时间：2023-05-30 09:03:09
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇家居安全，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：安全 物联网 预警 逃生
中图分类号：TB472
文献标识码：A
文章编号：1003-0069（2016）01-0072-02
物联网（IOT）是在“互联网概念”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。随着物联网技术的飞速发展，物联网技术针对各行各业的影响也正日益体现出来，基于物联网技术的各种跨界设计也层出不穷。使用物联网技术的新设备、新系统会影响家居设计，因此应用物联网技术是家居环境设计的大势所趋。在这样一个背景下，研究如何利用物联网技术的优势，发展家居环境设计，找到大众最关心的问题之一――安全性设计作为研究突破口，把物联网作为家居安全性设计的技术手段，更好地保证大众的安全。
一 研究背景
物联网技术这几年在中国发展迅速。特别是目前各地在建或建成的智慧城市，如智慧无锡、智能青岛等，都让物联网技术影响着人们的生活，甚至是改变了人们的传统生活方式。、总理专门对物联网作出重要指示，要让物联网更加促进生产、走进生活、造福百姓。各地针对性地出台《十二五信息化战略合作框架协议》都在把物联网技术落实到人们生活的方方面面中去。在这样一个技术背景条件下，把物联网技术应用到民众的生活中去，方便民众、保障民众、服务民众成为当下物联网技术的研究方向。例如，智能墙面和众多的未来可以通过科技实现的家居室内设施、设备中的安全性指标导入到应用APP中，来更好地保障人们的安全。
随着社会发展，在安全层面上引申开去，涉及到有关安全的涵盖，已从最初的安全的设计，到现在人们越来越关心如何更好体现安全，随时随地感到安全，甚至是掌握安全。而在物联网技术下，可以通过安全设备网络化和智能化，来实现安全数据的监控、报警甚至是智能引导。在家居空间设计中，只是对安全做了最基本的规范，在实际设计与施工中，往往是为了创造某种效果或理念，忽视潜在的安全隐患。公安部消防局统计，2014年全国共接报火灾39.5万起，死亡1817人，受伤1493人，直接财产损失43.9亿元。这使得安全问题迫在眉睫地摆在设计师的面前，由于物联网的快速便捷，可以使人们通过物联网，随时随地掌握家中的动向，及时预防甚至是帮助他们逃离，以保障财产及生命安全。接入物联网的设备，预警，逃生三个层面的设计理念下产生的家居设计的改变。物联网设备安全的统一性接口、系统等对传统家居设计提出了新的要求。而预警、逃生等接人物联网的设备也势必带来家居空间的跨界设计改变。（图1）
二 研究现状
家居空间从一开始就建立在人在室内空间中是否安全这个前提来展开的。对于居住的安全性，我们一直把这个焦点给了建筑设计师，而随着新技术的运用，业主本身参与到室内设计的成分越来越大，这个安全的概念就可以分成两个部分，前期是传统的建筑设计师的楼宇安全，后期是设计师对于家居室内人身以及财产的使用安全。由此我们有必要讨论一种全新的设计理念――安全性设计。在室内设计中，我们也有相应的传统安全设计标准，一些固定场所走廊位的宽度、插孔的安装位置等，这些保障了在设计后的安全使用。但这是具体设计过程的单一安全设计，现实中往往在设计过程中为了体现某些概念或设计新意，对这些考虑不全面，设计安全性因而得不到有效实施。这就要由设计安全性发展为安全性设计，所以我们强调从源头开始，从设计的角度提前考虑安全性。从“设计安全性”这个室内设计中的一个设计环节，上升到“安全性设计”，把安全性作为室内设计的整个前提和基础。在新技术，新手段的帮助下，更好地实现安全性设计。
传统的家居安全性和物联网下的家居安全性是既有联系又有区别的两个概念，传统的家居设计一般注重基本的安全规范、单个物体或个人的安全，而往往不重视统一的，协调性的预警式安全，对于智能化的家居系统没有统一的接口标准。在物联网技术中，通过网络协调智能设备成为可能，由此上升到设计层面的是在家居空间这样私密性比较高的空间设计中，带来了安全信息的时刻掌握和人群的联网合作式的存在，而由此带来新的安全的设计模式。把安全因素通过数据和图形，家居中的设备安全运行、环境的预警、甚至是通过智能家居指导与协助逃生的设计理念下，改变人们在家居设计中只关心设计的材料安全、施工安全这些单一的家居安全现象，在家居设计的层面上，综合成一个全新的设计理念――基于物联网技术的家居安全设计。即通过物联网技术考虑人在空间中的安全，通过人与设备的联系，再通过设备与网络，形成安全数据查看、安全预警、逃生指导等，更好保障人的安全。保障的概念不局限于人的生命，也包含了，人对于在空间中一切合理的安全因素，涵盖了人的生命以及财产的安全、健康，和由此带来的有保障的心理感受。
目前在物联网技术条件下，家居安全性上还是存在诸多问题，主要有以下几个方面：
1 物联网设备安全标准不统一。人们一直注重设备安全，但只限于对单个设备的安全性上考虑。物联网设备由于生产厂商的标准不一致，导致开发的APP种类众多，使用繁琐。甚至物联网家居设备本身的安全漏洞，会导致人们隐私受到威胁。因此，制定统一的物联网设备安全标准不光针对物联网设备使用安全，而且包括物联网设备其本身的安全性制定。
2 没有形成系统的预警安全机制。国内家居设计在关注入使用空间的时候，对待预警设计显得不够重视。相对于传统的防盗和预警设计，老式的安全门锁或者报警器，在如今的城市中显得作用越来越微弱。同时，人们在追求高品质舒适生活的同时，对防盗与报警设计相对显得不太重视。但当下的社会现状，人们不得不关注自身的人身、财产安全，为此凸显预警设计的重要性。而当下的科技手段，远程遥控、视频监控都已经和家居设备结合起来。（图2）但各种接入口众多，其标准也不统一。没有统一性接口设计，可以让这些设备并入网络，形成系统的预警和防盗报警系统。
3 对物联网下的逃生安全机制不够重视。家居设计中往往注重人在空间中的舒适度，空间的功能设计在室内设计中的比重很大。而家居空间设计中逃生这个概念，在当下的中国可以说是既火热又发展缓慢。在物联网技术下，家居中智能设备可以发挥指导逃生和协助逃生的作用。同时政府在众多的公共性物联网平台下，也没有专门针对民众逃生与救护的APP平台开发，使得物联网技术在逃生等安全性问题上缺乏其强大的应用。
人们对安全性认识只是分散在家居设计各个其他的研究领域，人们可能大多数讨论的是单个产品或一个产品领域的安全设计，如电器的安全，材料的安全等，而对空间的安全早在上世纪90年代虽有提及，但研究过于分散，而且没有上升到主流设计理念的地位。而在物联网技术下，相继提出了智能建筑、低炭建筑等一系列和家居设计相关的理论，但是作为家居设计中重要的安全性设计并没有很好地与之结合。现实中，物联网下的绿色建筑、智能建筑都对安全性研究不足。所以研究通过物联技术下的设备安全、防盗预警、逃生为出发点的家居安全性设计，在如今的社会环境中显得尤为重要。
三 研究意义
1 现实意义。目前以梁志天等一批国内优秀的室内设计师在个性与室内舒适程度上有所成就，他们在安全性上也做了一定的考虑，但他们并没有把安全性设计作为家居设计为重要目的来考虑所做的方案。这就具有了研究安全性设计的现实意义。而国内对于物联网技术的研究与应用，则过多的是在纯技术手段上，如张春红教授研究的关于通信和计算机技术。对于物联网的前景，不少专家学者，提出了低炭建筑、智能建筑，但是从家居生活中利用物联网保障人和财物的安全，使得基于物联网技术下的安全得到充分保障，在家居设计中则较少考虑。
2 理论意义。从二十世纪七八十年代提出的绿色设计到现在的可持续设计，再到基于物联网技术的智能设计，都无一例外地提出了安全、规范。但在这些纷繁的设计理论和设计流派中，由现状来看，对于家居设计则要以安全性设计作为其基础或是支柱。家居设计是一个四维设计，它要通过时间来检验是否合理的设计体系。在长时间的使用中，安全性设计作为一个重要指标，显得尤为突出。家居空间中全面地考虑安全在家居设计中应作为终极目标，所有的设计都应该围绕这个主题而展开。针对家居安全性设计，我们所使用的条件和手段也应与时俱进。特别是在物联网技术重视与推广的大前提下，利用国家物联网的优势，使我国的家居设计走在设计潮流的前列。
关键词：无线传感器；网络；智能家居；安防系统
智能家居安防系统的使用过程中，比较注重无线传感器网络的应用，根据安防系统智能化的需求，营造无线传感环境，优化安防系统的使用环境，避免出现通信或传输问题。无线传感器构成的网络环境，适用于智能家居的安防系统，提供高效率的工作条件，保障智能建筑的安全。
1 系统软件与硬件
在无线传感器网络环境内，智能家居安防系统，需要具备相应的软件与硬件，以便实现安防功能。
1.1 软件
基于无线传感器网络的智能家居安防系统内，软件连接了两者之间的关系，采用软件系统，促使无线传感器网络条件，可以支持智能家居安防系统的运行。简单分析软件的应用，如：无线传感器网络内的软件，应该采用多形式组合的方式，应用到智能家居安防系统内，通过组网控制的方式，提供点对点、点对多的服务方式，规划好无线传感器网络的运行频段，连接安防系统与软件，除此以外，还需要专门用于数据处理的软件，此类软件需要在PC上进行数据的管控、维护，实时显示无线传感器网络的运行状态，保证智能家居安防系统的真实性，PC上，通过数据处理软件，显示智能家居安防系统的运行状态，基本是以图表、数字的方式实现，还需配置波形存储的工具，记录系统的信息。
1.2 硬件
无线传感器网络内的智能家居安防系统，硬件主要包括两个部分，分别是中央处理器和GPRS模块[1]。分析如：（1）中央处理器，需要具备足够的处理能力，支持智能家居安防系统的操作，智能家居安防系统，在选择中央处理器时，先要确保其与无线传感器网络环境的相适应性，利用无线传感器的网络环境，支持中央处理器的运行，再将中央处理器应用到智能家居的安防系统内，中央处理器在处理各项数据信息时，还要具备控制的作用，实现快速的信息处理，按照智能家居安防系统的要求，增加I/O接口，以便接入功能性设备，集成外设控制器，控制好智能家居的安防系统；（2）GPRS通信模块，为了提高智能家居安防系统的传输效率，GPRS通信模块，需要设计好无线传感器网络的参数设置，保持20～40kbps的速率，而且维持稳定的传输过程，GPRS模块，保持连续在线的状态，避免在安防系统运行时，引起信号中断的问题，提供安全的网络运行环境，管理好无线传感器网络内的IP，优化智能家居安防系统的运行过程。
2 系统的功能实现
首先基于无线传感器网络的智能家居安防系统，功能实现时，需要完成控制中心、网络节点的相关布设工作，利用计算机、服务器、通信模块等，实现安防系统的各项功能，根据功能的要求，布置好传感器的节点，以便收集智能家居内的信息，传感器节点的布置，要严格按照功能指示进行，不能遗漏功能位置。
然后在系统功能的基础上，布设门牌号和节点号，编写出节点的位置，对应智能家居的门牌号[2]。房间内，不限制节点的数量，主要是按照实际情况进行设计，但是智能家居安防系统收集数据时，要以所有的运行节点为对象，做好统计、收集的工作。门牌号与节点号，是实现系统功能的关键，遵循统一规划的原则。
最后是数据处理的过程，辅助实现智能家居安防系统的功能。数据处理，在实现功能方面，发挥重要的作用，表现在三个方面，分析如：（1）无线传感器网络内，传感器布设在对应的节点位置，用于收集室内的温度、适度等信息，控制好室内设备的运行时间，传感器收集的数据信息，通过sink节点，发送到智能家居安防系统的相应模块；（2）智能家居安防系统的控制中心，会将数据信息，存储到数据库内，数据信息在存储区域内，便于传送和调用；（3）智能家居安防系统，按照室内要求规划数据，在此基础上，设计好后期的应用参数，实现智能化的预测，便于及时发送控制指令，以免影响智能家居安防系统的运行。
3 系统的安防应用
结合智能建筑，分析智能家居安防系统在无线传感器网络环境内的实际应用，例举安防的功能，如下：
3.1 门禁识别
门禁识别，是智能家居安防系统的首要应用，识别中，分为两种情况，第一类是业主，即持有身份ID进出，业主自身信号，经过人体热释电开关，传送到门禁系统内，系统识别后主动协调控制器，开启门锁进入；第二类是不具备有效身份的客人，门禁系统会以视频摄像的方式，获取客人的人脸图像，发送到安防系统控制中心的客户端，向业主发送短信，业主自行识别后选择远程控制，开启门锁。
3.2 火灾报警
火灾报警系统的运行，关系到智能建筑家居的安全性。无线传感器网络中安防系统的火灾报警部分，在智能建筑环境内，设计了多个传感器节点，用于检测建筑内的火灾数据，传感器内部，具有检测火灾的数据标注，如果检测数据，超过设计的阈值，传感器会传递火灾报警信息，由系统内的协调器，将信息发送到智能家居的服务器，通知业主[3]。火灾报警系统案例中，火灾报警信息，经过GMS Modem发送报警短信，促使业主可以接受到报警短信，第一时间处理。
3.3 远程灯光
智能家居安防系统内，安装了客户端软件，服务于智能建筑的业主。目前，现代智能家居控制内，系统中实现了远程灯管控制，专门利用客户端软件，远程操作室内灯光。例如：业主控制家庭内的灯光，客户端软件上，提供了操作图形，根据图形上的灯光图像单击即可，此时客户端检测到业务单击图形的操作指令，指令信息进入到无线传感器网络内，进而到达系统的服务器，经过一系列的协调后，控制室内的灯光，按照指令打开灯光。
3.4 手机远程
智能家居安防系统内，远程控制是指利用手机对家居室内进行控制，例如：发送客人到访信息，当家居主人没有电脑操作客户端时，就采用手机进行远程控制，传送到智能家居的数据门锁位置，指示打开。手机远程控制的应用，考虑到无线传感器网络的需求，信息具有格式方面的要求，采用中文简体的方法，一来降低记忆的难度，二来实现手机信息远程的规范性。
3.5 数据记录
智能家居安防系统的数据记录，需要由数据库来完成，数据库的设计，要符合无线传感器的网络标准，保证数据库能够记录各项控制指令，为安防系统提供数据支持[4]。例如：某实验模拟状态下的数据记录，该实验中，模拟了无线传感器网络环境内的智能家居安防系统运行，采用了SqlSever 2000数据库设计，专门记录智能家居的活动事件，包括门禁系统触发、远程门锁控制、窗户侵入报警等，而且要记录好每个活动事件的日期时间、事件类型、事件来源、事件详细。
4 结束语
智能家居安防系统，对安全性、稳定性的需求比较大，采用无线传感器网络，可以为智能家居安防系统，构建所需的运行环境，进而提高安防系统的运行水平，符合智能建筑的各项要求，也能减轻智能建筑安防管理的压力，减少安防管理的事故率。
参考文献
[1]周涛.基于无线传感器网络的智能家居安防系统[D].太原理工大学，2011.
[2]贺轶.基于无线传感网络的智能家居安防监控系统的研究[D].中南大学，2013.
摘 要：本文分析了家居安防控制要求，设计了基于PLC的红外遥控、PLC控制和继电器控制的硬件电路，选择了系统的主要器件，提供了PLC控制器的主要流程图，并编写了程序，最终验证了系统的可行性。基于PLC的家居安防系统操作简单，功能强大，具有广泛的应用前景。
关键词：家居安防系统；红外遥控；PLC
0前言
家居智能化就是由一个智能化系统构成安全、舒适和便利的信息化居住空间，从而适应人们在21世纪信息社会中的快节奏和与外部世界保持完全开放的生活环境。由于我国城市人口膨胀，外来人口的增加及煤气和大量家用电器设备使用中的不安全因素等[1,2]。对小区居民的生命和财产造成了很大威胁，一方面是人引起的破坏（如盗窃、抢劫等），另一方面是自然灾害引起的破坏（如火灾、煤气泄漏等）。人们越来越迫切要求采用有效的措施以满足日益增长的安全防范需要[3,4]。
目前，所采用的防盗门和在窗户上加装防盗网等安全防范措施，难以满足现在人们防止外来威胁的要求。为了更有效保证居民的生命和财产的安全，在住宅和住宅小区内引入了智能化的手段进行安全防范管理。智能住宅的安全防范系统是由安全对讲系统、防盗报警系统、防火（火灾报警）系统和防煤气泄漏系统等组成，该安全防范系统是家庭、住宅小区防范外来侵害和自然灾害的一种最重要的、最有效的手段，它大大提高了居民自身的安全感，它已成为社会治安的一个重要组成部分[5,6]。因而，安全防范系统是智能家居自动化系统中必不可少的一个子系统，它为人们创造出一个安全舒适的生活环境。
1 系统的结构
该系统采用红外遥控、传感器自动控制和手动控制三种控制方式。控制对象有电灯、电控锁、门窗电机、排风扇和灭火水阀，通过控制这些对象达到手动/遥控开门、手动/遥控开窗/关窗、防火、防盗、防煤气中毒和防风雨的目的。系统结构框图如图1所示。
关键词：智能家居；安防系统；ZigBee
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）17-0160-05
Abstract：This paper discusses the development status and trend of smart home security system，analyzes the shortcomings of the current smart home security system，and analyzes the ZigBee technology，designed the overall architecture of the security system and the hardware part. The data transmission is a specific condition.According to the test data analysis of the transmission distance of ZigBee， the ZigBee can realize the information transmission function of the ordinary family，and verify the feasibility of the scheme.
Key words：Smart Home；Security system；ZigBee
1 引言
进入新世纪以来，科学技术水平快速发展，人们生活水平也随之迅速提高，科学技术的发展，在一定程度上面正潜移默化的改变人们的生活方式，现在，人们正逐渐开始要求自动化、智能化的生活，人们对于家居的要求程度逐步提高，智能化、自动化、人性化、逐步成为当今的人们对生活家居一种新的要求。目前智能信息技术、自动化技术、电子信息技术正在逐步应用于生活的各个领域，我们的衣食住行与其关系越来越紧密，其应用领域包括智能家居领域。伴随着网络技术与通信技术的发展与普及，家居生活进入了一个新阶段。智能家居产业蓬勃发展，家居设备的智能化已经成为了一种趋势，在不久的将来会走入千家万户。
智能家居是人们的一种居住环境，让家庭更加安全、节能、智能、便利和舒适，智能家居是建立在普通生活技术上的，与普通家居相比，智能家居具有的特点：操作随意性，服务便利性，功能扩展性，系统可靠性。
自从世界上第一幢智能建筑于1984年在美国出现后，美国、加拿大、欧洲、澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居安防系统方案，近来，以美国摩托罗拉公司及微软公司等为首的一批国际著名企业，先后跻身于智能家居安防系统的研究与开发中，3COM公司也一直在通过因特网向用户宣传智能家居安防系统这一概念，并积极研发家用无线网关等网络产品。此外托马杜多媒体公司、Intel公司、韩国三星公司、新加坡科技电子公司、日本松下电器公司等知名企业也纷纷投身于于智能家居安防系统的研发工作中。
本文在分析了国内外智能家居系统以及智能家居安防系统的基础上，针对当前智能家居安防系统的不足，提出了基于Zigbee技术的智能家居安防系统组网的解决方案，增强了系统的人机互交性。阐述了系统的硬件、软件设计，采用星型的拓扑结构搭建系统，温度检测、一氧化碳监测等模块进行论证和设计。安防系统经过研究对比，选用无线单片机CC2530。实验结果表明，ZigBee能很好地实现温度检测、一氧化碳检测及报警功能，且系统稳定可靠。
2 系统架构
2.1 ZigBee网络拓扑选型
ZigBee网络拓扑结构支持3种功能设备，分别为协调器、路由器、以及终端设备。
a）ZigBee协调器的主要作用是负责发动和配置网络。Zigbee协调器还能支持关联，同时设计以及执行其他程序活动，负责网络之间保持正常的通信，且信息传输也能协调网络内部不同设备之间的数据传输。
b）ZigBee路由器主要负责多个设备之间的关联及数据传输，将信息从一个设备传送到另一个设备。ZigBee网络协议规定，在一个网络中允许有多个ZigBee路由器共同存在。
c）ZigBee终端设备主要用来执行其他的相关功能，通过使用ZigBee网络能够与其他网络设备进行数据交换。
2.2 拓扑结构
根据实际的应用需要，ZigBee网络可以构成成三种拓扑结构：星形网络拓扑结构、网状网络拓扑结构以及树状网络拓扑结构。本文是采用星形网络拓扑结构构件智能家居系统。如图1所示。
2.3 网关系统设计
（1）内部网络
本文采用星形网络拓扑结构来进行家庭无线网络的搭建，家庭内部网络分为终端的信息采集节点、安防系统两类设备。其中安防系统是网络的控制中心，其作用是负责ZigBee网络的建立，且将终端节点传输的数据处理转发给无线路由器。终端节点的功能是监控周围的环境信息、采集家庭环境数据，例如温度、电湿度、一氧化碳浓度，并对数据处理，然后把数据传输给协调器，执行安防系统传送来的控制信息。
（2）网关系统
网关是家庭网络的核心，是处于广域网和家庭网络中间的一个节点，作为入口节点，它应具有网关和服务器的功能，一方面，网关要支持TCP协议议并能提供服务，从而允许客户远程访问它，以ARM微处理器为中心建立网关硬件平台，对外通过宽带接入公共网络，对内将家用电器及其他联网设施通过家庭内部无线局域网连接成一体，用户通过远端PC就能接收家里环境信息。网关结构框图如图2所示：
网关从功能结构上主要是处理远程用户控制信息。家庭内部信息网的通信协议比较简单，要实现它与外部TCP/IP的互联，必须实现协议的转换，这是网关一个非常重要的作用。从结构上来看，网关就是外部TCP/IP网络与家庭内部信息网络的一个连接点，网关并不只是一个简单的协议转换设备，更是一个对外的家庭内部网络控制接口。
3 系统硬件设计
3.1 ZigBee无线单片机CC2530
CC2530是一个超低消耗功率的真正系统单晶片，它将微控制器、主机端及应用程序整合在一个元件上。CC2530可让主控以及从属式节点以很低的成本来构建，它拥有很低的睡眠模式功率消耗和不同工作模式之间很短暂的转换时间，适用于所有超低消耗功率系统。
3.2 ARM处理器
ARM架构具有极高的性价比和代码密度，并且在实时中断响应以及功耗方面比其他微处理器更有竞争力，因此ARM架构是智能家居系统中比较理想的平台。
3.3 GPRS模块
GPRS是以GSM技术为基础发展起来的一项高速数据处理技术。它采用分组交换技术，可以实现点到点的数据通信。与GSM技术的数据通信方式相比，GPRS采用了4种编码方式，数据传输速率可高达到171.2Kbps。它还可以保证始终处于在线状态，即在无需数据通信的状态下仍保持与网络的连接。此外，GPRS核心网络层采用了IP技术，可以与现有网络无缝接入。
3.4 供电电源电路
ZigBee节点设备为终端节点、路由节点以及协调器节点三类。三类设备的功能、工作环境、工作时间都不一样，其中协调器任务最重，工作时间最长，工作环境相对较好；路由器任务最轻，大部分时间处在休眠状态，但是路由器工作条件恶劣，工作在野外或者其他更加恶劣的环境中。基于上面的原因，本设计采用了两种供电方案：一种是使用开关电源供电，另外一种是采用干电池组来供电。这里选择了MAX8860EUA芯片和API117芯片来提供1.25V电压，对芯片和芯片的设备进行供电，其具体的电路原理图如图3所示：
3.5 接口电路设计
本文的串口电路使用了MAX3232芯片，实现RS-232串口数据电平的转换，与家居网关连接后，进行数据采集传输工作。图4为串口转换的电路设计。
4 系统软件设计
4.1 系统开发环境
智能家居安防系统选用CC2530芯片作为安防系统的核心组成部分，软件部分则采用ZigBee2006协议栈来实现ZigBee无线网络与模块之间的数据传输，开发环境采用IAR System公司推出的IAR Embedded Workbench for 80517.60。本文采用IAR Embedded Workbench用于Z-stack协议栈的开发，它是一种高精密度、方便使用的嵌入式集成开发环境，集成了汇编工具、编译器、库管理器、工程管理器等多种开发常用的工具。对于不同的芯片，IAR开发环境内置了相对应的代码优化器。支持众多知名半导体公司的微处理器。IAR Embedded Workbench不仅具有编译下载的功能，还可以跟编程器相结合，进行单步调试跟踪监测片上寄存器、Flash数据等信息。Z-Stack实际上是帮助程序员方便开发ZigBee的一套系统。Z-stack使用瑞典公司IAR开发的IAR Embedded Workbench作为它的集成开发环境。
4.2 协调器应用程序设计
网络协调器的主要任务是启动网络，网络运行首先要运行协调器。协调器首先选择一个信道和一个网络ID，用于识别网络身份，然后再对Z-stack协议栈初始化，并打开中断。随后将整个无线网络启动，所有的终端节点接入协调器。
协调器在完成网络创建后，立刻等待信息中断，当出现中断信息，首先进行的是判断该中断信息是网络数据信息中断还是网络管理信息中断，如果是数据信息中断，在本地储存数据信息并管理。最终将应答信息传送给网络中节点。若该中断信息为管理层中断信息，对该中断进行处理，最后产生应答信息传送给网络中的节点，最终完成信息的应答过程，协调器工作详细流程如图5所示。
4.3 ZigBee无线网络软件设计
4.3.1 温湿度采集节点程序设计
温湿度采集节点的工作流程图如图6所示：开始后首先对温湿度采集节点初始化处理，定时采集周围环境中的温湿度数据，若采集到的数据有效，对数据进行数据转换并发送到协调器，由协调器将数据传送给主控中心。
4.3.2 烟雾传感器程序设计
采用型号为MQ-2的粉尘传感器检测周围烟雾浓度，MQ-2可以检测空气中的丙烷、氢气等有害气体，它价格低廉，使用时间长。MQ-2粉尘传感器工作流程图如图7所示，开始后，首先进行初始化，然后检测周围环境中有害气体浓度，如果气体的浓度超过了阈值则进行第二次确认，第二次确认浓度超过了阈值，然后发送报警信息，继续轮回，检测周围气体浓度，若两次检测气体浓度有一次确认并没有超过阈值，则返回继续检测有害气体浓度。
4.3.3 安防报警系统软件流程设计
通过传感器对获取的进行检测。单片机读取数值，经过比较判定是否超出阈值，若超出阈值则通过GPRS进行报警相应的报警，否则继续对温湿度、粉尘浓度、一氧化碳浓度等数据进行检测。其中温度的阈值为60℃，在空气中一氧化碳的浓度一般为5ppm以内，设定当一氧化碳浓度大于300ppm的时候进行报警，粉尘浓度为80ppm的时候，或者有人进入室内的时候进行报警。安防报警系统流程图如图8所示。
5 实验结果与分析
5.1 安防系统温度监测报警实验
无线温度监测系统由多个独立的终端节点、一个网络协调器和一台PC机组成星形网络。其中，传感器节点分布于需要检测的区域，负责对数据的感知和处理，并通过无线射频信号发射出去；协调器接收各个传感器节点发出的无线射频信号，通过RS-232的串口线送入PC主机；PC主机负责存储及对数据的进一步处理。
只要在该平台的基础上设计应用层的程序就能实现无线温度监测，无需设计物理层、MAC层和网络层的代码。每隔10秒进行一次温度采集，两次温度采集期间节点进入休眠状态，以减少功耗。某一时刻对节点1加热，温湿度监测界面如图9所示。
从图10可以看出，在60秒左右时，采集的数据明显地增大。而节点2在时刻采集环境温度，可以看出，采集到的数据基本为一直线。当采集到的数据大于设定的阈值，蜂鸣器报警，且手机收到一条报警信息。
将一支一氧化碳传感器节点先置于室外30分钟，再置于办公室中。办公室环境温度30℃，面积30m3。在200秒时候放入一个为完全燃烧的煤炭，观察一小时内室内一氧化碳浓度的变化，相应的变化曲线图如图12所示。当采集到的数据大于设定的阈值的时候，蜂鸣器报警且设定的手机收到一条报警信息。
分析：从图11中可以看到一氧化碳传感器节点响应过程的曲线，在第180秒的时候一氧化碳浓度迅速增大，后趋于平稳，可以看到该传感器能很迅速的响应到浓度变化，当350s打开窗户后，一氧化碳浓度逐渐下降，最后稳定。说明该系统在一定程度上能较好的监测室内一氧化碳浓度。
6 结束语
本文提出了基于ZigBee技术的智能家居安防系统的研究，智能家居是未来家居的发展方向，选择了具有明显优势的ZigBee方式组建智能家居安防网络，并对其硬软件进行阐述。最后对智能家居安防系统系统稳定性及安防系统温度、粉尘、一氧化碳监测部分分别进行了测试和分析。传统的、旧式的智能家居安防系统一般采用有线方式组网，本文采用了基于ZigBee技术的智能家居安防系统的研究，将有线转化为无线，增强了系统的简洁性；融合了多种传感器，系统的扩展性提高了；将GPRS技术应用到安防系统中，用户能在最短的时间内接收报警信息。
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[8] 金纯.ZigBee技术基础及案例分析[M].北京：国防工业出版社，2008（1）.
记者:万总您好,非常感谢您接受我刊的专访。首先祝贺驰通达集团成立十一周年,众所周知驰通达是国内较早进入防盗报警行业的民族安防企业,旗下的夜狼安防,目前已成长为家居安防的首选品牌之一,请您给我们简单介绍一下集团的品牌战略。
万腾驰:非常感谢《数字社区&智能家居》杂志社一直以来对夜狼安防的支持。深圳市驰通达电子有限公司致力于于安防产品的研发和生产,一直以来为夜狼安防提供优质的产品。夜狼安防作为集团的一个旗帜性的品牌,专注于品牌建设、市场营销和售后服务等工作,经过多年的不懈耕耘,赢得了广大客户的一致好评。夜狼安防的成功同样得益于集团的各单位部门的通力协作与配合,各集团部门虽然分工不同,但都是集团不可缺少的一员。
记者:据统计,家居安防在欧美一些发达国家和地区,已成为一种较为普及的家庭服务项目,而在中国普及率还很低,作为专业的家居安防厂商,您对目前国内的家居安防市场现状是如何看待?
万腾驰:这一现象与人们对产品的认知度有极大的关联。目前,国内市场还有许多普通消费者对市场上智能报警产品并不了解。我们通过长时间,大量的市场调查发现国内的市场需求是非常巨大的,而在各地区从事此类销售和服务的专业单位相对来说还是较少。因此,作为厂家我们也意识到应该大力培养区域市场热度,普及智能报警系统的功能和应用知识,提高区域市场的服务质量,从而提升人们对家居安防市场的认知。
记者:目前,大多数家居安防厂商将目标锁定在住宅小区、别墅群,市场竞争日益白热化,而随着国家对社会主义新农村建设的提出,农村安防市场必将成为一块新蛋糕,您是如何看待农村安防市场的?
万腾驰:我国的农村安防也是一项重要的工程,其实安防都是为了保护人们的生命财产安全,只不过应用环境会有所差异,市场瓶颈集中在消费者对产品的认知度不够。夜狼安防未来也将有针对性的加大对农村安防市场的宣传,普及产品知识;在产品研发方面,设计更适合农村市场的产品;特别是服务方面的工作,会投入更大的人力、物力,尽可能为农村市场提供更好的服务。
记者:夜狼安防多次荣获“中国安防十大民族品牌”荣誉称号,产品亦多次获得业内大奖,在如今国内外品牌林立的安防市场上,夜狼安防是如何坚持走自己的民族品牌之路?
万腾驰:在此也非常感谢各媒体朋友和主办方对夜狼安防的肯定。多年来,夜狼安防坚持民族品牌的建设,在形象设计方面,夜狼安防一直采用具有中国文化特色的黄色和红色;在产品设计方面,应用功能和操作习惯上都根据中国人的习性进行设计;在社会责任方面,夜狼安防一直大力支持党建文化的建设,目前已成立驰通达党支部,企业的经营理念紧密地结合党的号召,努力承担服务社会的责任。
记者:据了解,夜狼安防十分注重提升产品使用价值及客户满意度,在提供优质产品的同时不忘服务,请问,夜狼安防采取了那些措施来提升产品的使用价值?
万腾驰:其一,夜狼防盗报警系统提供的最高三年保修服务,并在2009年开展了“行业产品以旧换新活动”,充分体现出夜狼安防对售后服务的重视,解决了客户在使用过程中遇到的产品问题;其二,夜狼通过多种增值用品的形式,提高产品的价值,全方位地关怀客户,如夜狼安防的文化雨伞、指甲钳、文化衫、保险服务等;此外,夜狼安防全方位的品牌宣传,现已形成了极大的品牌价值,使得客户可将夜狼安防的产品作为高价值的礼品形式进行赠送。
记者:随着3G时代的到来,传统安防产品已不能满足人们日益增长的家居安防需求,无线监控、手机视频监控将成为未来家居安防的潮流,应对这一改变,夜狼安防将采取那些举措?
万腾驰:夜狼安防一直以来都非常重视新产品的研发工作,在产品技术创新方面,一直都处于行业领先地位。夜狼在2009年就已推出了3G视频监控报警系统,在2009年CPSE安博会、高交会隆重亮相。此外,具有代表性的防盗报警联动视频监控系统可实现当手机接到报警提示后,马上访问网络相机,即可远程监控现场的实况。
关键词：火灾报警；智能家居；发展趋势
中图分类号：X928.7 文献标识码：A 文章编号：
随着计算机、多媒体等科学技术的发展，人们的生活水平得到了显著的提高，居住环境也得到了前所未有的改善，人们开始逐步的进入数字化和网络化的智能社会。与此同时，人们对小区和住宅的安全要求也不再仅仅局限于能挡风避雨和保暖避寒，对其安全性的要求也不断增强。火灾防范是智能楼宇安全防范中非常关键的一个环节，楼宇的安全性是现代建筑行业质量检验中非常重要的一点，楼宇火灾的报警主要依靠的是智能楼宇安全系统的设计和建设。
智能家居及其火灾报警系统的发展现状
智能家居的概况
智能家居最早出现在美国，所谓的智能家居是指利用先进的综合布线技术、网络通信技术以及计算机技术，把与家居生活相关的各个方面和子系统有机结合起来，通过优化、统筹人们的生活，帮助人们有效的安排生活和工作时间，提高家庭生活的可靠性和安全性，甚至可以为家居能源费用节省资金。总的来说，智能家居是以住宅为基础平台，实现建筑设备自动化、网络通信、信息家电等有机结合的环保、安全、舒适、便利的居住环境。智能家居系统有以下几个特征：一是为家庭提供一体化、综合化的服务；二是为家庭提供多媒体信息服务；三是家庭中拥有完备的安保、监控、信息化服务等设备和系统；四是家庭与社会之间具有高度的沟通能力和服务能力等。
最早出现的智能家居中的安防设备功能单一，而且相互独立，例如紧急呼叫系统、红外线防盗器等等，这一些装置只能完成一种特定的任务，设备与设备之间没有逻辑和电气关系。各个设备的专用线也是相互独立、互不干扰的，这样就无法实现家居中各个设备的统一管理和控制。在智能家居中，会把与家庭生活相关的各种通讯设备、家用电器以及家庭安防报警设备连接到一个家庭系统中，从而实现各种家具设备之间的互联和信息交换，通过总的家庭信息管理平台实现对家庭事物的集中管理和远程监控。
智能家居网络系统通常会通过小区局域网可以与小区物业管理中心进行信息之间的交流。家庭内部的网络信息流由复杂的音频视频等多媒体信号、设备控制类信号以及简单的数据采集类信号等组成。设备控制类信号指的是家用电器的开关控制，对水、气、电管道电磁阀的信号控制等等；数据采集类信号主要是指水电气暖四表的数据采集，可燃气报警和火灾报警一般是脉冲量和开关量的信号，也可以归类于数据采集类信号。
智能家居中探测报警系统的发展情况
家居探测报警系统指的是在客厅、卧室等地方安装感烟探测器，从而构成家庭失火的一道防线。在现在的家居安全中，家居探测报警系统似乎游离在家居安防之外，使得家庭的火灾探测和报警形成了一个重大的安全隐患，这不是技术问题，而是人为问题，因为就目前我们所掌握的技术，住宅火灾探测报警系统是比较容易建构和实施的。在现实中，住宅火灾探测报警系统难以实施的原因包括：智能家居产品的生产商不愿意参与到麻烦颇多的火灾探测报警系统，因为安装消防产品的施工单位必须要有消防专项施工资质以及报警线路不能与数字家庭的综合布线共用等等；政府主管部门在法规层面上也没有对住宅安装火灾探测器给予足够的关注和重视。所以，住宅火灾报警没有与智能家居实现同步的发展。
住宅火灾报警的几种类型和发展趋势
独立式的家居火灾感烟报警系统
独立式的家居火灾感烟报警系统有单点报警器和互联式报警器两种，这种报警系统只适用于没有集中的物业管理的住宅。独立式的家居火灾感烟报警探测器的功能和特点有：具有手动复位、手动测试、灵敏度自动补偿以及电池更换提醒的功能；它内置低耗、高效能的的微处理器，采用传感器光学迷宫、光电感烟的方式，可以选择独立或者联网的方式，与控制器实现通讯。近年来，日本开发出了一种新的用于火灾报警器的电池，它是一种圆筒形的锂电池，具有寿命长、高功率以及大容量的特点，它的预计寿命可达到10年之久。
火灾自动报警系统
相对于公共建筑中安装的火灾探测和报警系统，以家庭为单位的防盗、防火系统更适合在家庭中使用和维护。还有一种综合的安防运作系统，把家庭或商铺安装的监控预警系统连接到24小时专业监控的安防中心，而不是连接到小区的物业管理部门，当遇到火灾或者是非法进入者的时候，把信息直接传送到专业监控的安防中心，而不需要经过小区的物业管理部门等中间环节，节约救助的时间。
（三）火灾报警与智能家居联网
传统独立式的感烟火灾报警器虽然可以在居室发生火灾时能够唤醒熟睡中的人，使人们能够逃离危险。但是，对于那些因为醉酒而昏睡，又没有家人在身边的人，传统独立式的感烟火灾报警器无法起到报警的效果。相比之下，智能家居防护系统会把煤气泄漏检测器、感烟探测器和大多数的防盗产品连接在一起，一旦发生火灾及盗窃，报警信息可以引发所有的声音响起、电话远程告警等，保证人们及时得到救助。火灾报警与智能家居联网是未来住宅火灾报警的发展趋势和主要形式。
结语：
智能家居的不断发展，带动了许多行业的快速发展，彻底改变了人们的工作方式和生活方式。智能家居能够给人们提供一个安全、可靠、舒适的家居环境，成为现代人的追求和建筑商投资兴建的重点。长期以来，国家对于家庭中安装火灾报警系统没有硬性的要求，又加之在住宅安装安防系统比较复杂和麻烦，使得许多的建筑企业在建设住宅楼时，不会安装火灾探测预警系统，导致住宅火灾报警系统不能与智能家居的发展同步，影响了智能家居的安全性和可靠性。所以，相关部门应该着手制定相关的法律法规，提高建筑商和居民的安全意识，努力促进住宅火灾报警与智能家居建设的同步发展。
参考文献：
[1]侯赛军.我国高层住宅火灾报警系统工程的应用研究[J].金色年华(下)，2012（09）
关键词：智能家居；Zigbee；3G网络；安全监控
引言
随着现代科技的发展及人们生活水品的提高，越来越多的人不再满足于传统的家居生活方式，开始期望出现一种依托现代科技的全新的家居体验，智能家居技术应运而生[1]，无论在传统家居还是智能家居中，安全问题一直是人们关注的焦点问题之一。而一般的家居控制仅拥有家庭局域网络，只能在家庭内部进行监控[2]。本文在此基础之上研究并设计了一种基于Zigbee及3G网络的智能家居监控系统，实现了对家居系统的远程监控，并且能够通过移动终端实时的了解家庭内的环境数据，提高家居生活的安全系数。
1系统架构
本文研究设计的智能家居监控系统采用Zigbee无线传感网络加3G网络架构，家居内部的各种环境数据例如温度，湿度等以及各家用电器的节点数据通过Zigbee无线传感网络传送至嵌入式主控芯片，由嵌入式系统进行综合分析处理，在此基础之上，添加视频监控系统，通过在大门，阳台等存在安全隐患的地方安装摄像头，进行视频监控，进一步提高家居安全系数。视频数据也一并送至嵌入式主控系统，进行压缩、编码等处理。为了方便人们在外出的时候可以实时的了解家庭情况，本文将嵌入式系统收集并处理之后的各家居数据通过3G网络接入Internet，用户可以通过联网的手机、平板电脑等随身携带的移动终端实时的了解家庭内部环境，实现对家居系统的远程控制。系统框图如图1所示。
图1 智能家居监控系统
2硬件设计
2.1 Zigbee无线局域网设计
Zigbee又被称为紫峰技术，是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。一般这个协议规定的通信技术是一种传输距离较短且功耗较低的无线通信技术。其主要特点是低复杂度、低功耗、近距离、低成本、自组织、低数据传输速率。主要适合应用于各类自动控制和远程控制系统，可以嵌入到各种设备中。简而言之，ZigBee技术就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。
本文采用的Zigbee技术为CC2530片上系统解决方案，CC2530是由德州仪器开发的一种典型的Zigbee技术解决方案，众所周知，Zigbee无线网络传输技术需要一系列的网络节点作为支撑，本文采用的CC2530能够建立起一个强大的网络节点，但是所需要的成本相对于其他解决方案来说有很大优势，同时CC2530具有一些不同的运行模式，切换不同的运行模式可以有效地降低系统功耗，对整个系统工作的稳定性有着重要意义。
2.1.1Zigbee网络拓扑
采用何种网络拓扑结构将决定局域网内各节点之间消息的传递方式。常见的Zigbee网络拓扑结构有三种：星型网络拓扑、树型网络拓扑、网状网络拓扑。星型网络拓扑选定一个中心节点作为协调器，其周围的相邻终端节点均只与中心节点相互通信，中心节点作为整个网络的核心，需要分析处理所有的数据，必须连续不间断供电。树型网络拓扑是利用路由器对星型网络拓扑做的一些补充即底层的若干个终端节点连接至路由器，各路由器再连接至协调器。通信时各终端的数据首先汇集到路由器，再由路由器传送至协调器。网状拓扑即树型拓扑中的路由节点可以与其附近的其他路由节点相互通信，信息传输方式更加复杂多变。三种网络拓扑结构如图2所示。
图2 三种网络拓扑结构
通过对上述各拓扑结构的分析，结合本文设计需求可知本文更加适合采用星型网络拓扑结构。
2.1.2无线传感网络终端节点设计
终端节点是整个智能家居系统最基础的部分，由传感器采集模块和Zigbee精简功能设备集成而成。终端节点接收到协调器节点发送来的数据采集命令之后，将传感器采集到的家居环境数据经无线传感网络发送至协调器节点，再由具有全设备功能的协调器节点传送至嵌入式系统。
常规的家居环境数据采集传感器如温度传感器，湿度传感器，煤气浓度检测传感器等都有成熟的电路，本文设计中只需将传感器模块与Zigbee模块结合即可组成无线传感器。无线传感器结构如图2所示。在本文的星型Zigbee网络拓扑中，无线传感器作为终端节点只需与协调器节点之间相互通信，接收协调器节点发送的命令，并将传感器采集的数据传送至协调器节点。无线传感器结构如图3所示。
图3无线传感器结构
2.2 监控视频采集处理
在大门、阳台、客厅等室内一些必要的地方安装基于USB接口的数字摄像头，将采集到的视频数据通过USB接口直接送到嵌入式系统中进行压缩及编码处理。数字摄像头可以直接将采集的模拟视频信息转化成数字信号。数字视频信号与模拟视频信号相比具有抗干扰能力强，频谱效率高，图像失真少等优点。目前市场上的摄像头基本以数字摄像头为主，购买及安装使用非常方便。嵌入式主控系统在接收到摄像头发送的数字信号并进行压缩处理之后将视频数据通过3G网络发送至用户的移动终端，方便用户随时通过视频图像了解家居内的安全状况。
3监控系统功能实现
本文系统平台采用ARM-Linux系统，其内核功能与Linux操作系统非常相似，并没有本质区别，驱动程序需要实现的功能也一样。只是在内核编译时，需要移植到ARM上的Linux系统所采用的编译器以及一些头文件和部分库文件会依赖于具体的ARM处理器结构。解决这一问题只需在Makefile文件中制定即可。
3.1视频采集压缩功能实现
本文视频采集功能的实现依靠USB摄像头，其正常工作需要在ARM-Linux中配置相关的驱动程序。Linux中关于视频设备的驱动程序常用的是Video4Linux。它提供了一系列的接口函数供视频设备编程时调用。
首先将驱动程序模块编译成.O目标文件，放在内核的/lib/modules/目录下，使用depmod a命令将此模块变成可加载模块。在调用摄像头功能时，使用insmod命令调用驱动程序中int init-module（void），设备驱动程序开始初始化，初始化结束，摄像头便能正常工作。摄像头被正常驱动之后，便是对视频数据的采集工作。图4为视频采集工作流程图。
图4 视频采集流程
完成对视频的采集之后，为了便于视频数据在3G网络中传输，还需要对视频数据进行压缩，以适应3G无线网络带宽。H.264视频压缩标准是JVT（Joint Video Team 视频联合工作组）提出来的一种新的视频压缩标准，在图像质量相同的前提下，H.264数据压缩比与MPEG-2相比高出2-3倍，比MPEG-4相比高出1.5倍到2倍。因此，经过H.264标准压缩后的视频数据对网络带宽的要求更低，更适于带宽非常紧张的无线网络。
3.2 3G网络传输功能实现
本文设计的3G网络部分的主要功能是将嵌入式主控系统收集并处理之后的监控视频数据及各类家居安全数据以无线的方式接入互联网，并发送至用户的手机等移动终端。3G模块接入方式采用WCDMA制式，选用能够满足监控视频传输带宽需求的华为E1750无线上网卡它支持上行最高速率HSUPA 5.76Mbps；支持下行最高速率HSDPA 7.2Mbps，数据传输非常快。
为使3G网卡在ARM-Linux下能够正常工作，必须配置驱动信息。
首先在/driver/usb/serial/p12303.c
中加入3G无线网卡的ID信息：
{USB-DEVICE（HUAWEI_VENDORID），HUAWEI_PRODUCT_ID））
在/driver/usb/serial/p12303.h中加入：
#define HUAWEI_VENDOR_ID 0xl2dl
#define HUAWEI_PRODUCT_ID 0xl001
然后，将Linux内核重新编译。
在内核/dev目录下建立新的字符节点
Mknod/dev/ttyUSB0 c 188 0
Mknod/dev/ttyUSB1 c 188 1
Mknod/dev/ttyUSB2 c 1 88 2
接下来交叉编译3G虚线网卡驱动的移植工具usb-modeswich，它是一种转换USB设备工作模式的工具。usb-modeswich.setup文件中加入以下程序：
#Huawei E1750
#Contributor：Anders Blomdell，Ahmed Soliman
DefaultVendor=0x12dl
DefaultProduct=0x1446
TargetVendor=0xl2dl
TargetProduct=0x1001
#only for reference and0.x versions
MessageEndpoint=0x0l
MessageContent=”55534243123456780000000000000011060000000000000000000000000000”
HuaweiMode=0
运./usb_modeswitch即可切换3G网卡的工作模式，进行3G拨号上网。
实验室条件下，在基于Linux操作系统的嵌入式平台基础之上连接USB摄像头，网络环境为实验室的WCDMA3G网络，终端为一个普通的安卓系统智能手机。测试了包括灯光控制、温湿度采集等10个节点，最远距离协调器13米，结果表明，在Zigbee无线传感网络内系统能够稳定运行，没有出现掉线的情况，能够有效的采集并传输测试的数据。3G通信网中也能够高效的传输视频等信息数据。图5为实验室条件下手机终端接收到的监控画面。
图5 移动终端监控画面
4 总结
本文研究设计了一个基于Zigbee及3G无线网络的智能家居监控系统，实现了Zigbee网络采集的各种室内安全数据和摄像头采集的视频监控画面一并通过3G无线网络传输至用户移动终端。为用户提供了一个家居安全监控平台。3G网络的应用也契合了当下高速发展的移动互联网时代，具有很高的实际应用价值。
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关键词：物联网；智能社区；关键技术
1 研究背景
智能社区，又称数字社区，或称智能小区，英文表达有Intelligent Community，Intelligent Residential District，日本的说法叫Smart Community等。是指在社区地域范围内，以住宅小区为平台，有意识的综合利用各类信息通信基础设施和技术手段将网络通信、智能家居、家庭安防、电子政务、远程教育和医疗、物业管理、增值服务等整合在一个高效的系统当中，提供最适合的能源解决方案，涵盖包括水资源、电力、交通、物流、医疗、电信等于人们生活和生产相关的所有公共基础设施和社会资源，为社区内各类群体提供服务，满足社区发展的各类需求，提高居民生活质量，推动和谐社区的构建。
对于社区业主而言，一般期望住宅小区的智能化系统能带来以下几方面的体验：（1）高度的安全性和可控性；（2）舒适的人性化居住环境；（3）实现“三网融合”；（4）提供智能电网服务；（5）家居智能化；（6）方便快捷的网上政务办理和电子购物平台；（7）智能信息化的物业管理模式；（8）提供其他的医疗、教育、购物、文化、娱乐等远程服务。
2 关键技术的选择
2.1 传感技术部分
从智能社区的技术架构和应用架构出发，对设备感知层和网络层的互联技术，目前现阶段采用的技术包括：RFID（Radio Frequency Identification）技术，包括RFID空中接口、RFID编码技术、RFID集成技术等；M2M技术（machine to machine）包括近距离无线通信技术、空中接口、M2M架构技术、MTC通信技术等。应用层应采用智能处理和计算技术，重点包括SOA（Service-oriented architecture，面向服务架构）架构、云计算、应用软件中间件等。感知识别技术正在向低成本、低功耗、新型化、微型化、智能化、综合化和高可靠性发展。在传感器网络方面，无线传感器网络成为主流。共性技术包括虚拟化技术、资源管理技术、QOS（Quality of Service）技术、分布式信息处理技术、网络管理和设备管理技术、无线干扰技术等。
因此可通过宽带或3/4G网络为接入载体，依托由WIFI技术、RF无线传输技术、传感器技术、嵌入式智能及实时数据交换等技术组成的家庭内部物联网。解决现代家庭无线宽带覆盖、家居安防、家居智能、家庭娱乐、咨询服务、电子商务等功能需求。
2.2 网络部分
（1）在社区外网接入上采用PON技术。PON（无源光网络）技术是一种新型的光纤接入网技术，其中衍化而成的EPON和GPON技术，将以太网和PON技术相结合，采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供千兆级数据、语音及视频的综合业务接入。EPON目前可提供上下行对称的1.25Gb/s的带宽。它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。特点是：低成本、高带宽、扩展性强、兼容现有以太网。光信号通过分光器把光纤线路终端（OLT）一根光纤下行的信号分成多路给每一个光网络单元（ONU），每个ONU上行的信号通过光耦合器合成在一根光纤里给OLT，如图4所示。因此EPON技术中包括无源网络设备和有源网络设备。无缘网络设备包括单模光缆、无源分光器/耦合器、适配器、连接器和熔接头等。无源网络设备简单稳定、使用寿命长、易于维护。
（2）户内组网部分可采用：（1）无后备电源方案，即AP（Access Point，无线访问节点、会话点或存取桥接器）与弱电箱的路由器由家庭220V电源直接供电，该方式无线AP可安装在家庭任意位置；（2）集中供电方式（可配备后备电源），即楼道弱电井对AP、弱电箱直接供电，要求电源功率较高，无线AP必须安装到指定位置。相比之下方案1更灵活一些。随着国家加快推进电信网、广播电视网和互联网融合的脚步，采用PON和AP技术可以很好在技术上趋向一致，网络层上可以实现互联互通，形成无缝覆盖，业务层上互相渗透和交叉，应用层上趋向使用统一的IP协议，向用户提供多样化、多媒体化、个性化的服务。
（3）智能社区解决方案还包含可视对讲功能，通过八芯双绞线即可实现可视对讲，并增加户户通话功能，另外打破传统网络的铺设，可沿用小区现有局域网，既节省施工时间和施工步骤，又降低了工程成本。
3 结语
将物联网技术应用在智能社区当中，可以给住户带来明显的生活质量改善，提高效率，增强家居安全性，打造智慧化居住环境。笔者相信在物联网技术的支撑下，在运营商、地产公司、电商公司、社区物业公司等各方面合作建设和经营下，必将迎来智能社区数字化家园的美好明天。
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随着生活水平的提高和居住环境的改善，人们对住宅小区的数字化和智能化也提出了更高的要求。在科学技术高速发展的今天，智能小区的管理系统除了可以实现可视对讲、家居安防外，更可以实现家电控制、多媒体、IP可视电话等功能，真正实现家庭生活智能化。冠林公司在通过长期的市场调研和开发的基础上，推出了集可视对讲、家居安防、门禁控制、信息、多媒体、电器控制、IP电话等功能于一体的AH8000数字化智能家居系统。这套系统运用了目前最先进的TCP/IP数字网络通讯技术，通过全数字化传输，利用智能终端、电脑、手机对家中的电器设备进行远程监控和远程管理，是一个名副其实的智能小区专家。目前AH8000数字家居系统已经在北京世纪星城、郑州绿城百合公寓，长沙绿城桂花城等众多大型社区中得到成功应用，受到众多房地产商和业主的青睐。
基本功能篇
1.对讲
AH8000数字家居系统的第一项基本功能就是对讲功能。除了常规的可视对讲、开锁等功能外，AH8000数字家居系统还提供了监视功能。当您身处幽静豪宅时，可以对门前、梯口、小区口及公共区域进行全方位监控，让盗贼无处遁形。
当住户不在家时或是住户不愿意被打搅时，来访者可以根据语音提示，留下其图像和声音的影像资料，住户可以及时获知来访者留存的信息。
在住户之间实现户户可视通话，是AH8000数字家居系统为住户提供的人性化服务。小区内任意两台室内智能终端可以通过呼叫对方的房号，进行双向可视通话，这样您不用出门在家就可以串门，邻里的交流更便捷。当您遇到紧急情况需要小区物业中心帮忙时， 您也可以通过呼叫中心，与中心取得联系和帮助。
2.报警
AH8000数字家居系统的第二项基本功能就是报警功能，它可是起到了电子警察全天候24小时保家护院的功能，室内智能终端机提供了8个有线/无线防区，您可以根据具体需要设置各个防区的报警功能是否起用，使安防报警的控制更加个性化。
同时您还可以根据需要预先设置好布防、撤防、局防的时间、防区类型等，这样人性化的功能设置非常方便。时间一到，守护如约而至。
当发生紧急情况时，您按下室内智能终端机上“紧急呼叫键”或者遥控器上的“紧急求救键”，系统立即将报警信息传送到报警中心。
3.信息
AH8000数字家居系统的第三个基本功能是信息功能，可作为全新的媒体平台，体验更全面及时的资讯套餐，享受物业更加快捷优质的服务。
您可以在室内智能终端机上接收管理中心发送的小区公告、费用查询、会所服务、上门维修、家政服务、投诉建议、小区商铺、天气预报等信息； 终端机也可以接收事先注册的手机发送的短信息，还可以接收到从其他终端、管理中心、冠林平台发来的多媒体信息，如图片、动画、MP3等，内容生动且丰富。
4.家电控制
AH8000数字家居系统在对家庭电器设备的控制方面也有超人一等的设计，摆脱时间、空间的束缚，对家中的灯光、窗帘、空调、电视等进行随意控制，享受自由控制乐趣。
在室内智能终端上可以轻松实现对室内灯光的全开/全关、区域灯光的开/关和灯光的调光。不必在各个房间来回穿梭就可以实现对室内所有空调的开/关/调温，对室内各区域窗帘的开/关等。
Ah8000数字家居还提供了一键式情景控制功能，您可以根据需要和个人爱好，将家里的灯光设置为各种模式，如：“会客模式”、“就餐模式”、“夜间模式”、“节电模式”等，营造出您想要的或温馨或浪漫的家居气氛。
5.电话
AH8000数字家居系统第五个基本功能是电话功能。由于有强大的互联网的支持，AH8000数字家居系统通过电话系统和互联网的结合，智能终端机可作为电话机，拨打普通电话，一机多能，方便实用。还可拨打IP电话、VOIP（网络可视）电话，可以很方便的让您与世界各地的朋友面对面的交谈。
6.娱乐和便利功能
AH8000数字家居系统还提供了丰富的娱乐和便利功能，支持MP3/MP4等主流格式的音视频播放，让您体验精彩的多媒体盛宴。同时具有本机拍照、本机录音、三表查询、电梯召唤及事件提醒等功能，为您带来舒适便利的生活体验。
智能生活篇
前面介绍的只是AH8000数字家居系统的主要基本功能，真正体现出它智能化方面的是联动控制功能和远程控制功能。
首先，AH8000数字家居系统可以根据您的需要开启报警联动功能。当您外出时，可以对室内智能终端机开启报警联动操作，这样当有人非法入侵时，室内智能终端会自动启动本机自带的摄像头对室内进行录像，室内的灯光亮起，同时联动警铃进行现场报警。
同时您可以通过室内智能终端机设置联动对讲功能，这样当您外出时，智能终端会自动进入留影留言状态，保存来访者的音像信息。当您回到家中，对室内智能终端机进行撤消联动操作时，室内智能终端可以联动取消自动留影留言状态，家里的电器设备自动进入您预先设定好的回家模式。
您还可以根据需要通过室内智能终端机开启局部联动功能。夜间休息时，室内智能终端机能联动对讲功能自动进入免打扰模式。同时，联动开启红外感应，实现人来灯亮、人走灯灭。确保您的私人空间无人打扰。
您还可以根据需要通过室内智能终端机开启刷卡联动功能。当您外出归来，持IC卡在公共智能终端机，如梯口机、区口机刷卡时，室内智能终端机能自动解除报警。
AH8000数字家居系统加强了人性化的设计，突出智能化功能，通过联动实现了智能家居系统的功能扩展。除此之外，它还具备了远程控制和远程管理的优势，这是冠林公司在数字家居系统智能化设计上迈出的前瞻性的一步。
远程管理篇
AH8000数字家居系统中报警功能最突出的一点就是可以远程启动智能终端进行户内报警探头的布/撤防操作，不论您身在何处都可以用手机或电脑轻松地对家中的智能终端进行安防控制。
如果您不在家时发生了盗贼非法入侵、煤气泄露或者火灾等紧急情况时，智能终端会自动通过短信和语音通知主人的手机，同时弹出报警电子地图，并记录中心数据库中；上报管理中心及联动110报警中心，小区保安将会上门查询，110民警会立即出动，同时，智能终端将报警情况记录下来，方便您日后的查询。
您也可以在单位或出差途中，通过电脑远程监看老人孩子在家中的情况；当您下班或出差回来还未到家时，您可以通过手机或者授权管理中心远程控制室内智能终端机进行撤防。
AH8000数字家居系统已经突破传统意义上的一般安防系统，成功地实现了远程的手机及电脑控制、无线遥控，又可以实现联动操作，是真正意义上的智能电子警察。
此外，AH8000数字家居系统超前的设计理念和强大的网络支持，可以非常方便地对家里的电器设备等进行远程控制。您可以通过手机、电脑随意控制家里的灯光，还可以用手机实现对家中的灯光、空调、煤气、窗帘等的预约开关操作，有如一个贴心的智能管家，带给您温馨舒适的智能家居生活。
当然，我们也能通过手机、电脑远程预约电源插座开关的操作，有效的监测电源插座的工作状况，起到了既节能又安全的作用。
数字家居系统还提供了呼叫转移功能，当业主外出时，如果有访客呼叫，室内智能终端机可以将呼叫转移到业主手机上，您就不用担心有重要客人找不到您了。
扩展功能篇
当然，数字家居系统的许多功能是可以根据您的要求来进行设计的，没有做不到，只有想不到，冠林公司永远在数字化智能家居系统设计中以满足用户的需求作为今后开发新产品的追求目标和责任。
当您的家用电器发生故障时，室内智能终端机会自动给家电生产厂家以E-mail的形式发送故障报告，这样一来可以根据您的家电故障情况及时给予修理。
如果您的单元梯口的信报箱有收到信件时，室内智能终端机会自动提醒业主查收，让您及时接收来往信件而不必担心空跑。
AH8000数字家居系统将室内智能终端机设计为家庭娱乐控制终端，可以控制户内的音视频设备，这样您就可以无线遥控家中的电视、音响等设备。
AH8000数字家居系统还面向未来3G网络，可以将访客的“留影”以彩信的形式发送到业主手机上，实现数字化传递信息。
关键词：安防系统; JESS; 智能家居; 传感器
中图分类号：
TN711-34; TP277
文献标识码：A
文章编号：1004-373X(2012)05
-0134
-03
Design of smart home security system based on JESS
GONG Yuan-peng, DING Xiang-qian, WANG Xiao-dong
(School of Computer Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, China)
Abstract：
An expert system of security alarm monitoring for smart home filed based on JESS was designed according to the tendency development of security market worldwide and the deep-level development of security technology. The technology of the expert system based on JESS, embedded technology and wireless sensor is introduced. It mainly includes access control subsystem, steal precaution subsystem, fire alarm subsystem and gas leak subsystem. The expert system based on JESS rules engine is developed by Java, which is able to detect whether the family members and family situation in a safety state according to the various scenes within a family. Finally the system is proved by the simulation results.
Keywords： security alarm monitoring; JESS; smart home; sensor
收稿日期：2011-10-08
基金项目：2011年国家科技支撑计划项目“数字家庭服务关键支撑技术研发应用示范”(2011BAH16B03)
0 引 言
随着社会的不断发展和人们收入的不断增加，人们开始越来越关注生活条件的安全性和生活质量的可靠性，个人用户对家庭安全需求的增长越来越快。与此同时，传统的机械式或单纯依靠人为控制和操作的安防系统在实际的使用中暴露出了很多隐患和不足，远远达不到人们对智能生活的要求；随着计算机技术的普及，智能化数字家庭在人们对美好生活的呼声中迅速崛起，而安防系统作为整个数字家庭系统安全的重要组成部分，其可靠性、智能性和安全性将直接影响到数字家庭系统的实现［1-2］。
因此，本文提出了基于JESS专家系统的智能家居安防系统。
1 技术综述
1.1 JESS和其工作原理
JESS是在1995年由美国Sandia国家实验室成员开发的一个规则引擎, 是一种使用Java语言编写的脚本环境。它强大的脚本语言能力能够为用户提供所有的Java的API。JESS小巧、灵活, 并且是已知规则引擎中最快的［3］。
JESS采用产生式规则作为基本的知识表达模式,其核心包括事实库、规则库、推理机三大部分［3］。其中推理机由模式匹配、冲突集、执行引擎组成, 规则库与事实库则组成知识库。执行引擎按一定优先级激活冲突集当中的规则, 修改事实库。循环这个过程, 直到事实库无变化推理结束。其中事实包括简单事实和对象事实，匹配是指JESS通过模式匹配语言对事实行操作，而JESS中的规则库是中心数据库，存储了各个领域模拟人类问题求解的产生式规则［4-6］。
1.2 传感器
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出信号的器件或装置。传感器种类是非常繁多的，例如本文用到防燃气泄露子系统则采用气体传感器，当检测到空气中燃气的浓度超过阈值的时候，传送信号给专家系统，从而触发报警。
1.3 无线传感技术
无线传感器网络是由部署在监测区域大量的智能微型传感器节点组成,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息,并发送给观察者或控制中心，无线传感网络是以无线的方式进行通信的,需要低功耗、短距离的无线通信技术来实现。本文采用ZigBee 技术,其拥有一套非常完整的协议层次结构,具有低功耗、 低成本、 延时短、 网络容量大和安全可靠等特点，完全满足本系统的需求。
2 系统架构
2.1 系统特性
依据住户家庭内部安防的需求，本系统可划分为如下子系统：门禁子系统、防盗报警子系统、防火灾报警子系统、防燃气泄漏子系统。故系统具有以下特征：
(1) 系统的自动性
通过相对应的传感器，系统能够对家庭内部的状况进行时时刻刻的自动检测。门禁子系统能够检测整个家庭的门窗的开闭情况；防盗报警子系统能够检测家庭是否遭到暴力入侵；防火灾报警子系统能够检测火灾和烟尘；防燃气泄露子系统能够检测空气中天然气的浓度等。
具体的本文仅以防火灾报警子系统为例进行如下说明：通常情况下，当有意外火灾发生时，室内会产生大量的烟雾，同时产生大量的烟雾，因此，通过感烟探测器检测室内烟雾的浓度或检测室内温度，就能够判断家庭内部是否发生火灾，从而能够及时发现火情，传送信号给专家系统，通过专家系统报警，从而最大限度的降低火灾造成的损失。
(2) 系统的实时性和安全性
系统能够根据检测到的异常状况做出实时的反应，保证家庭内部和人员的安全。例如当防燃气泄露子系统检测到空气中天然气的浓度偏高会自动关闭天然气阀门并能够开窗及时通风，待恢复正常后再关闭窗户。
(3) 系统的可控性
系统的工作状态可划分为全布防状态、半布防状态和撤防状态。主人可根据具体的情况进行灵活的配置。全布防状态适用于家中无人时，所有设备均设防。半布防状态可对一定防护区进行布防，适用于家中人员处于睡眠状态或只在单一区域进行活动的状态。撤防状态：撤防状态适用于家中有人活动时，所有设备均处于撤防状态，所有活动信息均不会被设备采集。这样灵活的配置可以提高系统的灵活性和避免错误报警。
(4) 系统的可升级性
系统的控制是由自定义的专家系统来控制，有利于对系统进行升级。
2.2 系统组成
本系统主要有三个功能模块：专家系统模块、识别模块(主要是传感器模块)，以及执行设备模块(包括自动报警机、语音电路、各输入输出设备、门禁设备等)。如图1所示。
专家系统是整个系统的“心脏”，由它来接收和处理检测到的信号，并根据预先设定的规则与事实匹配，做出及时的响应，并且还要协调各模块各设备的正常工作。
前端探测器主要是指传感器，主要是负责对探测区域内异常情况发生时各种参数(门窗的开闭、室内烟雾浓度、天然气浓度等)的检测，将检测到的数据进行转换，将实际参数通过无线传送的方式传递给专家系统。
输入输出设备包括键盘、报警蜂鸣器、按钮或开关、各类指示灯等。键盘用于用户密码的输入、修改、预存短信通知的电话号码的输入等。报警蜂鸣器和各类指示灯用于声音报警和系统不同工作状态的指示。按钮或开关用于电路的调试及布防状态的选择等。
语音设备：主要用于门禁系统。
短消息模块：主要将异常状况通过短消息发送给住户。
无线通信模块负责专家系统与传感器之间的信息传输任务。
电源电路配合后备电源完成紧急情况下的系统供电，防止因为暂时的断电而造成的安防失控。
3 实验的仿真模拟
3.1 判别匹配规则的推理机制
本系统的专家系统是使用JESS规则语言来描述判决规则的，用JESS来描述的判决规则都具有LHS和RHS两部分构成的统一形式。其中LHS部分是由不同的模式构成，这些模式是用来匹配规则引擎中的事实，而RHS部分匹配完成后的执行动作。例如LHS部分描述的是判断燃气是否超过阈值的判决规则，RHS部分则描述的是诸如打开窗户通风、发出报警信号、短信通知户主等执行动作。对于同一个判决规则，只有LHS中所有的模式都与事实(即传感器传送过来的信号)匹配时，该规则才能被激活，RHS的动作才能够执行［7-10］。
根据上述描述，系统收到判决请求时，判决规则在规则引擎中的执行流程描述如下：
当专家系统接收到检测设备传送的请求信号时，规则引擎毁在判决事实缓冲区中自动生成一个refact事实。
如果refact事实与映射规则中的第N个模式nfact成功匹配，则映射规则被激活。
映射规则nfact的RHS动作被执行，将执行指令传送给执行设备。
3.2 逻辑表示和推理
在系统中，规则的实施需要相应的上下文支持。例如：“当专家系统接收到识别设备传送的触发信号时，专家系统会根据数据库中的信息和知识基础将信号转化为(“怎么了？”)的问题，随后将产生的“问题”传送到规则引擎中进行事实的匹配［10］：
(1) 识别设备(触发信号)∧控制设备(接收信号)；
(2) 控制设备(执行)∧控制设备(传送信息给控制设备)∧识别模块(接收信息)；
(3) 识别设备(标识信息，数据库和知识库)∧控制设备(探测和识别的信息)；
(4) 控制设备(信息)∧执行设备(检测结果，执行命令)
上述过程也可以使用下列公式表示：
i∈I,c,Cr∈C,e∈Ee,d∈D,k∈K
［identify(i)∧pass(i,c)∧judge(c)∧pass(c,i)∧
compose(i,d,k)∧result((i,d,k),r)∧
pass(r,Cr)∧judge(Cr)execution(e)］
3.3 判别规则执行机制的验证
实验场景：实验场景包括防火子系统，防盗子系统和防天然气子系统。当响应的传感器接收到传感器的“异常检测信号”，信号会立即传送给专家系统，由专家系统根据事先设定的规则做出响应。
实验数据：实验中所描述数据，主要包括两种类型，一类是对基本事实的声明(是对家庭内部各种数据正常情况的模拟)，另一类是各种规则(判决规则和映射规则，即对各种突况临界值的界定和判断)的定义，限于篇幅，本了最大程度的精简，仅给出基本事实的声明和判决规则来模拟现实生活。
实验环境：一台PC机(2.26 GHz的CPU，2 GB内存)，操作系统Microsoft Windows 7，规则引擎JESS(Ver 7.1p4)等。
实验目的：通过上述实验，演示上述判决规则的抽象执行流程，用仿真模拟的方式来证明该专家系统是可靠的。
实验结果分析：本次实验中，为了便于理解实验过程，在对实验数据文件的处理上，不管是声明事实，还是定义规则等，本文都做了最大程度的精简，仅使用关键的概念断言事实(即模拟的各种突发状况)。实际情况复杂的实验可以在此基础上，通过添加各种详细的断言事实来完成。本实验仅仅是模拟，但根据应用场景的描述，实验结果是正确的，符合预定的判断，判决规则的有效性得到了验证，从而证明本文设计的判决规则的执行流程是可实施的。输出结果见图2。
4 结 论
基于JESS专家系统的智能家居安防系统，运用了控制技术实现了对室内全方位、立体的、完善的火灾探测、门窗防撬、防燃气泄露等智能安防报警自动化等功能，可靠性高、使用简单、成本低廉，能够满足一般的家庭需求。该系统充分利用了局域网内通信上的优势，实现了报警迅速、实时检测等功能，还能对该系统进行软件升级和整合新的功能模块，满足智能家居未来发展的需求。所以，随着无线通信技术、Internet技术的发展，该系统还可以用在银行、图书馆、大型超市等需要安防的地方，应用极其广泛，具有可开发性和可拓展性。
参 考 文 献
［1］钱代友,徐玉波.业务智能引领安防系统新变革：安防系统发展趋势初探［J］.中国安防,2007(10):110-112.
［2］罗明璋,张明云.移动终端:家庭安防系统发展的轴心［J］.安防科技应用与实践，2010(3)：30-31.
关于开关插座的遗憾
插座少。偌大的楼梯间没有一个插座，后期铺地板时切割机必须从卫生间拉线。想想以后用吸尘器也是不方便，
厨房燃气灶旁设计了一个电饭煲的插座，没量尺寸，结果橱柜复测时发现它正在一个灶眼的上方。考虑到以后这是个安全隐患，只好将灶移位，使得操作台缩小：
为了安全起见，厨房门旁的上端，最好装个插座，以便今后放煤气报警器。这个千万不能省；
卧室的顶灯最好是双控的，门旁一个，床边一个，省得大冬天躺在床上了再起来关灯：
我家装修的时候考虑了很多插座，可现在全被挡在家具后面，根本用不到；
多路开关的控制当初没有好好想，有些混乱。
解决方案：博悦无线开关
其实这里只需要用到一个小小的无线智能开关即可解决问题，那就是博悦的无线智慧家居解决方案。虽然我们是因为一个小小的开关解决方案找到了博悦(Broadvi)智慧家居公司，但实际上博悦公司具有一整套家居控制方案。我们先说说他是如何解决这个开关问题的。因为博悦的产品是不需要布线的，无线且无源的，所以，任何时候你都可以给家里增添开关或插座，而不会破坏任何家居美观。也就是说，使用博悦的智慧控制方案，上面的“抱怨”统统都可以得到解决。
博悦的无线解决方案采用了一种B20自供电无线智能控制技术，B20是综合了微能量手机和无线智能控制的全新技术。通过收集日常生活中无处不在的机械能、光能、热能甚至是无线电波能量并转换成电能，用于给无线开关或传感器供电。其室外传输距离300米，室内30米(具体受室内墙体和金属屏蔽影响较大)，如果发现信号屏蔽厉害，可以采用无线收发器进行无线信号中继，来改善无线通信效果。
也就是说，你可以把开关像遥控器一样拿在手里，在家里走来走去。除了控制灯光，还可以对某个灯具进行明亮调节，甚至还可以控制自动窗帘、空调等电器。
台式电脑发展至今，性能已经不是用户关注的唯一指标，面对用户需求的变化，各个厂商都变着花样想要做出“不一样”的台式电脑。随着新兴的HTPC、超迷你电脑陆续上市，台式电脑正在经历一个求变、求异的过程，但此时方正却推出了外观相对正统的卓越I500系列作为自己的主打产品，那么看上去平平常常的I500有多大的能耐可以担此大任呢？《微型计算机》又是为何对它如此感兴趣呢？原来它与众不同的地方在于具有一个方正自主开发的独立于Windows操作系统之外的系统，通过这样一个系统它首创了网上银行功能并且强化了系统恢复和安全功能。现在，方正卓越I500（5451）的测试样机抵达了《微型计算机》编辑部，接下来我们就为大家剖析一下I500的特色系统是否实用，是否好用。
君子若兰
当然，在试用之前我们还是要先关注一下I500的外观。这款台式电脑的设计主题是兰花，不仅在机箱前面板的滑盖上印了兰花的图案，还特别制作了一个君子若兰的Windows Vista系统主题和机箱上的兰花图案相互呼应。美中不足的是在显示器、键盘、鼠标等外设的设计和搭配方面没有和机箱完美地结合，由于兰花的元素没能出现在它们身上，使得设计主题没有得到很好的贯彻。
I500机箱前面板的上下滑盖设计颇有特色，看惯了各种平开、上开、侧开的前面板设计以后，这个滑盖设计让我们觉得很是新鲜。滑盖采用下滑打开、上推关闭的设计，阻尼适中，滑动时手感不错，滑盖上的兰花图案和金属质感的装饰条令这一大块黑色面板不至于单调。当然，这也几乎是I500机箱上唯一的装饰。总的来说，I500给人一种踏实稳重的感觉，虽然个性不足，却也十分耐看，像极了暗香袭人的君子兰。
为人所不能为
说完了外观之后，让我们言归正传。I500最大特点就是其自带的由方正开发的独立系统，I500首创的网上银行功能和强大的系统安全功能都必须借助这个系统才能实现。它的最大特点是完全独立于Windows操作系统之外，不受Windows系统漏洞的影响。在这个系统的支撑下，I500拥有了一系列的独家功能，下面我们就为大家详细介绍。
1.首创网上银行系统
网上银行系统是I500的最大卖点，因为这个系统在国内是方正首先的，目前国内的PC厂商中，将其投入实际运用的也只有方正一家。网上银行系统的基础正是上文提到的由方正自主开发的独立系统，以强调安全性为诉求。从本质上讲，它就是在这个独立系统之下的一个集成了多家银行的网上银行链接的浏览器。进入网上银行系统的方法有两种，一是在进入Windows操作系统之前按下相应的功能键直接进入；二是在Windows操作系统下点击网上银行的按钮重启后进入。
I500的网上银行系统几乎涵盖了所有的国家银行和主流的商业银行，可以满足绝大部分用户的需求，使用非常便捷。由于在独立的系统下运行，在Windows操作系统中横行的病毒和木马在这个系统中都会失去作用，据方正的工程师介绍，目前还没有发现可以在这个系统中运行的病毒，因此它的安全性是相当高的。
由于是“第一个吃螃蟹的人”，方正推出的这个系统还是存在一些不足的。首先，它只支持各个银行之间的网上转账业务，但是并不能支持像支付宝这样的网上中介支付服务，这就使它的应用大大受到限制。毕竟，对于家庭用户而言，在网上购物时，用到中介支付的情况非常多。其次，在Windows操作系统下进入网上银行系统的时候必须重新启动电脑，这势必会使用户中断正在进行的工作或者娱乐。
虽然网上银行系统还有一些不够完善的地方，但是它的安全性是值得称道的。在这个系统中访问各个银行的网页也十分方便，如果今后能够支持网上支付并且在进入这个系统时可以不必重启电脑的话，对用户而言会更加实用。
2.强大易用的系统恢复和安全功能
作为一台家用电脑，系统恢复和必要的安全功能是必不可少的。I500的此类功能相当强大。在Windows系统下，用户可以打开“方正家居安全一键通”这个软件来进行系统备份恢复、杀毒、硬件检测等操作；当用户不能进入Windows操作系统的时候，还可以通过键盘上相应的功能键进入相应的模式实现这些功能。
I500的系统备份恢复功能非常强大且十分易于使用，全程图形化界面和详细的注释让用户能够清楚的了解每一项功能的具体效果，可以有效减少误操作情况的出现。在Windows操作系统下，用户可以在方正附赠的“方正家居安全一键通”软件中实现系统的备份、恢复以及删除备份的操作。在系统备份方面，方正提供了“增量备份”功能，使得每一次备份都只备份现阶段系统和前一次备份不同的部分，以此来达到节约硬盘空间的目的。同时，增量备份方案使得原厂备份变得十分重要。因为用户一旦将原厂备份删除，就无法使用后来的备份了。如果此时用户的系统依然可用，那么用户可以再次使用备份功能，软件会自动生成原厂备份；如果此时系统已经不能使用，用户就必须用附赠的系统恢复光盘进行系统还原了。除此之外，在Windows系统不能使用的时候，用户还可以通过键盘右侧的功能键进入一键救护模式对系统进行恢复。在这个模式中，方正提供了自动和手动两种救护模式，在自动模式下，I500在进行系统还原之前会先备份桌面和我的文档中的数据，然后再对C盘的数据进行还原，在系统还原之后会把之前备份的文件还原到桌面上的相应的文件夹中。而手动救护的功能则更加强大，它可以让用户自行选择在C盘任意位置的文件进行备份，并将它们也还原到桌面上，再由用户进行整理。即使在无法进入系统的情况下也能轻松地备份自己的重要数据，当然前提是你得知道它们都在什么位置，而且你的系统当中至少要存在原厂备份。
在病毒防护方面，I500附送了金山毒霸杀毒软件并提供了一年的免费使用期。不仅如此，I500还提供了两种杀毒模式，既可以在Windows操作系统下进行病毒查杀，也可以在进入系统之前，按下键盘右侧的超级杀毒按键进入独立的系统进行杀毒。在这个系统下，杀毒软件不会受到Windows系统漏洞的影响并且可以在系统无法启动的情况下进行杀毒，避免用户在还原之后再次中毒。但是，超级杀毒系统目前仅支持金山毒霸这一款杀毒软件，如果用户自行安装其它的杀毒软件是无法使用这一功能的。
“方正家居安全一键通”软件还提供了独特的保险箱功能用于存放用户的重要数据。保险箱是一块特殊的安全备份区域，即使是系统崩溃、或进行磁盘格式化，存放在保险箱中的数据也是安全的，保险箱的容量可以由用户在512MB到10GB之间调节。
另外，I500的硬件检测功能也相当有特色。通常在电脑出现故障的时候，普通用户很难判断是软件的问题还是硬件的故障，有了硬件检测功能，用户就可以清楚地了解电脑的硬件是否存在问题，有利于在客服电话中帮助售后人员尽快找到“病根”，对症下药。进入硬件检测界面的方法同样有两种：一是通过附赠的“方正家居安全一键通”软件中的硬件检测按钮进入该界面；二是在进入Windows之前按键盘右侧的相应功能键进入。
I500的诸多系统恢复和安全功能给我们留下了很深的印象，其丰富的内涵令我们刮目相看。相比在一定程度上受限的网上银行功能，I500的系统备份恢复功能和安全功能则显得无懈可击，全程图形化的中文操作界面让对电脑不太了解的用户也能够轻松使用。当然，如果进入系统的速度能再快一些就更好了。
场景飞梭，性能按需分配
场景飞梭功能是方正I500的另一个亮点。场景飞梭实际上是一个通过切换不同的场景来控制电脑的工作状态的软件，它栖身于Windows边栏之中，提供普通模式、文本模式、游戏模式、电影模式和夜间下载模式这五个场景可供选择。在不同的场景下，软件会自动调节显示器的亮度和对比度、CPU的工作频率、机箱内风扇的转速，同时还会在相应模式中打开或关闭杜比音效，切换不同的桌面背景。在呈现给用户差异化的感官体验的同时，使整机的性能根据用户的使用情况合理分配，在特定的情况下实现静音节能或提升性能的目的。虽然不同的模式都有自己预设的参数，但是用户可以在场景管理器中自行调节各个场景中的参数，使之最大程度地契合自己的使用习惯。
特别值得一提的是，在夜间下载模式下I500会默认关闭显示器，而且CPU会工作在较低的倍频状态，CPU散热器和机箱风扇的转速也会降到最低。配合机箱内部特有的防震棱，此时，I500的工作噪音最低可以降至25dB左右，用户即使通宵下载也不会影响睡眠，同时不会浪费不必要的能源，达到节能环保的目的。在夜间下载模式下，用户只要晃动一下鼠标就可以让显示器亮起来，但是显示器此时不会恢复夜间模式下的预设亮度，而是保持在最低亮度。这样，用户在半夜查看下载进度的时候，低亮度显示会让用户的眼睛受到尽量小的刺激。并且，显示器会在用户停止操作后很短的时间内关闭，以达到最大程度的节能效果。
尽管许多显示器本身也有模式设定，但是普通用户并不会经常进行调节，而CPU的运行频率的调节对于他们而言更是相当复杂的事情。因此，I500的场景飞梭功能可以让用户以一种直观的、易懂的方式去分配电脑的性能，在杜绝性能的浪费的同时满足了用户在多种运用环境下的不同需求。
家用多面手
虽然是我们拿到的测试样机是I500系列当中配置最低的一款产品，但是I500（5451）配备的英特尔Core 2Duo E7200的CPU、2GB DDR2内存、GeForce 9300 GE的显卡依然可以提供足以满足日常使用需求的性能。它的性能测试成绩表如下，可以看出在PCMark Vantage的测试中，I500的表现中规中矩。
在实际游戏测试中，I500（5451）可以完美运行CS和魔兽争霸这一类大众游戏，但是在应付新近推出的大型3D游戏略显吃力，在极品飞车10当中，在1280×960这样的分辨率下必须关闭大部分的特效，才能获得接近30fps的流畅帧率。当然，I500并非定位于游戏运用，其配备的GeForce 9300 GE显卡能有这样的性能表现也属正常。
由于I500定位于普通家庭用户，功能强大的MCE多媒体遥控器自然必不可少，同时还配备了带有抗菌涂层的键盘鼠标。此外，其附带的遥控器还支持电视录制功能，I500的高配版的产品中标配了电视模块，结合遥控器可实现电视录制功能。
