嵌入式在智能家居中的应用
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嵌入式系统在智能家居中的应用随着科技的快速发展,智能家居已经逐渐步入大众的视野中。
智能家居可以使我们的生活更加智能化,让我们的家变得更加舒适、便捷、安全。
而实现智能家居的重要的技术是嵌入式系统。
嵌入式系统在智能家居中的应用已经变得越来越普遍,本文将会介绍智能家居和嵌入式系统,并探讨嵌入式系统在智能家居中的应用。
一、智能家居智能家居是指将各种智能设备、传感器、智能化设备等综合起来,通过云计算平台、传感器技术等手段,实现人机交互、自动化控制等功能,从而使住宅变得更加智能化,提高我们生活的便利性和舒适性。
智能家居一般包含以下功能:1.家电控制可以通过智能手机等终端,实现对家里的各种家电设备进行远程控制,比如通过APP控制电视、空调、冰箱、洗衣机等家电设备。
2.安防监控可以通过视频监控和传感器等设备,对家中的安全和状况进行监测和预警,比如通过门窗传感器监测是否有人非法进入,通过红外线监测是否有人在家中闯入等。
3.环境控制可以对家中的环境进行控制和调节,使家中的温湿度、光线等因素能够符合我们的需求。
比如通过智能调节器控制房间温度、湿度,通过智能照明系统控制灯光明暗等。
4.智能家居健康管理可以通过智能设备对人的健康状况进行监测,比如监测体温、血压、心率等,从而进行健康管理和提供个性化建议等。
二、嵌入式系统嵌入式系统是指嵌入到其他设备中的计算机系统,常常被用于控制单一的、独立的任务,并且通常与机械或电子设备一同运作。
它通常包含一个或多个微处理器或微控制器,并且可以包含多个硬件和软件组件。
在嵌入式系统中,硬件和软件通常是一体化设计的,从而可以使系统更加有效地工作,并且可以减小系统的尺寸和成本。
嵌入式系统在智能家居中的应用主要有以下方面:1.传感器控制嵌入式系统可以通过各种传感器进行检测和监测,比如温度传感器、湿度传感器、气体传感器等,从而对家中环境进行监测和调节。
2.智能家电控制家电控制是智能家居中最为常见的应用,嵌入式系统可以通过各种通信技术如WIFI、蓝牙、红外线等,远程控制家电设备,并且可以进行自动化控制和状态检测,比如检测家中是否有人,从而可以实现一些自动化的场景。
嵌入式系统在智能家居中的应用随着科技的不断发展,智能家居成为了当下热门的话题。
智能家居可以让我们的生活更加便捷和智能化,同时也带来了更高的安全性。
而其中重要的一环就是嵌入式系统。
在本文中,我们将会探讨嵌入式系统在智能家居中的应用。
一、什么是嵌入式系统?嵌入式系统是指集成在电子设备或机器中的计算机系统,它以其小型化、高度集成、高可靠性和实时性等特点而被广泛应用。
嵌入式系统能够处理各种各样的数据,实现实时计算和控制,通常采用微控制器来管理各个功能模块。
二、智能家居的核心就是将各种智能设备和传感器连接在一起,实现家庭中各种设备的互联互通。
嵌入式系统作为智能家居的重要组成部分之一,它可以帮助智能家居实现下面这些功能:1、安全控制智能家居中的安全控制需要同时监测和处理多种信号。
嵌入式系统可以通过处理所有的传感设备,例如门窗传感器、摄像头、烟感报警器和刷卡系统等等,实现智能家居的入侵检测和智能安全控制。
如果嵌入式系统检测到不明的信号,它会快速启动预定的安全方案,比如关闭所有的家庭门窗以及闸门等等,确保家庭的安全。
2、智能照明嵌入式系统在智能照明方面的应用使得智能家居住户能够随时控制房间内的灯光,随时根据不同场景选择不同的亮度模式。
嵌入式系统还可以使用传感器来收集周围的光线信息并且结合住户的习惯来智能调节房间的亮度。
3、环境控制嵌入式系统可以与温度控制设备和空调联动,协调房间内空气和温度的变化。
用户可以在床上或者炕上轻松开启或关闭空调,调整房间的温度和湿度,非常方便。
4、电力控制嵌入式系统可以提高家庭中电力的利用率。
嵌入式系统可以帮助干净能源设备和消费电器进行协调工作,合理控制用电,在低电量情况下自动关闭部分不必要的设备,避免浪费电能。
5、互联互通嵌入式系统可以将所有家庭设备信息统一到一个智能控制系统中,方便住户离家的状态管理和设备状态监控。
所有的家庭设备都可以实现互联互通,比如你可以通过手机App随时随地监控家里的状况,对家里的照明、电器和设备进行远程控制。
嵌入式系统在智能家居中的应用嵌入式系统在智能家居中的应用随着科技的不断进步和人们生活质量的提高,智能家居成为了现代家庭的一种常见配置。
在这个智能家居的大潮中,嵌入式系统扮演了至关重要的角色。
本文将探讨嵌入式系统在智能家居中的应用。
一、什么是嵌入式系统?嵌入式系统是一种专门用于特定任务或系统的计算机系统,它们被嵌入在设备中,并与周围的物理世界直接交互。
这些系统通常具有低功耗、体积小、可靠性高等特点。
在智能家居中,嵌入式系统可以包括微控制器、微处理器、DSP(数字信号处理器)等。
二、嵌入式系统在智能家居中的应用1、智能照明控制系统:通过嵌入式系统,可以实现灯光的智能化控制,如根据环境光线自动调节亮度、色温,通过定时设置实现节能等。
2、智能环境监测:嵌入式系统可以与各类传感器结合,实时监测室内的温湿度、空气质量、光照等环境参数,并根据设定值进行自动调节。
3、智能安防系统:嵌入式系统可以用于门禁系统、监控摄像头、烟雾报警器等设备,实现远程监控、报警等功能。
4、智能家电控制:通过嵌入式系统,可以实现家电的远程控制,例如通过手机APP控制电视、空调等设备的开关,甚至进行参数设置。
5、智能窗帘和影音系统:嵌入式系统可以与电动窗帘、音响设备等结合,实现定时开闭、音乐播放等功能。
6、家庭能源管理:通过嵌入式系统,可以收集家庭的能源使用数据,进行可视化展示,帮助用户更好地理解和管理家庭能源使用。
三、嵌入式系统的优势1、灵活性和可扩展性:嵌入式系统可以灵活地适应不同的硬件环境和应用需求,同时可以通过软件升级进行功能扩展。
2、高可靠性和稳定性:嵌入式系统通常经过严格的设计和测试,具有较高的可靠性和稳定性,能够在各种恶劣环境下运行。
3、低功耗和节能:嵌入式系统的功耗通常较低,有利于降低家庭能源消耗。
4、远程管理和控制:通过互联网和移动设备,用户可以远程管理和控制家庭设备,提供了极大的便利性。
四、未来发展趋势1、人工智能和物联网技术的进一步融合:未来,嵌入式系统将更加紧密地与人工智能和物联网技术结合,为用户提供更加智能、便捷的家庭生活体验。
嵌入式系统在智能家居控制系统中的应用嵌入式系统在智能家居控制系统中的应用随着科技的不断发展,智能家居控制系统已经成为现代家庭中的重要组成部分。
而嵌入式系统在智能家居控制系统中扮演着至关重要的角色。
本文将逐步介绍嵌入式系统在智能家居控制系统中的应用。
第一步:什么是嵌入式系统?嵌入式系统是一种专门设计用于特定应用领域的计算机系统。
与个人电脑或笔记本电脑等通用计算机系统不同,嵌入式系统通常被嵌入到其他设备或系统中,用于控制和执行特定的任务。
它们具有低功耗、小型化以及高度集成的特点。
第二步:智能家居控制系统的基本原理智能家居控制系统旨在使家居环境更智能化、便捷化和舒适化。
它通过网络连接和自动化控制,实现对家居设备和系统的集中管理和控制。
用户可以通过智能手机、平板电脑或语音助手等终端设备,随时随地对家居设备进行远程控制和监控。
第三步:嵌入式系统在智能家居控制系统中的作用嵌入式系统在智能家居控制系统中起到了关键作用。
它们作为控制设备的核心,负责处理和执行各种指令和操作。
嵌入式系统可以与各种家居设备相连接,包括照明系统、温控系统、安防系统、家电等。
通过与传感器和执行器相结合,嵌入式系统可以实现对家居设备的智能化控制和监测。
第四步:嵌入式系统的功能和特点嵌入式系统在智能家居控制系统中具有多种功能和特点。
首先,它们可以实现对家居设备的集中控制和管理,提供更便捷的操作体验。
其次,嵌入式系统可以根据用户的习惯和需求,自动调整和优化家居设备的工作状态,实现能源的高效利用。
此外,嵌入式系统还可以通过智能化的学习和分析功能,提供个性化的服务和建议,提升用户的生活质量。
第五步:嵌入式系统的发展趋势和应用前景随着科技的不断进步,嵌入式系统在智能家居控制系统中的应用前景越来越广阔。
未来,嵌入式系统将更加智能化,具备更强大的数据处理和分析能力,能够实现更高级别的自动化控制和监测。
同时,嵌入式系统还将更加注重用户体验,提供更加智能化、个性化的服务。
嵌入式系统在智能家居中的应用智能家居是一种通过将各种电子设备与互联网连接,实现智能化控制与管理的家居系统。
而嵌入式系统作为核心技术之一,为智能家居的实现提供了强大支持。
本文将探讨嵌入式系统在智能家居中的应用,并介绍相关的技术和发展趋势。
一、嵌入式系统简介嵌入式系统是一种专门设计用于特定功能的计算机系统,通常集成于其他设备或系统中。
嵌入式系统通常具有小巧、低功耗、高性能和高可靠性的特点。
在智能家居中,嵌入式系统扮演着重要的角色,用于实现设备之间的互联和数据的处理,从而实现智能控制和管理。
二、嵌入式系统在智能家居中的功能1. 智能控制与联动嵌入式系统可以集成于智能家居中的各种设备,如灯光、空调、安防系统等,实现智能化的控制和联动。
通过嵌入式系统,用户可以通过手机APP或语音助手来控制、调节不同设备的运行状态,实现智能家居的自动化、智能化。
2. 数据采集与分析嵌入式系统可以通过传感器来采集各种环境数据,如温度、湿度、光强等,并将采集到的数据发送给云平台进行分析。
通过分析数据,智能家居可以根据用户的习惯和需求做出相应的智能调整和优化,提高用户的居住舒适度和能源利用效率。
3. 安全监控与预警嵌入式系统可以与视频监控设备、门禁系统等进行联动,实现对家庭安全的监控和预警。
当嵌入式系统检测到异常情况时,如入侵、火灾等,会及时向用户发送预警信息,保障家庭安全。
4. 能源管理与节能环保通过嵌入式系统的智能控制和联动功能,智能家居可以实现针对不同设备的能源管理和节能环保。
嵌入式系统可以根据家庭成员的离开与归来情况,自动调整设备的运行状态和能源消耗,提高能源利用效率,降低能源浪费。
三、嵌入式系统在智能家居中的技术和发展趋势1. 物联网技术的应用嵌入式系统在智能家居中的应用离不开物联网技术的支持。
物联网技术可以实现各种设备的互联互通,形成一个智能化的家庭网络。
嵌入式系统通过集成物联网技术,可以实现设备之间的信息交互和数据共享,提高智能家居的整合能力和智能化水平。
嵌入式系统在智能家居领域中应用前景智能家居是指通过互联网和传感器技术,将家庭中的电器、设备和系统进行连接和控制,实现智能化管理和自动化操作的一种家居生活方式。
嵌入式系统在智能家居领域中具有重要的应用前景。
本文将探讨嵌入式系统在智能家居中的应用前景,并探讨其对日常生活的影响。
1. 家庭安全与监控嵌入式系统可以应用在智能家居的安全与监控系统中,通过安装摄像头和传感器,实现对家庭环境的监控和报警。
当检测到异常活动时,系统可以自动发送警报信息给家庭主人,并通过智能手机应用进行实时查看。
此外,嵌入式系统还可以与门禁系统结合,实现远程开锁和管理,提高家庭的安全性。
2. 能源管理与环境监测嵌入式系统在智能家居领域中的应用还包括能源管理和环境监测。
通过安装智能插座和智能电表,嵌入式系统可以实现对家庭能源的监控和管理,帮助家庭节约能源并降低能源消耗。
此外,嵌入式系统还可以监测室内空气质量、湿度和温度等环境参数,提供有效的环境管理和舒适化生活体验。
3. 智能家电和自动化控制嵌入式系统在智能家电和自动化控制方面的应用是智能家居中最为常见和重要的应用。
通过嵌入式系统的控制,家庭居民可以通过智能手机或语音助手控制家庭中的各种电器设备,例如电视、空调、冰箱等。
嵌入式系统能够实现电器设备之间的联动和智能化操作,提高家庭生活的便利性和舒适度。
4. 健康和医疗辅助嵌入式系统还可以应用于智能家居的健康和医疗辅助领域。
通过安装智能穿戴设备和传感器,嵌入式系统可以监测家庭成员的身体健康状况,并及时提供预警和应对措施。
此外,嵌入式系统可以和医疗机构进行实时连接,提供远程医疗服务和咨询,方便家庭成员的健康管理和诊疗。
5. 智能家居的互联互通嵌入式系统在智能家居领域中的应用还包括实现家庭设备的互联互通。
通过嵌入式系统的连接和控制,家庭成员可以实现不同设备之间的数据共享和信息传递,实现智能家居的整体化管理和智能化操作。
例如,当家庭成员从外出回家时,可以通过嵌入式系统实现自动打开大门、调节室内温度和播放音乐等。
嵌入式系统在智能家居中的应用与发展嵌入式系统是指将计算机硬件与软件嵌入到某种特定产品中的一种计算机技术。
它具备体积小、功耗低、性能高等特点,并且可以根据不同的需求进行定制。
在智能家居领域,嵌入式系统的应用越来越广泛,并且有着巨大的发展前景。
智能家居是指通过网络和物联网技术将家居设备、设施、服务等连接起来,实现自动化、智能化的控制与管理。
嵌入式系统在智能家居中的应用主要体现在以下几个方面:首先,嵌入式系统在智能家居中发挥了关键的作用。
比如,智能空调、智能照明等设备都需要通过嵌入式系统实现远程控制和智能化管理。
通过手机APP或者语音助手,用户可以方便地控制家中的设备,调节室内温度、灯光亮度等,实现舒适、智能的生活体验。
其次,嵌入式系统可以实现智能家居设备的互联互通。
不同品牌的智能设备往往具有不同的通信协议和接口,嵌入式系统可以通过统一的标准化接口,实现设备间的互通和互联。
比如,通过智能网关或者智能家居中控设备,用户可以同时控制多个不同厂商的智能设备,提升了整体的智能化程度,增加了用户的便利性。
此外,嵌入式系统还可以实现人机交互的智能化。
传统的家居控制方式主要通过开关、遥控等方式,操作繁琐,不够智能化。
而嵌入式系统可以通过触摸屏、语音识别等技术,实现更加智能化的人机交互。
用户可以通过触摸屏或者语音指令,实现对智能家居设备的控制,提升了用户的使用体验。
另外,嵌入式系统在智能家居中还可以实现数据的采集和分析。
智能家居中的各种设备和传感器可以采集到丰富的数据,比如温度、湿度、光照强度等信息。
通过嵌入式系统对这些数据进行采集、处理和分析,可以实现对家居环境、能耗等方面的监测和优化。
比如,根据室内温度和人员活动情况,智能控制系统可以自动调节空调的温度,减少能耗,提高能源利用效率。
嵌入式系统在智能家居中的发展前景也非常广阔。
首先,随着人们对生活品质要求的提高,智能家居市场需求将持续增长,嵌入式系统的应用也会得到更多的机会。
嵌入式系统应用于智能家居的实现智能家居是未来的趋势。
通过嵌入式系统将家居智能化,不仅可以提高家居的安全性、舒适度,同时也可以提高家庭成员的生活质量。
作为一种新兴的技术,嵌入式系统在智能家居的应用中具有不可替代的作用。
嵌入式系统是一种专门用于控制系统的微型计算机。
在智能家居中,嵌入式系统通过连接各种传感器、设备和网络,实现家居的自动化控制和管理。
例如,智能灯光系统可以通过嵌入式系统实现家居照明的自动化调节,适应不同的场景;智能门锁系统可以通过嵌入式系统实现家居的安全管理,避免闯入和失窃。
嵌入式系统在智能家居中的应用主要体现在以下几个方面:1.家庭安全系统嵌入式系统可以通过联网设备实现不同的家庭安全措施。
例如,智能门锁系统可以实现虚拟密钥、一次性密码、全屋联动等多种安全保障措施。
这些技术不仅可以提高家庭的安全性,同时也可以为家庭成员提供更加便捷的生活方式。
2.环境监测系统嵌入式系统可以通过连接传感器监测家庭的温湿度、空气质量、气体浓度等信息。
当环境出现异常时,嵌入式系统可以自动调节家居设备,保障家庭成员的健康和舒适。
3.智能家居控制系统嵌入式系统可以通过应用物联网技术,实现家居设备的联动控制。
例如,智能灯光系统可以通过嵌入式系统实现人体感应、光线感应等智能灯光调节。
家庭成员可以通过手机APP等方式远程控制智能设备,实现家庭设备的自动化控制和智能化管理。
4.智能家居娱乐系统嵌入式系统可以通过音频视频设备、智能电视机等技术,实现家庭的娱乐需求。
例如,可以通过智能音响系统实现家庭音乐播放和控制;通过智能电视机实现家庭影视的点播和联机观看等。
总之,嵌入式系统在智能家居中具有广泛的应用前景。
未来的智能家居将会更加注重安全性、舒适度和便捷性,嵌入式系统将会在智能家居领域中扮演重要的角色。
嵌入式系统在智能家居中的应用在当今科技飞速发展的时代,智能家居正逐渐成为我们日常生活的一部分。
从智能灯光控制到智能家电管理,从家庭安防系统到环境监测设备,这些智能化的功能都离不开嵌入式系统的支持。
那么,什么是嵌入式系统?它又是如何在智能家居中发挥作用的呢?嵌入式系统是一种以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。
简单来说,嵌入式系统就是嵌入到各种设备中的计算机系统,它们能够在没有人类直接干预的情况下,自主地执行特定的任务。
在智能家居领域,嵌入式系统的应用无处不在。
首先,我们来看看智能灯光控制系统。
通过嵌入在灯泡或开关中的微型控制器,我们可以实现灯光的远程控制、定时开关、亮度调节甚至是颜色变换。
这些控制器能够接收来自手机应用程序或其他智能设备的指令,并根据指令精确地控制灯光的状态。
例如,当您下班回家时,在距离家还有一段距离的时候,就可以通过手机提前打开家里的灯光,让您一进门就感受到温馨的氛围。
再来说说智能家电管理。
如今的智能冰箱、智能洗衣机、智能烤箱等家电都配备了嵌入式系统。
这些系统能够监测家电的运行状态、能耗情况,并根据预设的程序进行智能控制。
比如,智能冰箱可以感知内部食物的存储情况,提醒您哪些食物即将过期,甚至可以根据您的饮食习惯为您推荐食谱。
智能洗衣机能够根据衣物的材质和重量自动调整洗涤模式和用水量,达到节能高效的目的。
家庭安防系统也是智能家居的重要组成部分,而嵌入式系统在其中发挥了关键作用。
安装在门窗上的传感器、监控摄像头中的图像处理器以及报警系统中的控制器,都是基于嵌入式技术实现的。
这些设备能够实时监测家庭的安全状况,一旦发现异常情况,如非法入侵、火灾、煤气泄漏等,会立即发出警报并将相关信息发送到您的手机上,让您能够及时采取措施。
环境监测设备同样依赖于嵌入式系统。
温湿度传感器、空气质量检测仪等设备中的嵌入式芯片能够实时采集环境数据,并将其传输到控制中心。
嵌入式系统在智能家居中的应用智能家居是指通过各种传感器、通信技术和控制设备将家居环境和设备与互联网连接起来,实现智能化管理和控制的一种新型家居生活方式。
在智能家居中,嵌入式系统起着至关重要的作用。
嵌入式系统是指被嵌入到特定应用系统中的专用计算机系统,它通过高效的处理能力、实时响应和低功耗等特点,为智能家居提供了强大的支持和保障。
嵌入式系统在智能家居中的应用广泛而多样。
嵌入式系统的最基本功能就是数据的采集和处理。
在智能家居中,传感器可以感知各种环境参数,如温度、湿度、光照强度等,并将这些数据传输给嵌入式系统进行处理。
嵌入式系统可以根据这些数据判断环境状况并采取相应的控制措施,例如自动调节室内温度、改变灯光明暗等,从而为居住者提供舒适便捷的生活环境。
嵌入式系统在安全监控方面也发挥着重要作用。
智能家居往往配备有安全监控系统,例如门窗传感器、烟雾报警器、摄像头等,用于监测家庭的安全状况。
嵌入式系统负责接收和处理这些监测设备的数据,并根据预设的规则进行判断和报警。
当系统检测到异常情况时,可以通过触发警报或发送警报信息给家庭成员,及时采取应对措施,保障家庭的安全。
嵌入式系统与智能家电的互联也是智能家居的重要组成部分。
通过连接家电设备,如冰箱、洗衣机、空调等,嵌入式系统可以实现对这些设备的集中控制和管理。
例如,在家中嵌入式系统的控制下,可以通过智能手机远程控制洗衣机启动或调整空调的温度,使得家电设备的使用更加智能化和便捷化。
这不仅提升了用户的生活品质,也节约了能源和资源的利用。
嵌入式系统还可以通过与人工智能技术的结合,在智能家居中实现更加智能化的功能。
例如,嵌入式系统可以通过机器学习算法对家庭成员的生活习惯进行分析和学习,预测并自动调节家庭设备的使用模式,从而更好地满足家庭成员的需求。
通过语音识别技术,嵌入式系统可以实现对家庭设备的语音控制,使得用户操作更加简便和人性化。
总之,嵌入式系统在智能家居中的应用不仅使得家庭环境更加智能化和舒适化,也提高了家庭安全性和能源利用效率。
随着2010年“智慧城市”概念的提出,科学技术迅速发展,人民生活水平的不断提高,人们对居住环境的要求正在向着安全、舒适、便捷和智能的方向发展。
与此同时,人们的生活变得愈发忙碌,很大一部分的年轻一代过着早出晚归的上班族生活,这就对现有的生活居住环境提出了要求,因此,人们对家庭住宅的观念也开始有所改变,智能家居一词开始出现在人们的生活中。
智能家居系统结构中的基础设施都离不开嵌入式技术,它能够实现电器设备的集中控制,编程控制,远程控制,提供全方位的信息交换功能,帮助家庭与外部保持信息交流畅通,优化人们的生活方式,帮助人们有效的安排时间,增强家居生活的安全性。
本文在嵌入式系统技术和智能家居思想的基础上,结合国内外发展现状,就嵌入式系统在智能家居中的应用进行分析,最后对嵌入式系统在智能家居系统中的发展前景进行了总结和展望。
关键字嵌入式系统智能家居1 研究背景和意义 (1)2 国内外研究现状 (3)2.1 国外研究现状 (3)2.2 国内研究现状 (4)2.3 总结 (4)3 嵌入式系统在智能家居中的应用 (5)3.1 嵌入式系统概述 (5)3.2 智能家居概述 (6)3.3 嵌入式系统的应用 (7)3.3.1 智能IO控制 (7)3.3.2 红外学习型控制器 (7)3.3.3 电话网关 (8)3.3.4 内部通信网络 (8)3.3.5 家庭安全防范 (9)3.3.6 家居设备自动控制 (9)3.4 总结 (10)4 总结和展望 (10)参考文献 (11)1研究背景和意义嵌入式系统诞生于微型机时代,嵌入式系统的嵌入性本质是将一个计算机嵌入到一个对象体系中去,这些是理解嵌入式系统的基本出发点。
由于嵌入式计算机系统要嵌入到对象体系中,实现的是对象的智能化控制,因此,它有着与通用计算机系统完全不同的技术要求与技术发展方向。
嵌入式计算机系统因此走上了一条完全不同的道路:单芯片化道路。
它动员了原有的传统电子系统领域的厂家与专业人士,接过起源于计算机领域的嵌入式系统,承担起发展与普及嵌入式系统的历史任务,迅速地将传统的电子系统发展到智能化的现代电子系统时代。
当网络席卷整个社会,带来经济飞速发展的同时,也给人们的生活带来无限惊奇。
不断更新的生活方式,使得越来越多的人追求对生活的舒适度和享受度。
智能家居作为新生力量呼之欲出,自然的走进了我们的生活,随之引领新一代的数字家庭生活。
随着家庭自动化技术的发展,很多以前出现在科幻小说中的场景已经变为现实:只要说“看电视”就可以把电视打开,拉开窗帘,房间的光线逐渐调整到最适宜的程度。
或者,在回家的路上,打个电话,家庭自动化系统自动为你打开空调,调整室内温度到合适程度,接通通风装置,调节好室内的光线,把预先准备好的事物用微波炉加热,这样,一回到家就可以享受到清新的空气、舒适的环境和刚刚热好的事物。
随着IT产业的发展和人们生活水平的提高,“家庭自动化”、“智能家居”、“网络电视”、“家庭网络”等技术的发展正在受到人们的密切关注。
电子、通信、传感和网络技术的不断发展和人们生活质量的提高,家居生活中的电子产品不但种类越来越多,功能更加完善,应用更加普遍,而且越来越智能化,最普遍的家居生活电子产品种类达数百种,实现对如此之多的家居电子产品的综合控制是智能家居发展的必然趋势。
智能家居与普通家居相比,它不仅具有传统的居住功能,提供舒适、安全、高品位的家庭生活空间,还由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具,提供全方位的信息交换功能,帮助家庭与外部保持信息交流畅通,优化人们的生活方式,帮助人们有效的安排时间,增强家居生活的安全性,甚至为各种能源费用节约资金。
目前,智能家居在全球都呈现良好的发展趋势。
智能家居在美国、德国、新加坡、日本等都有广泛的应用。
在国内,智能家居已经走过了“概念期”,正是基于对智能家居市场发展前景的展望,使得越来越多的企业开始介入智能家庭网络这个全新的领域。
随着科学技术的迅速发展和嵌入式技术的不断提高,我国的智能家居系统将会越来越完善。
2国内外研究现状2.1国外研究现状美国德克萨斯州大学的MavHome项目是国外对智能家居进行深入研究的一个项目,项目的焦点是创造一个环境作为智能代理(Intelligent Agent),该智能代理的功能是:利用传感器和控制器,为居民提供最舒适的环境、最高的生产效率和最小的运行成本。
为了达到该目的,房子必须能够预测、思考和适应房子里的居民。
C@sa是一个多代理系统,Berardina De Carolis和Giovanni Cozzolongo设计它的目标是建模、控制和仿真智能房屋的行为,为建筑师、设计师和心理学者提供仿真和控制工具去深入理解技术,包括嵌入式技术对人们日常生活的影响。
2005年1月31日,比尔.盖茨在德国慕尼黑开创微软的E-Home技术系统,与他的合作伙伴实现了完全联网的房屋,系统采用的是以太网连接和微软的操作系统;Guy Dewsbury等人为残疾人和老年人设计了“智慧屋”;在韩国,2004年已经实现了通过移动Internet服务对家庭的控制;Alladi Venkatesh博士对当前智能家居的趋势和关键问题等进行了分析;在位于瑞典首都斯德哥尔摩的皇家科技学院,Henrik. Christensen以机器人作为智能家用器具为对象进行了研究;Michael C.Mozer研究了能主动适应居住者的神经网络住宅;德国弗劳恩霍夫集成电路研究院(Fraunhofer IMS)组织了Miele、Sony、Honeywell、Deutsche Telekom等研究应用OSGI 技术集成住宅的各个系统。
2.2 国内研究现状在我国,智能化住宅和智能化家居虽然起步比较晚,但发展速度很快。
80年代,我国居住条件非常困难,根本谈不上智能化的问题。
80年代初所建成的住宅,其电器设计内容仅在以下方面:楼房照明系统、高层供水泵控制系统和消防泵控制系统。
弱电系统也是从80年代开始才陆续设置电话配线和公用电视天线系统。
80年代末90年代初,我国家庭基本实现电器化,住宅内的弱电系统有所增加,如对讲系统等。
到了90年代末,电脑、有线电视、机顶盒、移动通信等数字化通信产品开始走进家庭。
目前国内对智能家居的研究成果主要以杨士元为代表,提出了E-Home的基本结构,该结构有两层网络组成,底层为控制网络,上层为信息网络。
通过这两层网络可方便的实现家庭内部电器设备或设施的监测、控制、管理和信息交换,可以构成与公共网络通讯的通道。
基于这种结构的典型产品如:Nico智能家居系统。
模型构架也是类似的一个系统结构,其主要目的是探讨如何构造家居网络信息平台。
国内其他的大部分对智能家居的研究都是对智能家居网关和智能家居控制方式方法的研究。
另外,国内智能家居的未来几年或几年或更远将发展到一个什么样智能程度,到达这样的程度需要一个什么样的基础平台提供技术支撑,还没有详细的研究。
2.3 总结由此可见,国外在对智能家居的研究范围广于国内,研究内容更具深度。
但也不难发现,这些研究实现的基础是基于自动化、电子与计算机等学科,并且嵌入式技术是实现这些研究成果的基础技术平台。
3嵌入式系统在智能家居中的应用3.1嵌入式系统概述嵌入式系统是外延非常广泛的名词,凡是具有嵌入式特征的计算机应用系统都可以称为嵌入式系统,所以很难给它一个十分准确的定义,业界有多种不同的关于嵌入式系统的定义。
国内普遍接受的嵌入式系统的定义为:嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。
该定义更能体现嵌入式系统的基本特征,首先该定义突出了嵌入式系统是面向应用的,与具体的应用结合才能体现嵌入式系统存在的必要性,不同的嵌入式系统具有不同的功能和要求。
嵌入式系统诞生于微型机时代,嵌入式系统的嵌入性本质是将一个计算机嵌入到一个对象体系中去,这些是理解嵌入式系统的基本出发点。
由于嵌入式计算机系统要嵌入到对象体系中,实现的是对象的智能化控制,因此,它有着与通用计算机系统完全不同的技术要求与技术发展方向。
通用计算机系统的技术要求是高速、海量的数值计算;技术发展方向是总线速度的无限提升,存储容量的无限扩大。
而嵌入式计算机系统的技术要求则是对象的智能化控制能力,技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控制的可靠性。
嵌入式计算机系统走上了一条完全不同的道路,这条独立发展的道路就是单芯片化道路。
它动员了原有的传统电子系统领域的厂家与专业人士,接过起源于计算机领域的嵌入式系统,承担起发展与普及嵌入式系统的历史任务,迅速地将传统的电子系统发展到智能化的现代电子系统时代。
在中国嵌入式系统领域,比较认同的嵌入式系统概念是:嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。
它一般由嵌入式微处器、处围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成,用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。
3.2智能家居概述20世纪90年代初,数字家庭(智慧屋SamHome)由美国人第一次提出,其含义是借助信息和通信技术,对住宅中的各种通信、家电、安保设备进行监视、控制与管理。
从此对于智能的研究与开发便如火如荼的发展起来,其发展历程离不开IT行业公司和研究机构的努力,同时也进一步说明嵌入式系统平台和嵌入式操作系统是智能家居发展的核心。
智能家居,或称智能住宅,在英文中常称Smart Home。
与智能家居含义近似的还有家庭自动化、电子家庭、数字家园、家庭网络、网络家居及智能家庭建筑,在香港和台湾等地还有数码家庭和数码家居等称法。
智能家居是以住宅为平台,兼备建筑设备、网络通信、信息家电和设备自动化,集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。
智能家居也可以定义为一个过程或一个系统,即利用先进的计算机技术、网络通信技术和综合布线等等技术将与家居生活有关的各种子系统有机地结合起来,通过统筹管理,让家居生活更加舒适、安全、有效。
智能家居系统结构中的基础设施都离不开嵌入式技术。
嵌入式系统能提供比通用计算机更丰富的接口功能,针对性更强,体积功耗更小,可靠性更高,在智能家居中得到了广泛的应用。
3.3嵌入式系统的应用3.3.1智能IO控制智能IO系统可用于对一些单开关的设备进行控制,并对一些报警器的信号采集。
一般家用的灯光、饮水器、电热水器、门磁等设备,通过对所控制的家居电器进行开关、工作参数的设置和工作状态的检测,即可实现开关的控制。
3.3.2红外学习型控制器家居智能控制的另一个核心就是对家用电脑的控制。
用户在本地可通过计算机或家居电器本身的操作键对家居电器进行监控,而电视机、DVD,投影仪和空调这类的家电由于都需要红外遥控器进行操作,这就提供了一个接口,通过这个接口我们就能对上述的电器进行控制。