基于物联网的智能家居中控系统设计.pdf

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1、·智能建筑·基于物联网的智能家居*中控系统设计11，211郭志涛，周艳聪，赵国政，顾军华(1．河北工业大学，天津300401;2．天津商业大学，天津300134)摘要:针对家用电器设备不断增多且管理分散的问题，设计了出一种基于物联网概念的多接口智能家居集中控制系统。系统通过硬件设计实现了多种接口的郭志涛(1979—)，男，家居电器设备连接，并按物联网ID分配方式对其进行编码，再通过软件设计实现讲师，从事嵌入式、射多种设备共享一个对外出口功能，最终实现了本地及远程的统一控制和管理。频识别研究。关键词:物联网;智能家居;智能中控系

2、统中图分类号:TP273文献标志码:B文章编号:1674-8417(2012)02-0019-06从而实现本地及远程的统一控制和管理。0引言1系统结构设计智能家居不仅能给用户提供安全、健康和舒适的生活环境，用户还能方便地远程监控自己的在智能家居的发展初期，对于家中电器、计家居状态，控制家庭电器设备。当前，家居电子算机、灯源控制、Internet网络等电子设备的控制，设备除常用家电设备以外，家庭安防设备和家庭往往采用分散控制、分散管理的方式，缺点是各医疗设备也逐渐增多。同时，随着网络技术的深种电器不能联网，对于用户不能进行统一控

3、［7，8］入应用，家庭中的多种电器设备都需要与互联网制。在这种情况下，本文提出了具有多电器对接，从而产生了多个设备分散管理、网络接口接口、能将家中所有电气化设备统一联网，并集［1-2］不能兼容的问题。如何实现多种家庭设备的中控制的思想，而实现这一思想的方式是采用中集中管理和远程控制，是智能家居功能的体现。控终端。中控终端可集成以下几部分设备:近年来，物联网被认为是继互联网之后最重(1)常用家电部分。中控终端为家中电气化［3］大的科技创新，已成为全球关注的热点领域。设备提供多个接口，并能自动为接入的设备分配物联网通过约定的协议把

4、物品与互联网连接起唯一的ID，使之成为物联网的一部分。能够实现来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定电器的集中控制，具体可实现设备开启与关闭、设［4-6］位、跟踪、监控和管理。本文设计并开发了一备功能设定、设备状态查看和设定等具体控制。套基于物联网概念的家居中控系统，将电器设备(2)安防部分。中控设备与家居安防监控统一编号入网，多种设备可共享一个对外出口，设备相连，如红外探测器、温度报警、门禁、烟感周艳聪(1978—)，女，讲师，研究方向为物流优化、智能信息处理。赵国政(1986—)，男，硕士研究生，研究方向为智能家居。

5、顾军华(1966—)，男，教授，研究方向为智能算法、数据库、FPGA。*基金项目:河北省自然科学基金项目(F2010000142)·19··智能建筑·等报警设备。报警信息通过中控终端反映到用疗设备的接口，如远程诊病、视频监控等，并为这户，用户也可随时通过中控终端查看安防状态。一类设备提供统一的外部接口。智能家居中控(3)家庭医疗部分。中控终端具有家庭医终端结构框图如图1所示。图1智能家居中控终端结构框图根据需求，中控终端的功能主要包括:信息网络于一体的家庭信息化平台，可实现信息(1)提供与多种电器设备互连的接口，将多设备、家用

6、电器、安防设备及家庭医疗设备等互种电器设备连接入网，并分配ID。连和控制管理。智能家居系统采用星型网络拓(2)本机设定与显示。中控终端设有本机扑结构将各设备互连，具有常用家庭电器(电视、显示屏幕，可显示目前的连接设备及当前的设备热水器、空调等)、安防设备和家庭医疗设备的接状态，并提供按键实现状态查询、功能设定及开口，主要包括RS-232、RS-485、A/D采集接口、关机等功能。USB接口、以太网接口，具有实现电源的开启与(3)手机短信查询与设置。通过手机短消息关闭、功能状态的设定等功能。的方式，实现对网内设备状态的查询和功能

7、设定。2．2远程通信部分(4)远程GPRS访问。提供GPRS方式，可GSM通信模块采用SIM900A无线通信模通过网页实现家居设备的访问与设定。块，SIM900A可工作在4个频段的GSM/GPRS设(5)3G视频监控接口。提供无线3G网络备，提供10级多时隙、4级编码能力、2个串口，扩展接口，利用3G网络实现家居内部状态的查两路语音通道包括两路麦克和话筒的输入和输看，并提供老人或孩子的监控保护。出。为防止模块意外死机，采用I/O管脚控制三(6)语音提示与时间显示。极管实现模块电源的通断。SIM900A模块部分原理图如图2所示。

8、2系统硬件设计2．3系统人机接口部分按照功能要求，对中控系统进行硬件设计，语音提示模块采用HMA－TTS语音合成模按照功能要求将其分为4个部分进行设计，包括块，具有合成音质好、体积小、功耗低、使用方便家居设备接口部分、系统人机接口部分、远程数等优点，不需要任何外围辅助电路，直