智能家居系统(5篇)

智能家居系统(5篇)

智能家居系统(5篇)

智能家居系统范文第1篇

传感器

运动传感器

人会产生红外辐射。在正常的体温下，人类在红外区域会有剧烈辐射，波长为9.4μm。热电传感器是由陶瓷材料构成，暴露在红外辐射下其表面会产生电荷。这个属性可以用于运动检测。PIR传感器还可以从振动、无线电干扰、阳光等触发错误检测。为了避开这种双传感器连接的相位差，共同连接到这两个传感器的任何激励相互抵消了。当身体经过传感器前面时，它激发第一个传感器，然后其次个。于是有一个变化标志身体从传感器一侧移动到另一侧的差分输出。这一变化标志也可以用来检测运动，可用于人员检测，增加一个滤波窗口可以限制8～14μm范围的外来辐射，这是对人体辐射最敏感的范围。为了提高传感器的范围和探测角度，使用了菲涅耳透镜。它把到来的红外辐射集中到传感器。菲涅耳透镜孔径较大并且焦距较短。图3说明白PIR传感器的接口电路。

PIR传感器可用于以下用途：掌握走廊光或其他任何不需要持续发光的区域从而节省用电：通过监测PIR传感器内两个感应区域之间的差分输出来指导感应。

门传感器

门传感器可以使用电容式感应实现，可以检测板间两块金属极电容的变

化并转化为计数、可以从这些计数值检测到门的打开和关闭。

可以在门顶端部分附加一个小金属板，电容感应芯片可以安装在靠近门的墙上。当门关上时，由于金属靠近电容将增加。使用这种方法，我们甚至可以检测到特别稍微的开门。

另一种检测门是否打开或关闭的方法是使用磁簧开关。磁簧开关有两个密封在玻璃内的金属簧片。可以由一个磁簧开关、微掌握器和RF模块构成一个完整的无线模块。门后钻一个洞，这个完整的模块插在里面。在门上放置一块磁铁，可以靠近传感器。依据接近传感器和磁体的接近程度，检测门的位置。

玻璃破裂传感器

这种传感器是用来侦测任何通过窗户的入侵。有多种玻璃破裂传感器，他们的工作原理也不同，可以基于成本和需求进行选择。基本传感器安装在玻璃本身，他们通常有一个麦克风，其监控来自玻璃的噪声与振动。如振动超过固定阈值，这些传感器触发输出。一些传感器可以调试到玻璃破裂频率，使用简单的运算法则可以从多块玻璃中找到那块破裂的。通过声音和震惊并行处理，也可以精确检测到玻璃打破的时间。

光感应传感器

这种传感器可以用来依据环境掌握走廊灯光强度。可以使用一个LDR测量环境光。LDR是一种光敏电阻，其电阻会依据入射光的变化而变化。在图6的电路中，ADC输入电压会依据入射光而变化，经过处理后，走廊灯的光强度可以转变。假如是LED灯，可以采纳LED驱动芯片掌握，假如是白炽灯，其强度可以通过转变晶体管的点弧角来掌握。通常使用内嵌FET

或内嵌FET掌握器的片上系统来掌握LED灯。限制在绿色实现区域可由PPSoC实现，它是一种由赛普拉斯生产的内嵌FET的LED掌握芯片。

湿度传感器

湿度传感器可以用来掌握花园浇水装置。他们可以固定在土壤中，在设定的时间内可以基于土壤的水位打开洒水装置。这既可以节省用水又可确保植物准时浇水。

温度／烟雾传感器

温度传感器可以用于当温度上升超过某一特定值时打开风扇，也可以用于掌握风扇强度。锅炉的烧水时间也可以通过外部温度动态掌握。

烟雾传感器用于在早期阶段检测火灾，可以安装在靠近厨房等任何简单起火的区域。检测到烟火时，它会触发报警并打开洒水装置。

在紧急状况下，例如短路、火灾等，平安出口方向道路上的灯光可以使用备用电池点亮。

窗户传感器

Reed传感器可以安装在一扇窗，磁铁安装在另一扇。电路类似于玻璃传感器。为了具有隐蔽性，防止传感器被外界破坏，小型激光光源可以安装在一面而光电二极管安装在另一方面，假如有人试图闯入，光线将被中断，会对这个大事触发报警。

在智能家居方面还有许多其他种类的传感器特别有用，如气体传感器、水位传感器、红外传感器等。这些传感器接口简洁，我们留给读者来讨论并应用于家庭。传感器之间的通讯

不同传感器和处理单元之间的恰当信道保证了信号在房子内的正确通

讯。连接传感器有不同的媒介，有线和无线，他们都有利有弊。最好的方法是依据需要来权衡，诸如传感器距离，成本和便于使用等方面。

电力线通讯(PLC)

电力线通讯(PLC)是利用家中已有的输电线路实现数据传输的通讯方式，能削减布线工作和成本。数据可以在沟通或直流线路传输。要传送的数据使用频移键控，经过高频信号调制，然后耦合到现有电力线。市场上已经有特地的芯片，负责在器件本身调制。外部电路用于放大收发的数据。要耦合调制数据到现有的电力线路就需要变压器。用户使用CENELEC协议，125-140KHz的频率用于调制。cENELEC协议保证了在一个时间只能有一个设备通信，从而提高了牢靠性。用于PLC的芯片遵循这个协议，数据可以很简单通过电力线传输。

PLC设备可以和其他设备安装在家里的不同地点。电子设备可直接通过接口电路与PLC器件连接。

蓝牙与PLC

智能手机或手提电脑可以作为十个通用遥控器掌握家里全部的设备，所需要的就是一个蓝牙模块连接到PLC设备。蓝牙发送信号使用AT命令，一旦手机或电脑与这个调制解调器同步，那么无论从手机感应到什么数据，蓝牙调制解调器都会收到。接下来蓝牙调制解调器会把信号传送到PLC设备。PLC设备将进行数据解码并依据命令通过电力线传送。家里全部连接的PLC设备都会收到那些信号，其中一个是目的地，它将对信号进行解码并给出相应的输出信号。电子设备可以通过继电器或晶体管与PLC设备连接，这取决于设备类型。

用户掌握

掌握必需直观和便利，这样用户可以在任何时间用最少的遥控数目进行掌握。

通过手机 我们可以使用手机通过发送消息或拨打号码来掌握电器和按下按钮(DTMF音调)。从手机发送短信就能激活／关闭任何特定的设备。短信发送和接收必需用到GSM调制解调器、GSM调制解调器执行AT指令。AT指令是一套预定义的指令，GSMN制解调器可以识别。GsM调制解调器可以通过UART和微掌握器连接，来自和去往GSM调制解调器的AT指令在微掌握器中编码／解码，因此功能可以实现。另一种方式是使用手机应用程

序GuI在后端发送短信，这样用户可以很简单地操作电器。假如在家里面手机应用程序会选择蓝牙，在外面的话可以通过GSM通信。

DTMF音调

DTMF代表双音多频。手机的每个按钮对应唯一的频率，这些音调可以使用DTMF解码芯片解码，或者内嵌在一种先进的片上系统芯片。可以在单片机内定义不同的功能，依据DTMF音调输入可以触发相应的功能。使用DTMF音调任何手机都可以用来掌握家居，甚至固定电话线也可以作相同的用途。用户可以发送DTMF音调或拨打家庭固定的SIM卡号码，或通过蓝牙发送音调。甚至一个笔记本也可使用蓝牙来发送DTMF音调。图11为DTMF音调处理框图。

通过互联网

可以为用户登录制造一个平安的网站。登入网站后，它将给用户显示一个GUI，这个界面会依据家中电器的不同而不同。用户可以打开／关闭或

掌握电器其他方面。用户已经选择了的任何选项都将储存在GuI中，并立即将此信息发送到短信网关，短信网关会回发短信到连接在GSM调制解调器的用户SIM。GSM调制解调器将解码这条信息并把它送到掌握器，掌握器会进行相应工作。

反馈

假如我们使用移动电话／互联网掌握电器，得到确认是特别重要的。这有很多缘由，有可能某些设备没有工作，例如没有供电，电器故障等。所以当我们打开设备时，继电器可以使用备用电池开机，但电器还将连续保持关的状态。

电流互感器可以用作得到反馈的一个方法。每当任何电器打开时，电流将会从线中开头流到连接的那台设备。可以感应到电流来监控设备的状态。一些语音命令例如开、关等可以存储在能够储存声音的芯片中，这声音可以通过手机传送，把声音输出连接到麦克风线路。

平安措施

为提高家居平安，除了从前已经争论过的传感器，还可以添加如下设备。

1.门上相机，每当探测到有人时，其会拍照并存储，照相机可使用PIR传感器触发。

2.同样的、家里面的相机也可以打开并通过电子邮件发送实时照片，这样家里没人时可以检测有无人员闯入。

3.平安钥匙。使用指纹扫描／人脸识别。

4.电子锁或双平安门。

不同模式

只需一次触摸，整个家就可以依据不同需求设置为不同的模式，包括家庭影院模式、出门模式、度假模式、夜间模式、白天模式等。

使用片上系统实现

智能家居系统范文第2篇

【关键词】STC12C防盗远程掌握家居平安

1 讨论背景

智能家居，亦称智能住宅，英文Smart Home，是将家庭相关的通讯设备、家用电器和家庭保安装置，通过总线技术连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视、掌握和家庭事务性管理。

智能住宅的概念起源于美国，其在美国的进展也是最为迅猛的。随后欧洲、韩国、日本、新加坡等国家住宅智能化也飞速进展。

据中国住宅与城乡建设部数据显示,中国有建筑总面积400多亿平方米,每年新增建筑面积20多亿平方米,估计到2021年新增建筑面积约300亿平方米,达到700多亿平方米。随着住房面积的增加，智能家居面临的机会也在加大.据权威部门，猜测到从2021-2021年,建筑智能行业产值将保持20%以上的增长速度,到2021年将达到1345亿元的产值。

2 系统功能及总体设计方案

（1）一键布防：可以通过手机掌握安防系统的状态；

（2）危急检测：通过红外热释电传感器、微振动传感器、火光传感器、烟雾传感器等检测家居常见的危急状况；

（3）报警系统：当检测到特别状况时，通过SIM300模块进行手机提示，并马上拉起警报；

（4）显示模块：系统外置一块液晶显示屏用作系统工作状态的信息显示。本系统的核心SIM300无线通信技术以掌握安防系统的状态，当遇到特别状况时,通过手机通知的方式告知房主，并启动报警系统。本产品配有液晶屏显示，便利用户观看当前安防状态。

3 技术分析及创新

3.1 GPRS通信模块

在设个产品设计中GPRS通信模块采纳的是SIMCOM公司的推出的三个频段设计的GSM/GPRS模块SIM300，适合于开发GSM/GPRS等相关无线应用产品，应用及其广泛，现在许多高科技产品都有它的身影，常见的如我们的手机，刷卡付现的无线POS机，还有一些应用如无线MODEM卡，无线数据传输业务。

SIM300模块具有一套标准的AT命令集，包括一般命令、呼叫掌握命令、网络服务相关命令、电话本命令、短消息命令、GPRS命令等。而在本系统的设计中SIM300模块与GPRS模块的相互通信是通过串口COM端口连接，通过处理其AT命令，来实现系统与模块的数据传输。

3.2 主模块

SIM300接口电路板，排布了所需基础电路，安装了供电电源装置,电平转换器等。接口电路板可以实现SIM300的无线通信，从而达到与手机无线接收端相互通信的功能，接收呼叫以及短信的接收发送，通过串口通信掌握，推断AT命令，确定是否有电话及短信。整体的主控由CPU完成，当CPU对收发的信息进行分析及完成处理后，会做出相应的应答和接下来的处理命令。

3.3 无线通信模块

为了使该系统很便利的应用在当前的各类家居中，系统中的防盗报警单元与主控CPU之间的通信采纳无线方式。模块选择当前应用较为广泛的nRF24L01通信模块。该模块是一款新型单片射频收发器件，工作于2.4GHz~2.5GHz ISM频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合了增加型ShockBurst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。

本系统中模块通过4线SPI通信方式与系统CPU进行数据通信。各种传感器模块将探测信号输出至无线通信子模块，由子模块的nRF24L01通过无线方式与主控CPU之间完成信息交换。无线传感器探测通信子模块采纳锂电池单独供电，可以便利的放置在距离主机较远的家居门窗等位置，使该系统的有用性大大增加。

3.4 防盗报警模块

本产品的报警模块采纳红外线的热感知系统，通过传感器对屋内的温度变化做出反应，发送信号给主控端，主控端即CPU进行分析处理，发出下一步的处理命令。从而告知远程的屋主，准时报警。

3.5 创新之处

（1）无线掌握:与有线掌握相比，在任何移动通信网络掩盖范围内都可以通过手机进行远程掌握，解决布线难问题。而且，采纳手机无线掌握方式，可以节约大量布线资源及线路老化修理等问题的苦恼，具有明显的优势。

（2）传感器掌握：相比于红外遥控必需进行光信号直线传输，掌握距

离有限且受障碍物的限制。基于SIM300的无线掌握装置突破空间距离的局限性，且不必单独制作红外遥控器，仅需在我们常用的手机上编辑一条短息指令即可轻松遥控。

4 市场前景分析

随着科技进步，盗贼作案的手法日益翻新，很多高性能的锁具被攻破，用时不到20秒。然而，安防意识薄弱和防盗报警手段的落后，给不法分子带来可趁之机。据警方一份调查显示，只有不到10%的家庭安装了防盗报警器械，其中许多也因年久失修，维护不当，多数经常发生误报和漏报。

在国家“十二五”进展规划中，将安防规划单独列明，明确指出要“加强公共平安体系建设。适应公共平安形势变化的新特点，推动建立主动防控与应急处置相结合、传统方法与现代手段相结合的公共平安体系。”估计到“十二五”末期，我国的安防产业规模将实现翻一番的总体目标。

同时，随着3G技术的迅猛进展与广泛应用，通过有效的信息传输，将家庭安防、智能掌握系统高度集成，为家庭用户供应高技术的智能化手段，以实现快捷、高效的超值服务。随着物联网时代的到来，云计算的崛起，才智城市的建设，人们对智能家居的立场也从最初的观望转到逐步接受并体验、使用的阶段使智能家居系统由观念认知转化为现实的详细项目。可见，智能家居正在构成一种新兴的产业，有着广阔的市场需求动力。