【文章內(nèi)容簡介】 。安防系統(tǒng)主要監(jiān)控住宅里的水、電、氣的使用安全及家庭防盜等信息，當發(fā)現(xiàn)有異常情況事，就自動報警，將報警信息通過聲光通知現(xiàn)場人員。由防盜報警子系統(tǒng)、火災(zāi)報警子系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、及視頻監(jiān)控系統(tǒng)等四個子系統(tǒng)組成。 安防系統(tǒng)組成如圖 32所示： 智能照明 智能 通訊 遠程控制與監(jiān)控 音頻共享 智能廚房 情景模式控制 安防系統(tǒng) 空調(diào)系統(tǒng) 物業(yè)管理 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 圖 32 安防系統(tǒng)組成 （ 2） 智能照明 功能 :照明燈具根據(jù)室內(nèi)照度，自動調(diào)節(jié)亮度，也可以根據(jù)設(shè)定好的情景調(diào)節(jié)燈光亮度，如書房燈光亮度 應(yīng)該高，適合閱讀。創(chuàng)造一個可以根據(jù)功能需要靈活調(diào)節(jié)燈光，且節(jié)能環(huán)保，給家庭營造舒適的視覺環(huán)境，系統(tǒng)主要由調(diào)光器、燈具和傳感器及控制元件等設(shè)備組成。系統(tǒng)組成圖如圖 33 所示： 圖 33 照明系統(tǒng)組成 （ 3）智能通信：通訊網(wǎng)絡(luò)是系統(tǒng)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，主要包括計算機網(wǎng)絡(luò)，視頻電話系統(tǒng)，有線電視系統(tǒng)等通信系統(tǒng)。實現(xiàn)住宅內(nèi)部與外部網(wǎng)絡(luò)進行聲音、圖像，視頻等多媒體信息的高速傳送、共享等服務(wù)。系統(tǒng)組成如圖 34 所示： 安防系統(tǒng) 防盜報警系統(tǒng) 火災(zāi)報警系統(tǒng) 門禁系統(tǒng) 視頻監(jiān)控 智能照明 燈具 調(diào)光器 可見光傳感器 控制 元件 智能通信 通信網(wǎng)絡(luò) 電話通訊 可視電話 閉路電視 手機網(wǎng)絡(luò) 傳真服務(wù) 紅外人體傳感器、震動傳感器、 報警電話、報警裝置等組成 火災(zāi)探測器、聲光報警裝置、控制器等組成 門磁、讀卡器、控制器等 攝像頭、云臺、控制裝置、顯示裝置等 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 圖 34 智能通訊 系統(tǒng)組成 （ 4）空調(diào)系統(tǒng)：空調(diào)系統(tǒng)主要是對室內(nèi)空氣溫度、濕度、氣流進行調(diào)節(jié)。當室內(nèi)溫度過高或過低時，系統(tǒng)自動開啟空調(diào)，將室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)到最適合人體的溫度。為用戶提供一個舒適、健康的空氣環(huán)境?？照{(diào)系統(tǒng)主要由定風(fēng)量系統(tǒng)、空氣處理系統(tǒng)、變風(fēng)量系統(tǒng)、傳感器、新風(fēng)通風(fēng)控制系統(tǒng)等子系統(tǒng)模塊組成。系統(tǒng)組成如圖 35 所示： 圖 35 空調(diào)系統(tǒng)組成 （ 5）情景模式控制：可以按人生活的時間進行預(yù)設(shè)，如早起情景，設(shè)好起床時間，起床時間到時，會響起音樂，自動調(diào)節(jié)燈光。離家模式，當系 統(tǒng)檢測到用戶離開家時，或者用戶將家居系統(tǒng)調(diào)為離家模式，一些不必要的家居系統(tǒng)就會自動關(guān)閉，如室內(nèi)照明會關(guān)閉，而冰箱不會關(guān)閉。本系統(tǒng)主要預(yù)設(shè)的情景模式有早起模式，離家模式，回家模式，節(jié)日模式等。情景模式組成如圖 36 所示 : 圖 36 情景模式組成圖 （ 6）智能窗簾系統(tǒng)：智能窗簾系統(tǒng)和普通窗簾的區(qū)別就在于，窗簾不僅可以手動控制還可以手機遠程控制，并根據(jù)室內(nèi)室外的亮度自動開關(guān)，系統(tǒng)主要由可見光傳感器，空調(diào)系統(tǒng) 溫度傳感器 定風(fēng)量系統(tǒng) 變風(fēng)量系統(tǒng) 新風(fēng)通風(fēng)控制系統(tǒng) 空氣處理系統(tǒng) 濕度傳感器 情景模式 早起模式 離家模式 影院模式 酒吧模式 …… 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 控制系統(tǒng)，窗簾等設(shè)備組成。窗簾系統(tǒng)組成如圖 37 所示： 圖 37 窗簾系統(tǒng) （ 7）智能家電控制：智能廚房主要能對電磁爐、冰箱、飲水機，煤氣爐，消毒柜等廚房電器電源的開關(guān)進行控制，一般采用智能開關(guān)和智能插座來實現(xiàn)。 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)系統(tǒng)服務(wù)功能，將各個子系統(tǒng)硬件通過家庭網(wǎng)關(guān)結(jié)合起來，形成一個完整的智能家居系統(tǒng)，系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖 38 所示： 多媒體 安防系統(tǒng) 家電控制 信息分配與共享 傳感器網(wǎng)絡(luò) 燈光控制 遠程控制 圖 38系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖 智能窗簾系統(tǒng) 可見光傳感器 控制開關(guān) 窗簾 信號模塊 …… 家庭網(wǎng)關(guān) 筆記本 電話 電視 火災(zāi)探測器 門磁 聲光報警 …… 空調(diào) 飲水機 電視 冰箱 …… 手機 筆記本 電話 … 控制模塊 節(jié)能燈、白熾燈、日光燈 … 電動窗簾、電動門鎖 光控模塊、聲控模塊 … 家庭控制中心 溫度、濕度、紅外人體傳感器 …… 移動網(wǎng)絡(luò)、無線接入、 固定網(wǎng)絡(luò)、閉路電視 ... 數(shù)字插座 物業(yè)管理 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 系統(tǒng)說明：系統(tǒng)的分為簡單的三部分，一是數(shù)據(jù)采集，二數(shù)據(jù)傳送，三是數(shù)據(jù)分析，三是數(shù)據(jù)處理。 數(shù)據(jù)采集：系統(tǒng)里面安裝了很多傳感器、探測器（有溫度傳感器，濕度傳感器，光照度傳感器）這些傳感器是系統(tǒng)的眼睛，鼻子是用來識別采集環(huán)境信息的，如溫度傳感器，在接收到環(huán)境溫度時，就會將環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換為電信號傳到家庭網(wǎng)關(guān)，家庭網(wǎng)關(guān)將接收到的信息進行處理，分三路傳輸出去，一路傳送到空調(diào)終端設(shè)備，空調(diào)終端接收到控制信號就打開空 調(diào)對室內(nèi)溫度進行調(diào)控，一路傳送到家庭控制中心，用戶可通過家庭控制中心查看傳感器傳送來的信息，并且可以手動控制設(shè)備終端動作。一路通過家庭網(wǎng)關(guān)與外部網(wǎng)絡(luò)連接，用戶可以通過外部網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備對家居終端設(shè)備進行遠程監(jiān)控。 數(shù)據(jù)分析：數(shù)據(jù)分析是家庭控制中心，遠程控制終端，家庭網(wǎng)關(guān)等設(shè)備組成。接收到的信息可以通過家庭控制中心的服務(wù)器自動分析信息數(shù)據(jù)，或者通過移動終端手機，電腦等接收到信息后人為的分析數(shù)據(jù)，再發(fā)出控制指令，智能家庭網(wǎng)關(guān)也具備部分的自動分析數(shù)據(jù)的功能，而有的直接將信息反饋到家用電器中，家用電器根據(jù)設(shè)置自動調(diào) 節(jié)，空調(diào)的溫度控制就是如此。 數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理模塊由家用電器的各種終端設(shè)備來完成，如空調(diào)、照明燈具、電視等終端設(shè)備。 章節(jié)小結(jié) 本章是系統(tǒng)的總體方案設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)功能需求及設(shè)計原則，對系統(tǒng)的服務(wù)功能進行設(shè)計，并對主要系統(tǒng)的功能服務(wù)進行分析。并且做出整體系統(tǒng)圖。 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 4 智能家居系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 智能家居系統(tǒng)由各種各樣的傳感器和各種智能開關(guān)，智能插座，還有豐富的家用設(shè)備組成，而這些家用設(shè)備是用什么技術(shù)連接起來的，是本章主要研究的問題，本章節(jié)先進行了智能家居系統(tǒng)總體網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 ，根據(jù)家居系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)分為兩個部分，外部網(wǎng)絡(luò)，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，下面將根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的功能需求進行設(shè)計。 智能家居總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計 智能家居系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為三部分：系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)（內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)又分為信息網(wǎng)絡(luò)、和控制網(wǎng)絡(luò)）、系統(tǒng)外部網(wǎng)絡(luò)和家庭網(wǎng)關(guān)，智能家居系統(tǒng)總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖 41 所示： 客戶端 終端 平板 手機 外部網(wǎng)絡(luò) 家庭智能網(wǎng)關(guān) 內(nèi)部網(wǎng)絡(luò) 筆記本 3G 網(wǎng)絡(luò) 以太網(wǎng) 以太網(wǎng) 臺式電腦 inter ZigBee 傳感器 控制開關(guān) 等設(shè)備 圖 41 智能家居系統(tǒng)總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 智能家居系統(tǒng)內(nèi)部信息網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng)技術(shù)，而智能家居系統(tǒng)的控制網(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)采用 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組網(wǎng) 家庭網(wǎng)關(guān)是外部網(wǎng)絡(luò)連與內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)鏈接的一個中介平臺，通過家庭網(wǎng)關(guān)進行內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的信息數(shù)據(jù)交換。第五章會詳細介紹。 外部網(wǎng)絡(luò)主要是方便用戶從 PC 端，或者手機端 ，通過 Inter 網(wǎng)絡(luò)接入到家庭網(wǎng)關(guān)中，再通過家庭網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)交換，訪問內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備。系統(tǒng)無線遠程控制智能家居系統(tǒng)是通過 3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實現(xiàn)的，而 3G網(wǎng)絡(luò)通過作為網(wǎng)關(guān)服務(wù)接入互聯(lián)網(wǎng)的方式，實現(xiàn)對智能家居系統(tǒng)的遠程監(jiān)控。 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 智能家居系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng) 智能家居系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)采用的是標準以太網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)，因其傳輸速率可達到 10M bit/s，已經(jīng)能滿足家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通信。在以太網(wǎng)中，電腦，筆記本等設(shè)備鏈接到一條同軸電纜上，采用競爭機制和總線型拓撲結(jié)構(gòu)。通過集線器、交換器、網(wǎng)橋等設(shè)備使電腦和打印機等終端連接起來 。具體流程如圖 42 所示： 42 智能家居系統(tǒng)終端網(wǎng)絡(luò)圖 家庭傳感網(wǎng)絡(luò)及控制網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng) 傳感器主要對住宅內(nèi)部外部的溫度、濕度、光照度、有無人員在等信息進行收集信息。當采集到信息時，就將信息傳送到控制器，控制器分析判斷數(shù)據(jù)，才發(fā)出控制指令，控制相應(yīng)的終端設(shè)備。如溫度傳感器將溫度變化轉(zhuǎn)換為電信號傳到智能家庭，將報警信息處理后，通過直接給設(shè)定的報警號碼發(fā)報警短消息或者撥打電話。 傳感器只能單向傳輸信息（如圖 43 所示），但是實際應(yīng)用時，單個傳感器可以與 多個家居電器設(shè)備對應(yīng)，也可以與多個傳感器對應(yīng)。如系統(tǒng)檢測到有人在家，那相應(yīng)的家居設(shè)備就開啟，如照明系統(tǒng)等，空調(diào)系統(tǒng)等?？梢姽鈧鞲衅鳈z測到室內(nèi)光線照度低于預(yù)設(shè)的數(shù)值時，窗簾會打開，如果窗簾打開后室內(nèi)的照度依然達不到設(shè)定的照度，就會打開室內(nèi)照明，并調(diào)節(jié)燈光亮度。而同時溫度傳感器檢測到室內(nèi)溫度高于預(yù)定的值時，就會聯(lián)動開啟中央空調(diào)調(diào)節(jié)問題，而這時，空調(diào)的動作等級就要高于窗簾對于燈光控制的，即開啟空調(diào)時，窗簾就要自動關(guān)閉。 家庭網(wǎng)關(guān) 以太網(wǎng)控制器 以太網(wǎng) 電腦 電腦 以太網(wǎng)設(shè)備 控制器 火災(zāi)探測器 溫度傳感器 濕度傳感器 可見光傳感器器 紅外人體傳感器 中央空調(diào) 窗簾 家居設(shè)備開關(guān) 照明燈具 消防設(shè)施 氣敏傳感器 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 圖 43 傳感器與終端設(shè)備 映射圖 傳感器網(wǎng)絡(luò)主要采用 ZigBee 技術(shù)，在每個傳感器上都設(shè)置 ZigBee 設(shè)備，用以將傳感器采集到的信息，轉(zhuǎn)換為無線信號傳送到家庭網(wǎng)關(guān)的 ZigBee 控制設(shè)備中。在家庭網(wǎng)關(guān)中也設(shè)置了 ZigBee 設(shè)備，用于接收傳感器傳來的信息，和發(fā)送控制指令到控制端。在控制開關(guān)，數(shù)字插座，同樣也設(shè)置了 ZigBee 設(shè)備，主要用用于接收控制終端發(fā)射來的控制指令，并傳送到控制開關(guān)及插座進行控制。具體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖 44所示： 圖 44 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 智能家居控制網(wǎng)絡(luò)控制流程 系統(tǒng)控制可以分為三種控制流程 : 流程 A：用戶通過控制電腦 PC 端或者移動手機端監(jiān)控界面，發(fā)出指令通過以太網(wǎng)接入家庭網(wǎng)關(guān)，家庭網(wǎng)關(guān)再將控制信號傳送到燈光音樂、安防報警、傳感器監(jiān)測和視頻監(jiān)控等設(shè)備實現(xiàn)遠程控制。 流程 B:用戶通過發(fā)出聲音或手勢動作發(fā)出控制信息 ,聲音傳感器接收到控制語音后通過 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)向家庭網(wǎng)關(guān)傳送信息，家庭網(wǎng)關(guān)將信息處理后將信息傳到燈具或者音頻設(shè)備 ,實現(xiàn)燈光音頻設(shè)備控制。 流程 C:PC 或手機控制終端當接收到室內(nèi)播放音樂的信息時，控制端發(fā)出關(guān)閉語音控制指令，關(guān)閉 語音控制功能，避免音樂對語音控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。當住戶睡覺時，可以通過控制端關(guān)閉手勢控制功能，防止睡覺過程誤動作會打開燈光，影響睡眠。 具體流程如圖 45 所示： 家庭網(wǎng)關(guān)