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智能家居控制系统的软件设计研究
[ 通信界 / 张玲玲 / www.cntxj.net / 2019/11/24 17:59:05 ]
 

  摘要:随着科技水平的不断提高, 智能化运用于家居环境中已成为一种必然趋势。智能化家居是利用无线网络、计算机、信息、通信以及系统化模块等综合运用于家居, 形成的智能化家居控制系统。本文就分别针对智能化家居的特色, 智能化家居的照明控制系统、家电控制系统、环境控制系统、安保监控报警系统等的软件设计以及软件程序的调试应用, 展开深入地分析。

  关键词:智能家居,家电控制,系统开发,软件设计,研究

  随着科技文化以及经济水平的不断提升, 人们对舒适、快捷、安全的家居环境追求的渴望日益增加。而计算机软件设计开发的飞速发展为智能化家居理念, 注入无穷的力量也带来了无限的希望。智能化家居也是近年来刚兴起的新理念, 这一理念充分显示了人们对智能化居家环境的追求。智能化家居随着互联网的发展以及无线网络的出现, 逐步进入无线网络控制时代。智能家居主要由无线网络、计算机、网络信息、网络通信以及系统化模块等综合运用于家居, 形成的智能化家居控制系统。智能家居控制系统主要有智能化照明控制系统、智能化安保监控报警系统、智能化家电控制系统、智能化编程定时系统、智能化室内环境调控系统以及室内外远程操控系统等。下面我们就针对智能家居控制系统软件设计开发以及软件调试进行研究。

  1 智能化家居控制系统的特色

  随着智能化的不断发展, 智能家居理念应运而生。智能家居这一理念的提出目的就是:利用多功能化的智能服务为家庭带来环保、舒适、便捷、安全的居家环境。这样的居家环境不仅能给人们带来高效舒适的生活, 也能帮助家庭成员保持交流的畅通, 优化家庭的生活方式, 帮助我们合理安排时间节省时间, 增强居家环境的安全性。这些目标、这些优点的进一步实现, 无一不需要智能化控制系统来进行操控运行。因此智能化家居控制系统作为智能化家居的的核心, 其重要性也是不言而喻了。

  然而传统的智能化家居在远程操控上的具有控制效率低、控制方式单一等缺点。随着无线网络以及物联网的飞速发展, 我们就能将检测系统控制系统以及互联网有机的结合在一起进行研究, 弥补传统的智能家居在控制系统上的不足。智能化家居控制系统需要结合各种模块进行开发设计, 下面我们就针对智能化家居的核心内容, 智能化家居控制系统的模块分类、各大模块控制系统的软件设计开发等方面展开论述研究。

  2 智能家居控制系统的分类以及软件设计研究

  智能家居控制系统由软件和硬件系统结合构成, 这里我们可以把硬件比作我们的身体躯干, 软件就是我们的大脑。那么正常运行的基础是硬件, 进行分析操控、发布命令的主要部分是软件系统控制。智能化家居控制系统主要分为照明控制系统、家电控制系统、环境控制系统、安保监控报警系统等。下面分别对各类控制系统进行分析以及各类智能家居控制系统的软件设计研究。

  2.1 照明控制系统以及控制软件设计

  一天内有一半时间属于夜晚, 因此照明控制系统对于智能化家居控制系统来说是必不可少的。照明控制系统主要包含各类照明灯具、光敏感应器、声敏感应器、单片机系统、输入输出控制器、红外传感器以及电线等构成。

  照明系统的核心就是单片机, 在这里单片机是整个系统的终端控制芯片, 可以进行数据采集分析以及发布数据命令来完成人们的智能化网络操作等。红外感应器以及光敏感应器是用来检测光的强度和是否有人, 以此来产生分辨信息输入到单片机控制系统, 来控制照明系统的开关。光敏和声敏器件可以构成一个对光强度和声控相结合的智能化照明模块。首先, 要连接好控制线路, 以及各个感应器的正确安装, 然后通过串联、并联或者串并联相结合的方式, 就可以令这几类照明系统的选择具有可操控性。可以通过控制系统的软件进行调控命令的发布, 分别控制或者一起控制都是可供选择, 可供调控的。

  2.2 家电控制系统以及家电控制系统的软件设计

  舒适的居家环境内, 各类家电的使用是必不可少的。常用家电主要有空调、冰箱、电视、洗衣机、热水器以及各类厨具等等。现如今家电可谓是琳琅满目, 品类众多, 功能众多, 让我们无法很好的选择品类, 很好的运用其功能。这时我们就可以设计一款软件, 配合相应的家电控制系统来完成对各类家电的智能化使用。

  家电控制系统由各类家电、数据采集器、输入控制器、单片机系统、输出控制器、智能开关以及线路等相应器件构成。现今各类家电中, 大多数家电已具有单独的智能化操控系统, 如空调、电视、洗衣机、热水器等都有各自的智能化操控模块。因此对于家电控制系统我们要做的就是如何把这些单独的小模块给并入到一个整体之中。这时, 数据采集器的作用就凸显出来了, 我们可以通过系统终端发布命令, 数据采集器进行分析调控, 然后通过输入输出控制器经由单片机系统进行智能开关的终端控制。要想多个家电一起精确控制就必须把各个家电的位置进行地址编码, 把位置编码输入到控制系统的芯片中, 根据不同地址编码来精确到对哪个家电进行操控。再把这些小的模块进行串并联整合, 通过数据命令进行编码解码来调控终端的数据, 进行我们对家电的需求命令。把单独的小模块系统做好后就只需要调控连接在一起, 就可以通过软件对终端进行控制了。

  2.3 室内环境控制系统以及其软件设计

  一个舒适的室内环境是生活的必要条件, 那么如何能够营造出适合所有人的室内环境呢?这里我们就可以通过智能化室内环境控制系统来实现我们的想法。人对环境的要求也不尽相同, 湿度、温度、氧含量等都是最重要的指标。因此智能化室内环境系统必须包含智能化空气湿度调节器, 空调, 空气清新器等电器, 还要有湿度感应器、温度感应器、氧含量感应器等各类感应器, 以及数据接收系统, 单片机控制系统, 输入、输出系统。

  可以通过各个小器件的连接来构成智能化控制系统。控制系统在软件可由不同接口控制, 来制定不同按键的不同功能。例如室内环境可由加湿、除湿、升温、降温、送风、开机、关机七个接口, 七个按键进行最基本的控制。我们在软件上的设计只需把不同的器件进行相应的接口连接, 然后通过不同的按键来产生相应指令数据进行传输调节控制。我们需要注意的就是如何让它们在一起运行而不会产生不兼容的问题。这些都需要我们在系统模块设计连接以及相应的软件开发过程中解决。

  2.4 安保监控报警系统以及相应的软件设计

  居家环境的一个很重要的影响因素就是安全性, 这里我们就来说一下安保监控报警系统。毫无疑问, 居家环境中安全永远是第一位的。安全性因素主要分为外来的和内在的两种。外来的安全性影响因素在安保监控报警系统中主要体现在防偷防盗功能上, 可通过视频监控报警系统来实现。内在的安全性影响因素在安保监控报警系统中主要体现在防火防电等功能上, 可通过可燃气体报警器、烟雾感应器等报警装置来实现。

  视频监控系统模块由视频采集与编码、视频录像、远程传输这三部分构成。视频采集与编码一般采用mp4的压缩格式, 然后对视频数据进行缓存, 传输至客户终端进行识别验证。这些缓存的视频也能让我们做到对自己家居环境的实时监控, 如有偷盗发生, 既能提前进行报警, 也能留下不法分子的行窃罪证。可以设置软件程序联接至电话上, 如遇强行破门破窗而入的情况进行识别, 智能打电话到110报警电话以及业主电话上进行报警。

  报警模块的软件设计主要是由家居内布置的各个探测器发出警报信息, 在报警模块中报警信号分为开、关两中情况, 系统由探测器的开关状态来决定是否需要报警。由于家居内报警探测器众多, 需要对每一个报警探测器进行逐一位置编码, 把位置编码信息输入到系统控制芯片中, 这样如果系统接到报警信号的输入, 就可以具体定位到哪个报警探测器的位置, 也就可以确定需要识别的危险位置在哪儿, 然后进一步识别分辨处理。家居内一般主要有消防报警装置, 可燃气体报警装置等, 通过软件程序的设置, 把报警信号在控制系统中进行编写输出, 智能报警给相关单位和业主。

  3 总结

  随着智能化的普及, 智能家居理念应运而生, 本文就智能家居控制系统软件设计研究展开相关论述分析。通过上文分别对智能化家居控制系统的特色, 以及智能化家居控制系统的各大模块进行介绍分析。主要介绍了照明控制系统、家电控制系统、环境控制系统、安保监控报警系统等模块, 还有对各个控制系统模块进行分析以及各类智能家居控制系统的软件设计等方面研究。

  参考文献
  [1]张小贝, 周凤星.基于嵌入式控制器和RS485的智能家居系统[J].电子测量技术, 2012, 35 (08) :62-65.
  [2]周兴中, 陈万林, 刘林菊等.基于51单片机的智能家居监测系统硬件设计[J].计算机与信息技术, 2012 (02) :12-13, 17.
  [3]陶莉, 黄佩伟, 温细金.基于RS-485总线的智能家居系统[J].自动化仪表, 2007 (11) :49-51, 54.

 

作者:张玲玲 合作媒体:通信界 编辑:顾北

 

 

 
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