时间：2022-10-05 02:29:57
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篇智能家居控制系统，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：家庭控制器 自动监控 安全防范
l 引言
随着国民经济和科学技术水平的提高，特别是计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术的迅猛发展与提高，促使了家庭实现了生活现代化，居住环境舒适化、安全化。这些高科技已经影响到人们生活的方方面面，改变了人们生活习惯，提高了人们生活质量，家居智能化也正是在这种形势下应运而生的。
智能家庭控制系统是以HFC、以太网、现场总线、公共电话网、无线网的传输网络为物理平台，计算机网络技术为技术平台，现场总线为应用操作平台，构成一个完整的集家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范等功能的控制系统。
智能家居控制系统的总体目标是通过采用计算机技术、网络技术、控制技术和集成技术建立一个由家庭到小区乃至整个城市的综合信息服务和管理系统，以此来提高住宅高新技术的含量和居民居住环境水平。
系统通常由系统服务器、家庭控制器(各种模块)、各种路由器、电缆调制解调器头端设备CMTS、交换机、通讯器、控制器、无线收发器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等主要部分组成。
3 智能家居控制系统功能
智能家庭控制系统的主要功能包括家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范三个方面。
3．1家庭通信
家庭通信可采用电话线路、计算机互联网、CATV线路、无线局域网等方式。
(1)电话线路
通过电话线路实现双向传输语音信号和数据信号。
(2)计算机互联网
通过互联网实现信息交互、综合信息查询、网上教育、医疗保健、电子邮件、电子购物等。
(3)CATV线路
通过CATV线路实现VOD点播和多媒体通信。
(4)无线局域网
通过无线收发器、天线、各种无线终端，实现双向传输数据信号。
3．2家庭设备自动监控
家庭设备自动监控包括电器设备的集中、遥控、远距离异地(通过电话或Internet)的监视、控制及数据采集。
(1)家用电器的监视和控制
按照预先所设定程序的要求对热水器、微波炉、视像音响等家用电器进行监视和控制。
(2)热能表、燃气表、水表、电度表的数据采集、计量和传送根据小区物业管理的要求所设置数据采集程序，通过传感器对热能表、燃气表、水表、电度表的用量进行自动数据采集、计量，并将采集结果远程传送给小区物业管理系统。
(3)空调机的监视、调节和控制
按照预先所设定的程序，根据时间、温度、湿度等参数对空调机进行监视、调节和控制。
(4)照明设备的监视、调节和控制按照预先设定的时间程序，分别对各个房间照明设备的开、关进行控制，并可自动调节各个房间的照度。
(5)窗帘的控制
按照预先设定的时间程序，对窗帘的开启／关闭进行控制。
3．3家庭安全防范
家庭安全防范主要包括多火灾报警、可燃气体泄漏报警、防盗报警、紧急求救、多防区的设置、访客对讲等。家庭控制器内按等级预先设置若干个报警电话号码(如家人单位电话号码、手机电话号码、寻呼机电话号码和小区物业管理安全保卫部门电话号码等)，在有报警发生时，按等级的次序依次不停地拨通上述电话进行报警(可报出家中是哪个系统报警了)。同时，各种报警信号通过控制网络传送至小区物业管理中心，并可与其它功能模块实现可编程的联动(如可燃气体泄漏报警后，联动关闭燃气管道上的电磁阀)。
(1)防火灾发生
通过设置在厨房的感温探测器和设置在客厅、卧室等的感烟探测器，监视各个房间内有无火灾的发生。如有火灾发生家庭控制器发出声光报警信号，通知家人及小区物业管理部门。家庭控制器还可以根据有人在家或无人在家的情况，自动调节感温探测器和感烟探测器的灵敏度。
(2)防可燃气体泄漏
通过设置在厨房的可燃气体探测器，监视燃气管道、灶具有无燃气泄漏。如有燃气泄漏家庭控制器发出声光报警信号，并联动关闭燃气管道上的电磁阀，同时通知家人及小区物业管理部门。
(3)防盗报警
防盗报警的防护区域分成两部分，即住宅周界防护和住宅内区域防护。住宅周界防护是指在住宅的门、窗上安装门磁开关，在对外的玻璃窗、门附近安装玻璃破碎探测器；住宅内区域防护是指在主要通道、重要的房间内安装被动红外探测器或被动红外／微波双技术探测器。当家中有人时，住宅周界防护的防盗报警设备(门磁开关、玻璃破碎探测器)设防，住宅内区域防护的防盗报警设备(红外探测器或被动红外／微波双技术探测器)撤防。当家人出门后，住宅周界防护的防盗报警设备(门磁开关、玻璃破碎探测器)和住宅内区域防护的防盗报警设备(被动红外探测器或被动红外／微波双技术探测器)均设防。当有非法侵入时，家庭控制器发出声光报警信号，并通知家人及小区物业管理部门。另外，通过程序可设定报警装置的等级和报警器的灵敏度。
(4)访客对讲
住宅的主人通过访客对讲设备与来访者进行双向通话或可视通话，确认是否允许来访者进人。住宅的主人利用访客对讲设备，可以对大楼入口门或单元门的门锁进行开启和关闭控制。
(5)紧急求救
当遇到意外情况(如疾病或有人非法侵入)发生时，按动报警按钮向小区物业管理部门进行紧急求救报警。紧急求救信号在网络传输中具有最高的优先级别，由于是人在紧急情况下的求救信号，其误报的可能性很小。
4 智能家居控制系统类型
4．1系统类型
智能家庭控制系统可分成采用公共电话网的智能家庭控制系统、HFC的智能家庭控制系统、以太网的智能家庭控制系统、LonWorks的智能家庭控制系统、KS485的智能家庭控制系统、无线网的智能家庭控制系统等类型。
4．2基本特点、功能、适用范围
(1)采用公共电话网的智能家庭控制系统采用公共电话网的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计
·基本特点：家庭智能控制器内配置了与电话线连接的收发器，利用电话网络作为信息传输网。该系统不仅在功能上能完全满足要求，而且大大地简化了布线，可以节省布线的投资。
·系统组成：系统由系统服务器、家庭控制器(内置了与电话线连接的收发器)、路由器、收发器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。
·系统功能：实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。
·适用范围：该系统适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程，且特别适用于改造的智能化住宅(小区)工程，利用原有的电话线就可实现数据信号的共网传输。
(2)采用HFC的智能家庭控制系统
采用HFC的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计
·基本特点：家庭智能控制器内配置了CableModem，利用有线电视的HFC网络作为信息传输网。该系统不仅在功能上能完全满足要求，而且大大地简化了布线，可以节省布线的投资。
HFC网络采用共享方式，其共享带宽为36Mbps。当上网人数较多时，上网的速度会变慢。由于Cable Modem设备费用较高，用户网络的开通费用高。
·系统组成：系统由系统服务器、家庭控制器(内置了Cable Modem)、路由器、电缆调制解调器头端设备CMTS、有线电视传输网络、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成o
·系统功能：实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。
·适用范围：该系统适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程，且特别适用于改造的智能化住宅(小区)工程，仅将原有的有线电视HFC网络进行双向改造，就可实现数据和图像信号的共网传输。
(3)采用以太网的智能家庭控制系统
采用以太网的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计
·基本特点：家庭智能控制器内配置了以太网网卡，利用以太网作为信息传输网。以太网同时支持住户计算机和智能家庭控制系统。该系统不仅在功能上能完全满足要求，而且大大地简化了布线，可以节省布线的投资。
以太网传输速率较高，传输速率有10Mbps、100Mbps等。根据传输距离的要求，由小区物业管理中心至各楼交换机采用5类以上4对对绞线、多模光缆或单模光缆，由交换机至家庭控制器采用超5类4对对绞电缆。
·系统组成：系统由系统服务器、家庭控制器、路由器、交换机、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。
·系统功能：实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。
·适用范围：该系统适用于新建、扩建和改造的智能化住宅(小区)工程，用以太网实现数据和图像信号的双向传输。
(4)采用LonWorks的智能家庭控制系统采用LonWorks的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计《智能家居控制系统设计施工图集如3X602第21、22、23页。
·基本特点：采用一个覆盖全部ISO／OSI标准七层通信协议、开放性的LonWork总线技术，一台系统服务器最多可连接127台LONWorks路由器，一台LonWorks路由器最多可连接63台家庭控制器。每台家庭控制器为LonWork一个通道上的网络节点，每个网络节点包括有神经元(NEURON)芯片、振荡器、电源、一个通过媒介通信的收发器和与监控设备接口的I／O设备(电路)、存储器等。
LonWorks直接通信距离可达2700m(双绞线、78Kbps)，其通信传输速度最大可达1．25Mbps(此时有效传输距离为130m)。LonWorks路由器至小区物业管理中心线路长度超过2700m时，需在总线上加装中继器。传输线通常采用双绞线，根据需要也可采用同轴电缆或电力线。
·系统组成：由系统服务器、家庭控制器、路由器、LonWorks路由器、交换机、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。
·系统功能：实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。
·适用范围：该系统特别适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程。
(5)采用KS485的智能家庭控制系统
采用KS485的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计03X602第18、19、20页。
·基本特点：KS485串行接口总线为主从式网络，它的通信为半双工、采用双向单信道连接方式。RS485串行接口总线的传输介质采用双绞线，它可以高速地进行远距离传输，传输速度与传输距离的技术指标如下：传输速率为10Mbit／s时，最大传输距离是12m；传输速率为1Mbit／s时，最大传输距离是120m；传输速率为100kbit／s时，最大传输距离是1200m。
·系统组成：由系统服务器、家庭控制器、路由器、通讯器、控制器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。
·系统功能：实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。
·适用范围：该系统特别适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程。
(6)采用无线网的智能家庭控制系统
采用无线网的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计03X602第24、25页。
·基本特点：利用无线作为信息传输网，该系统不仅在功能上能完全满足要求，而且从系统服务器至家庭控制器、家庭控制器至各种现场末端装置均采用无线传输方式，小区、楼内、户内无需布线，施工简单，可以节省施工的投资。
无线网的工作频率符合IEEE802．11b标准要求。
·系统组成：由系统服务器、家庭控制器、无线收发器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。
·系统功能：实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。
·适用范围：该系统适用于新建、扩建的智能化住宅(小区)工程，且特别适用于改造的智能化住宅(小区)工程，不用敷设线路就可实现数据信号的传输。
5 系统设计及产品选用要点
5．1智能家庭控制系统类型的选用
新建、扩建的智能化住宅(小区)工程，宜采用LonWorks的智能家庭控制系统、以太网的智能家庭控制系统或采用RS485的智能家庭控制系统。改造的智能化住宅(小区)工程，宜采用公共电话网的智能家庭控制系统、HFC的智能家庭控制系统或无线网的智能家庭控制系统。
5．2家庭控制器的选用
家庭控制器的选用主要包括功能、总线技术及模块化设计、扩展功能、可按用户的基本要求进行配置等方面的选用要求。
(1)家庭控制器功能的选用
家庭控制器通常具有以下功能：
·家庭防盗报警；
·家庭火灾报警；
·家庭燃气泄露报警；
·家庭紧急求助；
·远程设防与撤防；
·远程报警；
·访客对讲；
·家用电器监控；
·家用表具数据采集及处理；
·空调机监控；
·接入网接口；
·小区电子公告；
·信息查询；
·家用设备报修等。
(2)家庭控制器功能的选择
在工程设计中，家庭控制器功能的选择可参见下表所示。
5．3总线技术及模块化设计
·家庭控制器要求采用总线技术，如LonWorks、R5485、BACnet、C^NBlls、CEBus、X一10；
·家庭控制器要求采用模块化设计，以便用户可以根据需求选择不同的模块完成不同的功能。
5．4扩展功能
家庭控制器要有一定的扩展功能，考虑能适应今后发展的需要。
5．5可按用户的基本要求进行配置应能根据用户提出有哪些被控设备及监视控制要求(功能要求)等因素，来对家庭控制器组成进行配置，包含模块种类的选择和各种模块数量的选择。 6 设备的安装
6．1交换机、路由器、控制器、放大箱、分配箱、电话分线箱
康居住宅家庭控制器功能设置表
级嗣
消防
安防
访客对讲
家电监控
表具数据远传
基本级(1A)
1．在住户内安装紧急按钮开关。
2．在住户内安装入侵报警探测器。
具有语音对讲及控制开启楼道人口处防盗门功能。
1~2点
热能表、燃气表、水表、电度表的自动抄收及远传、超限判断、自动检查、分时计费、实时计量、管理功能。
提高级(2A)
在室内安装可燃气体泄
漏自动报警装置。且能就地
发出声光报警信号。
1．在住户内两处安装紧急按钮开关。
2．在住户内安装入侵报警探测器，在户门、及用台、外窗安装
人侵报警装置。
具有语音对讲及控镧开启楼道人口处防盗门功能。可实
现住户与安防监控中心的直接联系。
2点以上
热能表、燃气表、水表、电度表的自动抄
收及远传、超限爿断、自动检查、分时计费、实时计量、管理功能。
先进级(3A)
1．在室内安装可燃气体泄漏自动报警装置，当燃气体泄漏报警后能自动切断气源、打开捧气装置，且能就地发出声光报警信号。
2．在住户内设置火灾自动报警装置。
1．在住户内不少于两处安装紧急按钮开关。
2．在住户内安装入侵报警探测器，在户门及阳台门、外窗安装入侵报警装置。
具有语音、可视对讲及控翻开启楼道入口处防盗门功能，可实现住户与安防监控中心的直接联系。
2点以上
热能表、燃气表、水表、电度表的自动抄收及远传、超限判断、自动检查、分时计费、实时计量、管理功能。
这些设备均应安装在电气竖井内或公共走道的墙上(内)。
6．2家庭控制器
暗装(或明装)在墙内(上)，其底边距地面1．4m左右。家庭控制器应设置在住户大门附近(宜距户门0．5m以内)，且容易操作(包括设防与撤防)的地方。
6．3可燃气体探测器
安装在厨房内的燃气管道、灶具附近，当住户使用的是天然气，燃气探测器吸顶棚安装在距顶棚300ram以内的地方；当住户使用的是液化石油气，燃气探测器安装在距地面300mm以内地方。
6．4感温探测器设置在厨房内，它吸顶棚安装。
6．5感烟探测器设置在起居室、卧室等房间内，它吸顶棚安装。
6．6紧急按钮开关
设置在起居室沙发和主卧室床头附近的墙上，及卫生间的墙上。紧急按钮开关暗装在墙内，其底边距地面0．5m~1．2m。
6，门(窗)磁开关
安装在门扇和门框内或窗扇和窗框内。
6．8玻璃破碎探测器
安装在窗户和玻璃门(阳台)附近的墙上或吸顶棚安装。
6．9被动红外侵入探测器和被动红外／微波双技术探测器
安装在住户的主要通道、重要的房间内，它吸顶棚安装或安装在顶棚的墙角处。
6．10红外遥控器
安装在被控电器设备正面附近的墙上，距离不能超过红外线工作范围，且与电器设备之间没有遮挡。
7 工程设计实例
以二室户型为例介绍户内的智能家庭控制系统设计，设计标准采用康居住宅先进级(3A)。采用以太网的家居控制系统，家庭控制器与户内各模块之间采用R．$485总线，家庭控制器可通过电话线或计算机网络接收控制指令、发出信息，所选用的家庭控制器具有可视访客对讲功能。家居控制系统图参见国家建筑标准设计03X602第17页，二室户型家居控制平面图参见图1、2所示，家庭控制器与室内设备的连接参见图3所示。
在起居厅、卧室设置了感烟探测器，厨房设置了感温探测器、可燃气体探测器，各房间的窗户、阳台推拉门上及附近设置了门(窗)磁开关和玻璃破碎探测器，起居厅设置了被动红外侵入探测器，起居厅、卧室、卫生间设置了紧急按钮开关。对电、水、燃气进行计量；可对餐厅、起居厅、卧室的灯进行控制；当可燃气体探测器探测到有燃气泄漏后，联动控制关闭燃气管道上电磁阀、开启排烟风机；当有各种探测器报警后，联动警报发声器发出报警声音。
家庭控制器共提供13路输入：电度表(电度表安装在照明配电箱内)、燃气表、热能表、可燃气体探测器、感温探测器、感烟探测器、紧急按钮开关、被动红外侵入探测器、玻璃破碎探测器各1路，水表、门(窗)磁开关各2路。
家庭控制器共提供7路输出：警报发声器控制1路、燃气管道上电磁阀控制1路、排烟风机控制1路、照明控制4路。
三室户型、复式结构、别墅的智能家庭控制平面图及家庭控制器与室内设备的连接参见国家建筑标准设计
关键词：智能家居控制系统 C-Bus Toolkit PICED
中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（c）-0032-01
基于C-Bus总线的智能家居控制系统（Wiser Home Controller）将原本相互独立的各种电器融入到一个简单而友好的界面中，实现统一操控。用户可以通过触摸屏、光开关、计算机、手机、甚至平板电视在任何时间任何地点控制照明、消防报警等系统。比如用户可以通过手机，在回家的路上打开家里的空调，或者在上班的时候通过Internet网络检查家里的所有电器是否已经关闭。同时也可以对房屋进行远程监控和控制。这种方式，不仅增加了安全系数，而且不会打断用户的工作。
1 硬件组成
智能家居控制系统由以下几部分组成，如图1所示。
其中，C-Bus总线与C-Bus网络接口（CNI）连接时，按图2要求连接。
2 软件部分
智能家居控制系统由C-Bus Toolkit和PICED两个软件组成。
2.1 C-Bus Toolkit软件
C-Bus Toolkit是一款基于总线网络配置和用于客户解决方案的实用编程软件。它允许用户进行如下操作：（1）构建一个或多个C-Bus系统；（2）直接将PC连接到C-Bus总线单元同步逻辑接口，并实时传输数据；（3）定义客户现场总线架构，确保总线单元可以互相通信；（4）利用C-Bus单元的特点和功能处理用户方案；（5）保存、备份和恢复站点。
2.2 PICED软件
PICED软件通过模拟化的图形用户界面，针对用户需求，对不同的房间不同位置设置不同的场景，设置完成后，将程序传入到C-Bus总线上，各模块根据程序对应响应，实现智能控制。具体步骤为：（1）创建工程，建立一个新的项目，并根据用户要求对该项目属性进行设置；（2）添加组件，创建场景；如需要可添加上电子邮件和RSS源；（3）保存项目并传输程序给C-Bus模块；（4）对该项目进行测试。在建立过程中，要求IP地址为192.168.2.1，网络连接类型为CNI。进入测试页面的用户名与密码均为admin。
3 工程示例
表1为一栋房屋内各房间要实现的功能及所用模块的接口，图3为所得网络界面，通过触摸屏、手机或Internet网络即可实现相应操作。
4 结语
基于C-Bus的智能家居控制系统（Wiser Home Controller），涵盖了从空调系统、消防报警系统到综合保安管理系统（包括闭路监控、保安巡更、防盗报警、门禁系统）以及完善的计算机网络和通信系统，可以实现对家居的远程控制，达到管理智能化和操作简单化。而当用户要求对某一场景进行改变时，不需改变实际线路，只需根据需要改变相应的程序即可。达到了灵活适应未来布局和控制方式变更的要求，提升了居住环境的品质。满足用户各种需求的同时，确保在建筑物里工作和生活群体的舒适和健康。
自1985年以来，美国的HAI公司一直致力于智能家居控制系统的研发，在安防保护、温度控制和灯光自动控制方面提供简捷、可靠、安全的操作。电力载波协议在灯光和电器控制上的应用更是简化了工程布线。二十年来，HAI的智能家居控制系统遍及世界各地，国际化的经销商及其分支机构给用户带来了周到的服务和强有力的技术支持。2004年，HAI推出了完整的系列产品。这些产品都是基于三个完美的操作平台：OmniLT、Omni II和Omni ProII。每一个操作平台都包括了一套完整的系列产品，具有很高的性价比。一支力量雄厚的技术支持队伍随时为客户服务，以优质的服务赢得用户的信赖。
1. 四大功能
安防
Omni系列智能家居控制系统的安防功能是无限的，可以无缝兼容安防领域的全部传感器/探测器。从烟雾探测器、移动探测器到保险箱感应器、红外对射探测器，从防水、防冻到防火、防盗，为可接入175组各类传感器/探测器的Omni智能家居控制系统提供全方位的保护。互联网报警、电话报警、数字接警中心报警等多种报警方式，第一时间将警讯传到固定电话、手机、接警中心，使您和接警中心同时掌握报警出处和类型，并迅速作出反应。
防盗报警功能将在警报出现后打开全部灯光和警笛，并闪烁室外灯光以提示警员、吓退盗贼。防火报警功能将在警报出现后打开所有通道灯光并调到最佳亮度，以利人员疏散；温控器关闭所有空调的风机盘管，防止火借风势蔓延。当全家外出度假时，灯光控制功能可以模拟正常居住的灯光效果，防止梁上君子的光临。遍布各处的摄像机可以随时观察重要部位的安防情况，当有警报发生时，打开相应位置的灯光为摄像机提供照明，并录下当时的情景。
灯光
随心所欲的灯光效果、即插即用的电源控制，电力载波协议带来的是简单与方便。无需了解控制原理，也无需了解编程语言，您所需的仅仅是一键控制。夜晚就寝前，不必到处查看，只需一键就可关闭所有房间的灯光。晚宴开始前，不必为每盏灯单独调光，只需一键就可营造出温馨的氛围。全家围坐在电视前，无需其它操作，只需一键就可打开电视、调节灯光、放下投影幕。有客人来访时，无需手忙脚乱，只需一键就可得到轻松的谈话气氛。夜幕开始降临时，无需到处走动、无需任何操作，智能控制系统将自动启动夜间灯光模式，拉上窗帘，别墅瞬间亮起您所喜爱的灯光效果。
系统主要由两部分组成：发射和接收（就控制指令而言）。控制指令以广播的形式在电力线上传送，在理想状态下可以达到21公里。但是由于电力线上带有很多负载设备，所以控制指令会有所衰减，一般距离可达200米。控制指令的内容包括地址码和执行码，如A1_ON， A1_OFF等等。
温度控制
Omni系列温控器内置温度传感器，可以随时检测周边的室内温度，为控制系统的自动恒温控制功能提供准确的数字依据。温控器内核的微电脑处理器根据温度传感器传回的信息自动控制制冷/加热时的空调档位。当室内温度与理想温度差距过大时，启动高档模式快速到达理想温度；而在保持恒温状态时则启动低档保温模式。精确的智能控制既保持了一种舒适的室内温度，又节约了能源和相应开支。
Omni系列温控器的LCD屏幕上可以显示温控器周边的温度、室外温度、时间、制冷/制热状态、风扇状态、自动/保持工作模式。通过这些数据可以方便了解相应空调的工作状况并就近作一些简单的手动操作，如启动风扇、温度保持等。
通过4蕊总线，可以有64个不同型号的温控器与Omni智能控制系统相连。通过64个不同地址，智能控制系统可以给每个温控器发出不同的控制信息。根据模式（白天，夜间，无人）、房间使用状况、设备要求和室外温度，控制系统发出不同的温度设定参数和工作模式指令。对温控器发出的指令信息，可以是温控器本身的按键，也可以是Omni控制面板和触摸屏，也可以通过本地局域网或远程互联网，还可以通过电话或PDA。
影音
欣赏轻柔的背景音乐，营造出晚会的效果，或者把大型比赛的音效分送到每个房间，这是一种令人惬意的生活方式。使用智能家居的影音分布系统，无论是将电视、DVD、CD机等多媒体设备集中放置，还是分布于不同的房间，都可以实现在多个房间同时接收多种不同的影音信号。您可以在一个房间欣赏爵士乐，在另一个房间收看电视节目；也可以将多媒体视频信号传送到家里的每一个电视机，或者把出入区和婴儿室的安全监视录像发送到某个特定的电视上。智能家居系统更可配合不同房间的影音状况，将灯光、空调或窗帘等调节到预定的模式。安装了综合布线系统，就可轻松实现上述功能所需。
使用智能家居系统的多媒体控制软件，您可以从电视屏幕上控制背景音乐、电视以及电子像簿，与家人一起分享家庭相片带来的快乐。它可以放映、暂停和重新播放电视节目、DVD或CD，储存您喜欢的歌曲、影像和照片，浏览互联网、电子邮件。不仅如此，它还包含了所有的智能家居控制功能，您可以使用遥控器通过电视屏幕控制家中的灯光、安防、温度、宏按钮、事件日志和其它编制的功能。
2. 认证
UL Residential Fire and Burglary UL住宅防火和防盗认证
UL Commercial BurglaryUL商业防盗认证
FCC(USA)FCC（美国）
ICCS-03(Canada)ICCS-03（加拿大）
California State Fire Marshall加州防火协议
EN50081-1, EN50082-1, EN50130-4, EN55022电磁兼容 Emissions and Immunity(CE)
3. 荣誉
4. X10电力载波协议和UPB通用电力总线
在灯光和电器的控制上，HAI有X10技术和UPB通用电力总线两种方式。这两种方式大为简化了系统的综合布线，降低了由于线路原因而引起的系统故障。什么是X10技术呢？X-10是国际上通用的电力载波协议（即一种通讯“语言”）。用这种“语言”的兼容产品可以通过电力线互相说话，而不需要重新铺设控制线路。电力线在提供电流的同时又可以像网线一样传送控制指令，从而实现网络化的控制。在系统中为了识别网络中的不同设备而采用了2位16进制编码，称之为地址码，这样系统中的所有被控制设备都被赋予一个唯一地址码，就像给人起名字一样。2位16进制编码分别用字母（A、B、C...P）和数字（1、2、3...16）来表示，对应为根码和子码。它们两者之间的组合共有256种，因此系统可容纳256 个不同地址，可以执行的指令包括：开、关、渐暗、渐明、全开、全关等。
UPB通用电力总线是由美国PCS公司推出的一种类似于X10的协议，可以说是X10技术的升级版。它无论是稳定性（可达到99.8%）还是可传输范围都有了质的飞跃。
5. HAI智能控制系统的组成
6. 报警网络
7. 主要功能
一体化的安全系统、灯控系统和温度调节系统；
LCD控制面板和触摸屏控制面板均为中文菜单显示；
内置语音提示电话存储功能；
内置modem，适宜远程编程和监控；
内置RS232接口；
内置以太网接口（仅为OmniproⅡ）；
防盗和火灾报警；
可设定的安全区域，易于扩展；
多级防护等级；
支持2和4线的烟雾探测器；
防护区管理、电池管理，并设有振铃回路；
内置数字电话交换机；
报警自动拨号；
安全和控制回路完全隔离（仅为OmniⅡ和OmniproⅡ）；
以时间和日期为序的事件日志；
按时间和用户定义的用户密码；
故障信息显示；
先进的控制编程（ACP）：HAI独有的简易编程语句“when-command-if”，可根据时间表和实时事件进行相应的逻辑编程；
多样式灯光控制：场景，等级，渐暗/明，亮度调节；
远程控制防区，灯光和室内温度；
用控制面板和计算机实现控制程序的编制；
灯光、温度、安全模式、控制输出等功能可以通过在程序中编制时间、日出、日落、日期或每周固定时刻等条件来实现。当然，也可以通过系统的触发事件来实现（物体移动，门开，模式转换等）；
连续无故障操作，阻断失误报警；
周期校验烟雾探测器并确认报警；
系统通过读取独立输入点的电阻值来判断防护区的探测器是否被启动以及火灾探测器是否发出报警信号；
脉冲的计算特点排除了由于静电噪音、瞬时触发和灯光噪音所产生的错误报警；
可编程的延时功能排除了由于用户操作失误而带来的报警故障；
所有的输入和输出点都是防电磁干扰的；
自保护时间、EEPROM存储所有的程序、自诊断软件、低电压切断电池电源、电源自保护等功能都保障了系统的安全可靠。
二、居室方案
1. 智能家居电气布置图
根据本居室面积和房间的特点，我们采用美国HAI公司的Omni II智能控制系统对居室内部的安防、温度、灯光实现统一控制，同时具备免维护、模块化、层次化特点。通过增加影音控制系统、Windows Media Center Edition 2005，还可以实现包括影音在内的统一管理，并可使用遥控器来控制。
2. 实现功能描述
回家
虽然每组灯光都安装了墙壁手动开关，但整套单元房的灯光控制根本无需手动操作，智能家居控制系统统一协调各房间的灯光效果。当傍晚您回到家时，在出入区的控制面板上输入正确密码撤销安防状态后，客厅、餐厅的主灯及走廊的照明灯自动打亮，并将亮度调为100%，以方便刚回家后的您换鞋、更衣。同时启动咖啡壶、热水器，并将空调的温度设定从16度提高到22度（或在夏天时从30度降到20度）。这样，等您更衣完毕后，已经可以在舒适的温度下喝上一杯香喷喷的咖啡，然后冲一个热水澡了。当然，咖啡壶和热水器等家用电器的启动、空调的温度设定也可以在您到家之前进行，或以时间编程自动实现（如在下午五点定时启动），或当您驾车拥堵在路上时通过手机以电话命令方式启动，或当您在办公室时打开IE浏览器从互联网启动。后两种远程控制方式执行的前提是智能家居控制系统验证并接受了您远程输入的密码。
晚餐
晚餐时间到了，您只需轻点触摸屏上的晚餐图标，智能家居控制系统将为您关闭客厅的主灯，打开暗光源，并将走廊、卧室和卫生间的灯光调到30%的亮度以节约能源。同时，所有房间的窗帘、百叶窗都将关闭。而在餐厅里则关闭暗光源，将主灯调为50%，以营造出温馨的进餐环境。
娱乐
新闻联播开始了，您只需轻点触摸屏上的娱乐图标，智能家居控制系统将带您进入娱乐时光：关闭客厅主灯，将四周的射灯调节为30%的亮度，降下电视幕帘，启动电视节目至中央一套的新闻联播。
您还可以将新闻联播的影音信号传送到任何一个安装了扬声器、电视或监视器的房间。或者，当您在看电视时，您的孩子在自已的房间观看喜爱的DVD电影，而您的夫人在主卧里欣赏优美的MP3歌曲。只要将您的房间铺设了综合布线，就可以实现DVD、CD、MP3和录像机等影音设备的集中安放，而信号却可以传送到所有房间。
休息
夜深了，您已经上床就寝了。您只需轻点床头触摸屏的“休息”图标就可以关闭所有灯光，安然入睡了。此时，您的智能家居系统开始了夜间的工作模式。伴随着灯光的全部关闭，智能家居控制系统将您的家中设为夜间安防状态：所有的门/窗磁传感器、幕帘传感器都已进入工作状态，餐厅、客厅的红外移动探测器也进入了安防状态。这时，除卧室和卫生间外，其它区域一旦有人活动或门窗被打开，都将启动智能家居的报警系统，如开启所有的灯光起到威慑作用、闪烁大门外面的照明灯光以提示保安人员、物业中心接到报警信号并打入证实电话、拨打8部预置的电话号码报警。
夜里，您可能感到口渴想到厨房取杯饮料，只需轻点触摸屏的“忽略”图标，就可以撤销厨房的安防设置。当您重新回到卧室后再点击“恢复”图标，厨房就又开始进入了安防状态。
起床
清晨，伴随着电子闹钟的悠扬乐曲，您应该起床了。抬手在床头的触屏上轻点“清晨”图标，关掉电子闹钟，打开电视至早间新闻，在洗漱、进餐的同时了解天气和路况信息。当您轻点“清晨”图标时，您也同时通知智能家居系统，启动咖啡壶、电饭堡等厨房电器，为您准备早餐。如果是在冬季，当您轻点“清晨”图标时，智能家居系统还启动了车库的加热设备，为您的出行用车做好准备。
上班
现在，您就要离家上班了。无需到处查看，只需在出入区的控制面板上点击“上班”快捷键，再输入您的密码就可以放心上班去了。智能家居系统在设防的同时将会根据预先设定关闭所有的灯光和相应的电器电源，并将空调设为节能模式。
度假
当您外出度假时，智能家居系统会担负起照顾居室的重任：监控家中所有的安防传感器，在异常状态时发出报警；管理家中空调的室内外机，控制相应的出风口，在冬季保护水管道以防冻裂；根据日光和降水状态来控制绿地的浇灌时间；在火情发生时适时切断煤气管道阀门；在自来水管道漏水时或温度降至0度以下时关闭阀门；当有传感器被触发时启动相应位置的摄像头记录下当时的情景；系统还将在夜间按您的作息时间表进行灯光的开、关，模拟有人在家的效果，防止夜贼的光顾。
当您度假结束将要返程时，可以通过电话或互联网发出指令，智能家居系统将会适时地启动相应设备，使您到家时有一个熟悉的环境，就好像从未离开一样。
三、HAI主要设备介绍
1. Omni II智能家居系统
4路温度控制器
8个控制面板（含触摸屏）
64路灯光/电器控制
16防区、可扩展至48防区
500条编程容量
外型尺寸：
330w×330h×114dmm
2. 控制面板
主要用于智能控制系统的本地监控，也可以设定系统参数、编制程序。每套系统必须至少有一个控制面板，以进行布/撤防操作。控制面板通过4条通信总线从Omni控制系统获得电源。
11A00-2
用于齐平安装的控制面板，时尚蓝色LCD背景光，亚光前面板，通讯连接电缆，说明书。产品尺寸： 142×140×30.5mm
11A00-9
用于表面安装的控制面板，时尚蓝色LCD背景光，亚光前面板，通讯连接电缆，说明书。产品尺寸： 142×140×30.5mm
3. 触摸屏控制面板
通过OmniTouch触摸式控制面板的本地一键操作，Omni智能家居控制系统可以轻松实现家庭的安防、温度、灯光、音乐和其他智能功能的控制。触摸屏通过四蕊总线从Omni控制器获得电源，该触摸屏为彩色，有图形图标和菜单界面，可从图上查出位置和数量。
32A00-1
OmniTouch彩色触摸屏控制面板，平面安装盒，白色、米色和浅黄褐色前面板，通讯连接电缆，说明书。
尺寸为147w×114h×59dmm
4. 温湿传感器
31A00-1室内/外温度传感器
用于探测室内外的温度。这种高精度温度探测器的表面涂了一层密封胶来抵抗室外潮气的侵蚀，而温度的测量无需刻度。该产品可以通过温度激活控制程序来调节阁楼、车库、花房、地下室、酒窖和冷却器的温度，温度可以显示在控制面板上、使用Web-link II互联网软件的计算机上或通过电话语音传递。它可以在某些情况下发生报警，如当室外达到结冰温度、高于Omni系统程序设定的最高温度点或低于系统设定的最低温度。该产品适用于室内、外区域，当在户外使用时，需要采取防护措施以避免阳光直射和雨淋。在使用时需占用Omni控制系统上的一个防区输入点。
外形尺寸：71w×71h×25dmm
32A00-2室内外温度和湿度传感器
在温度监测方面和31A00-1型一样，另外还包括一个测量范围为0-100%的用来报告室内外相对湿度的湿度传感器。可以根据情况设置湿度的高低，如在湿度过高时可以打开浴室的通风扇或在湿度过低时打开加湿器等；也可以报告居室、花房、酒窖、冷却器等地方的湿度情况。
控制湿度有助于在居室范围内防止真菌的繁殖，比如浴室、地下室、阁楼等。当用于室外时，需要采取防护措施以避免阳光直射和雨淋。在使用时需占用Omni控制系统上的两个防区输入点。
外形尺寸：71w×71h×25dmm
5. Omnistat温度控制器
RC系列是集设定与显示于一身，即可以通过HAI的智能家居系统来设定和控制，也可以从温度控制器的面板上直接输入参数和控制温度。RC系列包括常规单组冷暖、单组泵、两组泵和两组温度控制。B系列Omnistats装有“酷蓝”的LCD背景灯。
RC-122双档热/冷温控器
智能家居在国内外都是一个很流行的名词，智能家居又称智能住宅，在国外常常使用smarthome表示。智能家居是以住宅作为平台，利用综合布线技术，网络通信技术，安全防范技术，自动控制技术，音视频技术等将家居生活有关的设备进行集成化，自动化，构建高效的住宅设施与家庭日常事务的智能管理，提升家居安全性，便利性，舒适性，艺术性，并实现环保节能的家居环境。20世纪80年代初，随着大量采用电子技术的家用电器面市，住宅电子化（HE，HomeElectronics）出现。80年代中期，将家用电器，通信设备与安保防灾设备各自独立的功能综合一体后，形成了住宅自动化概念（HA，HomeAutomation）。80年代末，由于通信与信息技术的发展，出现了对住宅中各种通信，家电，安保设备通过总线技术进行监视，控制与管理的商用系统，这在美国被称为SmartHome，也就是现在智能家居的原型。
2系统设计
本系统由飞思卡尔的kinetis系列的K60FX512VLQ15（以下简称K60）芯片作为控制核心，K60是飞思卡尔公司设计的一款性能卓越的芯片，主要用于汽车电子，在全国大学生智能车竞赛“飞思卡尔杯”中为核心控制芯片之一。该芯片内部自带电源管理模块，有低功耗模式，在智能家居中作为主控芯片很合适。其次，作为一款32位的单片机，拥有很多IO线，片内集成各种通信模块，系统安全模块，有利于提高智能家居系统的安全性。
2.1电源模块
本系统采用6~8V的电源为系统供电，但系统使用的电压为5V，芯片使用的是3.3V的电压，因此需要设计电源电路将电源电压转换为5V和3.3V电压供电路正常工作。使用TPS76850稳压芯片组成系统稳压电源模块输出的电压稳定，电压大小为+5V，满足系统的正常使用，TPS76850所需的元件较少，电路内部还有过流，过热保护以及调整管的保护电路，使用起来可靠性高，方便，而且价格便宜。由于K60需要3.3V电压才能稳定工作且能够设计工作在低功耗模式下，因此还需采用3.3V稳压模块，ams1117-3.3是比较常用的三端稳压器，而且价格便宜，而且满足系统设计的要求，于是采用该稳压器稳定输出3.3V电压保证芯片正常工作。电路图如图1所示。
2.2继电器模块
继电器是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统和被控制系统之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。由于控制芯片是工作在低压范围而家居环境通常是220v的电压，在控制过程中只能采取继电器来控制家庭电网络。
2.3红外射频模块
红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备。由于其无法穿透墙壁，故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰；电路调试简单，只要按给定电路连接无误，一般不需任何调试即可投入工作；编解码容易，可进行多路遥控。而且红外接收发送管的价格便宜，性能优异，在很多家用电器中都有使用，在智能家居系统中添加红外接收发送模块将大多数家庭设备巧妙的联系在一起，配合软件编程让红外接收发送模块自学习红外码将释放大量的遥控器以及减少电池的使用。考虑到设备可能在不同的房间内会面临信号接收不到的问题，因此采用多个红外收发传感器，在形成多方面接收信号，以扩大控制范围，在测试过程中是可行的。
2.4通信模块
串口wifi无线模块是将无线AP的wifi信号转换为串口的即插即用模块，该系统使用的是SSC-WiFi-03。SSC-WiFi-03是上海迅瞻电子科技第三代串口WLAN模块产品，该产品是基于标准UART接口符合IEEE802.11b/g模式的WiFi无线网络嵌入式模块。模块内置无线网络协议IEEE802.11协议栈以及TCP/IP协议栈，能够实现用户串口数据到无线网络之间的转换。通过SSC-WiFi模块，传统的串口设备也能轻松接入无线网络。模块采用高性能低功耗IEEE802.11b/g无线通信芯片，片内集成了高性能微处理器实现串口数据的透明传输，工作于2.4GHz全球开放ISM频段免许可证使用，可广泛应用于各种场合的短距离无线通信、工业控制领域。产品本身可将自己的串口接到计算机后用配置程序进行通信速率、格式、编码等的设定，无须其它任何编程装置。使用该模块大大简化了系统的编程，可以直接使用uart模块接收来自wifi的信息从而对系统进行控制，而且wifi可以远距离，联网操作。扩大了系统的实用性，方便性。
2.5温度传感器模块
该系统采用DS18B20温度传感器，测量室内温度，当用户切换到家庭自动控制模式时，只要录入家庭空调的遥控编码，会自动的根据测得的温度调控室内的温度从而避免室内过冷过热，也可以达到节电。DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874等等。主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域，这有利于系统的设计。
2.6显示模块
考虑到系统省电节能，又需要显示模块，于是采用OLED显示，OLED显示技术具有自发光的特性，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光，而且OLED显示屏幕可视角度大，并且能够节省电能。OLED的成本相对其他显示模块成本低廉，而且控制系统不需要华丽的视觉，主要目的是智能化的家居以及节能，而且OLED的编程较其他显示模块简单，因此采用OLED是最合适不过的了。
3软件设计模块
本系统基思卡尔的K60芯片的智能家居系统的工作流程如下：系统上电复位，程序初始化，显示界面初始化设置，按键进行操作，录入家庭内部的设备红外编码，保留红外编码。设置wifi配对信息，安全信息等一系列的系统初始化进程。以保证设备能够完美运行，掉电后恢复后也可以运行。初始化完成后系统进行中断执行程序，如果有用户的操作指令被检测到，执行用户的指令，前期设计中没有设计自己的app，使用的是代码指令，可能会令用户感到不满意，在后期的软件实现中会加入app功能，直接用手机app操作智能系统，即使出门在外只要有网络就可以控制家庭的设备。现在实现的功能是只要用户输入相应的指令后即可控制家庭的用电设备的开关，各种红外设备的启动还有各种操作，如果用户设置智能模式，系统会根据设定的模式进行执行实现智能控制，达到家居生活的舒适与便携。
4结语
智能照明控制系统是最先进的一种照明控制方式，它采用全数字、模块化、分布式的系统结构，通过五类控制线将系统中的各种控制功能模块及部件连接成一个照明控制网络，它可以作为整个建筑物自动化管理系统（BA系统）的一个子系统通过网络软件接入BA系统，也能作为独立系统单独运行，在照明控制实现手段上更专业、更灵活，可实现对各种照明灯的调光控制或开关控制，是实现舒适照明的有效手段，也是节能的有效措施。
一、邦奇智能照明控制简介
邦奇电子智能照明控制系统，通常由调光模块、开关模块、控制面板、液晶显示触摸屏、智能传感器、编程插
口、时钟管理器、手持式编程器、监控软件（网桥)等部件构成，将上述各种具备独立功能的控制模块或部件用一条五类数据通讯线（四对双绞线）按手牵手链方式连接起来，形成一个Dynet控制网络。
二、邦奇智能照明控制系统的特点
可靠性
邦奇电子照明控制系统中控制模块的每个功能都独立地贮存于相应的模块中，不因断电而丢失，这也意味着，若某个模块出现故障，只是与该模块相关的功能失效，而不影响网络其它模块的正常运行，从维护的观点来看这种“独立贮存”的概念，既有利于快速故障定位，又提高了大型照明控制系统的“容错”水平。
设计、安装、布线易操作性
电气工程师只要阅读本公司相关技术资料无需专门培训就能设计大型照明控制系统，安装时只需将“调光/开关”模块取代原有空气开关或其他开关和保险丝，将可编程控制面板取代原有的手动开关，模块与面板之间用五类四对屏蔽数据线实施低压控制联接，即安全，又简化布线工程。
系统开放性和扩张性
邦奇电子照明控制系统可在任何时候进行扩展，不必更改原有线路，只需将增加的模块用数据线接入原有网络系统便可。
邦奇电子照明控制系统可以与其他自动化设备相联（如：视/听、舞台照明控制、安保和BAS等）提供如下接口：干簧继电器、RS232、RS485、DMX512。还可针对BAS系统提供一个高级接口，该接口由Dynalite提供一个插入BAS程序中的Active控制软件来实现，完成无缝连接。
控制方式多样性
邦奇电子照明控制系统控制功能强、方式多、范围广、自动化程度高，通过实现场景的预制设置和存储后，操作时只需按一下控制面板上某一个键即可启动一个灯光场景模式，各照明回路就能自动转换到相应的状态，也可以通过其他界面如遥控器、就地控制、场景控制、定时控制、红外探测和红外遥控、就地控制、中央监控、群组组合控制、与其他系统联动、广域控制等。
三、智能照明设计方案
客厅
客厅是全家活动的场所，没有其他任何一个房间可以如此通用。我们可以在其中款待客人，看电视，读书，听音乐，开派对，或者仅仅是放松自己。所以，客厅的照明要求很高。照明可以为客厅营造生动引人且适合不同需求的氛围。通常，相对于其他房间类型，我们在客厅中活动的时间比较长而且类型比较多。
书房
工作室需要通过照明将您的精力集中在工作上。聚焦在您的书本和文件周围的明亮光线可以使阅读容易而减缓疲劳。另外，你需要确保房间的其余部分被良好的总体背景光所照亮，这将使房间更加舒适，提高您的工作效率，让灵感源源不断。
厨房
厨房一直是家庭温暖、明亮的中心。那里不仅是烹调和就餐的地方，它还是交谈、学习、工作和娱乐的地方。无论您“做什么饭菜”，您都应确保有恰当的“照明菜谱”。 用基本照明照亮整个区域和利用局部功能照明来准备食物的组合能提供最佳结果。
餐厅
饭厅照明必须使吃饭与交谈轻松而自如。它必须为家具，餐桌设置和食物添彩。它还要有足够的亮度以满足实际之需。
作为招待的一般规则，您的客人应该能够看见您正在准备的食物。您可以通过由调光器控制的各种照明为任何宴会创造轻松、优雅的格调。餐厅的照明，要求色调柔和、宁静，有足够的亮度，不但使家人能够清楚地看到食物，而且要与周围的环境和餐桌、椅子、餐具等相匹配，构成一种视觉上的美感。
卧室
卧室照明需满足多方面的要求：柔和、轻松、宁静、浪漫。但同时又要满足装扮、着装，或者睡前阅读的需求。
睡觉大多在黑暗中进行。然而，卧室也是早晨穿衣与打扮，晚上读书与看电视的地方。各种照明的微妙组合提供了完美的卧室设计所需要的平衡。
主卧室
出发点是总体照明的主要源。它应该是中性的且令人放松的，并通过使用一个以上的照明点而最好地得以实现。然后考虑实际的照明需要：梳妆台和衣柜需更明亮的光，以及床周围的阅读照明。最后需要考虑的是柔光灯泡，它可以丰富您的设计，并与用来突出一个特别的物体或特性的聚光灯相组合，为设计提供增强气氛的线索。适合使用调光开关的头顶照明提供您调解照明强度的灵活性以匹配您的情绪。当为您的梳妆台布光时，要保证来自镜子两侧的光线均匀。这将避免在脸上投射阴影。这一区域的光可以比总体照明亮一些。
浴室
白天，浴室应整洁、清新，而且明亮。晚上，则需创造轻松、闲静而亲密的格调。同时灯具需要有防水防尘的特点。
浴室需要室内整体上有良好的常规照明，还需要对镜子等的局部照明。
来自安装在顶棚上的灯具的常规照明能够提供基本的背景照明。在用于剃须和化妆的镜子周围增加安装在边上的灯将提供来自两边的明亮而均匀的光。这样就可避免当光源安置在镜子上面时投射在脸上的阴影。
四、智能照明控制
集中控制和多点操作功能：
在任何一个地方的终端均可控制不同地方的灯；或者是在不同地方的终端可以控制同一盏灯。
软启功能：
开灯时，灯光由暗渐渐变亮，关灯时，灯光由亮渐渐变暗，避免亮度的突然变化刺激人眼，给人眼一个缓冲，保护眼睛。而且避免大电流和高温的突变对灯丝的冲击，保护灯泡，延长使用寿命。
灯光明暗调节功能：
无论您是在会客、看电视、听音乐、或与家人在一起、或独自思考、甚至在品尝威士忌时，调节不同灯光的亮度，更能为您创造舒适、宁静、和谐、温馨的气氛、更深的体会生活，柔和的光线能给您一个好心情，少而暗的光帮助您思考，多而亮的光使气氛更加热烈。而这些操作时非常方便的，你可以按住本地开关来进行光的调亮和调暗，也可以利用集中控制器或者是遥控器，只需要一按按键，就可以调节光的明暗亮度。
全开全关和记忆功能：
整个照明系统的灯可以实现一键全开和一键全关的功能。当您在入睡或者是离家之前，你可以按一下全关按钮，全部的照明设备将全部关闭。免除了您跑遍全部房间的烦恼。
定时控制功能：
比如说每天早上七点钟，您床边的台灯会亮起，晚上12点的时候您家里的灯会自动熄灭。
场景设置：
对于固定模式的场景、您无需逐一地开关灯和调光，只进行一次编程，就可以按一个键控制一组灯，这就是场景设置功能。当您在书房读书累了的时候，需要小憩一会，只要按动一个键，转入书房休息模式，灯光将由明亮渐渐的转入昏暗，您就可以舒舒服服的眯上一会了。
智能照明系统的灯光设计还可以与其他智能家居系统连动，将更加人性的功能展现在您的面前，当您的家里开舞会的时候，只要您按一下舞会模式的按钮，您的音响就会开启，播放您最最喜欢的曲子，灯光将变暗，闪烁，空调将自动设定为一种比较合适的温度，来营造一种热烈，舒适的娱乐环境。或者当您看电视的时候，您客厅中的灯会变暗，其他房间的等全部关闭。其中，场景的变化是可以随意设定的，可以发挥您自己丰富的想象力，来创造一种梦幻般的环境，它会给您带来更大的乐趣和舒适。
控制方式
1） 本地开关：可以按照平常的习惯直接控制本地的灯光；根据您的需求，开关可以任意设定所需控制对象，比如门厅的按钮可以用来关闭所有的灯光；这样，当您离家时，轻轻一按即可关闭所有灯光，既节能，安全，又非常方便。
2） 红外、无线遥控：在任一个房间，用红外手持遥控器控制所有联网灯具（无论灯具是否处在本房间内）的开关状态和调光状态；您不需要进入房间后在开灯，在您进入任一间居室前您就可以用遥控器打开灯光，从此您再也不用在黑暗中寻找灯的开关了。
3） 电话远程控制：通过任何一部普通电话或手机，实现对灯光或场景的远程控制。此功能可以用在晚归前模拟主人在家的灯光状况，以迷惑可能的窃贼。
4） 计算机/互联网控制：通过本地计算机或者INTERNET上的一台计算机，可以远程控制灯光状态。
关键词：物联网；智能家居；控制系统设计
中图分类号： S611 文献标识码： A
引言
随着现代化科学技术的快速发展，通信技术、自动控制和计算机技术被广泛的应用在各个领域，不仅明显地提高了企业的运营效率，而且在很大程度上改变了人们的生活方式。如今的人们更加注重家居环境的舒适、便捷、健康和安全，嵌入式智能家居可控制系统使传统家居发展为数字化、智能化和网络化的新型家居。本文分析了基于物联网智能家居控制系统的设计问题。
一、物联网与智能家居
1、物联网的内涵
物联网是在互联网的基础上，通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等数据通信为一式，按约定的协议，将万物互联或连接在一起进行信息和通信交换的一种网络概念。物联网将人与人、人与机、机与物、物与物相互连接，把感应器嵌人到一切日常牛活的物品中，使这此物品可识别。物体之间的互联不再单纯依靠互联网，而是强调将互联网、无线传感网和移动通信网等网络融为一体。通过这此物体网络连接组成物联网，以此为一便人类的工作和牛活，形成一个高度智能化的网络、
2、智能家居的定义
智能家居是指将家庭中各种与信息有关的通信设备、家用电器和安防设备通过HBS（Home Bus system，家庭总线技术）连接到家庭智能系统上进行集中监视、控制和管理，以建立舒适、安全与和谐的住宅环境、随着国民经济和科技的快速发展，仅仅舒适安全的普通家居已经不能满足人们的期望，人们渴望的是一个其有智慧的家庭环境，于是，智能家居应运而牛、比尔・盖茨在《未来之路》中提到，在不远的未来，没有智能家居系统的住宅会像今天不能上网的住宅一样不符合潮流。现阶段，物联网技术已成为智能家居重要的核心技术支撑，而智能家居则是物联网技术在家庭中的最好体现为方式。面向物联网的智能家居应用，是两者功能特点与技术优势的有机结合。
二、系统的方案设计
本文主要从系统的低耗性、经济性、简单性、适用性和易维护性等出发，结合现有物联网核心技术，提出该基于物联网的智能家居远程控制系统设计与实现方案。本智能家居系统由ARM模块，ZigBee模块，以太网模块，GSM模块组成，其中ARM模块为中心控制单元，通过各个传感器采集室内各信息，将数据通过互联网实时反馈到客户终端及手机终端。同时，用户可经过客户终端及手机终端远程操作家居，可达到实时监控与操作的目的。系统总体设计图如图1所示。
本系统主要实现功能：
（1）远程警报
当家庭突发火灾或是煤气泄漏时，相应传感器将检测到情况，立刻通过室内的ZigBee无线网络，将采集到的信号发送到ARM主控制器，再经过控制器处理，最后将警报信息通过GSM模块以短消息的方式发送到主人的手机上，从而实现了家庭的远程警报功能。
（2）远程控制
当我们需要远程控制家用电器的开关时，只要用手机发送指定命令的短信息，通过GPRS模块的接收，井将短信息翻译成为可以识别的命令传输给ARM控制器，控制器经过处理，通过ZigBee模块的无线传输将命令发送到与家电相连接的ZigBee智能开关上，以实现了对家电的控制。
（3）远程监控
当朋友或是陌生人来访时，门禁系统开始工作，摄像头采集来访者的头像信息，并传至ARM控制器，经过控制器处理，通过以太网模块传至云端，主人可以访问因特网查看来访者的信息；同时房子内部也可以安装摄像头，主人在外出时，通过电脑或是手机可以实时查看房间的情况，从而实现物联网的远程监控。
三、系统硬件总体设计
本文采用S3C2440微处理器芯片作为家庭网关AMR模块的控制器，其主要特点是低价格、低功耗、高性能，提供大量的寄存器，指令执行速度更快。在稳定性、通用性、完备性、可扩展能力等特点方面具有一定的优势。家庭网关模块是整个物联网智能家居系统的核心部分，它是家庭外部通讯网络（Internet、GSM）和家庭内部控制网络（ZigBee）之间一个桥梁。因此，家庭网关必须满足以下两方面的要求：第一，要实现Internet远程访问，家庭网关必须支持TCP/IP协议并且能够提供Web服务。第二，要实现内部控制网络对物联网智能家居中的智能终端设备进行监控和管理，家庭网关必须支持内部控制网络和家庭外部通讯网络之间的协议和信息等转换功能。家庭内部控制网络模块使用的是ZigBee作为其通信模块。ZigBee模块采用CC2430，其优点是低成本、灵敏度高、抗干扰能力强、功耗低；在ZigBee网络中存在三种逻辑设备类型：Coordinator（协调器），Router（路由器）和End-Device（终端设备）。以太网是物联网智能家居系统中一个很重要的功能模块，可以实现系统的远程登录，系统的资源分享和管理，以及完成系统的更新下载等功能。本系统以太网模块采用DM9000芯片完成网络接口的功能，其优点是DM9000是一款完全集成的和符合成本效益的专用的以太网MAC控制器，它支持8位、16位、32位的接口来访问内部存储器，以满足不同处理器的需求。DM9000物理协议层接口完全符合IEEE802.3u规格，并且还支持IEEE802.3x全双工流量控制，GSM模块采用高性能TC35芯片，模块符合GSM0705和GSM0707标准，能够通过AT指令来进行控制，提供标准的RS232接口，提供安全稳定的双频（GSM900/GSM1800）短消息数据通信，TC53芯片主要由GSM基带处理器、GSM射频部分、电源电路和FLASH存储部分组成。系统硬件结构图如图2所示。
四、系统软件设计
系统具体工作流程为，首先系统各模块初始化，传感器对各种参数进行采样。通过数模转换将其送入数据处理模块进行判断。若超出标准范围，判断故障类型，则由ARM控制中心控制蜂鸣器进行报警并发送警报短信。当户主接到发出的报警短信后，可以通过手机发送控制短信到GSM模块，ARM控制中心发送读取短信的AT指令到GSM模块读取收到的短信，并判断短信的指令是否符合标准。若不符合标准，则提醒用户重新发送，若指令正确，根据短信内容向ZigBee协调器发出相应的控制信息。协调器接收到信息后，将其传送到指定的ZigBee节点，节点根据信息的指示做出控制或者获取传感器信息，并将控制结果或传感器信息发送到协调器，协调器将其传给ARM控制中心。ARM控制中心根据收到结果信息后，发送AT指令控制GSM模块回复短信到用户，对用户的控制结果进行回复。ZigBee节点控制的煤气和人体感应传感器如果检测到煤气或有人入侵，会直接发送报警信息到协调器，协调器将报警信息传送至服务器，服务器控制GSM模块将报警信息发送到控制者的手机上。系统工作流程图如图3所示。
结束语
本文提出了智能家居系统的整体结构，讨论了智能家居系统的设计与实现，采用ZigBee组网、GSM无线通信技术及嵌入式的网关服务器，实现了家居安防和家居远程控制。通过本系统能够随时随地控制家电开关、对火灾和外人入侵进行报警，让家居更安全方便。并具有实现简单、性能稳定、成本低、适用范围广、安全可靠等优点，可以广泛应用于家庭住宅中，具有广泛的应用前景。随着现代化科学技术的快速发展，通信技术、自动控制和计算机技术被广泛的应用在各个领域，不仅明显地提高了企业的运营效率，而且在很大程度上改变了人们的生活方式。如今的人们更加注重家居环境的舒适、便捷、健康和安全，嵌入式智能家居可控制系统使传统家居发展为数字化、智能化和网络化的新型家居。
参考文献
[1]曾松伟，章云，邱伟强.基于物联网的智能家居控制系统设计[J].现代电子技术.2011（09）.
【关键字】安卓，智能家居
引言
随着移动互联网的技术逐渐成熟，为人们的生活、工作及学习带来了极大便利的同时，也为物联网的发展带来崭新的机遇。特别是智能手机与移动通信业务的快速发展，为物联网的实现提供了成熟的平台。人们可以利用通用的智能手机在任何时间、任意地点远程控制着家中的任意电器。如果你觉得，晚上站在家门口找电灯开关很费劲，请拿出你的手机打开你的电灯开关。如果你认为烧开水需要花很长时间，而你又不想苦苦等待，请拿出你的手机打开热水器的开关。如果你厌烦了烧饭的话，也请拿出你的手机，让它帮助你解决烦恼。这就是数字化智能家居控制系统为我们带来的福利。另外，如果你是一个孝子，但是却无法陪伴在老人身边，你可以利用手机控制远程视频，让老人看到你。同时智能家居拥有的报警、远程监控等功能，在出现险情时能够第一时间获得消息，从而采取进一步行动。由此可见智能家居是移动互联的产物，是时展的必要趋势，是现代化社会进步的标志。
1控制系统整体设计
该智能家居控制系统的整体结构如图1-1所示。本系统包括android手机端的智能家居控制系统客户端，中心控制单片机服务器，以及各个电器的WIFI接收终端模块。程序设计包括基于安卓的智能家居系统控制软件，以及通过WIFI传输过程中用户协议的制定。该android客户端程序采用JAVA语言编写，老人通过触摸手机/平板电脑上的按钮进行操作可以控制连接在家庭网关上的电灯、窗帘等设备的开关，老人安全如厕检测的红外设备，智能床的翻转设备。若检测到老人处于危险状态下，可以利用平板电脑中的GSM短信模块为固定的号码发送报警信息，让子女第一时间了解到老人的状态。
2通信协议设计
2.1通信协议简介
通信协议是指双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。在系统中的通信协议是指手机客户端与中控服务器间的规则。系统中的协议工作方式如下：用户通过软件客户端的触摸发送相应电器控制命令，经过无线信道（WIFI）的传输，中控服务器接收到控制命令，对命令中的关键字进行识别后将命令发送给对应的的电器控制端，达到控制功能，电器工作完成后，将返回的响应命令传送给服务器，进而传送给软件客户端，把结果显示在UI上。至此完成整个协议的通信过程。
2.2通信协议总览
本通信协议是由8Byte的16进制数据构成，该协议是由状态标志字（Sta），数据标志字（Tid），发送标志字（Sed），操作代码位（Opt），电器标志字（ID），数据校验位（Sum）等六部分构成。其格式为： <Sta><Tid><Sed><Opt><ID><Sum>。其字段含义、长度及定义等详细信息如表2-1所示。
2.3通信协议详解
2.3.1电灯控制协议
电灯协议实现的功能为控制电灯单开和全开，只需改变操作码中对应的电灯（此处只有3个电灯），每次控制成功与否都将返回响应数据，将电灯的状态显示在软件的UI上，详细协议列表如表2-2所示。
2.3.2如厕检测协议
如厕检测协议主要接收红外监控设备发送的协议命令，并对数据进行解析识别，并显示在对应的灯泡上。刚进入厕所会经过红外设备1再经过红外设备2，此时两盏灯泡在手机UI上亮起，并计时，超过指定时间将通过平板电脑发送报警信息。出厕所时会先经过红外设备2再经过设备1，此时计时停止并重置。详细的协议如表2-3所示。
2.3.3窗帘控制协议
窗帘控制协议主要控制窗帘上升、下降、停止的功能，利用软件的三个按钮点击可发送相应命令，同时接收返回的数据响应，将状态显示在UI界面上。 详细的协议如表2-4所示。
2.3.4智能床控制协议
智能床控制协议主要控制智能床的翻转功能，主要通过软件的切换模式实现，软件上有两个按钮，分别为普通模式和睡眠模式，在睡眠模式下进行智能床翻转的控制，进入睡眠模式后，软件检测智能床的状态，如果一段时间智能床没有发送响应命令，软件将发送智能床的翻转指令，指令包括：开启睡眠模式、开启普通模式、左右翻身、左右翻身停止、左右放平等。通过智能床的护理功能可以帮助老人在睡觉的时候避免同一姿势保持时间太长导致的疾病。智能床控制协议详细信息如表2-5所示。
3.安卓控制系统设计
3.1安卓设计流程图
安卓程序设计流程图如图3-1所示。首先是通过TCP/IP连接中控服务器端，需增加IP及端口的编辑功能，线程的初始化需要对线程进行开发，线程初始化完毕等待用户操作，用户需要交互则需设计UI，用户触摸相应开关按钮，则打包相应的命令，通过已连接的IP传送到服务器对应端口完成控制，之后接收响应命令，对命令进行解析，解析完成再进行软件UI的更新，等待用户的下一次操作。
3.2安卓程序客户端设计
3.2.1客户端设计简介
安卓客户端采用java语言编写，运行于android 2.2及以上版本。
该软件针对老人特别对页面进行单页化设计，字体放大设计，方便老人的操作与查看。软件实现了电灯的单开与全开功能，窗帘的上升、下降控制功能，如厕安全检测功能，智能床模式控制、翻转控制功能。软件在设计过程中加入线程机制，每次触摸屏幕发送指令时都将要开辟新的线程，这样保证了程序指令在传输过程的可靠性，网络连接使用TCP协议也是为了提高程序的可靠性。
3.2.2客户端设计分析
按照程序的设计流程，我们将对主要模块功能进行设计，其中包括IP及端口的连接、线程开辟与处理、命令的打包与解析、UI界面更新四部分。客户端界面如图3-2所示
1、IP及端口连接
在服务器与客户端之间需要建立一种联系通道，在本系统中需要利用TCP/IP协议，经过无线电磁播传输介质建立连接，此连接非常稳定不易丢失，确保连接稳定性。TCP的连接有一个特点就是在同一时间同一线程不能建立一个以上的连接，因此建立连接之前需要对Socket连接进行判断是否之前有建立，接着将端口和地址转换为系统识别的形式，并尝试连接，同时建立线程，阅读传送的数据。因此实现该主要功能代码片段为：
if（socket.isClosed（）） socket=new Socket（）;
SocketAddress remoteAddr=new InetSocketAddress（ip，port）;
socket.connect（remoteAddr， 2000）;
socket=new Socket（）;
this.readThread=new ReadThread（hOptMsg， sData，socket）;
readThread.start（）;
代码中主要调用的是系统自带Socket类的功能，阅读线程涉及到用户自定义的ReadThread类的功能，该类中涉及到响应过程中数据命令的解析。
2、线程开辟与处理
线程是配合主线程，能够在不堵塞UI主线程的情况下，实现数据传送与处理功能的。本系统中开启线程后等待用户选择指令，指令发送完毕后又进行响应数据的接收和处理。实现该主要功能代码片段为：
ReadThread构造方法：
public ReadThread（HandleMsg hmsg，byte[] sData，Socket socket） { hOptMsg=hmsg;
this.sData=sData;
this.socket=socket;}
连接时开启线程：
this.readThread=new ReadThread（hOptMsg， sData，socket）;
readThread.start（）;
线程中的数据处理：
while（state）
{rlRead=socket.getInputStream（）.read（sData）;//从输入流中读取数据
if（rlRead>0）
{unpackageCmd（sData，rlRead）;//解开接收到的数据命令}
else { state=false; hOptMsg.sendEmptyMessage（DataProcess.CLOSETCP）;//HandleMassage
break; }
}
在代码中通过线程的处理可以有效地解决响应的数据的处理，只要连接是处于连接状态，即state=1，则一直读取输入流中的数据，从而实现数据处理。
3、命令打包与解析
通过命令的封装，并加入检验机制可以有效地检测传送的数据和接受数据的有效性，增加了数据的可靠性。打包时并非简单的协议罗列而是在用户单击按钮时，对应id控件将自身信息传送给打包命令的方法，执行该方法后可以获得更加有效的指令字符串，每次打包时的头部数据为0x55。解析数据时对数据头部进行识别，为0x22为响应数据，在进行数据解析再进行下一步操作。实现该主要功能代码片段为：
打包代码：
byte[] cmd=new byte[]{0x55，0x01，0x01，0，0，0，0，0};
if（id==9）
{ cmd[2]=0; }
else if（id==0）//全开电灯
{ cmd[3]=opt; cmd[4]=opt; cmd[5]=opt; cmd[6]=0x01; }
else if（id==4||id==5||id==6）
{ cmd[6]=0x03; cmd[id-1]=opt;
}else if（id==7||id==8）
{ cmd[6]=0x04; cmd[id-4]=opt;
}else if（id<4&&id>0）
{ cmd[2+id]=opt; cmd[6]=0x01; }
cmd[7]=（byte）（cmd[0]+cmd[1]+cmd[2]+cmd[3]+cmd[4]+cmd[5]+cmd[6]）;
数据解析代码片段：
if（cmd[i]==sum）
{ if（hOptMsg==null） return;
Message msg=new Message（）;
msg.what=DataProcess.RELAYSTATE; msg.arg1=cmd[i-1]*1000+cmd[i-2]*100+cmd[i-3]*10+cmd[i-4]; hOptMsg.sendMessage（msg）; }
在代码中打包和解析数据中包含了多种语句，包括循环语句、选择语句等，简单的逻辑可以实现强大的功能，这是算法的重要性。
4、UI更新
本系统为UI界面定义了UIProcess类，专门用于UI的更新使用，利用msg.what与msg.arg1实现解析出数据数组的子线程与UIProcess类之间的数据传送。由于msg.arg1传送的数据为整形，则需通过简单计算将数据进行分组。实现该主要功能代码片段为：
state_l[3]=（byte）（state/1000）;
state_l[2]=（byte）（（state%1000）/100）;
state_l[1]=（byte）（（state%100）/10）;
state_l[0]=（byte）（state%10）;
setOpt（state_l）;
更新UI代码片段：
public void setOpt（byte[] state）
{ byte id=state[3];
if（id==0x01）//开灯的反馈
{ setRelayOnoff（im1，state[0]）;
setRelayOnoff（im2，state[1]）;
setRelayOnoff（im3，state[2]）;
}
else if（id==0x02）//如厕的反馈
{ ……. }
else if（id==0x03）//窗帘的反馈
{ ……. }
…….
}
在该段代码中，实现了主要的控制设备的界面更新，特别是如厕控制先进入红外设备1后进入红外设备2开启计时，出来时先进入红外设备2再进入红外设备1取消计时的功能及代码较为复杂，可以完成如厕检测的功能。
4小结
经试验证明通过安卓客户端连接中控服务器端，在人机交互的过程中可以很好的传输命令，可以控制电灯单开与多开、窗帘的升降，可以实现如厕计时，智能床的翻转等功能。
该项目的优点如下：
（1）软件采用单界面化设计，方便老人的操作。
（2）软件添加如厕报警装置，有效防止如厕时老人发生危险的几率。
（3）软件采用 Android 平台，较为通用，具有稳定，高效，快速的特点。
（4）软件通过 Wifi 为家用电器发送各种指令由单片机接收指令进行控制，节约了成本。
参考文献：
关键词：物联网；智能家居；控制系统
中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 10-0000-01
自从上个世纪的80年代，智能家居的控制系统开始兴起于欧美和日本，在90年代开始进入中国。国内外的智能家居控制大多都是采用有线的方式进行布局，这其中存在很大的麻烦，例如布线困难，无法进行有效的维护，以及如果发生停电事件，就会造成系统的整个瘫痪。根据出现的这一系列问题，本文提出基于物联网的智能家居控制系统，作为最近全球广为关注的热点领域和话题，物联网能够通过全球定位系统等传感设备的研究，根据协议将物品和互联网进行链接沟通，从而实现整个网络的信息交换和通信，最终达到智能化识别和管理的终极目标。
一、基于物联网的智能家居简介
（一）智能家居的内涵
智能家居又叫Smart Home。是相对于普通家居而言的一大类产品的统称。Smart Home一般以家庭住宅为平台，利用各种现代化的传感器技术、远程控制技术、物联网技术、人工智能技术以及云端技术等手段，，将家中的各种设备（如音视频设备、照明系统、窗帘、空调控制、安防系统甚至水电气表）连接到一起，提供多样化的家电控制、照明控制、窗帘控制、防盗报警、环境监测等功能，从让我们的生活变得更加方便、舒适[1]。
（二）物联网的定义
最早在1999年提出物联网的概念，它的英文名是Internet of Things（IOT），也有人将其翻译为Web of Things。所谓物联网，就是能够通过各种传感信息设备，将装置和技术进行关联，通过对光、声、热等基本信息的收集，能够联合实际物品形成一个巨大的网络，从而完成物体与物体，物体与人之间的链接，从而更好地实现识别和管理、控制工作流。在智能家居领域还没有一个联盟组织能够提出市场接受的一个完整的技术标准体系，还存在着多技术体系并存的状况，这一方面当然是制约市场发展的一个因素，从另一个方面也充分说明智能家居还处于发展初期多技术竞争阶段[2]。因此将智能化家居和物联网进行结合，就是一个全新的发展课题，能够对未来的家具行业产生很大的影响。
二、基于物联网的智能家居综合控制系统结构及工作原理
基于物联网的智能家居综合控制系统就是要在居室内进行智能终端控制，并通过家庭网关、ZigBee无线通信而进行组织，可以通过图1所示的工作原理图进行展现。将家庭的家居和互联网通过电器组成一个网络，并交换信息，从而达到一个门禁控制以及防盗报警的目标，保证家居的安全。在室内会通过传感器而安全ZigBee无线通信模块，如果一旦居室内发生异常，那么就会收到信号，让 ZigBee无线通信技术对控制器进行控制，保证能够对信号做出相应的处理。用户能够对计算机进行远程操作，从而监控室内的基本状态[3]。如果不方便使用计算机，那么就可以GPRS网络，用手机进行远程操控。控制系统能够具有良好的人机界面反映，可以对系统的运行信息进行查询，并展现在使用者面前。
通过模块化的设计而实现智能化家居控制系统软件，从而更加清晰还能够调试系统的功能扩展区域，让处理器的执行效率更高。通过开发的工具，基本能够实现对用户界面的维护，让系统的设置和控制能够保证基本的实时操作。系统完成初始化工作之后，就可以进行相对应的子程序，而用户通过打开GPRS设备能够进行设置，如果一些参数发生错误，那么就能够通过短信报警。基于物联网的智能家居综合控制系统十分安全，能够让家用电器保持一个独立的节点，并通过ZigBee协议进行无线通信的联通，从而实现整个系统的实时信息反馈。
基于物联网的智能家居综合控制系统可以根据用户的基本需求而运用于不同的领域之中，此外，还能十分便捷地进行修改，减少成本的公式完善嵌入式系统。Linux社区中具有很多可以开发的项目，能够借鉴优点，而加入一些全新的沟通，让用户更加便捷地完成自己的智能家居开发。作为未来发展的主流，家居智能化需要有更加优良的系统予以支持，不仅可以支持自己品牌的各种家电，甚至可以实现跨品牌的多产品品类互联互通。这样才能保证用户所提出的基本诉求：安全、便捷、舒适，才能让智能化家居的未来发展更好。
参考文献：
关键词：红外人体感应；单片机；GSM；智能家居
中图分类号：TP271+.4文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012) 02-0473-03
Smart Home Based on SCM Remote Control System Design and Implementation
XU Wen-bin, SUN Guang-da, HUANG Jian, HE Xian-yang, YAN Xi
(GuangZhou College of South China University of Technology, Guangzhou 510800, China）
Abstract: Home remote control system was implemented in this paper, can be achieved the widows opening and shutting by send? ing messages , water heaters warming up, rice cooker cooking; besides controlling the public light through the Infrared body sensor.
Key words: Infrared body sensor; SCM; GSM; smart home
智能家居是通过综合采用先进的计算机、通信和控制技术（3C），建立一个由网络服务系统和家庭自动化系统组成的家庭综合服务与管理集成系统，从而实现全面的安便利的通讯网络以及舒适的居住环境的家庭住宅。为了实现智能家居，提高生活质量，在工作回家时也可以预先预热热水器、煮饭，特殊天气情况下，在外也可以远程控制窗户的开关。人离灯亮的这个问题一直困扰着很多人，就如公共楼梯的路灯，如果没人的时候，路灯可以熄灭，节省电力，当有路人经过时，路灯自动点亮，人走了，路灯再熄灭，这样就能够很好的节省了电力资源，而且不影响正常的使用。
1总体设计
本文设计的系统总体功能如图1所示。该智能家居是通过终端控制器发出控制指令，经过无线信号传输到主机，处理后再由不同指令控制家居中不同的设备。本设计系统的工作流程为：通过发送短信到GSM模块上，GSM模块输出信号到单片机，利用单片机控制热水器的预热功能，另外，给普通的电饭锅安装上预约的功能，通过单片机接收到GSM模块输出的信号，实现预先煮饭的功能；在落地窗户的两边安装一个电机，通过滑轮与落地窗的底滑轮连接，通过单片机接收GSM模块输出的信号，在窗户的两端安装行程开关，实现开关窗户的功能。
图1系统总体结构图
2系统硬件设计
2.1硬件总体设计
本论文设计中，采用到STC12C5A60S2单片机、TC35iGSM模块、直流电机、继电器、人体感应模块HC-SR501等硬件来实现功能。系统硬件连接原理图如图2所示。
系统总体功能如下：
①在电饭锅电路板连接上继电器，继电器连接到电饭锅的开关上，单片机控制继电器开关。
②把直流电机与落地窗的滑轮连接，利用电机的正反转控制窗户的开与关。
③路灯的开关与独立的继电器相连，单片机控制继电器开关。
④热水器的开关与独立的继电器相连，单片机控制继电器开关。
2.2单片机控制系统设计
本项目采用51的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰
的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制，强干扰场合。如图3所示是单片机最小系统。
2.3人体感应系统设计
人体的温度与环境温度不同，一般要高于环境温度，而温度不同发出的红外线也不同，开关内部有热释电传感器，它能准确检测到人体所发出的特定波长的红外线，经电路放大过滤处理后就可以用于控制开关。
2.4 GSM TC35I模块
TC35I通信模块具备GSM无线通信的全部功能，并提供标准的UART串行接口，支持GSM07.05所定义的AT命令集的指令因此，MCU能够非常方便地通过UART接口与GSM模块连接，并直接使用AT命令就可以方便地实现短信息的收发、查询和管理。单片机与GSM模块的连接图如图4所示。
2.5电机控制
当窗户上的撞块撞击带有滚轮的撞杆时，撞杆转向右边，顶下推杆，使微动开关中的触点迅速动作，开关马上输出信号到单片机上，命令电机停止转动。当运动机械返回时,在复位弹簧的作用下,各部分动作部件复位，输出信号到单片机上，命令电机工作。发送短信到GSM模块上，通过识别短信的内容，输出信号到单片机上，单片机分析后，控制电机工作正转/反转（开窗/关窗），当连接在窗上的行程开关触碰到窗框，立即反馈信号到单片机，单片机控制电机停止工作。其原理图如图5所示：
图2系统原理图
图3单片机最小系统
图4单片机与GSM模块的连接图
图5电机正反转控制原理图
3软件设计方案
3.1 AT指令
用手机发送指定的短信息到GSM模块上，实现远程控制功能，以下是指定的AT指令。
发送指令步骤：
1）输入AT+CMGF=1(设置短信文本)
返回OK后
2）输入AT+CMGS=“13912340010”(设置对方号码)
指令：
①AT+CMGC=“0x00”（开窗）
②AT+CMGC=“0x01”（关窗）
③AT+CMGC=“0x02”（煮饭）
④AT+CMGC=“0x03”（热水器预热）
3.2串口通信
串口通信是将数据字节分成一位一位的形式在一条传输线上逐个地传送，此时只需要一条数据线，外加一条公共信号地线和若干控制信号线。因为一次只能传送一位，所以对于一个字节的数据，至少要分8位才能传送完毕。发送时，要把并行数据变成串行数据发送到线路上去，接受时，要把穿行信号变成并行数据，这样才能被计算机及其它设备处理。以下是部分通信程序：
void init_serialcom( void )
{SCON = 0x50 ;
TMOD |= 0x20 ;
PCON |= 0x80 ;
TH1 = 0xFD ;
IE |= 0x90 ;
TR1 = 1 ;
TI=1; }
void send_char_com( unsigned char ch)
{ SBUF=ch;
while (TI== 0);
TI= 0 ; }
3.3单片机程序设计
采用C语言，通过Keil软件进行编程。C语言既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点，应用范围广泛，具备很强的数据处理能力。C语言对编写需要硬件进行操作的场合，明显优于其它高级语言，有一些大型应用软件也是用C语言编写的与函数配合功能。部分函数如下：
TMOD=0X20; //设定T1定时器工作方式2
TH1=0Xfd；//T1定时器装初值
TL1=0Xfd；//T1定时器装初值
TR1=1；//启动T1定时器
REN=1；//允许串口接收
SM0=0;//设定串口工作方式
EA=1;//开总中断
ES=1;//开串口中断
4结束语
通过本设计，能够实现远程控制家居的功能，有效地体现了智能家居的实用性与可靠性，为未来人们的家居生活质量提高了一个新的层次。通过实验测试，本系统运行稳定。
参考文献：
[1]连翔,张小军.基于GSM模块TC35i的机房温度测控系统[J].电子工程师,2008(9).
[2]吴文通,蒋达国.8051单片机教学的思考与探索[J].井岗山医专学报,2001(6).
[3]徐敏,卢周平.单片机原理及应用课程教学改革与实践[J].实验室研究与探索,2006(1).
随着科技的进步和人们生活水平的提高，现在智能家居系统已经走进很多普通人家里，它为我们的生活提供了很多的便利，大大提升了人们的生活品质！
那么什么是智能家居系统？其实智能家居系统是一个综合智能家居网络控制系统平台，这个平台通过综合布线技术、网络通信技术、 安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施全部整合在一起。用户可以使用平板、手机等设备访问这个平台，对常见的家居设备进行无线、远程访问，从而实现对家居设备的随时随地、随心所欲的控制。
智能家居的秘密——认识智能家居系统工作原理
大家知道我们常见的家居设备本来都是独立运行的，比如空调我们要用遥控器开启，电灯我们要通过开关闭合，那么智能家居系统是通过什么控制这些家居设备的？家居设备又是怎么接收命令完成操作的？
智能家居控制系统的核心主要由两部分组成，即命令发射系统与命令执行系统。命令发射系统主要是通过家居系统控制中枢发射各种控制命令，控制命令主要是由用户发出的。比如智能灯控系统，用户使用手机接入控制片平台后通过点击“关灯”命令，家居控制系统就会向控制开关面板发出关闭指令。当然对于特定操控系统，命令触发也可以由家居设备自动触发，比如家庭煤气泄漏监控系统，它有一个煤气检测探头，在房间煤气达到一定浓度时就会自动激活系统自带的机械手将煤气出口关闭。
命令执行系统则主要是借助家居设备上的控制电路实现，比如现在家居系统中的电灯都是使用智能控制开关面板，它主要由传感器和智能控制电路组成，这种开关在面板上可以标示具体灯的位置或名称，它的传感器和控制电路则集成在面板里。
传感器用来接收控制命令，现在家居系统普遍使用的是模块式无线遥控模组，因此都是使用无线方式接收控制命令，智能控制电路在收到传感器接收的控制命令后会对电路进行开关或者闭合操作，从而实现用户对电灯的无线控制。
虽然上述操作只是以灯光控制为例，实际上其他家居控制系统的原理类似。对于类似空调、电视、DVD本身已经带有遥控接收装置的设备，家居控制系统可以接管遥控系统，从而实现对这类设备的直接控制。对于类似窗帘、煤气监测控制器的控制，则需要加装额外的物理控制设备，比如自动窗帘需要加装电路和电动卷轴设备，在窗帘的一端安装感应器，这样当感应器接收到开关命令时，立刻驱动电动窗帘电机马达的对应电路接通或断开，这样就实现对窗帘的开关控制。此外如数字安防模块，传感器在收到控制命令后，会转成对应的语音信号拨打给预设的电话号码报警，或者执行其他预设的动作。
智能家居——改变你我生活
智能家居的强大智能性，让我们的生活品质有了很大的提高，以前很多需要手动操作，或者无法远程操控的操作，现在借助智能家居系统即可轻松完成，给我们的生活带来极大的便利。
化繁为简，一键控制家居设备。生活中很多时候我们在做某项操作时，经常需要执行多个操作。比如白天在客厅开启投影播放电影时，就需要关闭客厅电灯、拉起窗帘、打开投影仪等，现在利用家居系统的家庭影院模式，只要点击一下即可完成上述操作。
遥控统一管。每个家庭有很多的电器如空调、电视都有遥控器，是不是经常弄不清哪个是哪个的遥控？智能家居中的万能遥控，只要一个遥控，便可控制所有电器，免去筛选、贴标的麻烦。
享受自动化的舒适生活。现在控制系统都能自动感知周围环境的变化，实现各种自动化控制。比如智能家居系统可以通过外接各种人体感应器、环境光线传感器等，对室内环境温度、湿度、光照等进行监测和采集，实现对室内灯光、窗帘等设备的自动控制，使得室内环境始终保持最佳状态。
还会更智能——智能控制系统展望
背景音乐系统
展厅采用“HOPE向往”背景音乐系统，在展厅中您能看到壁挂音箱、吸顶音箱、防水音箱、嵌入音箱等音响产品。
壁挂音箱：壁挂音箱又称壁挂音响，是由音源输入设备、信号放大器（功放）和壁挂式扬声器组成，是一整套的音响系统。
吸顶音箱：高品质的材料，拥有高温的声音线圈和橡胶环绕的聚合锥形扬声器耐用且提供稳定的性能。不管您在家中的哪个房间，吸顶音箱的喇叭能带给您具有震撼力的听觉效果。
嵌入音箱：1.仿生结构的振动膜：低音扬声器以独特的聚合物注入高分子材料仿生处理形成立体无序结构的平板振动膜为特点。极轻的重量使其达到良好的稳定性连同理想的内部损耗和高弹性系数，使分割振荡基本消除。
2.高效的驱动系统：因为采用了带有直径80mm锶铁氧体航天磁体、边缘银铜包铝卷绕音圈、高线性度悬浮体和高强度框架的强力驱动系统，使低音单元产生出有纵深和高阔感的频响。仅高25mm的高强度框架确保了声音形象保持清晰、无失真。高线性的定心支片和12mm的宽边丝质折环形成良好的弹簧系数，提供了在低与高音量时的动态声调。
3.高性能的高音单元：高性能的高音单元采纳了钛和蚕丝的卓越特性、钛和蚕丝是一种轻质、弹性的材料，提供了平滑的高频响应，并能以如此小的口径输出所需的大功率。神经线和小号角使高频定位更准确、音色更柔和。
4.仿流体技术支持的梯度式减振箱体：音箱以最小最薄的姿态出现，并将扬声器动态运动中产生的巨大内压进行能量平衡，不再产生箱体混响以及箱染色，还原天籁色。
每一位来到智能家居旗舰店展厅中的顾客都能在这里切身体会到震撼的立体声效果，也可以在这里享受到类似酒吧、情调餐厅不一样的音乐氛围，智能背景音乐可以让您随时随地变换心情与场景。
灯光控制系统
展厅灯光控制系统通过网络技术、通讯技术、控制技术将智能场景开关与家中各种家具进行连接从而来达到场景控制。
在展厅中，每个参观者都可通过智能照明系统的应用来实现以下功能：
室内场景控制：将居室的照明灯光、电动窗帘、背景音乐等多种元素有机组合成适合不同需求的场景模式，如最实用的回家模式以及出门模式，只需一个开关就能实现对家中所有产品的开启与关闭。如就餐时餐灯灯光调节到就餐的亮度，温度调节到最舒适状态，背景音乐播放出惬意的就餐音乐。
4D高清影院系统
4D高清影院采用家庭影院，A/V线缆，投影幕与大屏幕电视，高清电视与高清影屏，喇叭音响，家庭背景音乐等产品来组成。通过以上设备可在展厅中搭建一个接近影院效果的可供欣赏电影也可享受音乐的系统。
一般来说，一套家庭影院需要3个部分：信号源、功放及终端。信号源包括VCD、DVD、蓝光碟机、个人计算机、CD等等：终端包括显示设备（平板电视机及投影机）和音箱，音箱本身要求回放质量要好：功放对于家庭影院很重要，一般用专门的AV功放，AV功放主要由信号源选择器、信号处理前置放大器和后级功率放大器组成，可以切换信号源，对信号处理，如杜比解码、虚拟环绕、DSP等处理，调节音调音量；最后通过功率放大器驱动多个音箱。
无线智能家居系统
欧派克无线智能家居系统通过网络的应用以及各种信息家电来促使智能家居网络在人们的生活中得到普及。
智能家居网络是在一个家居中建立一个通信网络，将各种家电设备互相连接起来，实现对所有智能家居网络上的家电设备的远程使用和控制及任何要求的信息交换，如音乐、电视或数据等。智能家居网络的构架包括家庭内部网络系统、智能家居控制器以及智能家居网络与外部Internet网络之间的数据通信。其中，智能家居控制器是智能家庭网络的一个重要组成部分，起到核心的管理、控制和与外部网络通讯作用。它是通过家庭管理平台与家居生活有关的各种子系统有机结合的一个系统，也是连接家庭智能内部和外部网络的物理接口，完成家庭内部同外部通信网络之间的数据交换功能，同时还负责家庭设备的管理和控制。
如左图所示，智能家居控制器为系统的核心，采用ARM嵌入式系统设计，能够自动运行、处理数据，通过RS485总线管理和控制各控制终端。并且控制器通过GPRS模块，实现家庭系统与外部网络的通讯，使用户可以通过短信和互联网等方式实现家庭系统的远程控制，同时，控制器还通过键盘和显示屏为用户提供人机界面，方便用户实现本地控制。控制终端为单片机组成若干小的控制系统控制各家用设备，并通过控制总线将这些小的控制系统组成网络，连接到智能家居控制器，受智能家居控制器控制。
关键词 智能家居；ZIGBEE；GPRS
中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）104-0211-02
0引言
智能家居又称智能住宅，在国外常用Smart Home表示[1]。近几年，物联网智能家居系统在国内的发展已经全面展开。物联网技术通常要用到计算机、无线网络通信（如ZigBee技术）、综合布线、智能控制等技术，可以促进智能家居的发展，使智能家居更加安全、舒适且方便管理[2]。
1总体设计思想
本文设计的智能家居系统是一种物联网控制系统，在这里先对物联网络控制系统的结构进行分析，这个物联网控制系统主要是由局域网和互联网两个部分组成，其结构如图1所示。物联网技术的出现加快了智能家居发展的脚步，智能家居的发展也使物联网技术的应用得以推广。
图1 物联网控制系统结构图
而本文所设计的智能家居系统是在物联网控制系统基础上建立起来的，所以本文所介绍的物联网智能家居控制系统主要也是由互联网和局域网两大部分组成[3]。互联网这一块通常有计算机、远程客户端服务器、手机和远程监控页面等；局域网这一块有末端数据采集装置，末端控制设备和家庭智能网关。
本文在对智能家居系统进行设计时，所选择的硬件从两个方面去考虑，一个是成本，一个是性能。这里从嵌入式入手，因为嵌入式技术现在的发展现状很好，有很好的性能，更强大的作用，可靠性稳定性也更好。网络连接方式分成有线和无线两种。
网络通信上采用ZigBee网络，其具有双向通讯的能力，非常适合用在安防报警等模块，布线简单，便于安装也能够节约成本，且ZigBee可以与其他的模块或设备很好的兼容。智能家居系统的设计结构图，如图2所示。
图2 智能家居系统设计结构图
本设计中所涉及的监测目标有：温度检测，湿度检测，室内气体成分的检测，红外探测（有非法入侵时可以及时发出警报），视频监测（便于主人在外工作时掌握家里的情况）。
软件选择上要以降低软件的开发周期为目标，多使用库函数，编写程序时多采用模块化，本文不多做介绍。
3硬件构成概述
硬件主要有两大模块：中央处理器模块和通讯模块，对这两个模块在硬件选择上作了如下的分析。
本文选用的微处理器MCU，是ARM cortex-M3处理器，是一个32位的核，它最大的优势是成本低、耗能少。最终选用的是STM32F103VET6，是增强型，是32位基于ARM核心的带闪存、USB、CAN的微控制器，有7个16位定时器、两个ADC、9个通信接口。2.0～3.6V供电电源，功耗低，有睡眠、停机和待机三种模式。电压调压器有主模式（MR）、低功耗模式（LPR）和关断模式三种操作模式，在正常运行时是处于MR模式；停机时处于LPR模式；待机时处于关断模式，这时的调压器以高阻状态输出，无能耗。其实物图与管脚图如图3（a）、（b）所示。
通讯模块主要有：Zigbee模块是局域网之间进行互联的模块；GPRS模块是互联网和局域网之间进行互联的模块[4]。Zigbee模块使用可编程Zigbee模块XBee-PRO ZB，最大发射功率是50mW，决定着发射距离长短。XBee-PRO模块内部有发射（RF TX）缓冲器和接收（RF RX）缓冲器，每一个缓冲器提供100bytes暂时停靠的地方，数据可以从两个方面同时抵达，即发射数据来自UART及接收数据来自RF链路经天线而来。
根据需求选择GPRS模块，一是系统中有大量的无线传感网络节点，二是能耗，最终选择了SIMCOM公司的SIM900A芯片，是GSM/GPRS模块，用SMT进行封装，性能强大，可内置客户应用程式。具有以下特点：只有24*24*3mm的尺寸，非常小；便于客户生产加工；功耗低，待机模式电流低于18mA、sleep模式低于2mA；支持GSM（900 MHz）/CPRS（1800MHz）的频段；语音编码，支持半速率、全速率、增强型速率；单电压供电方式，范围为3.4V-4.5V；省电，因为在SLEEP模式下电流1.0mA；支持SIM卡，1.8V、3V；支持实时时钟；可以通过AT命令设置定时功能；可以通过调试口对软件进行升级。其顶视和底视图如图4所示。
图4 SIM900A顶视和底视图
本设计主要使用无线的网络连接方式，实现时会用到大量的传感器，如对室内温湿度进行监测的传感器、对室内气体进行监测的气敏传感器等，各传感器就是一个简单的功能模块，而室内还有一些智能家电或智能装置，传感器或家用电器尽量都通过无线组网的方式和末端采控节点连接[5]。末端采控节点有：末端采集节点，对数据或信息做收集、处理和传输等工作，并且有些节点具有路由的功能，对其他的节点传输过来的数据进行存储和管理；另一种是末端控制节点，接收上层网络传输来的控制指令，要求控制节点可以做决定，且自身集成的继电器能够驱动执行部件对该指令做出反应。整个系统还需要将收集到末端采控节点发送过来的数据利用一个传输网络送到移动基站上，由网关来完成[6]。那么根据各节点所实现的功能不同也可以把系统分为末端采控节点、家庭网关节点、远程监控页面三大模块。
本文对智能家居系统的整体设计方案作了简单的介绍，重点说明设计中所用的一些硬件设施：STM32F103VET6、Zigbee模块XBee-PRO ZB、SIMCOM公司的SIM900A芯片。还对网络连接方式作了一个简单的介绍，若对整个系统进行深入研究，物联网智能家居系统会实现人们对住房智能化的更高的要求。
参考文献
[1]中国智能家居网.http：///.
[2]贾雯杰.物联网与智能家居发展浅析.科技与生活，2010，13：119.
[3]李鸿.几种智能家居网络控制系统方案的分析与比较[J].现代电子技术，2010，3：143-146.
[4]周雷.融合GPRS技术的ZigBee无线网络[J].通讯电子技术，2010，47：6.
