时间：2022-07-24 16:18:54
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篇智能家居系统设计方案，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。
易天元ETY2000系统特点
该系统以管理中心为核心，形成楼宇可视对讲和家居安防报警系统两套独立的联网系统，可与计算机系统相连接，实现呼叫、对讲、监视、开锁(钥匙、密码)，三方通话、Ic卡门禁、智能家居安防报警、智能家电控制等多种功能，达到物业综合管理的最佳要求。每个家庭设了一台家庭智能终端，除了具有可视对讲和安防报警、信息功能，、还预留了家电控制、三表抄送等功能接口。各项功能实现了模块化设计。
ETY2000智能家居系统中的可视对讲与家居安防采用各自独立的网络，确保两个系统互不干扰、互不冲突。
对讲系统网络采用开路总线设计．防雷效果好、抗干扰能力强；阻抗匹配合理、图象清晰、稳定；室内分机内置解码，硬编码方式，启动性能好；楼道中没有CPU分机之间干扰小；安装调试方便；多个单元、大型小区联网灵活；
智能家居安防报警网络采用Rs―485工业控制总线和局域网相结合，通过网关(EcG)严格分离上层管理网络和下层控制网络，保证报警系统的实时性、稳定性和网络安全性。系统容量大，可连接1万台家庭安防报警主机，支持各类安防报警、控制、数据采集点达20万以上；
实时报警、安防报警信息上传时间小于3秒。安防报警信息、系统状态(如各种断线、断路、设备故障等)及时反馈到管理中心；管理中心电脑纪录每个住户的撤布防动作和防区状态，确保实时查询和事后备查；管理中心可确认报警点的位置和状态，电脑显示器同时显示住户地址和住宅周围的道路地形图， 以及家庭成员基本状况和联络电话。报警蜂鸣器提醒保安人员，报警信息也可以传送到打印机上。管理中心电脑安装数据库，可记录和翻查报警纪录，显示和记录每个家庭智能终端的布防操作。
多住户同时报警，报警信息先存入报警主机EHIL―c，通过网关将报警信息存入数据库，保证不会丢失信息。控制网络节点网关EcG具有分布式管理主机的功能，使得现场总线子系统和局域网系统的工作量和数据流量得到优化分布， 避免数据冲突和堵塞；报警防区具有防剪、防短路及防破坏功能；报警防区接口加装自恢复过流保护装置，防止短路造成损坏。
易天元ETY2000智能家居系统功能
a、家庭智能终端：
可视对讲功能：
和门口机来访者进行通话、观看来访者的图像，遥控开锁；
接受管理中心呼叫、呼叫管理中心并通话；
图像监视单元门口。
访客留影、访客语音留言。通过#键提取访客留影、访客语音留言。
家居安防报警功能：
具有8路报警防区，可扩充1 6路或32路防区，有线、无线兼容；
可实时接收各种报警信号并及时反应到管理中心，实时将系统状态(如断线、短路、断电、设备故障等等)反馈到管理中心；上报时间小于3秒。不堵塞，不丢失数据。
家居智能终端报警主机具有智能逻辑判断，降低误报。
无线撤布防、密码撤布防、电话、Internet网页撤布防。一键设防；
具有紧急求助按钮；
可以通过键盘单独防区布防、撤防；
有人为胁迫撤防时，撤防不联动现场报警可将报警传到管理中心和约定的电话(可选)
报警发生时，联动警灯、警号和照明灯光，吓退盗贼。
信息功能：接收中西文短信息，支持信息6条，每条71个字；
扩展家电控制功能：
家居智能终端具有8路家电控制功能，红外遥控自学习功能；
键盘控制家电。快捷键控制方式与跟随式汉字提示相结合。
可以扩展电话、手机远程控制，通过语音提示对家电设备进行远程遥控。
互联网浏览器控制家电；
无线遥控器控制家电。
通过事件或时间设定程序自动控制家电电器设备。
家电控制有状态反馈，键盘实时显示家电状态(开或关)；远程遥控带语音有提示。
扩展远程抄表功能：
可扩展4路或1 6路抄表模块联网实现分户(电、水、气)抄表或楼层集中抄表；
住户可以进行三表数据及费用的查询
b、单元门口机：
可以。平叫室内，并进行双向通话。
可以使用密码或Ic卡进行开锁，并将读卡器数据传送到管理中心进行统一处理。
可呼叫小区管理主机，管理主机可看到单元门口机的图像，并实现双向通话。
遇到火警时门口机自动开锁。
访客图象抓拍(储存留像：32幅；)。
访客语音留言(20秒)
c、地下一层单元门口机：
可以呼叫室内，并进行双向通话。
可以使用密码或Ic卡进行开锁，并将读卡器数据传送到管理中心进行统一处理。
可呼叫小区管理主机，管理主机可看到单元门口机的图像，并实现双向通话。
遇到火警时门口机自动开锁。
d、小区管理主机：
接受家庭室内可视对讲分机、单元门口主机和小区入口主机、围墙机的呼叫，并进行双向通话；
可看到单元门口主机的图像。
e、小区入口门口机：
可以与小区管理主机双向通话；可以与小区住户分机双向通话 。
可以使用Ic卡或密码进行开锁。
f、管理中心软件：
具有完善、独立的数据库，具有很好的人机界面、菜单显示，方便使用、操作和维护；
可同时处理报警信息，并具有报警地图显示；
系统可以单个住户或全体住户各类中西文短信息、通知，为物业管理公司提供一种现代而又不失人性化管理方式；
系统可以自动读取水表、电表、煤气表等读数并进行统计，核算住户的三表费用；
可以通过电话或小区管理网站进行三表费用、报警信息的查询，可以实现远程系统布防。
管理中心软件可记录住户的设撤防操作信息。
q、家居智能弱电箱：
为使各种系统智能化的线路能统一规划与布局、集中管理，便于各种智能化子系统线路的分配与保护，在每一个住宅单元设置一个家庭智能接线箱，作为与户外布线系统连接的枢纽。
智能接线箱主要应用于涉及住户户内电话、有线电视、宽带网络、住宅智能化系统等的枢纽。
需求分析与布点配置
xx住宅小区一期由小高层、高层住宅楼宇组成，每户配置智能家居终端和配套功能模块，配置如下：
规划设计方案；
(1)智能家居终端
每产配置智能家居终端一个；含无线布防按钮； 扩展智能控制箱一个，安装8路家电控制模块一个，电话输入输出模块一个。用户可选无线遥控器等设备。智能控制箱内备用后备电源，确保市电停电后，安放系统和正常工作24小时。
(2)联网型可视对讲
在xx小区物业管理中心配置管理员主机l台，
个主出入口各配置l台大门口主机，均可与小区内的所有分机实现双向语音对讲。
在每一个单元的门口配置1台单元门口主机(可选择立柱式大堂型主机)，在有地下停车库的单元地下室配置1台单元门口机作为副机。主、副机均可与单元内的每一台分机及小区管理中心实现可视对讲。
根据可视对讲系统联网的需要，选配系统联网设备。
(3)联网型家居安防
小区物业管理中心配置安防报警管理电脑l台，配置控制网络节点网关3台，每4户配置一台R5斗85总线网络集线器。
预期效果：
(1)联网型可视对讲
在小区入口门口主机， 可与小区内的任一分机及管理中心主机通讯， 当来访的客人到达大门口，首先与住户通话，经住户主人确认后保安人员放行。
在每个单元入口门口讲主机(EDM8611c)，在地下室入口处安装壁挂式数码可视对讲副机(EDM86llc)，主、副机均可实现对讲呼叫和密码开锁。主、副机均可实现与小区内各住户及管理中心通讯，双向可视对讲。
当来访者在单元门口按下住户相应的房间号时，被访住户可通过住户智能家居终端(EHM8281-C)可观察来访者及门口的情况，可按“对讲”键与来访者免提通话，若按下开锁按钮，即可打开单元门口的电锁。按下智能家居终端(EHM828l-C)“监视”键住户可监视门口的情况；住户也可与主机、管理中心实行多方面通话，也可通过c入LL键呼叫保安员实现报警或上报服务请求。对讲动作以免提方式进行，操作方便，音质清晰。管理中心机可开启主、副机所带电锁，对保护业主生命财产能起到积极作用。
(2)免提式可视对讲，嵌入式安装。
来访者与住户通话：来访者通过门口机拨通住户分机，住户分机振铃，同时分机显示来访者图像，住户按通话键可与来访这实现双向对讲。在必要的地下室入口处设单元门口副机，功能于单元主机相同。
来访者与管理员通话：来访者通过门口机，可呼叫管理中心，与管理员实现双向对讲，管理中心机显示来访者图像。经过确认来访者身份，管理员可开启来访者所在的单元门。
管理员与住户通话：管理中心有事通知住户，也可通过管理机拨通住户分机。与住户实现双向对讲，同时不影响单元门口机和其它住户通话。
住户呼叫管理员：住户按呼叫键，可拨通管理员主机，可与管理员实现双向对讲，同时不影响单元门口机和其它住户通话。
门口主机与住户通话：来访者可在小区门口呼叫住户，住户在家中可与来访对讲，并可看到来访者的图像，同时不影响其它单元门口主机和住户通话。
可实现二次确认功能，即住户对住户门外小门口机可视对讲功能．；用于小区内复式房；
可实现一家并两个住户分机的功能；
(3)遥控开锁功能
当确认来访者身份后，住户按开锁键，可遥控开启单元门放行。
管理员可通过管理机遥控开启各楼栋门口电锁。
密码开锁功能：住户通过密码即可开启本楼栋大门。实行一户一码制，且住户能随时更改自己的密码，安全方便。
来访者进入大楼后，大门可自行关闭，确保大楼内部安全。
Ic卡开锁功能：门口主机内置非接触式Ic卡读卡器和控制器，具有Ic卡识别门禁控制功能。住户可通过刷卡直接进入大门和单元门。该卡可以在小区实施一卡通。
(4)求助报警功能
每一台住户分机均与管理中心机实现联网，住户遇紧急情况或需要物业管理部门帮助时，可按呼叫键向管理中心求助。
(5)监视功能
住户监视单元门：住户按监视键，分机显示单元门情况，再按通话键，可监听单元门处声音。当遇有主、副机的情况，住户反复按动监视键，分机轮流显示主、副机的图像。
管理员亦可通过管理机对各楼栋门口情况进行监控。
管理员可通过住宅小区管理主机，对小区内的各住宅楼宇访客对讲系统的工作情况进行监控。
(6)其他功能
停电保护：整个系统配有后备电源。当遇到停电，后备电源会自动开始工作，保证系统正常运行。
防破坏报警功能：若住宅楼入口处、小区的主要出入口被非法打开，对讲主机发出报警信号和显示报警的内容和地点。
故障隔离功能：本方案可视对讲系统采用开路总线设计方式，在每一个楼层控制器、单元联网控制器、小区联网控制器产品内部均装有继电器隔离或光电隔离装置。平时，系统被分割成一段一段，避免大面积故障的发生。同时，由于连线的缩短，使得系统受到雷击和电磁干扰的几率大大减小。只有在对讲发生的时刻， 系统才将主机与选通的分机连通，对讲结束后，系统即刻回复开路状态。
功能概述
一台管理主机可接looo个单元门口主机，适应小区有多个出入口的情况。一个单元门口主机可接9 9 9 9个住户分机，适应高层建筑多户型。系统总容量不少于9999000户。
(1)家庭安防报警
家庭安全及防盗报警系统是为了保护住宅内的人身财产的安全而设计。通过家庭智能终端报警主机和各种报警探测器进行防盗监控和意外事故监控。智能报警主机EHII―I，具有8个独立防区，可按驳紧急呼救、门磁、窗磁、红外探测器、烟感探头、煤气探头等报警装置。
(2)多路报警功能
在布防状态下，一旦发生警情，家居报警主机通过网络向管理中心报警管理电脑发出报警信息。管理电脑具有声光捉示并显式报警信息，在报警管理软件上直观显示报警方位、报警类型和报警住户的信息。
由于采用了工业控制总线网络与高速以太网相结合的方式，系统可容纳10000个住户报警主机，系统允许所有住户同时报警，所有报警信息在3秒之内全部存入报警管理电脑数据库，待处理，确保不丢失信息，
对于同一住户多个防区同时报警，报警主机将触发防区的信息全部上报至管理电脑，在电脑的户型图上，显示报警防区的位置和类型。ETY2000／EuIU-C报警主机内置了逻辑删除误报警的功能，有利于降低误报率。除了家庭内部的防区报警外，管理软件对于报警主机故障、网络故障、网关故障和软件故障均能准确地报出故障的位置和类型。
(3)撤布防功能
具有在家／离家／部分三种布防方式，其中部分布防方式主要用于夜间休息时，部分防区将处于无效状态， 以便于主人可以在户内活动。住户可通过键盘对防区进行设置；
布防方法包括键盘布防和无线按钮布防两种。键盘撤防须输入密码以提高系统的安全性。系统提供电话或网络远程布防；
布防／撤防均有延时时间，延时时间o―255秒可调。
具有防胁迫密码，当用户被迫解除布防，输入防胁迫密码，既可撤方，同时报警至管理中心。
可扩展电话模块TIoM的方式，报警信号除联网上传到管理中心电脑外，还以电话语音的形式报警至用户预先设定的电话。
(4)扩展家电控制
家居智能终端预留控制接口。和家电控制模块连接，方便住户扩展家电控制功能：智能键盘、电话遥控、无线控制器、互联网浏览遥控、开关控制。除了可以控制开关类设备(如灯光)，还可以通过红外学习器，控制空调、窗帘等。
智能家居系统可连接多达三个智能键盘，从而使主人可以在不同的地点控制电器。
(5)小区物业管理中心
小区住宅小区物业管理中心配置可视对讲管理中心机1台(EDM8901)，安防报警管理电脑l台。管理中心机可与管理电脑互连，对整个楼宇可视对讲系统和家居安防报警系统实行集中统一管理。
管理中心安装有控制器，使住户与访客的直接沟通变成住户、管理中心与访客的三方沟通。在楼宇可视对讲监控系统中加入管理中心控制器，相当于增强了系统的安全防范能力，也进一步提高了物业管理部门对于住宅小区的综合治理能力。小区管理机可连接多达looo栋大楼主机及大楼管理机，实现小区管理机呼叫任何大楼管理机及任何分机，并与之通话的功能。
项目名称：浙江东阳西山花园小区某别墅
完成时间：2011年
功能设计：全宅智能灯光控制，空调等电器远程控制，电动窗帘门遥控控制，中央背景音乐系统，高清视频共享系统，家庭安防报警系统，网络视频监控系统，可视对讲门禁管理系统。
综述：浙江东阳西山花园整体式智能家居系统，较完善地实现家庭中智能灯光，电器智能控制，电动窗帘门控制，背景音乐系统，视频共享系统，可视对讲系统，门禁指纹系统等智能控制系统的整体融合控制，可以自由实现各个智能家居子系统之间的完美融合与功能联动，可以通过智能遥控器、墙面液晶智能触摸面板，智能液晶触摸屏、平板电脑、智能手机等多种人机交互界面实现对以上各子系统的统一控制与整体管理。
上海棕榈泉别墅智能家居系统解决方案
项目名称：棕榈泉别墅项目
完成时间：2012年
功能设计：家庭影院系统、智能背景音乐系统、智能灯光控制系统、集团电话系统、数字电视系统、无线网络、手机信号、红外报警、远程监控、灭蚊系统、KTV点歌、高清共享、电动窗帘、卫星电视等。
综述：棕榈泉花园别墅为龙东路一线别墅，业主向往着和比尔·盖茨一样的奢华智能化生活。根据业主需求，设计集专业家庭影院/KTV、智能控制、安全舒适、娱乐体验于一体，从声学，美学以及智能家居控制系统三方面来打造一个极具现代科技式的影院娱乐兼安防报警于一体的豪华别墅。
赣州云山绿水苑智能家居系统设计方案
项目名称：赣州云山绿水苑
完成时间：2011年
功能设计：智能门锁联动、视频监视、安防报警、门禁、可视对讲、厨房对讲电视、灯光控制、家电控制、背景音乐控制、电动窗帘控制、环境监测（亮度、温湿度、CO2浓度）、集中控制和网络远程控制、多平台控制、各系统之间联动、信息服务、数码相册。
综述：赣州云山绿水苑智能家居系统设计以住宅为平台，利用综合布线技术、电脑技术、视频技术、数码通讯技术及信息网络技术、通信及控制技术管理家中设备，将家中的各种设备通过家庭网络连接到一起，将让用户有更方便的手段来管理家庭设备；另一方面，智能家居内的各种设备相互间可以通讯，不需要用户指挥也能根据不同的状态互动运行。从而给业主创造一个高效、舒适、优雅、安全、便利、环保的居住环境，将冰冷的物业管理变为人性化的管理，让小区管理进入一个广博的空间。
宁波绿城桂花园智能家居系统案例解析
项目名称：宁波绿城桂花园
完成时间：2012年2月
功能设计：中央空调、地暖、水系统、智能家居系统。
综述：本项目户型为三室一厅户型，面积200平米，装修总额180万。其中智能化22万元，本案采用Nico尼科智能家居系统，采用lonworks总线技术，稳定性强。智能化系统包含中央空调、地暖、水系统、智能家居四大系统。通过智能化整合，可实现如下功能：
智能灯光与窗帘系统控制、智能背景音乐系统控制、智能温控系统控制及智能终端控制。
老房改造：打造豪宅级智能家居公寓房
项目名称：上海某小区老房
完成时间：2012年
功能设计：智能家居系统升级改造
综述：此次老式公寓房智能家居系统改造采用智能家居控制系统为核心，实现了灯光智能控制，电器（电视机、投影仪、高清机顶盒、N3高清播放器等）电源智能控制与红外联动控制，空调等暖通设备的红外联动及远程控制，电动窗帘、电动投影幕、电动遮阳、电动门窗控制，中央背景音乐控制，家庭安防报警，AV视频共享，网络视频监控，全宅控数字可视对讲，智能门锁控制，花园自动浇灌系统，自动防蚊喷香系统，智能家庭影院系统，智能家庭卡拉OK系统等14大智能家居控制系统功能。
花园别墅豪宅智能家居设计方案
项目名称：花园别墅
完成时间：2012年
功能设计：Nico LonWorks智能家居系统
综述：本项目采用全进口的Nico LonWorks智能家居系统，Nico LonWorks智能家居系统将传统的面板开关、窗帘、插座等电器智能化，并有效地实现了对灯光、窗帘、暖通空调、视听设备、安防、监控系统的智能控制，达到安全、节能、人性化的效果，并能在今后的使用中方便地根据用户的需求进行变更，成为真正灵活智能控制系统。
西安中海铂宫的比尔·盖茨家
项目名称：西安中海铂宫别墅
完成时间：2012年
功能设计：四区中央家庭背景音乐系统（客厅、餐厅、三层主卧、三层主卫）、7.1声道私人影院、私人影院的声学设计与装修、户外四通道视频监控、全宅安防报警、全宅智能化系统集成、中央空调智能化集成、中央家庭背景音乐的智能化集成、中央新风的智能化集成、安防报警的智能化集成、法国尚飞电动窗帘系统。
综述：项目采用Contro14的整体解决方案集成了灯光、背景音乐、家电控制、中央空调、中央新风、安防监控、电动窗帘等子系统，完美应用于别墅负一层影音室、车库：中庭花园喷泉、一层客厅、餐厅、花园；二层儿童房及客房；三层主卧、主卫、主人书房套间等区域，分别采用了美国Contro14智能控制主机、ZigBee无线调光器、无线开关及场景面板：泊声A66中央家庭背景音乐系统：美国霍尼韦尔安防监控系统；英国美声HiFi私人影院等。利用科技感十足，操作便捷的Contro14平台，将智能家居各子系统完美整合集成。
城投瀚城别墅智能控制解决方案
项目名称：城投瀚城独栋别墅
完成时间：2012年
功能设计：灯光控制系统、电动窗帘系统、背景音乐系统、家庭安防系统、视频监控系统、可视对讲系统、温度控制系统、家电控制系统、远程控制系统、影院控制系统。
综述：城投瀚城位于武汉雄楚大道南湖北岸（名都花园旁），囊括有独栋、双拼、联排院墅，一梯一户电梯直入式空中大宅及一梯两户南北通透板式高尚公寓等。本次智能家居控制系统通过实现对安防、灯光、电器、电动窗帘、影音等设备控制，创造一个方便、智能、时尚、温馨、惬意的居住环境。本项目为此设计了智能中控系统，可以控制家居灯光、电器、空调等设备。
南亚之门智能家居样板房设计方案
项目名称：南亚之门
完成时间：2012年
功能设计：数字楼宇对讲系统（可视对讲、安防监控）：指纹锁分户门禁系统：智能家居系统（照明控制、背景音乐、视频监控）。
综述：本项目“南亚之门”重新定义中央豪宅，引入智慧社区智能家居功能，提升住宅品质。高333米83层的南亚之门中央塔楼，集铂金五星级酒店、公寓式酒店、5A级写字楼、商品质住宅、城市核心商业、休闲娱乐为一体。本项目样板间智能化系统设计有：数字楼宇对讲系统（可视对讲、安防监控）：指纹锁分户门禁系统；智能家居系统（照明控制、背景音乐、视频监控）。
锦绣山河独栋别墅智能家居系统综合应用方案
项目名称：锦园7#独栋别墅
完成时间：2011年
功能设计：智能家居系统
综述：锦园7#别墅作为锦绣山河独栋别墅的经典之作，地产开发商把该别墅作为样板房供购房者参观，将智能家居作为别墅标准配置的定位之一，给客人提供智能生活的亲身体验。KOTI根据用户的喜好和日常生活习惯，在客厅、地下影院、卧室结合实际设备配置多个情景模式，同时设计出集中控制、图形化操作、一键式场景模式控制系统：电影模式、会客模式、音乐模式、游戏模式、电视模式、K歌模式等，一应俱全，所有的设备都掌握在手上的平板电脑中。
南京紫金别墅智能家居系统设计方案
项目名称：紫金别墅
完成时间：2012年
功能设计：智能控制、电动门窗、安防报警、视频监控、背景音乐、影视集成、家庭影院以及暖通系统控制与集成。
综述：紫金豪宅位于南京紫金山麓，别墅建筑面积约2000多平方。业主对生活品质非常讲究，提出无论多少系统，墙面上只允许存在一个面板，或者同款式的多个面板，以保障墙面的美观，产品也以国际顶级智能家居品牌为首要选择，最终选定ABB的i-bus prion面板，将灯光、电动窗帘、中央空调、地暖、背景音乐集成一个控制面板。业主通过安装在门厅处的触摸屏、客厅餐厅卧室处的prion智能面板以及遥控器控制家庭灯光、空调、窗帘、地暖，一键控制家庭影院。
荣和大地三层复式豪宅智能家居解决方案
项目名称：荣和大地三层复式豪宅
完成时间：2012年12月
摘 要： 针对USB摄像头的广泛应用，提出一种以S3C6410微处理器为核心的嵌入式视频图像采集系统设计方案，可将摄像
>> 基于嵌入式Linux的视频采集系统设计 基于ARM嵌入式智能家居系统的设计与实现 基于ARM的嵌入式软硬件系统设计与实现 一种基于ARM的嵌入式网关系统设计与实现 嵌入式视频采集系统的实现方法研究 基于ARM的嵌入式视频监控系统的硬件设计 基于嵌入式图像信息采集与传送系统的设计与实现 基于ARM 的嵌入式煤矿视频监控系统设计 基于嵌入式技术的农田信息采集管理系统的设计与实现 基于ARM嵌入式系统的设计及其应用 基于ARM的嵌入式系统硬件设计研究 基于ARM的嵌入式系统设计研究 基于ARM内核的嵌入式检测系统设计 基于Internet的嵌入式视频监控系统的设计与实现 基于嵌入式Linux的视频监控系统的设计与实现 基于嵌入式Linux视频监控传输系统的设计与实现 基于嵌入式Linux的无线视频监控系统设计与实现 基于嵌入式LINUX的网络视频监控系统设计与实现 基于UML的嵌入式视频监控系统设计与实现 基于 ARM9 的嵌入式无线智能家居网关系统的设计与实现 常见问题解答 当前所在位置：l.
[11] LIU Yonglin， CHENG Yaoyu， LIANG Ying， et al. Design and implementation of image acquisition system based on ARM and Linux [C]// Proceedings of 2011 IEEE International Conference Electronics and Optoelectronics. [S.l.]： IEEE， 2011： 49?52.
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关键词：S3C6410；ZigBee；嵌入式技术；智能家居
中图分类号：TP273.5文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.10036199.2017.01.015
1引言
近年来，人们对家庭居住环境的要求随着科学技术的发展和人们生活水平的提高而越来越高。各大厂商带动的智能设备普及化使得现代家居向着高度智能化、人性化的方向发展。
智能家居是一个居住环境，是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境，实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成[1]。它是融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统[2]。本文以三星公司S3C6410处理器为智能网关的核心处理器，利用ZigBee模块、Wi-Fi模块及多种移动终端设计了一个智能家居系统，使分立的设备通过无线介质构成一个整体，实现了防盗自动报警、灯具自动控制、家庭环境监测、远程控制电器设备等功能，使家居更安全、舒适、节能、环保。
2系统总体设计
本文旨在构建一套能够实时监测控制家庭环境的智能家居系统。该系统通过无线传感器获取家中各个房间的环境数据并传输至网关，用户可用手机向智能网关请求查询环境数据，当家庭环境发生异常时通知用户并做出相应反应；通过网络摄像头实时采集家中的视频图像，方便用户进行可视化管理；通过无线红外遥控模块，用户可随时用手机对家用电器等进行控制。其系统总体设计框图如图1所示。
根据用户需求和实际情况本系统有以下几个子系统：
1）智能网关控制系统：是整个智能家居监控系统的核心，负责传感器的数据采集和控制、与手机端的交互，并对系统进行管理；
2）智能照明控制系统：通过继电器和智能调光模块达到对家庭灯光的控制，让用户可以使用手机远程操作任意房间里灯光的开关和亮度；
3）智能家电管理系统：通过继电器和无线红外遥控模块，在无须对现有家电改造的情况下实现远程控制的功能；
4）智能环境监测系统：通过ZigBee终端设备上的温湿度、气体等传感器，实时采集家庭的环境数据并通过协调器上传至网关，当网关分析判断有异常数据时，自动做出相应的反应并发送报告信息至用户手机。
5）智能安防监测系统：通过ZigBee终端设备上的气体、人体红外感应等传感器、门磁开关控制器等，结合网络摄像头，实时监测是否会发生煤气泄漏、外来人员闯入、火灾等特殊情况。当特殊情况发生时系统做出相应的反应并将情况发送至用户手机。
3系统硬件设计
3.1智能网关模块
智能网关是智能家居系统的总控制器，能够实现内部网络与网布网络之间的通信，通过ZigBee无线通信网络对终端设备进行实时监控和管理[3]。智能网关主要由微处理器、存储系统、电源模块、以太网模块、通信模块、网络模块和扩展接口等部分组成。本系统采用三星的S3C6410芯片作为智能网关的处理芯片，它是一个16/32位的微处理器，该芯片采用ARM1176JZF-S内核。以太网模块将网关接入到Internet上，方便用户实行远程控制；ZigBee模块实现网关与家庭ZigBee网络之间的通信，能够监控ZigBee节点。智能网关硬件结构框图如图2所示。
3.2ZigBee通信模块
本系统采用ZigBee网络拓扑结构中的星型结构。星型结构的网络是由一个协调器和多个终端设备组成的，该网络拓扑结构简单，比较适用于家庭这种小范围的室内场合。协调器主要负责创建内部无线网络，实现数据的转发，并通过ZigBee无线网络与智能网关进行数据传输。终端节点负责接收执行协调器传来的命令，并把采集到的信息发送给协调器[4][5]。
ZigBee模块采用美国德州仪器公司生产的CC2530芯片，该芯片提供了一个IEEE802.15.4兼容无线收发器，使用8051CPU内核，包含了系统内可编程闪存，8KB RAM和许多其它强大的功能。CC2530具有2个USART、8位和16位定时器、看门狗定时器、8路输入可配置的12位ADC、21个GPIO、AES128协同处理器，硬件支持CSMA-CA、强大的DMA功能等。由于其硬件设计简单，封装小，功耗低，在无线传感器网络中得到了广泛的应用[6]。ZigBee通信模块是组建家庭内网的基本单元，通过ZigBee通信模块把家庭内网与互联网连接起来，实现数据的转发。
4系统软件设计
4.1ZigBee无线传感器网络的软件设计
由于本文采用的ZigBee无线传感器网络采用星型结构，该结构是由一个协调器和多个终端设备组成的，所以需要对这两种设备分别进行软件设计。
1）协调器的软件设计
协调器的主要功能有：网络的建立与维护、与家庭网关的串口通信、与终端设备的无线通信、设置外出/调温模式以及控制协调器上的电器设备。协调器是终端设备与嵌入式家庭网关进行通信的桥梁：与终端设备通信时，协调器监听无线数据接收缓冲区，将接收到的终端设备的数据通过串口透明传输的方式转发给网关。与网关串口通信时，协调器监听串口数据接收缓冲区，将用户在客户端下达的命令通过无线的方式转发给终端设备。ZigBee协调器的工作流程图如图3所示。
2）终端设备的软件设计
终端设备的主要功能有：扫描周围的ZigBee网络并申请加入、采集数据并发送给协调器、执行协调器的命令[7]。ZigBee终端设备的工作流程图如图4所示。
4.2Android手机控制端的软件设计
Android手机端的主要功能有：与服务器建立连接、查询家中情况、控制家中设备和对智能家居系统进行配置。手机端主要有查询模块、控制模块和配置模块，其应用请求处理流程图如图5所示。5结论
本文提出了基于ZigBee技术的新型智能家居检测控制系统的设计方案，完成了系统的硬件设计和软件设计。本系统实现了防盗自动报警、灯具自动控制、家庭环境监测、远程控制电器设备等功能。与传统的智能家居相比，本系统价格低廉、易于实现和维护、使用方便，有良好的应用前景。
参考文献
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关键词： 智能家居；综合布线；电话；电视；网络
Abstract: With the development of science and technology and the improvement of people’s living requirement, intelligentized residence has become the inevitable development trend of the modern residence. This paper detaildely introduces the Premise Distribution System of the intelligent devices, providing a comprehensive, practical, advanced and intelligent scheme of Premise Distribution System for users.
Key words: intelligentized device; Premise Distribution System; telephone; television; network
中图分类号：G250.72 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
1 引言
随着科学技术的发展和家庭智能化产品的出现，智能家居已逐渐走入人们的生活中，电话、宽带上网、有线电视、安防系统、物业管理系统、家庭影院和音乐系统等已陆续走进千家万户。因此家居综合布线也变得越来越关键，合理的布线方案将给您的生活带来舒适和便利。
2 智能家居布线系统的特点
目前家居弱电布线线缆较多，考虑到今后使用方便、安全、美观，避免“剪不断、理还乱”的现象出现，智能家居布线系统日益成为现代家居装修的一件大事，装修时必须经过认真规划，智能家居布线有以下几大优点：
集成度高
智能家居布线集成了电话、电视、计算机、安防等多个系统的综合布线工程。
可靠性强
智能家居布线系统采用星型拓扑，任何一个节点或链路线缆发生故障
不会影响其他节点的正常工作，保证了设备工作的可靠性、系统的稳定性和防干扰性。
方便维修和扩容
由于采用了统一的、专业化的设计方法，有利于故障检测和维修，方便后期功能扩充。
美观
智能家居布线系统充分考虑了家庭环境的特点，设备小、外观漂亮，体现了超前的意识和时尚的生活品位。
3 智能家居布线系统设计思路
3.1智能家居布线规划
目前普通住宅常用的弱电系统有：电话系统、宽带网络系统、有线电视系统，用户也可以根据需要增加安防系统、物业管理系统、家庭影院和音乐系统。通过在家居布线箱内配置不同的功能模块满足用户的个性化需求，同时实现家居弱电布线系统的统一管理。
在家居布线箱内增加电话交换机模块，家里多门电话分机可随意接听和拨打，各分机间可转接但不同线。
在家居布线箱内增加交换机或路由器模块，可实现家里多台电脑同时上网。
在家居布线箱内增加音频模块，一台音响可实现多个房间共享音乐。
在家居布线箱内增加智能控制模块，可实现远程抄表、安防报警。
3.2 家居布线的具体方式
家居布线箱是户内/户外的分界点，是家居布线系统的起点，更是家居综合布线的核心，通常安装在门口或者距离各房间距离比较均等的位置，家居布线箱安装高度为底边距地0.5m，采用墙面暗装方式。它负责将户内/外的各种信号进行交接配置，通过统一的管理把户内各个房间需要布的点一对一连接起来，组建起一个很完善家居布线系统。
目前，每户家居布线箱需接入一根8芯非屏蔽双绞线、一根电话线、一根有线电视线。电话线也可采用8芯非屏蔽双绞线，从而实现电话和网络互换，为后期扩容改造带来更大的便利。家居综合布线系统常采用星型拓扑，从家居布线箱到每个终端插座都需要一根缆线，缆线通常穿PVC管沿地面或者墙面暗敷至信息插座。
信息插座设置应在满足当前需求的基础上适当冗余，以满足今后智能家居快捷升级改造的需求。
3.3 常见户型典型配置
常见户型信息插座典型设置原则：
电视插座：客厅、主卧分别设置一个电视插座。
电话插座：客厅、主卧、书房分别设置一个电话插座。
网络插座：客厅、主卧、书房（或次卧）分别设置一个网络插座。
共计：2个电视插座、3个电话插座、3个网络插座，插座安装高度通常为底边距地300mm，也可根据实用情况适当调整，插座面板最好采用同一厂家同一类型的产品，满足一致性和美观性需求。
常见户家居智能箱的功能模块配置
语音功能模块：采用1进4出或1进6出型，可进行分机转接、免打扰设置等多种电话交换功能。
数据功能模块：采用1进4出或1进7出自适应网络交换机、宽带路由器，可实现多台电脑同时上网。
有线电视模块：采用1进4出或1进6出有线电视分配器，可实现多个电视同时观看。
电源模块：给家居布线箱内有源设备供电，如电话交换机设备、网络交换设备或路由器、电视放大器。
除了以上智能家居常用功能模块，用户可根据自身的需要增加音视频分配模块、控制模块等。各功能模块和家居布线箱的尺寸可根据实际需求定制，市场上有多种产品可供选择。
4.智能家居布线实现的功能
灵活布线：通过家居布线箱的管理，可随意增减电话、网络数量，还可实现网络与电话功能互换。
多台电脑同时上网：一条网络线的费用可实现多台电脑同时上网，避免相互干扰。
有线电视信号的分配放大：一根有线电视进线可实现多台电视独立观看节目。
方便控制：在家居布线箱内对家里任一房间内的电话、电视、网络信息号进行通断控制。
用户根据自身的需求还可实现影音共享、远程抄表、家居安防等功能。
5.结论
家居布线是衡量家居智能化程度的重要标志，是智能家居的“神经系统”，是智能家居得以实现的“信息传输高速公路”。所以，选择一套先进的家居布线系统是非常必要的，希望本设计方案能对您的弱电装修起到一定的指导作用。
参考文献：
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[2] 任旭升；李克美；浅谈智能家居综合布线的几点体会.河北建筑工程学院学报.2007年第01期.
【关键词】智能门禁；STM32；指纹；密码锁
0 引言
随着计算机控制技术的发展以及人们生活水平的提高，智能家居已成为现代家居生活发展的方向，而智能门禁系统是智能家居发展的方向之一，T禁系统凭借其独特的优越性在安防系统中得到了飞速的发展和广泛的应用[1]。目前门禁管理系统中应用较多的是机械锁及IC卡电子密码锁，但人们对门禁系统的要求越来越高，不仅要求门禁系统安全可靠，而且追求方便实用。各种依靠指纹、虹膜及人脸等生物特征识别方式的电子锁，逐渐开始应用到人们的生活中[2-4]。结合技术与成本等方面的考虑，本文提出一种智能门禁系统设计方案，通过指纹和密码识别方式进行双重保护，方便使用的同时又提高了安全性，具有一定的实用价值。
1 系统方案设计
系统整体设计框图如图1所示。以STM32单片机、触摸屏、指纹识别模块等器件为核心，实现指纹和密码开锁等功能。系统的主控芯片为STM32F103C8T6，可以控制FPM10A指纹模块与MINI DGUS触摸屏的正常工作。在触摸屏上输入的密码和在指纹模块上输入的指纹都正确时，系统控制继电器进行开锁。同时通过片内资源IIC接口与外设存储器AT24C02进行通信，控制外设存储器存/取用户信息，达到断电保护的作用。管理员可以根据需求进行相应设置（增加、修改密码、删除用户），整体功能满足正常密码锁的需求。
2 系统实现
2.1 主控芯片控制功能的实现
STM32F103C8T6最小系统由主控芯片及电源模块、晶振电路、复位电路、调试电路等构成。电源模块不仅要对STM32F103C8T6最小系统供电，也要对其他模块供电，提供3.3V和5.0V的电压。晶振电路采用8MHz晶振，通过CPU内部倍频后达到72MHz的工作频率。调试电路由JTAG下载口和串口1组成，程序通过JTAG下载到CPU，通过USART1在PC机串口助手输出调试信息，极大地方便了系统开发。
在本文设计的指纹密码锁系统中，使用了单片机的多个控制引脚完成系统的CPU和模块的通信与控制功能。使用串口2实现与触摸屏通信，使用串口3实现与指纹模块通信，通过输出高低电平控制蜂鸣器报警，并通过控制引脚与开锁电路连接，控制开锁的过程。
2.2 指纹密码锁功能的实现
系统采用光学触控式指纹辨识模块FPM10A，它集成了先进的光学式指纹传感器，搭配完整的指纹识别算法进行指纹识别，具有采集指纹、存储指纹模板并进行指纹匹配的功能，认假率低于0.001%（在安全等级为3时），能满足大部分应用场合的安全性要求。在采集指纹时，需要连续采集两次指纹，并将两次采集到的特征信息合成为用户的指纹，存储至系统模板中，从而为指纹识别提供匹配模板。指纹库中存储的每个指纹模板都有唯一的ID号，采集指纹时，将指纹模板的ID号存放在用户基本信息中，指纹匹配时不仅要在指纹库中搜索与待识别的指纹信息相同的指纹模板，还要检查该指纹模板的ID号与用户基本信息的ID号是否一致，只有两者保持一致，指纹匹配才算成功。
触摸屏在系统中完成密码开锁操作和界面显示的功能，MINI DGUS触摸屏配套了相应的PC软件DGUS_SDK_V5.01，可以利用该软件完成界面设置、管理员及用户信息录入、修改、删除及密码识别等相关配置，可以很好地降低开发难度，方便系统功能的实现。同时系统在密码多次不匹配时采用蜂鸣器电路进行报警，若通过触摸屏输入的密码与通过指纹识别模块录入的指纹均正确时，系统通过单片机控制继电器开锁，系统开锁流程如图2所示。
3 结论
本文介绍了基于STM32单片机的指纹密码锁设计方案及实现过程，系统以高性能单片机、触摸屏及指纹识别模块等器件为核心实现了各功能电路。通过测试表明，系统在输入正确的密码与指纹时能够实现开锁功能，并能完成增加用户、删除用户及修改用户密码等功能，为智能门禁系统提供了有利参考。
【参考文献】
[1]陈俊杰，廖一鹏.基于STM32的远程智能门禁终端的设计[J].工业控制计算机，2015，28（11）：29-30.
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关键词：智能家居；身份验证；数据加密；数字签名
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）17-0179-03
Abstract： Smart home as the current hot IOT applications， we are looking forward to it brings intelligent life. At the same time， it should be aware of its potential security risks. The main purpose of this paper is to research on the security scheme of smart home system. In the user authentication， using the double factor authentication mode based on the Device MAC and dynamic password， combined with digital signature technology， to prevent the intrusion of illegal users. After the authentication is passed， the system assigns permissions for each role. In the data transmission of different security levels， using different encryption schemes to protect the security of data communication in smart home system. In the home system， each security module of the program design， they are interrelated and mutually cooperate. Theoretically， this strategy to meet the needs of home security.
Key words： smart home； authentication； data encryption； digital signature
在这个信息化、数据化的互联网通信大时代，物联网正以各种形式出现在我们日常生活中的各个方面，正逐渐改变我们生活和工作方式[1]。物联网通俗点理解就是互联网基础上形成的物物相连的网络，是指通过在物体内嵌入感应芯片，采用RFID射频技术，无线传感技术，红外感应技术和跟踪定位技术，将这物体与互联网连接，实现对物体信息的实时采集、处理、传输和监控管理等功能。
智能家居作为物联网的一个重要应用，目前各大IT界巨头，家电大佬们纷纷涉足，展开了一场家居市场的争夺战，由此可见，智能家居的前景是十分可观的。智能家居实际上是以家居环境为基础，通过物物相连的无线传感网络来管理我们的衣食住行，实现人们家居生活的智能化、安全化和时尚化。我们可以想象：在未来的某一天，当你下班回到家里，随着智能门禁系统的安全开启，家里的灯光缓缓点亮，空调、热水器根据你的体温自动控温，背景音乐缓缓响起，一个控制器或者一部手机就可以操控家中所有的电器[2]。而当你在外工作时，你也可以打开手机或者电脑远程查看家居环境，操控家里的电器设备……这样的生活正是智能家居正在努力实现的方向。
当人们沉浸在对智能家居生活的美好设想中时，它所存在的安全隐患却给人们当头一棒。不久前，苹果公司固若金汤的IOS系统深陷XcodeGhost感染门事件后，这就不得不引发我们对智能家居系统的担忧。根据惠普的调查报告，十大著名的智能家居产品存在不同的250个安全隐患。令人震惊的是，在黑帽子安全大会上，黑客轻松的破解了Nest恒温器的安全防范，使恒温器变成了可以掌握家居一切动向的“监视器”。而英国早前就曝出了被攻击的家庭摄像头泄漏用户隐私数据的事件[3]。智能家居出现的这一系列的安全问题，引发人们思考：我们该怎样对待智能家居？或许智能家居的未来，亟待解决的是如何加强安全性这一课题。
1 智能家居系统架构的分析
目前，智能家居大多采用ZigBee无线传感网络实现家居与互联网连接，实现实时数据共享。ZigBee是普遍认为安全性能很好的低功耗协议，被定义为一种基于自动化控制的无线数传技术[4]。本系统的设计方案中，主要采用基于ZigBee无线传感网络来采集智能家居的环境信息，系统整体架构如图1所示。
整个智能家居系统主要由ZigBee无线传感网络、智能网关和远程终端控制平台三大部分组成。其中，ZigBee无线传感网络和智能网关是智能家居的硬件平台，所有家居数据的采集、处理和传输都由它们实现。ZigBee无线网络主要由协调器、路由器和终端节点组成，其中协调器是网络中的核心设备，负责整个无线传感网络的组建、配置、管理和维护；路由器负责数据包的转发，并执行最佳的路由策略；终端设备主要负责数据的采集和传输[5]。在家居的硬件平台中，智能网关是系统中最核心的设备，不仅负责控制ZigBee无线网络的正常工作，完成信息传输和指令控制；还要控制与Internet连接，实现与远程终端设备的数据实时传输、指令的接收与实现等操作。智能网关作为家居系统的核心部件，是实现ZigBee无线传感网络与互联网连接的中间桥梁。
2 智能家居的安全性模型分析
智能家居系统目前大多采用Linux、Android系统，由于其系统的开放性，存在很多难以预料的安全隐患。智能家居根据组网的方式不同，采用的设备、协议的标准不一，也会出现一些安全隐患。本文主要将系统划分成家居环境模块、数据模块和控制指令三个安全模块进行结构分析，如图2所示。
2.1家居环境的安全性
智能家居负责管控人们家居生活的各种电器和智能门禁系统，相当家庭智能化的大管家。目前智能家居行业缺乏一个统一的行业安全标准，大多数智能家居生产厂商的产品安全性能不够强，暴露出诸多的硬件设备的安全隐患。如果黑客或不法分子对设备硬件的漏洞遭进行攻击，获得了家居的控制权的话，后果是不堪设想的。家居的安防系统一旦被破解，智能家居相当于是“大门敞开”的，人们的生命财产都将受到严重的威胁，这是不容忽视的。
2.2 数据的安全性
数据是信息的一种表现形式。在任何通信系统的设计中，都必须强调数据的安全性。在智能家居通信中，采集和上传的数据是有关用户家居和用户身份的重要信息，因此，保障数据的安全性显得尤为重要。在整个智能家居系统中，数据的安全性包括用户的账户信息、隐私数据和普通数据这三个部分。
2.2.1 用户登录账户的安全性
用户的账户信息是识别用户身份的重要凭证，也是用户登录家居系统的一把关键“钥匙”。首先，在家居系统中，需要合法用户进行身份信息的注册，系统会依据用户的身份级别，给每个合法用户分配相应的系统操作权限。用户身份界别越高，获得的管理权限就越高。因此，在系统中，用户的账户信息是至关重要的。一旦高级别账户的密码信息泄露，对整个系统的危害是相当大的。因此，在智能家居系统中，必须要保证每一个用户的账户信息的安全，防止非法用户登录系统。
2.2.2 通信数据的安全性
在这个IT化的大时代，数据的安全或更胜于金钱，这是由数据的具体价值来决定的。在智能家居系统中，数据是用户信息的具体体现，由ZigBee模块收集上传的数据都是家居中的隐私数据，关系到家居信息或者用户的各种隐私信息，这也是黑客用尽手段想要窃取的“肥肉”。在通信过程中的数据需要进行适当的变换处理，让攻击者无法知晓其真实含义。
2.3 控制指令的安全性
在整个智能家居系统中，用户可以通过远程终端或者内网设备进行访问或者控制。在内网控制时，由于ZigBee网络本身的安全性，指令传输的安全有一定的保障。而在外网的远程终端进行指令控制时，由于Internet的开放性，就会遭受到诸多的攻击，因此，在指令传输过程中的安全亟待解决。
3 智能家居系统安全性方案设计
在智能家居系统中，将由外及内采取一系列的安全机制，确保整个通信过程的安全性。首先，在用户使用系统之前，终端设备登录环节需进行身份合法性的验证。在用户成功登录后，实行级别化“角色-权限”模式，即根据该用户的角色级别，为其开放对应的功能权限。在数据传输过程中，根据数据的隐私级别，采用不同的加密方式，确保重要数据的安全性。智能家居系统安全方案如图3所示。
3.1 身份验证环节
在用户设备登录系统之前，需要进行设备身份验证，在这个环节中，主要采用基于双因子认证模式，结合数字签名技术，防止非法用户的入侵。所谓双因子认证模式，即采用“设备MAC地址+动态口令”机制。整个身份验证的过程包括两部分：设备首次注册和设备登录验证。
3.1.1 设备首次注册
用户终端设备第一次登录智能家居系统之前，需要在智能网关上进行设备的首次注册，通过家居主人的许可，将设备的原始MAC设备编号存储在智能家居后台的数据库中，根据主人确认并设置的角色，为其分配相应的系统操作权限。同时，在用户终端设备上安装动态口令校验软件。
3.1.2 设备登录验证
当设备首次注册完成后，再次登录系统将会实行身份验证。用户设备验证时，智能网关和用户设备之间的信息传输均采用单向散列函数进行加密处理。单向散列函数的安全性在于其产生散列值的操作过程具有较强的单向性。并使用数字签名技术对账户信息进行签名，确保身份验证过程中登录信息的完整性和安全性。设备身份验证过程如图4所示。
（1）用户终端设备首先需要向智能网关发送身份验证的请求，智能网关收到请求后，做出响应，开放认证系统。
（2）用户将本设备的MAC编号使用MD5算法生成MAC摘要，并对数据的真实性进行签名，攻击方无法伪造，发送的信息也具备不可抵赖性。
（3）智能网关在接收到经过数字签名后MAC信息后，首先通过比对数据库用户设备MAC编号，在验证数字签名签名的真实性。如果验证通过，则生成本次验证登录的动态口令，采用MD5算法生成动态口令摘要，发送给用户终端设备。
（4）用户设备在收到动态口令摘要后，调用在设备注册时安装的口令校验软件，计算得到本次登录的动态口令，并发送给智能网关验证。
（5）智能网关设备验证动态口令，如果验证成功，则为该用户设备开放相应的角色权限，可以进行数据传输。
图4 用户设备身份验证过程图
3.2 数据加密环节
在智能家居系统中，对所有传输的数据进行级别划分，级别越高，采用的加密手段就越复杂。对于用户的账户登录信息这类数据，属于Ⅰ级加密数据，级别最高，使用MD5算法和AES加密技术进行处理，并进行数字签名，以保证数据在传输过程中的安全性、完整性和不可否认性。控制指令属于Ⅱ级数据，包括对系统做出的一系列的控制操作，必须保证使用该功能的是合法用户，因此采用MD5算法和数字签名保证控制指令的安全传输[6]。系统里隐私数据属于Ⅲ级数据，采用MD5算法和AES加密算法进行加密处理。最后，对于一些普通数据的传输，进行速度较快，加密效率高的AES算法进行处理。
在智能家居系统中，日志审查和分析模块具有很高的价值。日志可以记录系统的运行状态，各种系统的运行参数；记录用户终端设备登录、访问的系统的时间、IP地址和执行的一系列操作；记录当前系统响应和处理的用户请求的具体描述等。通过日志记录，可以定期进行的分析和审计[7]，它的具体功能有如下几点：
（1）通过日志分析工具，管理员对日志记录进行安全分析对比，实现日志的审查，使管理员实时掌握系统的运行情况。
（2）系统管理员通过日志的审查，及时了解到当前系统的运行状态和安全状态，分析当前系统的安全级别，进行入侵检测，实现入侵危机的自动预警。
（3）如果系统遇到运行或安全故障，管理员通过对系统日志的故障分析，能够对故障进行高速定位，继而启动故障应急预案，及时恢复系统正常功能。
4 结论
本文在基于物联网的智能家居系统中，对整体的安全方案进行了分析与设计，采用了一系列的安全策略保障系统的安全性。各个安全模块之间相互联系，相互作用，共同实现系统的安全性。但本文仍有不足，有待在今后的研究工作中对各个安全模块更加细节化，并投入到实际环境中进行调试。
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关键词：智能插座；红外学习；二次上电
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）32-0180-01
目前国内家用电器中电视、空调等家电大多采用红外遥控的方式，其通电后仅处在待机模式，需要通过红外遥控器使其工作。而市面上在售的智能插座仅能够通过控制插座的开关来达到控制家电的通断电的目的，对于设备通电后的二次上电无能为力，并不能实现真正的智能控制，从而大大限制了使用场景[1]。本文提出了一种基于STC单片机的带红外遥控功能的智能插座设计方案，该智能插座能够对家电的红外控制器按键进行学习，其具有存储共计128个按键、掉电保存等特性，能够实现大部分主流家用电器的红外控制，解决了现有智能插座的二次上电问题，拓展了其使用场景，极大便利了日常生活。
1 系统整体框架
1.1 系y工作的基本原理
整个系统由主控制器、WIFI模块、红外学习模块、OLED显示器、温湿度传感器构成[2]。其系统整体框架如图1所示，该智能插座系统的工作流程如下：
图1 系统的整体框架
1） 红外学习过程。在系统运行的状态下，通过手机APP利用WIFI模块向主控制器发送学习指令，主控器将指令传送至红外学习模块，红外模块进入学习模式，此时将设备的遥控器对准红外学习模块，按下电源键，此时该设备的电源键的红外码值就被被红外学习模块记录并存储。学习完成后，通过手机APP向主控制器发送红外发射指令，主控制器将指令传输至红外学习模块，红外学习模块发射红外信号，设备做出相应动作，学习成功。
2） 设备控制过程。完成学习的智能插座，在接入设备后，在手机APP端点击插座开关按钮，主控制器接收指令后，驱动三极管，使继电器吸合从而使插座导通，完成一次上电。然后在手机APP端的设备遥控界面点击刚刚进行学习过的按钮，向主控制器发送指令，主控制接收指令后，驱动红外模块发射红外信号，控制设备启动，完成二次上电。
1.2 系统的基本功能
1）插座控制，该智能插座系统，通过I/O口驱动三极管来控制继电器的吸合和断开，从而达到可以控制插座通断的功能。
2）红外遥控，通过红外学习模块实现对家电红外遥控器按键的学习和存储，再通过红外发射器发射红外信号，从而达到可以控制家电二次上电的目的。
3）定时功能，通过手机APP可以设定插座的工作区间，在指定的时间打开或关闭设备。
2 软件功能实现以及测试效果
本智能插座系统通过安卓手机APP进行远程控制，手机APP采用易安卓平台进行开发，易安卓是在易语言的基础上向移动平台过渡的过程中诞生的，其于2013年6月，定位于基于安卓系统下的APP开发的全中文安卓编程语言，本语言的安卓APP代码编写非常符合国人的编程思维，极易上手。易安卓平台可以进行可视化编程，避免了传统Eclipse需要大量代码以及难以理解的问题，编写一些简单的安卓APP非常迅速，大大缩短开发时间[5]。
易安卓提供了大量组件进行应用，除了传统的文本框、按钮之外，还提供了与安卓契合的网络模块、传感器模块等，可以随意调用，只需将组件拖入到可视化界面后，即可进行编程。易安卓的程序、属性、架构与Eclipse一致，各模块调用的外部图片、音乐、连接等资源会在其左侧的属性区记录，而每个模块组件的事件发生位置也是可设定的，其事件列表在属性区下方，通过设定事件，即可完成各功能在对应时间点的动作。
手机APP运行时的界面如图2所示，打开手机APP，手机APP会首先检测手机WIFI的状态，连接WIFI后，软件会对WIFI的SSID进行匹配，匹配成功，则进入主界面，在主界面中可以看到当前插座的运行状态，点击红外遥控设置可以进入红外遥控的操作界面，控制插座学习或发射红外信号。
3 总结
经过测试，该插座能够兼容市面上大部分可以由红外控制的家用电器，解决了目前智能插座只能控制家电一次上电的问题，而且其模块化的设计，大大简化了系统设计过程，成本低廉、安装简单，也不需要过高的用户学习成本，具有良好的推广前景和使用价值。
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关键词：智能家居；iOS；消息推送；Xcode
中图分类号：TP311.1 文献标识码：A
1 引 言
近年来，安防监控技术己经由原来的单一控制发展为现在多种控制方式相结合的形式。在安防监控技术不断发展的影响下，监控系统也由原来的模拟系统逐渐发展成为集网络化、数字化、智能化于一体的多信息平台监控系统。随着移动智能终端应用的日渐普及，通过移动终端获取家居环境的实时信息已成为智能家居安防应用领域的开发热点[1]。iOS（苹果公司移动操作系统）设备在中国移动智能终端市场的占有率逐年上升。因此，在基于iOS的平台上有针对性地开发一种智能家居报警系统，将方便更多用户“随时随地”防范和保护家居环境[2]。
2 总体方案设计
总体设计方案如图1所示，该报警系统主要包括ZigBee数据采集端、报警管理服务器端、iOS移动客户端三个子系统[3]。数据采集端通过串口与报警管理服务器端相连接，负责采集家居环境中的监控信息，并根据硬件智能控制机制采取相应报警操作。iOS移动客户端负责报警信息的推送以及报警操作的控制，通过WLAN/GPRS网络与报警管理服务器端相连接。报警管理服务器端负责转发和处理信息采集端发送的报警信息，以及响应移动客户端的操作信息。数据采集端和报警管理服务器端仅做简要介绍，本文将详细介绍基于iOS的移动客户端开发。
3 系统设计与实现
3.1 ZigBee数据采集端设计与实现
数据采集系统采用ZigBee无线节点采集并发出报警信息，利用人体热释电红外传感器（HCSR501人体感应模块）实时感应人体入侵信息，利用门磁开关模块（KTMC8）感应门或窗的被动开启操作。该数据采集方案利用了ZigBee自组网无固定基础设施的优势以及多源传感器信息融合的特点，能够保证家庭环境信息感知的实时性与准确性。
3.2 报警管理服务器端设计与实现
报警管理服务器采用的是Tomcat 8.0 服务器。Tomcat 8.0服务器是一种免费的开放源代码的Web应用服务器，运行时占用的系统资源小，扩展性好，适用于小型应用服务端。
3.3 iOS移动客户端软件设计与实现
移动客户端是基于iOS移动终端进行开发的，报警信息的可通过文字和图像等信息承载手段来实现。考虑到其他不利因素，如终端设备不稳定的网络速度和信息处理的载荷变化等，本文中基于iOS平台的智能家居报警系统采用文本信息推送的形式报警信息。终端收到推送消息后，提醒用户可在终端采取相应的报警操作，如开灯、拍照、拨打电话等。
3.3.1 开发平台
iOS是由苹果公司开发的移动操作系统，主要应用对象为苹果公司出品的相关移动设备。该操作系统具有简单易用的界面、强大的功能以及超强的稳定性，据Kantar Worldpanel ComTech的全球智能手机季度销售报告显示，在2015年第二季度国内的移动终端设备领域，iOS设备占据了24.4%的份额[4]，创历史新高，越来越多的移动端用户选择使用iOS设备。与Android平台相比，应用iOS系统的移动终端设备以视图优先为原则，使用较少的框架，保证了开发者对硬件最有效的使用。同时，iOS系统具有较高的安全性[4][5]，所以这类设备的优势主要体现在良好的用户体验和较为安全的使用环境。
iOS移动客户端的开发使用的是苹果公司提供的非开源集成开发环境Xcode 6.1，编程语言采用的是ObjectiveC。智能家居报警程序的前期调试在Xcode模拟器上完成，后期测试与调试在真机上完成。
3.3.2 软件主程序架构设计
首先进入移动端程序，用户需要登录对应账户。移动端通过WLAN/GPRS实时接收报警管理服务器端发送的报警消息，如有报警消息，用户可根据不同的报警消息采取相应的报警操作。如果当前报警操作已完成，则再次进入接收推送消息的状态。按照上述方式，程序循环执行，图2给出了软件主程序流程图。
3.3.3 主界面设计
如图3所示，移动终端应用程序主界面包括监控区域、情景设置、监控详情和其它四个功能模块。
1.监控区域：删除或添加对指定房间的监控；
2.情景设置：对不同的监控区域设置不同的监控条件，包括离家、回家和休息三种监控状态设置。此外，用户也可以添加其他自定义的报警操作；
3.监控详情：以图片形式显示监控区域画面，用户基于此监控画面可采取人为报警操作；
4.其它：提供移动端程序的相关信息，如用户登录、关于软件、版本更新等功能。
3.3.4 报警消息推送设计
该移动客户端使用iOS消息推送机制实现报警消息的推送[7]，该消息推送机制是在应用程序APP、APP服务端（Your Server）与APNS（Apple Push Notification Service）服务器之间完成的。消息推送流程如图4所示，推送流程功能说明如下：
1.应用程序（APP）通过iOS系统向Apple Push Notification Service（APNS服务器）注册消息推送服务并申请Device Token（设备标识）；
2.APNS 服务器将Device Token 发送给APP；
3.APP将Device Token发送给Your Server （APP服务端）；
4.APP服务端向APNS 服务器发送推送消息；
5.APNS 服务器将推送消息发送给APP。
移动端报警消息推送提示界面如图5所示。
3.3.5 用户报警操作设计
用户报警操作界面如图6所示，当移动端设备收到APNS服务器发送来的推送消息后，用户根据推送消息及时采取相关报警操作，如点击“灯光”按钮，实现对监控区域灯光的开关控制功能。点击“拍照”按钮，实现拍照记录监控区域的功能[6]。点击“报警电话”按钮，实现拨号报警功能。上述操作均在iOS移动客户端实现，用户通过操作移动端，经过报警管理服务器端将相关操作信息转发到数据采集端，最终数据采集端实现相应的操作，达到家庭环境智能家居安防的目的。
4 系统分析与测试
软件测试是程序开发的重要环节，同时也是保障应用程序正常运行的关键。本文开发的程序分别在Xcode Simulator（Xcode模拟器）和iOS真机设备两个平台进行了测试。包括延时测试和iOS设备兼容性测试两部分内容。
图7 延时测试
延时测试，包括入侵报警消息推送延时和安防操作延时，此处延时包括硬件延时和软件延时的总和。由测试统计结果可知，不同的延时均达到了系统的要求，延时测试结果如图7所示。
iOS设备的兼容性测试包括该报警系统软件对当前国内iPhone主流机型的兼容性，经测试，该移动客户端能够兼容目前iPhone主流机型。iOS设备兼容性测试结果如表1所示。
经过不断的测试与改进，智能家居报警系统的延时和设备兼容性均达到设计要求。
5 结 论
本文设计的基于iOS平台的人员入侵报警系统，着眼于智能家居安防的需求，可应用于多种不同的场景，如家庭、仓库、小型超市、个体商店等[8]。结合ZigBee节点的无线组网优势，实现了不同监测区域的灵活布网。面向iOS移动客户端进行开发，使持有iOS设备的用户能够使用该系统，这将增加智能家居安防系统的目标用户。因此，该系统的设计，较好的适应了智能家居安防系统的需求，适应了智能家居行业的发展方向。
未来工作将根据ZigBee无线网络的特点，进一步优化iOS移动终端的性能，增加更多的监控措施，帮助用户获得更完美的使用体验。
参考文献
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【关键词】无线控制；远程控制；温度控制；安防控制；能源管理
1.引言
近年来随着人民生活水平和知识层次的不断提高，人们也将注意力越来越多的放在了生活环境的安全性、舒适性和便利性上，因此也就产生了对家居智能化的需求；与此同时，在科学技术方面，计算机控制技术与电子信息通讯技术的飞速发展也促成了智能家居系统的出现。开发智能家居相关产品不仅能够满足人们生活的需要，对整个社会信息化进程的推动作用也不可忽略。
我们基于上海未来伙伴机器人有限公司创新套件设计了一套智能家居控制系统，利用结构部件、连接部件和传动部件以及传感器完美得组合在一起，通过能力风暴控制器、单片机系统、无线模块、GSM模块等，实现了家居的无线控制、远程控制、温控、安防控制等功能，使人们的生活更加便捷、安全、舒适。
2.系统总体设计方案
家居智能的基本目标是，将家庭中各种与信息相关的通信设备、家用电器和家庭安防装置连接到一个家庭智能化系统上进行集中或者异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的协调。根据智能家居所需要的功能，我们按照与家庭所处位置的远近，将系统归纳为远程控制、无线遥控控制和本地集中控制三种控制方式。
远程控制通过手机发送短信形式进行控制，此方案主要用到GSM模块和单片机，手机发送指令到GSM模块的SIM卡，然后根据用户的指令来控制家电设备或者接收报警信号并向用户报告。使人们身在外地就可了解家中的各种状态。
无线控制功能是通过无线发射接收模块实现近距离控制功能，主要包括对家电的近距离控制和接收报警信号，节省了无线通信不必要的费用，也省去了花在综合布线上的费用和精力。其主要电路由51单片机模块电路、无线发射接收电路、能力源控制器、AS-UⅢ智能机器人组成。
“自动+手动”控制包括路灯、太阳能草坪灯、走廊灯控制的自动控制，可节约能源。空调、花园浇水、窗帘是采用“自动+手动”控制，既可以自己通过按键控制开关，也可以自动控制。
3.硬件电路设计
3.1 无线控制系统
用户通过终端控制器发射指令，由接收系统对电饭煲、热水器、排风扇进行开关控制。用户通过终端控制器发射相关指令，接收系统对大门、车库门、房门也可进行开关。采用AT89C51单片机，通过功能按键选择以上的开关控制，由12864液晶显示器进行显示相关状态，同时蜂鸣器起到报警的作用，使用2400bit/s无线模块实现近距离无线控制。无线终端控制器的框图如图1（左图）所示。接收系统通过解码实现对家用电器、门等控制。同时门上安装磁敏传感器检测门的位置，使门实现自动开关功能。接收系统的框图如图1（右图）所示。
无线终端器的电路原理图见图2所示，电源为5V直流电，12864液晶显示器中RP1可以调节显示器的亮度，S1-S6为无线终端控制器的功能选项按钮，S7为单片机复位按钮。AY1为蜂鸣器，当单片机20脚输出低电平时，Q1导通，蜂鸣器开始鸣响。2400bit/S为无线模块，当接收到无线信号时，单片机进行解码，并通过12864与蜂鸣器显示相关数据。
3.2 远程控制系统
用户通过手机发送短信，GSM模块接收到手机的指令，通过单片机进行远程控制电饭煲、浴室热水器、浴室换气扇等的开关。控制系统框图如图3所示。
手机发送指令给GSM指定号码，从而实现远程控制的功能。指令表见表1。
3.3 “自动+手动”控制
3.3.1 温控系统
卧室内，用户可以“手动”设定空调的温度，使室内的温度控制在人体舒适度范围之内，当室内温度和设定温度有偏差时，就会“自动”启动空调开关，并且会自动进行制冷或制热的选择。控制框图如图4所示。
3.3.2 自动洒水系统
通过传感器检测土壤湿度，土壤干燥时启动洒水系统为花草浇水，当湿度达到一定值时，洒水机停止工作，或人为进行洒水系统的开关。控制系统的框图如图5所示。
3.3.3 风力发电系统
当风力达到一定时，风力发电系统自动工作，由存储装置储存电能，供电给用电器。
3.3.4 自动太阳能草坪灯系统
白天，通过屋顶上的4块太阳能板进行蓄电，晚上，电池给草坪灯进行供电，控制器采用5251专用芯片进行光线检测、升压驱动。
3.3.5 灯光控制系统
利用光敏传感器检测太阳光，当白天接收到太阳光时，路灯灭。晚上接收不到太阳光时，路灯点亮；利用声音传感器检测走廊声响，当有人走过发出声音时，传感器接收到信号，走廊灯亮，延时10秒后，走廊灯熄灭；利用光敏传感器检测环境明亮程度，当早上接收到太阳光时，电机正转，窗帘打开；晚上光线比较弱时，电机反转，窗帘关闭，框图如图6所示。
3.4 安防系统
本系统设计的安防系统包括防火系统、防盗系统和紧急求救系统。框图如图7所示。
利用温度传感器检测室内温度，当发生火灾时，温度升高，启动报警功能，房屋周围4个LED灯闪烁，喇叭声音报警，同时灭火系统（喷水）启动。并通过无线模块向终端控制器发送一个信号，终端控制器报警以及时提醒房主，同时，GSM模块也向房主发送短信进行提示。
利用红外反射、接收装置安装在门上，当大门关闭时，如果有人进入，启动报警，无线控制终端显示盗贼进入，并报警，提醒房主及时处理，同时，GSM模块也向房主发送短信。
当别墅内人员（尤其是弱势群体的老人和小孩），出现紧急情况时，按下呼叫按钮，启动紧急呼叫系统，报警器会发出“呜呜～”的报警声，同时GSM模块也向房主发送短信，表示家中有紧急情况。
4.软件程序设计
本系统用的软件主要采用上海未来伙伴机器人有限公司提供的VJC流程图编程和单片机C语言编程相结合，VJC流程图编程更加直观形象，流程图采用模块化编程的形式，接近人类自然语言，流程图程序的形式与标准流程图完全一致，简单易学，是学习单片机C语言编程的基础。编译好的流程图下载到能力源控制器，然后进行程序的调试，最后实现其功能。
4.1 走廊灯路灯程序
4.2 风力发电与自动洒水
5.制作和调试
本系统利用上海未来伙伴机器人有限公司创新套件设计了一套智能家居控制系统，将结构部件、连接部件和传动部件以及传感器完美得组合在一起，搭建成一套家居系统的框架，再通过能力风暴控制器、单片机系统、无线模块、GSM模块等，实现了智能家居控制系统。实物如图10所示，经过调试，系统都完成了以上功能。
6.总结
本套智能家居控制系统具有以下创新点：
（1）无线控制和远程控制相结合，既能进行近距离无线遥控控制也能进行远距离控制。
（2）具有太阳能、风力发电装置，为晚上草坪灯供电，起到了很好的节能作用。
本套智能家居控制系统通过模拟实物制作和调试，都能达到智能家居的功能，达到预期的效果。在应用到实际家庭中，也能实现这些功能。因此对开发智能家居控制系统有一定的借鉴意义。
参考文献
[1]潘庆浩，古鹏.智能家居控制系统技术问题的研究与探讨[J].计算机工程应用技术，2008（6）.
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关键词 创新 智能照明装置 实践
中图分类号：TU113.66 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.01.075
Practice and Exploration of Innovation Project
on Intelligent Lighting Device
CHEN Jianxue， WANG Yujiang， WANG Xiaojun， MA Chao， LIU Xichang， KONG Xiangying
Abstract This paper introduces the experience of how to execute the innovation experiment project in college application education， that is， a practical intelligent lighting device project. Also， the method of improving the innovation ability of college students is discussed under various open platforms in information industry and technology.
Key words innovation; intelligent lighting device; practice
0 引言
创新是素质教育的关键。高等教育作为知识创新和技术创新体系的基础，其责任就是要培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。培养大学生的创新实践能力，是高等学校教育的重要内涵，是学生自身发展和社会经济发展的要求。通过历年创新项目的实施，表明在自动化、计算机、电子信息等相关领域中，结合信息领域新技术和工程实际问题的创新项目，有效地培养了本科生的创新意识和实际动手能力。本文结合智能照明装置创新项目，探讨创新项目实施的一些具体经验。
1 创新项目的提出
智能家居是当前最热的研究方向之一，在电子设备和智能手机越来越普及的时代，智能家居的各种开发创意越来越受到重视。智能家居的照明控制系统，就是根据某一区域的功能，每天不同的时间、室外光亮度或该区域的用途来自动控制照明，是整个智能家居的基础部分。在智能照明系统中，用于灯光照明控制时能对电灯进行单个独立的开、关、调光等功能控制，也能对多个电灯的组合进行分组控制，方便用不同灯光编排组合形式营造出特定的气氛。智能照明系统中接入各种传感器对灯光进行自动控制，实现智能调光，灯具的光线自动地由暗逐渐到亮，或由亮逐渐到暗。智能照明系统应用在智能建筑中，不仅能营造出舒适的生活、工作环境以及现代化的管理方式，而且还具有一定的节能效果。
从学校大学生的实际情况出发，不能选择需要投入大量精力和资金的工业智能照明装置的技术路线，必须考虑一年以内可以完成并且可以控制成本的解决方案。为此，首先收集了 市场上智能照明工业产品的相关信息。
飞利浦推出的Hue LED智能照明解决方案代表了较为先进的技术水平，支持1600万种颜色变化以及开放式的开发接口和社区支持，使用高速32位STM方案并支持TI2530 Zigbee，操控软件上对接IOS苹果APP或者Android系统，但是其高昂的成本和售价也阻碍了产品的大规模推广。美国售价199美元起，包括一组3个LED灯加连接到路由器的Bridge设备，每额外添加一个LED灯的价格是59美元，额外添加一个Bridge设备的价格是50美元。整套系统在欧洲和英国的价格更为昂贵。在上海正式向中国市场时，初始套装售价1689元起。以上的价格均不包括家用路由器成本、手机端的软硬件成本。这样，项目组从尽可能降低成本的角度切入，参考Hue LED的产品方案来进行创新项目的设计。
Arduino是目前较为流行的电子互动平台，基于单片机系统开发，具有使用简单、功能多样、价格低廉等优点，广泛应用于电子系统设计和互动产品开发方面。Arduino接口众多，各种配件较为齐全，开发调试和部署都非常方便，已经出现非常多地使用arduino来作为智能家居开发基础设备的应用。本智能照明系统以极低成本方式实现部分Hue系统的智能照明功能，采用arduino单片机接受温度和超声波等传感器所测量的数据，根据环境的温度或物体的距离来实现灯光的自动调节。
2 创新项目的具体设计和实施
在创新项目的立项阶段，需要创新项目组成员的共同努力。这个阶段，项目组成员的知识面、技能基础和技术眼光，往往在很大程度上决定了项目后续实施的顺利程度。这个阶段，对项目组成员的要求是能把握住整个项目的整体方向和技术路线，充分收集相关的技术资料和文献，思考问题，解决问题，提高自身的创新能力和实践能力。
在大量阅读相关文献后，创新项目组确定了智能家居照明装置的硬件设计方案。智能家居照明系统包括灯光模块、核心模块和检测模块。灯光模块为Arduino Mega单片机所连接的全彩LED模块;核心模块为Arduino Mega单片机;检测模块由温度传感器、超声波传感器、热释电人体红外线传感器共同组成。项目基于arduino单片机，连接温度、超声波等传感器，分别采集环境温度、物体距离等数据，通过PWM信号输出控制全彩LED的R、G、B三原色。
硬件方案定型之后，项目组成员对智能家居照明装置进行创新创意设计，根据前期的软件基础和准备进行软件功能的设计，这时候培养了学生将创新思想落实到具体产品中并加以设计实现的能力。经过项目组团队的充分讨论，决定该项目的产品功能设计大致如下：系统中arduino功能设计为4层，模版配色功能及智能感知功能。
第一层次为简单实现Hue系统的主要功能，即提供几种固定的智能灯光配置，设想以2个LED灯泡为例，arduino以预设的调色方案去控制2个LED灯泡，比如家庭阅读方案（亮黄、亮白组合）或者夜灯方案（弱白色为主）。配置操控界面可以在Android手机上开发实现。Arduino板卡和Android手机通过蓝牙或者WiFi进行通讯。这一功能的设计主要还是立足于模仿飞利浦的Hue系统功能，侧重点在于以极低成本实现智能照明的基本功能，从这个层面上说，学生们提出的如果能以低成本实现主流功能，其实也是某种意义上的技术创新。
第二层次，在arduino上加装温度传感器，如DHT11温度传感器，实现根据环境的温度来自动开关灯或者自动调节灯的亮度。温度高时，可以开启冷光灯来补充光源，温度低时，可以开启热光灯来补充电源。
第三层次，在arduino上加装超声波传感器，初定为US-100带温度补偿的超声波模块，可以同时测距测温。这样可以实现arduino对人体的自动感知功能，该功能设计为夜间探测到人体后自动亮灯，并且随着人体的走近逐步自动加亮LED灯，待夜间行动人体逐渐远离之时，arduino又会自动逐步减弱LED发光强度直至灭灯。
第四层次，在arduino上加装热释电红外传感器，通过热释电红外传感器采集室内是否有人等信息送到arduino，arduino根据这些信息对照明设备进行开关操作，从而实现照明控制，以达到节能的目的。
在这个功能的设计中，项目团队的创新意识得到了充分发挥。大家仔细研究了市面上的智能照明产品之后，认为现有的很多产品功能比较复杂，比较注重细分人群的需求，如加入光照和音乐的配合因素、加入手势对配色的影响、实现远程配置照明等。对于一个低成本的智能照明装置，可以考虑夜间人起夜时的自动照明需求，从这个常见的需求出发，设计出产品的自明、静音功能，然后很自然地进一步设计出人体探测、无级变光、智能节电功能。
在整个项目的实施过程中，指导老师比较注重有意识培养学生的团队意识、领导能力和合作精神。在设计过程中，项目组团队需要合理安排计划进度、人力分配，各个成员的分工配合，不同技术方向上的知识准备和攻关。这里涉及到很多知识，比如arduino的开发、传感器的原理研究等，对于还在学习基础知识的大学生来说，也是一个很好的学习机会。
作为一个创新项目，除了做出成型的样机，还有一定的学术要求，本项目还具体要求、专利申请和软件著作权申请。论文的撰写、专利申请和软件著作权的申请，对学生而言，也是很好的锻炼机会。整个过程中，基本做到了紧张有序，每个人都得到了充分锻炼。
3 总结
本智能照明装置创新项目涉及到arduino开发、LED灯光配置、传感器原理等知识和技能，在功能上初步实现了Hue系统的设想，并且在智能感知调光功能上有所创新，成本极为低廉，是一次非常好的创新实践机会。回顾整个项目，从预研、立项、设计到实施，项目组成员广泛阅读了大量的技术资料，成功完成了智能照明装置样机的接线、编程和调试，并完成了论文的撰写和专利、软件著作权的申请，极大地锻炼了学生的动手能力和科研能力，项目组团队的创新意识得到了充分发挥。本次创新项目实践中，还可以进一步加大产品的市场实践环节。可以考虑让学生去做一定的产品市场调查、产品市场推介或者联系行业内厂家的工作，可以更好地体会创新产品的成果转化过程和难度。
参考文献
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拓展零售渠道改善渠道结构
对于任何商家，渠道都是至关重要的。在系统集成销售中，空调、采暖炉、净水器等产品都是半成品，必须把它做成一个系统，才能够用，整体的销售周期比较长，还涉及到很多隐蔽性施工，与家装结合非常紧密，所以渠道有其特殊性。好享家目前的销售渠道主要包括以下几类：
一是家装公司，由于系统集成行业的专业性强，很多消费者不了解，需要依靠家装公司或设计师帮助他们进行推荐。所以，家装公司的信息获取在系统服务商的上游，也就成为系统集成非常重要的销售渠道，服务商与安装公司合作，行业通用的是佣金制方式，双方相互推单。
二是门店零售，2011年以前，很少有服务商会开零售门店，好享家的旗舰店开业之后，以主题式商品陈列、体验式商品销售，打造了全新的舒适系统集成销售模式，对行业还是有很大触动的。现在南京市场很多服务商都开始重视形象建设，毕竟消费者对服务商的实力还是很看重的，而门店也是公司实力体现的一种形势。同时，门店丰富的产品线展示，不仅能够体现出服务商的专业度，更能够增加消费者的体验效果，远比看电脑设计图更能影响消费者。
三是个人设计工作室，个人工作室的优势就是提供一对一的个性化家装服务，往往是集设施、施工及内部装饰于一体完成，很多高端顾客装修时都会选择个人工作室。如果说装饰公司做的是量和面，而个人工作室做得是精和高，目前智能家居系统集成的消费群主要还是以高端消费人群为主，因此，个人工作室也是非常好的零售渠道。
四是售楼处也可以作为一个渠道，但开发商一般不太愿意为服务商提供客户资料，除非服务商有更多的资源投入，作为提供资源方的形式合作，由开发商出面进行客户的邀约工作。还有与开发商的样板房合作等，系统销售的渠道也是多种多样。顾客在哪里，渠道就要开拓到哪里，因此，怎么样去找到自己顾客就显示了服务商的零售能力。
目前对每个服务商来讲装修公司都是非常重要的渠道，份额占比通常较高。单一渠道占比越高就意味你的风险越高，拓展渠道对服务商来讲能够更好地改善渠道结构，降低经营风险。例如，有的服务商家装公司渠道的销售占比高达到70%左右，2013年，家装行业生意较好，业务量明显上升，好享家也呈现出了良好发展的势头。好享家目前家装公司渠道占比是50%左右，2013年上半年已经超额完成上半年的销售目标，主要增长就来自零售门店销售。门店零售虽然并不是很高，但增长快，稳定性强。因此，好享家也希望进一步在系统集成零售连锁店业务上有所发展。毕竟企业要想做大做强，必须要掌握第一手的客户信息，要建立与消费者面对面沟通的渠道。
但对零售市场的拓展，也取决于消费者对系统集成的接受度。就如同家电产品一样，上世纪90年代初，家电还是高端消费品。随着行业发展，消费者收入的提高，以及家电零售业的发展，购买家电越来越方便。家居系统集成也会如此，以前消费者装修时，注重的装饰性，现在更强调功能性。即家里的房子更有哪些功能，制冷、制热、空气净化、水处理、除尘、新风、智能化等等，慢慢的消费者已经开始有这样的意识，主动来选择相应的功能。特别是对中央空调、中央采暖、中央净水、智能系统已经有了一定的概念，但市场中还没有如苏宁、国美这样大的系统集成销售渠道，让消费者可以很方便的找到，去购买他所需要的系统。所以，发展系统集成零售连锁门店对服务商来讲也是一个机会。好享家的旗舰店开业之后，就吸引了很多行业人士、社会人士对家居系统集成的关注度，如设计院、机关团体等都过来参观过，对提升服务身零售品牌有着很重要的意义。
必须要有主动营销的能力
从2012年开始，很多品牌商开始直接找到好享家，一方面是好享家在当地已经有了一定的影响力，另外方面也是品牌商越来越重视系统集成市场。在合作品牌的选择上，好享家每个系统只选少数几个合作品牌，一是整体市场份额没有那么大，多品牌操作，每个品牌都卖不了多少，品牌不会重视。二是现在家居系统集成主要还是属于高端消费，品牌定位要求也比较高。产品与复杂的设计与施工的配合，才能够用很好地运行起来，而且运行起来后期还有很多维护工作。毕竟好享家涉足系统集成服务领域的时间并不是很长，相关的技术及经验积累还不丰富，因此，品牌商的技术优势和技术支持能力非常重要，而目前市场中具备这样服务支持能力的品牌也并不是很多。
家居系统集成涉及的面广，每个小系统中又会涉及不同的配置，把全部系统都做齐不具备可行性，在经营上必须要有自己的重点。目前，空调与采暖系统是家装中的基础应用部分，其次是净水系统，再次是智能家居系统。智能家居系统又由家庭影院、智能灯光、智能监控、可视对讲等，大系统中又有很多的小系统，对户型的要求也较高，基本是以别墅用户为主。目前，好享家以上述四个大系统的销售为主，平均的客单价在7～8万元。
由于大部分消费者还并不太了解系统集成，所以零售门店中自然客流较少，占比在10%左右。最初，考虑到这个行业不透明，行业利润较高，为了尽快提升零售影响力，扩大销售规模，好享家曾采用价格策略启动市场。毕竟好享家有家电零售的背景，有供应商基础，与供应商的合作模式比其他小企业也要成熟，可以拿到更好的政策。但做系统集成与家电销售不同，家电销售管理主要就是进销存，即使有售后安装服务，流程也比较短，是赚进销差价，看资金周转率。但服务商的服务流程非常长，服务成本高、服务人员的成本高，赢利模式与家电完全不同。
而且系统销售与家电零售卖场不同，如果是大卖场，通过打广告可能消费者就能够到门店中来。但系统集成零售店，打广告只能够是提高公司品牌影响力，对销售的影响非常小。一是消费者都不知道系统的概念，你告诉消费者在做活动，可以便宜一万、二万元没有任何意义。二是即使消费者有系统的概念，从拿到新房钥匙到装修，再到装修风格、设计方案确定等，迁涉的环节多、周期长，可能要一二个月，很难因为一个广告去改变他整体的安排。
因此，好享家在2011年调整策略，又回归到中等报价，同时加大做小区活动、网络推广的力度，多角度拓展业务。事实也证明，服务商不是坐商，一定要是行商。目前好享家在南京的旗舰店，除系统展示零售以外，会经常性举办各种活动，通过邀约的方式将目标消费者邀请到门店内。由于家居系统集成的受众面还很小，所以做活动必须要结合更多的异业资源，将装修涉及的材料商、设备商引入展厅内共同做活动，借助他们的力量约到有需求的顾客。另外，还要充分利用互联网资源，特别是要与一些小区论坛的专业版主做好沟通。但在互联网渠道，重点是利用网络把客户资源集中，用户需求信息集中，做品牌推广的意义更大一些，达成销售并不是主要目的。
必须要建立团队流程化管理
做系统服务与顾客沟通的周期长，好享家做过相关的测算，顾客购买产品之后，到系统完工，平均最少要接触5次以上。而且整个销售过程中，不是一个人就可以完成，而是要有一个团队配合完成。因此，流程化管理非常重要。例如，零售部分，先是销售阶段，主要负责与顾客的接触、谈判及接单，销售人员要负责方案的设计及报价。第二个阶段是在设计环节，要根据客户房屋的具体情况做设计及报价，顾客满意以后签合同，进入第三个施工阶段，由项目经理掌控进度和对施工质量把控。第四个阶段是施工完成之后的系统调试，调试之后交付顾客使用。最后还有使用之后是检修、维护、回访等。期间涉及的人员非常多，协调工作很多。因此，在整体销售过程中，产品销售只占30%，设计施工及服务要占70%，真的是三分产品七分服务。
好享家有三大事业部，零售事业部、对公事业部和服务事业部。系统集成的服务其实是工程项目，不是安装与维修，所以服务事业部也比较复杂，有施工，就必须要有项目经理负责工程的协调，有监理对工程质量监督把关，后期的维护保养调试安装等都是服务的内容。所以，好享家的服务事业部又分为工程部、监理部、维保部、客服部四大版块。
系统集成能力是服务商的核心竞争力，这就决定了它不可能是一个能够快速发展的行业，对企业的基本功要求非常高。因为，系统集成服务这个行业并没有相应的标准，单件的产品有标准、装修有标准、施工有标准，但整体的系统集成服务没有标准，对于用户来讲，什么样的系统是好的，必须要使用后才知道。所以，用户使用的实践会来检验你的方案，你的系统设计有没有问题、安装是不是规范、使用的材料是不是符合国家的相关标准等，有没有安全的隐患等，都会影响到消费者的满意度，用户的口碑是好的衡量标准。因此，服务商必须要有设计能力、施工管理能力，物料的管理必须要有中央工厂的能力，这些基本功如果不到位，不可能发展起来。毕竟做工程不出问题不可能，但出了问题必须要马上改进，甚至赔了很多的钱，才能把口碑建立起来，每个企业都是一步一步走过来的，发展到现在的优秀服务商，如成都美景、武汉广华、杭州艾尔柯、上海永乐楼宇等，前期都做了大量的投入，培养人才，改良工艺等。
特别是专业人才的培养，不仅需要理论知识，对实践的要求更高，做到某一个系统专业比较容易，但做到全系统专业就非常难，这也需要服务商真正把产品、家居环境以及消费者需求研究透，一定是需要一个高科技含量的团队，这个团队中有对不同系统进行专项研究的业务人员，同时他们又都是互动的，这样才会为消费者提供更深层次和专业的解决方案。现在好享家每年都有校招计划，从大学中招聘专业的人才，放到一线做定点培养。
