物联网的智能家居系统设计方案

1、基于物联网的智能 家居系统设计方案,2013.5.15,主目录,1 课题的选题意义和研究现状,1.1意义 物联网说到底是为人类服务的，而人类的家居生活已经形成了几千年并在可预见的未来人类将继续并长时间生活在居所中，仅从这一点来看，一个离开了智能家居的物联网将成为无源之水，无本之木。智能家居是所有物联网应用中的基础应用之一。,1 课题的选题意义和研究现状,1.2 课题的研究现状,2 物联网智能家居系统的总体设计,2 物联网智能家居系统的总体构想,2.1 系统功能需求,通过ZigBee传感器检测室内情况，当出现异常情况的时候即时发出报警信号并通过GPRS移动通信网络给用户手机发送消息，用户也可以通

2、过手机对家中设备进行相应的操作。,智能 家居 系统,照明控制,防盗系统,2 物联网智能家居系统的总体设计,2.2 系统总体框架设计,3 主要模块组成,3.1系统的主要模块介绍,模 块 分 类,主控模块,照明控制子系统,防盗子系统,网络控制模块,3 主要模块组成,1）主控模块,主控模块，负责子系统的信息集中、存储、分析和决策。嵌入式芯片发展使主控模块越来越精巧，功能日益丰富。智能家居控制器的功能是通过总线与各种类型的模块相连接，通过电话线路、计算机互联与外部相连接，根据设置在内部的软件程序执行控制命令，并向单元控制模块传达命令，对连接的各种家电进行控制。,3 主要模块组成,2）安全控制子系统,安

3、全控制子系统，针对引起安全问题的诸多因素，起到防范和报警的作用，可视对讲系统预防陌生人的干扰；门磁传感器和窗磁传感器起到防盗作用。,3 主要模块组成,3）网络控制模块,使用了GPRS远程报警本部分设计的关键点在于：1）实现短信的收发功能；2）对现场采集终端采集到的异常信息进行合理分析处理，并及时通知用户。 电子设备中嵌入ZigBee芯片用以获取物体信息进而实现交互，联网后实现家电等设备的无线互连和家庭自动化。利用ZigBee技术可较容易实现相机或者摄像机的自拍、窗户远距离开关、室内照明系统的遥控以及窗帘的自动调整等功能。 可以在手机或者手持设备中加入ZigBee芯片后就可以被用来控制电视开关。

4、基于ZigBee技术个人身份卡能够代替家居和办公室的门禁卡，可以记录所有进出大门的个人的信息。,3 主要模块组成,3.2智能家居需解决的问题,(1)它的对象是结构和特性完全相异的各种家用电器，相互之间兼容性比较差，电器之间的数据共享比较困难。 (2)家电的信息量小但对实时性要求较高，必须针对当时的家庭环境进行实时的调整。 (3)家电运行时所处环境有很大差异，对系统的抗干扰性和稳定性要求较高。 (4)从用户的角度来说，用户需要简化家电的操作过程，统一家电的操作方法(比如说用统一的遥控器实现所有电器的控制)。因此，组建智能家庭网络时需要考虑的问题有很多。,3 系统的硬件和软件实现,3.3星状网络,

5、在本智能家居系统设计中，采用星型网络，这种星型结构的特点是对中心节点(这里是无线数字家居服务器或网关)的依赖性很大，中心节点出现问题可能造成整个网络的瘫痪。家庭内部无线网络连接距离较短，一般在l00米以内，家用电器位置容易改变，家庭电器等的数量也容易变化。根据家庭网络的这些特点以及以上介绍的无线网络拓扑结构，本文以家庭网关为中心节点组建一个星型家庭网络完全满足家庭网络需要。,4 总结与展望,本文通过对智能家居系统的研究与开发，主要取得了以下成果： (1)在目前智能家居的需求研究以及对系统的特点学习了解后，提出了适合本系统的总体方案。 (2)系统将ZigBee局域网络与GPRS网络结合，实现了信

6、号的传输，提供了一个数据低速率传输的远程控制平台。 (3)分析了本系统应具有的功能，采用模块化的设计思想划分了系统的功能模块。分成无线短信接收部分，主控中心部分，分控制部分。各部分之间通过无线的方式链接，实现了对家居的开关控制，智能化处理。,4 总结与展望,由于时间和经验及学习水平的限制，我的论文中的设计方案会有很多不够成熟和完善的地方。许多功能尚不能很好很人性化的实现。还需要从以下几个方面加强研究： (1)ZigBee网络采用星状网络，系统自愈性较弱，维护困难这样会因为个别节点失效而影响到整个系统的安全，特别是协调器的损坏，将导致的整个系统瘫痪，因此考虑用网状网络代替星状网络。 (2)处理器采用内存较大的设备，这样不但可以对程序进行功能上的扩展，增加系统运行的可靠性。 (3)系统的可扩展性需增强。在设计中做