智能家居控制系统的设计与实现

嵌入式智能家居系统的设计与实现

引言

想象一下：在酷热的夏天或寒冷的严冬，当您工作一整天后带着疲惫的身躯

在回家的路上时，空调已经开启并调节到了舒适的温度，柔缓的轻音乐已经为

您播放，通风装置已经接通，室内的光线已经调节好，把您预先准备好的食物

用微波炉加热。这样，您一回来就可以享受到清新的空气、美妙的音乐、舒适

的环境，或许还有一杯热茶

这并不是在科幻电影里面出现的场景。事实上这样的生活已经近在咫尺。随

着 IT 产业的发展和人们生活水平的提高，智能住宅、家庭自动化等技术的发

展正受到人们的密切关注，相关产品也在逐渐成熟。

一 设计概述

整个系统包含以下四个子系统：

安防子系统：该子系统中包括红外发射端，红外接收端。

家电控制子系统：该子系统中包括智能灯光控制，家电控制，家庭重要设施

控制。

家庭娱乐和总体控制子系统。

GPRS 移动通信子系统。

各个模块通过 2.4G 无线通信，确保了信息的可靠传输。

在嵌入式智能家居系统中，具有代表性的节点是 GPRS 模块 、空调控制器

、煤气开关控制器、音响系统控制器和红外安全控制器。如下图所示，通过空

调控制器，可以对空调的开关进行直接控制；通过煤气开关控制器，可以对煤

气的开关直接控制；通过音响系统控制器，可以对音响开关进行直接控制；通

华中师范大学

硕士学位论文

智能家居控制系统的设计与实现研究

姓名：王明秋

申请学位级别：硕士

专业：理论物理

指导教师：刘蓉

20061101⑥磺士学位论吏ＭＡＳＴＥＲ’ＳＴＨＥＳＩＳ

摘要

随着现代科学技术的发展和人民生活水平的提高，居民对住宅的功能、质量提

出了更高的要求，智能化住宅以其安全舒适、信息通畅、服务完善而深受住户的喜

爱，智能住宅成为现代化住宅的发展趋势。因此研究并开发出适合人们要求的智能亿产品具有很重要的意义。在对国内外已有的智能家居控制系统分析后，结合国内智能化住宅的实际要

求，提出了～套多功能的智能家居控制系统设计方案，并实现了智能家居控制的设

计。本文设计的智能家居控制系统能通过远程控制和本地控制实现以下功能：１、实现人在异地通过电话网络对家中的用电设备进行远程控制。２、实现在近距离通过系统键盘控制家用电器设备的工作状态。

３、实现安全防盗报警。４、实现三表（电表、水表、气表）的数据采集。５、实现实时时钟显示。

智能家居控制系统以Ｃ８０５１Ｆ０２０增强型单片机为核心，进行智能控制。远程控制功能的实现是利用已有的电话网络进行信号传输，达到控制目的；本地控制是通

过系统设置的键盘，进行人机交互，实现本地控制目的。系统通过主控ＣＰＵ检测各种异常情况，进行报警。

论文总结了本课题研究的智能家居控制系统的特点。通过实例，介绍了智能家居控制系统的应用方法。最后提出了系统功能的完善方向。

关键词：单片机；智能家居控制系统；远程控制：本地控制；安防报警⑧…ＭＡＳＴＥＲ…＇ＳＴＨＥ螂

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｏｄｅｍｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｔｈｅｒａｉｓｉｎｇｏｆｐｅｏｐｌｅ’ｓｌｉｖｉｎｇｓｔａｎｄａｒｄ，ｒｅｓｉｄｅｎｔｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｔｈｅｈｉｇｈｅｒｄｅｍａｎｄｏｎｔｈｅｈｏｕｓｅ’ｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄ

ｑｕａｌｉｔｙ．Ｓｍａｒｔｈｏｍｅａｒｅｐｏｐｕｌａｒｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｓａｆｅｔｙ，ｃｏｍｆｏｒｔ，ｅｘｐｅｄｉｔｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｐｅｒｆｅｃｔｓｅｒｖｉｃｅ．Ｉｎｃｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅ，ｔｈｅｙａｒｅｌｉｋｅｌｙｔｏｓｔａｎｄｆｏｒｔｈｅｔｒｅｎｄｏｆｍｏｄｅｍ

北京理工大学第十二届“世纪杯”学生参赛作品

智能家居监控系统的设计与实现

摘 要

智能家居作为家庭信息化的实现方式，已经成为社会信息化发展的重要组成部分，物联网因其巨大的应用前景，将是智能家居产业发展过程中一个比较现实的突破口，对智能家居的产业发展具有重大意义。目前我国国内基于无线网络技术的智能家居监控系统还不是很成熟。 本文提出的智能家居监控系统是对家居高度自动化、智能化提出的一种新的解决方式。

本系统主要由蓝牙系统，ZIGBEE系统，人脸识别系统三大子系统构成，蓝牙系统主要是用户通过安卓手机或者计算机上的客户端管理系统，以蓝牙方式与家居设备相连接，可以控制设备的状态，比如灯的亮灭等。ZIGBEE系统主要通过构建ZIGBEE无线传感器网络，采集室内环境参数，并且实时显示，实现家居控制、参数检测的自动化，智能化。人脸识别系统主要基于OPENCV编程，从摄像头实时采集数据，系统根据不同的人自己独特的喜好预先设定好模式，自动完成模式的转换。

关键词：物联网 智能家居 ZIGBEE 人脸识别 蓝牙 传感器

Abstract

Intelligent Home has been an important part of the social

informatization as a realization of home informatization. Since its huge

application prospect, the Internet of things will be an actual

breakthrough of Intelligent Home industry. Nowadays, there is not any

mature Intelligent Home monitoring system in China. The scheme proposed

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智能家居控制系统的设计与实现研究

作者：徐琛 孙璐

来源：《城市建设理论研究》2013年第31期

【摘要】：智能家居是现代社会新兴的家庭居住模式，也是从工业走向家庭的一个自动化产业。目前，智能家居的设计缺乏系统理论与方法以及相关行业标准。本文对智能家居系统设计进行初步的分析，指出设计原则及缺点，对其实现进行研究。

【关键词】：智能家居系统 设计原则 实现

中图分类号：TU2 文献标识码：A

引言

随着现代社会从数字化、信息化迈向智能时代，人们的生活也变得智能化。智能家居就是人类生活智能化的具体手段之一，也是人类生活环境日趋优越的体现。智能家居本质上是工业自动化向日常生活的延伸，也是智能控制技术从工业生产领域走向家庭应用的体现。目前，智能家居作为一个新兴行业，存在标准不统一、成本高等局限性，本文对智能家居系统从设计原则、缺点及实现三方面进行分析。

一、智能家居系统设计原则分析

衡量一个住宅小区智能化系统的成功与否，并非仅仅取决于智能化系统的多少、系统的先进性或集成度，而是取决于系统的设计和配置是否经济合理并且系统能否成功运行，系统的使用、管理和维护是否方便，系统或产品的技术是否成熟适用，换句话说，就是如何以最少的投入、最简便的实现途径来换取最大的功效，实现便捷高质量的生活。为了实现上述目标，智能家居系统设计时要遵循以下原则：

1、实用性

在设计智能家居系统时，应根据用户对智能家居功能的需求，整合以下最实用最基本的功能：包括智能家电控制、智能灯光控制、电动窗帘控制、防盗报警、门禁对讲、煤气泄露等，同时还可以拓展诸如三表抄送、视频点播等服务增值功能。对很多个性化智能家居的控制方式很丰富多样，比如：本地控制、遥控控制、集中控制、手机远程控制、感应控制、网络控制、定时控制等等，其本意是让人们摆脱繁琐的事务，提高效率，如果操作过程和程序设置过于繁琐，容易让用户产生排斥心理。所以在对智能家居的设计时一定要充分考虑到用户体验，注重操作的便利化和直观性，最好能采用图形图像化的控制界面，让操作所见即所得。