基于物聯網的智能家居控制系統設計

摘要：物聯網是當前應用熱點之一，已引起廣泛關注。提出了基于物聯網技術的智能家居控制系統實現方案，詳細闡述了軟硬件設計過程并給出了軟硬件設計框圖、原理圖及部分軟件代碼。
關鍵詞：物聯網；智能家居；GPRS；遠程控制

隨著人們生活水平的提高和科技的發展，家庭智能化已成為一種必然趨勢而深入千家萬戶。家庭智能化即智能化家居(Smart Home)，亦稱數字家園(Digital Family)、家庭自動化(Home Automation)、電子家庭(E-home)、智能化住宅(Intelligent Home)、網絡家居(Network Home)、智能屋(Wise House，WH)、智能建筑(Intelligent Building)等。它是利用計算機、通信、網絡、電力自動化、信息、結構化布線、無線等技術將所有不同的設備應用和綜合功能互連于一體的系統。它以住宅為平臺，兼備建筑、網絡家電、通信、家電設備自動化、遠程醫療、家庭辦公、娛樂等功能，集系統、結構、服務、管理為一體的安全、便利、舒適、節能、娛樂、高效、環保的居住環境。其從控制層次來分，一般由中央控制中心、家居智能控制終端、小區智能控制系統、家庭網關和外部網絡幾部分組成。

1 智能家居系統體系結構
家居系統主要由智能燈光控制、智能家電控制、智能安防報警、智能娛樂系統、可視對講系統、遠程監控系統、遠程醫療監護系統等組成，框圖如圖1所示。

2 系統主要模塊設計
2．1 照明及設備控制
智能家居控制系統的總體目標是通過采用計算機、網絡、自動控制和集成技術建立一個由家庭到小區乃至整個城市的綜合信息服務和管理系統。系統中照明及設備控制可以通過智能總線開關來控制。本系統主要采用交互式通信控制方式，分為主從機兩大模塊，當主機觸發后，通過CPU將信號發送，進行編碼后通過總線傳輸到從模塊，進行解碼后通過CPU觸發響應模塊。因為主機模塊與從機模塊完全相同，所以從機模塊也可以進行相反操作控制主機模塊實現交互式通信。系統主框圖如圖2所示，系統主從模塊的程序流程圖如圖3所示。其中主機相當于網絡的服務器，主要負責整個系統的協調工作。

對于燈光控制，可以形成不同的燈光情景模式，以營造舒適優雅的環境氣氛。為了提高系統的可維護性及可靠性，設計時應使系統具有智能狀態回饋功能、故障自動報警功能、軟啟動功能。系統能自動檢查負載狀態，檢查壞燈、少燈，保護裝置狀態等；也可以根據季節、天氣、時間、人員活動探測等作出智能處理，達到節能目的。
對于其他家電設備及窗簾控制，與照明控制類似，均可采用手動和自動控制兩種方式。