八门, 用户在选择的时候由于各产品没有关联, 兼容性不强, 如果消费者想集齐各家优势那几乎是很难办到的, 这对智能家居的普及是一个很大的障碍。
销售渠道的不合理
智能家居的销售渠道主要通过两种方式进行, 一种是由智能家居厂家设立销售点, 对用户提供产品和服务。一种是通过工程渠道, 由系统集成商和房地产商进行销售。并且据统计, 工程渠道销售的份额达到了百分之八十, 远远大于零售渠道的份额, 这说明消费者主动通过零售渠道购买智能家居的人数很少, 智能家居更像是一种地产商的捆绑销售, 这种方式切断了消费者与智能家居直接的交流, 不能长远的使智能家居为大众所接受。
部分产品的伪智能化
智能产品与传统产品不同的是运用高科技等手段实现产品的便捷使用体验。但是, 不少厂家为了吸引消费者, 用伪智能产品作噱头, 冒充智能产品, 这与消费者想要的智能化家居操作相背离。比如智能化空调, 传统空调只需要用遥控器就能实现对空调的操作, 而当前市场上销售的一些智能空调, 用户需要下载APP软件, 并将手机保持联网状态, 再在软件上操作, 虽然操作过程变得复杂, 但是空调的功能并没有提升。这种为了智能而智能的产品欺骗了消费者, 也加深了消费者对智能家居的误解, 对智能家居的普及是一个很大的隐患。
3 智能家居未来的发展趋势
从总体情况上来看, 看好智能家居发展的消费者还是占大多数, 虽然目前很多人对智能家居的认识还在表面, 通过媒体和撰稿人的科普, 人们对智能家居的兴趣也在扩大。当下许多创业者在鼓吹智能家居的概念, 他们把智能家居的美化使消费者相信智能家居的前景客观, 但是这种炒概念的行为, 把智能家居镀上光环, 并没有真正解决智能家居的发展问题, 智能家居的未来发展可能会随着其他行业、其他技术的发展而产生千变万化的可能。
智能家居会加大宣传力度
产品宣传是产品打开市场的首要条件, 每一个优秀的公司在产品宣传上都做的不错。目前智能家居的宣传力度明显不够强, 智能家居出现的最频繁的地方还是网络热点新闻, 并且这些新闻并不是以宣传智能家居为主, 而是某某公司投入多少资金打造智能家居, 但是消费者在看到这些新闻后对智能家居还是了解甚少。大企业比如京东、华为等对智能家居的关注度还是比较少, 真正的宣传是智能家居品牌公司因为产品做的好而赢得消费者的信任, 最终形成消费者认可的智能家居领域的品牌效应。要围绕消费者的用户体验, 让消费者真正感到智能家居对消费者生活的帮助和改变, 赢得口碑, 赢得市场。
销售者和消费者的交互
智能家居的卖点主要是操作简单, 多功能集成, 个性化定制等, 虽然这些优点都可以提升消费者的生活质量, 但是很多消费者觉得必需品的吸引力更大, 这些优点也是可有可无的。智能家居如果想要长远发展, 就必须要把它变为人们生活的必需品, 根据智能家居的特点, 我们可以加深智能家居与人们的交互程度。首先是企业与消费者的交互, 要做到企业与消费者的交互就要做好客户关系管理, 这是消费者与企业交互的基础, 智能家居系统中与客户的关系是很重要的一部分内容, 智能家居的未来也会朝着及时有效的客户管理关系发展。这其中, 为了让企业与客户之间的联系加深, 要采取及时的信息反馈系统, 这为客户信息的及时反馈和商家对客户反馈信息的回应提供了基础。如果客户有关于产品的不明白的地方, 或是产品使用中出现的故障, 还有些对产品的建议, 都可以通过信息反馈系统与厂家取得交流, 当消费者与厂家取得了有效的交流后, 产品的质量和方向都可以让消费者更加满意, 也提高了厂家的工作效率和使用者的用户体验。让智能家居及时的满足消费者的心理和使用感受, 可以增加智能家居的竞争力。
消费者之间的交互
智能家居的发展离不开与消费用户间的交互, 然而这一环节却往往容易被人忽视。现阶段的智能家居系统通常都是被限制在一个家庭或是一个房间之内, 人与人之间缺少交流, 彼此当了多年邻居却不认识的情况很常见, 所以智能家居在拓展人与人之间的交流上也是一个很好的渠道。比如, 在玩游戏的时候, 通过智能家居的交互, 向邻居发出游戏邀请, 增加了人与人之间的感情交流, 再比如在家里看到有趣的电视节目, 通过智能家居的交互, 推荐给邻居好友, 对方也可以给自己推荐有趣的内容。智能家居在消费者之间的交互中可以扮演增进人们情感联系的工具, 弥补人们之间情感的缺失。
4 结语
总而言之, 智能家居作为一种综合多种科技的新型居住环境控制系统, 在对人们日常生活质量的改善起到了极其重要的作用, 具有优秀的应用价值和良好的发展前景。就目前国内市场环境来看, 人们使用智能家居系统的成本还相对较高, 加之智能家居行业目前并没有形成完善的管理标准等问题, 对我国智能家居的发展造成了很大的阻碍。因此, 在未来智能家居的发展中, 应逐渐解决以上问题, 才能使我国智能家居产业赢得更好的发展趋势。
参考文献
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[2]杨士元。我国智能家居的发展与趋势[J].智能建筑, 20xx (4) .
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[4]张永刚。我国智能家居现状与问题[J].智能建筑与城市信息, 20xx (7) .
[5]高小平。中国智能家居的现状及发展趋势[J].低压电器, 20xx (20) .
智能家居论文【第四篇】
通过参观eNeo研究所和他们的成功作品,记者发现欧州的智能家居市场值得国内智能家居企业学习的地方不仅仅是他们先进的技术。他们处处从用户角度考虑,将用户的需求贯穿于整个公司业务全过程的经营理念是不是也值得我们借鉴呢?
国内的智能家居市场才刚刚起步,相信对国外智能家居业的一线介绍会对我们的读者大有裨益。本刊将陆续为您报道一些国外智能家居和数字社区的发展现状和一些成功案例。
12月中旬的巴塞罗那阳光明媚,本刊特约汜者在西班牙eNeo智能建筑研究所的盛情邀请下,在一个周末午后驱车参观他们最新的设计成果。车行至eNeo研究所的大门外,远远就可以看到围墙里eNeo设计的智能房屋。从远处看,这幢房是坐落在一个漂亮草坪中央的二层复式住宅楼,与我们一路过来时所看到的普通的高档居住住宅并没有什么区别。但是它的设计者——eNeo的工作人员却一再声称它是欧洲最先进的房子。让我们进去探一探究竟:
下车后,我们随着向导渐渐走近时,才发现它的设计的确与一般房屋大有不同。
安放在屋顶上的天气感应器能够随时得到气候、温度的数据,在下雨的时候它会自动关闭草地洒水喷头、关闭水池;而当太阳光很强的时候,它会自动张开房间和院子里的遮阳篷:
当室内自然光充足的时候,带有感应功能的灯光灯会自动熄灭,减少能源消耗。(这种灯的感应强度可以山室主根据需要手动调节)。地板上不均匀分布着的黑孔是自动除尘器,只需要轻松遥控,它们会在瞬间清除地板上的所有灰尘、垃圾……眼中看到的这一切,都好像是科幻电影里的场景。
其实这些科技早在十几年前就已经在美国和日本出现了,并且早已经产品化。欧洲的智能建筑科技这些年也在迅速发展,并且在某些领域大有超越美国的势头。
建筑领域里的一些专家则认为在建筑设计有效节约和利用能源这一方面,一些欧洲的科研机构和企业已经超过美国和日本,拥有世界领先的技术。
早先我在采访美国卡耐基·梅隆大学的建筑学教授VolkerHartKopf时,他谈到欧洲的智能家居技术发展时就认为尽管智能家居在美国早已经得到广泛的应用和发展,但在有效利用能源的研究方面,欧洲的确走在美国的前头。
这间由西班牙eNeo建筑实验室建造的房屋造价昂贵,家居配置上极尽奢华。但据设计者介绍,它的设计主要着眼点仍然是在房屋居住者的基本需求上:在房屋前门配备的电子钥匙和电子眼保证了屋主不在时房屋的安全;监控摄像机分散的放置在房间的周围,户主可以通过互联网或移动电话随时随地监视到每个房间的情况;另外,为了保证房间的清洁卫生,房间的底层还设计有垃圾清理通道,将前面所提到的自动除尘设备里的脏物和一些生活垃圾直接传送到院里的垃圾整理系统,并将垃圾分类整理成堆,等待垃圾回收公司来定时收集。
能够给普通家庭带来轻松惬意的家庭娱乐也没有被忽视。大屏幕的触控LCD屏幕分散的分布在房屋的周围,手指轻点便可以轻松地连接到存储电影,电视录制和MP3文件、家庭电子相册的硬盘存储器上。
不仅如此,它还是一个功能齐备的智能控制台,屋主只需要通过轻松的选择就可以瞬间营造一个完美的场景模式。
比如,早晨起床时选择“早安场景模式”,它将为您打开收音机、卷起窗帘、打开电热咖啡壶,并且为您准备好洗澡水;工作一天回到家后,选择“家庭影院模式”,它将根据您事先的设定调低房间的灯光、放下窗帘、将电话转换到自动答录模式,然后为您打开电视屏幕。
所有的这一切,的的确确让我们感受到了智能家居中智能的概念,同时也暗暗为研究所对住宅用户细致入微的考虑钦佩不已。
“我们的目标是:科技将成为日常生活的一部分,科技真正能够帮助人们,让我们的生活更加轻松,快乐…”eNeo研究所的总经理Javier Zamora在参观中,反复向我们重复了研究所的工作理念。Ipbox—eNeo研究所,智能家居住宅的大脑。
在谈到智能建筑居高不下的建造成本时,Zamora介绍说,其实事实并非完全如此,如果仅仅将您的房屋通过加入一些配置使其变成智能建筑的话大约只会花费房屋价格的1%左右。但是如果考虑到配置一些硬件设备诸如警报系统、触控屏和摄像头的话则会使造价进一步提高。
尽管目前智能家居的制造成本价格不菲,但是eNeo研究所的商业运营官仍然乐观地预计智能家居在不远的将来不会仅仅局限于高档小区。“到20xx年,我们预计在西班牙将会有10000个家庭选择采用我们的智能家居设计…”Zamora说,“我完全有理由相信在未来的四至五年内,智能家居将会在全世界更加普及。十年内,我们将会看到智能家居成为住宅设计的主流。”
eNeo研究所介绍
坐落于巴塞罗那的eNeo智能建筑研究所创建于20xx年4月,是一所专门从事智能建筑产品研发、为智能家居产品提供技术服务支持的专门性商业机构。
eNeo研究所经过多年的发展,已经建立起成熟的商业运作模式。用技术来改善居所环境,最优化购买成本,从而为普通家庭提供一个舒适、和谐、充满乐趣的智能住宅是eNeo研究所一直以来所追求的目标。
经过对现代智能家居市场的发展观察,近年来,研究所将“服务”概念放在研发的首要位置,在原有的产品研发和实现过程中,从客户角度出发,根据客户的需求来指导从产品设计到最终产品推出的所有过程(系统构思、设计、产品实现、质量测试)。