智能家居系统

张鹏 曹子瑞 覃文权 罗庭辉 陈宣锦 刘长凤

【摘 要】随着现代化生活的快速发展，人们对于家居生活的质量要求不断提高，同时盗窃行为以及住所安全事故发生频繁，在这样的形势下，一款智能的家居系统势在必行。本文旨在通过设计一款基于物联网和互联网交互技术，以及和智能化分析处理与自动化控制技术的系统，为用户打造便捷、舒适、安全的居家生活体验。该系统主要包含：智能主机、遥控插座、遥控开关、智能学习型万能红外遥控、LED灯管可变亮度控制器、入侵检测传感器、可燃气体泄漏传感器等一系列控制器、传感器，以及适用于Windows， Android /ios等不同平台的客户端。通过软硬件技术深度结合，利用GSM无线通信广域网络技术、单片机控制技术及无线局域网控制技术，来完成发送短信或者使用客户端以及遥控器等设备进行无线远程控制家电系统的操作，同时保证控制信号的稳定性，解决家用电器的信息化孤岛问题，形成一个完整的家庭信息网络的智能家居控制应用平台。

【关键字】智能家居；GSM无线通信广域网络技术；物联网；无线远程控制

中图分类号： TN915.02；TU855 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）32-0102-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.32.047

【Abstract】With the rapid development of modern life，people's requirements for the quality of Living have been continuously increased，at the same time，theft and residential safety accidents occur frequently.Under such circumstances， an intelligent home system is imperative.This article aims to create a convenient， comfortable and safe home life experience for users by designing a system based on Internet of things and Internet interaction technology， as well as intelligent analysis，processing and automatic control technology.The system mainly includes：intelligent host， remote socket，remote switch，intelligent learning-type universal infrared remote control，LED light variable brightness controller， intrusion detection sensor，combustible gas leakage sensor and a series of controllers and sensors，as well as clients suitable for Windows，Android /ios and other different platforms.Through in depth combined with hardware and software technology，using the GSM wireless wide area network technology，single-chip microcomputer control technology and the wireless local area network （LAN） control technology，to complete the send text messages or use of the client and the remote control devices such as wireless remote control operation of the system of household appliances，at the same time， solve the problem of household electrical appliances of information island， form a complete family information network application platform of smart home control.

【Key words】Intelligent Home System； GSM； The Internet of things； Wireless remote control

0 引言

國家“十二五”规划第十章第一节明确指出，“要大力发展新一代信息技术。新一代信息技术产业重点发展新一代移动通信，下一代互联网，三网融合，物联网，云计算，集成电路，新型显示，高端软件，高端服务器和信息服务”。物联网在“十二五”规划中被提升到了一个新的发展高度。而作为物联网行业中的基础部分，智能家居必将受到前所未有的重视。在“十二五”发展规划公布之后，全国28个省也将发展物联网作为战略发展目标。物联网的发展迎来了崭新的发展机遇。

1 系统功能

智能主机功能：担当网关和中控的作用，通过不同平台的APP客户端控制系统包含的智能设备，将网络信号转变为控制信号，实时监控器件安全情况，具有完备的警报系统，精准显示环境温度，耗电时间与耗电量等一系列信息，实为智能家居系统首脑。

可燃气体泄漏传感器：以精密的传感技术，通过采样电路，将探测信号用模拟量或是数字量传递给智能主机，智能主机将发出报警信号，有效保障用户生命和财产安全。

入侵检测传感器：采用物理和电子技术自动探测发生在布防监测区域内的侵入行为，采用计算机技术识别是否为置信人员的误判。警告用户是否进行报警操作。

智能学习型万能红外遥控：通过电器遥控器对准智能学习型万能红外遥控，并记忆电器遥控器的每个按下的键，并能随时切换应用器件，起到一物多用的作用，给用户更方便的体验。

LED灯管可变亮度控制器：通过智能主机控制LED灯管减少或增加RMS电压促使平均功率的灯光产生的不同强度的光输出，带来更好的节能效果。

2 系统设计与实现

2.1 系统技术概要

2.1.1 红外遥控

红外遥控是目前最为广泛的一种通信和遥控手段。具备编码器、接收器、解码器、载波振荡器、专用的记忆学习芯片以及其他外围电路组成。用户仅需要操作简易按钮便可实现家居智能化。

2.1.2 催化型可燃气体传感器

催化型可燃气体传感器是利用难熔金属铂丝加热后的电阻变化来测定可燃气体浓度。

2.1.3 入侵检测传感器

智能家居系统采用基于ZigBee技术的红外入侵检测系统的设计方案。该方案利用Microchip公司的射频芯片MFR24J40，采用主动红外入侵探测装置实现了对入侵物体的实时检测及报警。

2.2 系统特点

2.2.1 安装便利

本系統对用户友好，安装过程比较简单，客户购买后无需专业人员即可自己按照说明书动手安装，并且不会破坏客户原有的室内装修，对原有的室内装修入侵性较低。

2.2.2 扩展性高

由于产品对无线红外技术、无线网络技术、软件系统技术等软硬技术的深度整和，使得本系统的硬件连接并不局限于客户现有的家居设备，通过软件更新等操作，即可直接支持新设备的加入，既减少了连接新设备的成本，也提高了系统的可扩展性。

2.2.3 操作简单

产品将整个系统的所有设备和子功能集成到一起，并使用APP客户端提供人机交互友好的操作界面。用户只需操作手中的APP即可对家中各种设备进行直接操控。

3 结束语

基于互联网与移动互联网，为用户打造便捷、舒适、安全的居家生活。系统包含：智能主机、遥控插座、遥控开关、智能学习型万能红外遥控、LED灯管可变亮度控制器、入侵检测传感器、可燃气体泄漏传感器等一系列控制器、传感器，以及适用于WINDOWS、ANDROID/IOS等不同平台的客户端。用于家庭环境变量的监测及家电动作控制，让用户无论身在何处，都能把家带在身边。

【参考文献】

[1]芦健，彭军，颜自勇等.自学习型智能红外遥控器设计[J].国外电子测量技术，2006，25（8）：63-65.

[2]严萍，张兴敏，柏业超，等.基于物互联网技术的智能家居系统[J].南京大学 学报（自然科学），2012，48（1）：26-32

[3]郭渊博，杨奎武，赵俭，等.ZigBee技术与应用[M].北京：国防工业出版社，2010：6-10.