基于嵌入式的智能家居系统获奖科研报告

基于嵌入式的智能家居系统获奖科研报告摘

要：随着社会的进步，科技的发展，人们生活水平的提高，智能化的基于嵌入式技术，互动、创新的家居设计成为未来家庭的主流趋势，智能家居时代已经来临。智能家居系统是利用计算机、嵌入式系统和通信网络技术将各种家用设施，通过家庭网络连接到一起，从而为人们提供一个更方便，更舒适的生活。本文简要介绍了智能家居系统的特点、嵌入式系统的特征，并对嵌入式技术在智能家居系统中的应用进行了阐述。

关键词：嵌入式系统;智能家居系统;设计;功能

引言：

随着科学技术的飞速发展和人民生活水平的不断提高，人们对家庭住房需求的概念也发生了根本性的改变。人们从以往追求豪华装修和宽阔的居住空间，向着追求品味、舒适、安全、便捷和智能方向改变。以嵌入式技术为核心的智能家居系统的出现，满足了人们对高性能及智能化住宅的需求

1、智能家居系统的特点

智能家居，又稱智慧家居，在国外常用SmartHome来表示，是以住宅为平台，采用综合布线技术、网络通信技术、自动控制技术、安全防范技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，从而提升家居安全性、舒适性、便利性、艺术性，并实现环境友好型、节能的生活环境。

智能家居系统是个人的范围内的通信系统。主要方式就是在家庭内部形成家电的数据传输和控制网络，然后将这个网络连接到Internet。与一般通信网络相比，智能家居系统具有以下特点：（1）灵活且易于扩展：可以很方便地在系统中添加或更新设备，而且更容易连接到现有网络（2）系统具备标准化：系统内部的各种设备是规范化的（3）实时性高：可以实时根据当时的家庭环境进行调整（4）具有较高的安全性：与外界进行信息交换时可以保证系统安全，同时，系统还具有较强的抗干扰能力和稳定性（5）该系统是可靠的：易于维护和拓展升级。

2、嵌入式系统的特征

嵌入式系统（EmbeddedSystem），是一个“完全嵌入在受控装置内部，并设计成用于特定的应用程序的专用计算机系统”，它是用于控制或监控器的大型设备，如机器，设备和工厂的系统。一般来说，嵌入式系统是嵌入式处理器的控制板，其控制程序被存储在ROM中。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、录像机、微波炉、汽车等，都在使用嵌入式系统，一些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统由单个程序实现整个控制逻辑。“嵌入”、“专用”、“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。

3、基于嵌入式技术的智能家居系统

嵌入式技术在家庭智能系统中的应用，大大提高了系统的语音和图像处理能力。根据系统定制的实时操作系统，不仅可以最大限度地利用硬件投资，同时也避免因过大的系统造成资源的浪费。因为嵌入式系统通常仅具有一个核心处理芯片，系统架构非常清晰和简单。系统的软件采用了分层设计，不仅有利于维护和升级系统，也大大提高了代码的利用率，缩短了开发周期。本文引入最新嵌入式Linux技术并融合Wi-Fi技术、GPRS技术、ZigBee技术以及传感器技术等设计一款智能家居控制系统，具有低功耗、低成本、高效率并集多种控制方式于一体的特点。该系统的总体设计方案结构图如图所示，主要实现以下功能：

（1）家居安防功能

安全性是用户的首要要求，是智能家居的重要组成部分，一般包括门窗磁报警、紧急救助报警、煤气泄漏报警、非法入侵报警、火灾报警等。在布防状态下，当发生火灾或有害气体浓度过高，就会触发现场报警装置并发送报警信息到小区物业管理部门和用户。

（2）家电远程监控

该系统可实现多种远程监控方法，最大限度地满足用户需求。通过任意连网的智能手机或PC的浏览器远程登录家庭服务器，不仅可以看到家庭现场视频信息，还可以发送控制命令，远程遥控家居设备。此外，当用户外出旅游不方便上网时，还可以发送短信查询家中各家电状况并能发送控制消息命令。

（3）智能终端本地控制

当用户在家时，只需一个智能终端设备，即可查询并遥控家庭各设施设备，此集中控制方法，允许用户告别面对一堆遥控器的麻烦。

（4）家庭环境监测与控制

本系统配备了一个烟雾传感器和湿温度传感器，定时采集家庭环境信息，如果发生异常，并迅速经由ZigBee无线收发模块对应传送到中央处理单元，采取相应措施。

结论：

在嵌入式技术、物联网技术以及Internet技术的不断发展下，以及主流消费者对智能家居接受程度的提高，智能家居成为