室内环境智能控制系统设计

陈香婷 郎凡 孙文淳

摘要：近年来，由于我国经济水平的提高，人民生活水平也得到了很大程度的改善，同时，随着5G、人工智能、物联网等新技术的飞速发展，以及中国国家消费结构的转型升级，智能家居已展现出强大的生命力，进入了快速发展的道路。为其营造舒适的家居环境，环境控制类设备在智能家居场景中至关重要。因此，利用物联网技术设计室内环境智能控制系统，对改善和控制室内环境有着明显的推动作用和深远影响。

关键词：人工智能;室内环境设计;应用

引言

室内环境的智能化控制就是借助于智能化家居产品，对室内的温度和湿度等各项环境参数进行调节。在南方，空调是冬季里的必备家居设备，而智能化空调也开始逐渐成为了当今南方居民的生活首选。下班之后，用户可以通过智能家居控制APP提前将家里的空调打开来进行预热，以此来提升室内的舒适度，为用户带来更好的居住体验。在当今，雾霾情况也比较常见，用户家中可以配备一台智能化的空气净化器，通过智能家居控制APP对其进行控制，家中无人时关闭电源，用户回家前再通过APP将其开启，这样不仅可以保障室内空气质量，让用户的家居生活更加舒适、健康，同时也可以达到良好的节能效果，避免出门前忘记关机所造成的电能浪费。

1人工智能在室内环境设计中的应用意义

随着科学技术的发展，创新成为不可阻挡的趋势，尤其是在设计行业，创新占领着至高无上的地位，人工智能赋予了设计师更加广阔的四维空间和发挥空间，为室内环境设计带来了一个广阔的发展道路。在传统的室内环境设计中，设计师所获得的灵感几乎以实物为准，从大自然或是各种图案中寻找启示，所触、所识都有所局限。但是在人工智能条件下，设计师可以不论时间和地域的局限从网络资源中获取新的设计思路，同时受到人工智能的影响，结合不同的技术元素、材料元素等，给予设计师更大的发挥空间，可能会创造出更加新颖的设计，推动室内环境设计行业的发展。在计算机技术高度发展的今天，传统的室内环境设计已经不能满足人们高质量的生活水平，人工智能技术的引入，不仅可以满足客户的要求，解决客户的问题，提高工作效率，同时也有利于用户体验的优化，推动着室内环境设计的不断发展，实现为人类更好的服务。

2物联网趋势下的智能产品特征

智能产品的主要设计特征应包括以下几个方面：第一是实现智能家居用户和电网企业之间实现有效互动，以此来实现用电信息以及电价信息等的自动化、智能化获取，在实现线上用电缴费的基础上，可以根据自身的实际用电情况和用电需求来获取到一套更加科学合理的智能家居用电方案;第二是实现智能家居和水表、燃气等表的连接，以此来实现自动缴费;第三是借助于手机、电话或者是互联网等的方式来进行智能家居的远程控制，让用电异常情况得以及时发现和及时处理;第四是实现智能家居和建筑安防系统之间的有效连接，并与社区主站之间实现网络互连，以此来获取到更加优质、便捷的智能服务;第五是实现智能家居和所有与生活相关服务之间的信息互连，以此来为用户生活提供足够便利。

3室内环境智能控制系统设计应用

3.1无线通信设计

选用WiFi通信，替代了传统的蓝牙、ZigBee等通信方式，实现远程控制。设备拥有两种远程控制方式。当设备和手机在同一个局域网中，手机和设备选择局域网进行通信当手机和设备不在同一局域网环境下，设备选择使用MQTT协议远程连接云端服务器，云端服务器连接手机进行通讯。在传输一些涉及安全设备指令和敏感数据时，可选择使用SSL安全传输协议进行加密通信，保证用户的居家安全。

3.2人工神经网络

人工神经网络指的是由大量神经元处理单元连接成的网络，复杂程度比较高，是一种非线性动力学系统。该系统通过对人脑的模拟，体现了人脑的基本特点，在不精确的信息处理问题的应用方面有很强的实用性。从本质上看，变风量空调系统是人工神经网络的一种代表，VAV空调系统的节能性较高，便于灵活控制，但该系统需要精心调试，否则可能会出现噪声大、节能效果差、气流组织差等问题。该系统能否正常运转，在一定程度上取决于控制系统，VAV空调系统的控制通常采用变静压变温度法等进行控制。因为VAV空调系统是一种高度非线性系统，PID控制在复杂的环境内，其控制效果比较差。所以，应采用智能控制方法控制整个系统，这能有效解决控制回路所带来的控制性能问题。通过神经网络控制的使用，主要是联合PID控制其风量，效果明显。

3.3适老性智能安防子系统

适老性智能安防子系统是图像的传输和存储、数据的存储和处理准确而选择性操作的技术系统。主要包括门窗启闭状态检查、家庭智能报警和安全监控三大部分。通过实时数据传输与监控，实现家庭安全全天候智能防范，与传统安防相比，拥有对人依赖性低、安全性高等特点。安防系统智能化适老化改进使得老年群体一定程度上克服记性差的老年生理问题。该系统包括智能门锁、门窗传感器、智能云台摄像机、可视化对讲系统、烟雾探测器、燃气探测器、摄像头、阀门机械手、电磁阀等。适老性智能安防系统主要应用在房屋门窗等与外界联系的位置，起到控制门窗启闭ᨀ醒和应急警报的作用。适老性智能安防系统相比于普通安防系统而言，不仅可以在老人外出时通过门磁与手机的互联起到状态显示及反馈ᨀ醒的作用，以确保门窗的闭合状态来保障家庭安全，还可以通过远程手机监控，除老年人自身以外，老人子女可查看家中安全状态，从而检查老人的居家安全。可视化对讲系统设备的存在使老年人在家时防范安全的能力得到明显加强，烟雾探测器、燃气探测器等一系列危险气体检测设备第一时间检测危险气体浓度，通过开窗、自动报警等一系列措施起到安全守卫作用。适老性智能安防子系统可以帮助老年人在一定程度上解决因行动缓慢、反应迟钝而带来的困扰。

3.4VR技术的应用

为了使VR智能技术具有的沉浸式和交互式特点，设计师需要将人与室内虚拟空间中的相关物体进行有效结合，使材质的特征、物体的形态、空间的特点得到突出呈现。根据目前我国VR智能技术发展水平，运用VR技术制作出的特殊手套以及相关设备中能够产生振动的接触点，能够使设计师和用户通过自身的触觉系统对物体的实际质感进行真实体验。在此基础上，通过对光影贴图的有效利用，确保整个场景的光照设计顺利完成，从而确保设计出的室内空间能够与现实最大程度接近。这样的方式能够使设计师通过对虚拟现实技术的有效利用将材料的质感完美传递给客户，给予客户真实的体验感受。同时，客户也可以对材质的各个细节部位进行仔细观察和充分感受，对于其中没有达到满意的地方以及细节问题进行随时改动。

结束语

综上所述，在当前背景下，智能建筑已是时代发展的必然趋势，这体现了人们对建筑物的功能要求，能实现节能减耗的目标，有助于绿色环境的可持续发展。本文通过分析人工神经网络、专家系统和模糊控制等技术在变风量空调中的应用，指出智能控制技术是未来建筑发展的主要方向，有助于更好地实现节能环保的效果。

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