智能家居控制系统的设计与实现研究

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【摘要】：智能家居是现代社会新兴的家庭居住模式，也是从工业走向家庭的一个自动化产业。目前，智能家居的设计缺乏系统理论与方法以及相关行业标准。本文对智能家居系统设计进行初步的分析，指出设计原则及缺点，对其实现进行研究。

【关键词】：智能家居系统 设计原则 实现

中图分类号：TU2 文献标识码：A

引言

随着现代社会从数字化、信息化迈向智能时代，人们的生活也变得智能化。智能家居就是人类生活智能化的具体手段之一，也是人类生活环境日趋优越的体现。智能家居本质上是工业自动化向日常生活的延伸，也是智能控制技术从工业生产领域走向家庭应用的体现。目前，智能家居作为一个新兴行业，存在标准不统一、成本高等局限性，本文对智能家居系统从设计原则、缺点及实现三方面进行分析。

一、智能家居系统设计原则分析

衡量一个住宅小区智能化系统的成功与否，并非仅仅取决于智能化系统的多少、系统的先进性或集成度，而是取决于系统的设计和配置是否经济合理并且系统能否成功运行，系统的使用、管理和维护是否方便，系统或产品的技术是否成熟适用，换句话说，就是如何以最少的投入、最简便的实现途径来换取最大的功效，实现便捷高质量的生活。为了实现上述目标，智能家居系统设计时要遵循以下原则：

1、实用性

在设计智能家居系统时，应根据用户对智能家居功能的需求，整合以下最实用最基本的功能：包括智能家电控制、智能灯光控制、电动窗帘控制、防盗报警、门禁对讲、煤气泄露等，同时还可以拓展诸如三表抄送、视频点播等服务增值功能。对很多个性化智能家居的控制方式很丰富多样，比如：本地控制、遥控控制、集中控制、手机远程控制、感应控制、网络控制、定时控制等等，其本意是让人们摆脱繁琐的事务，提高效率，如果操作过程和程序设置过于繁琐，容易让用户产生排斥心理。所以在对智能家居的设计时一定要充分考虑到用户体验，注重操作的便利化和直观性，最好能采用图形图像化的控制界面，让操作所见即所得。

2、标准性

智能家居系统方案的设计应依照国家和地区的有关标准进行，确保系统的扩充性和扩展性，在系统传输上采用标准的TCP/IP协议网络技术，保证不同产商之间系统可以兼容与互联。系统的前端设备是多功能的、开放的、可以扩展的设备。如系统主机、终端与模块采用标准化接口设计，为家居智能系统外部厂商提供集成的平台，而且其功能可以扩展，当需要增加功能时，不必再开挖管网，简单可靠、方便节约。设计选用的系统和产品能够使本系统与未来不断发展的第三方受控设备进行互通互连。

3、便利性

家庭智能化有一个显著的特点，就是安装、调试与维护的工作量非常大，需要大量的人力物力投入，成为制约行业发展的瓶颈。针对这个问题，系统在设计时，就应考虑安装与维护的方便性，比如系统可以通过Internet远程调试与维护。通过网络，不仅使住户能够实现家庭智能化系统的控制功能，还允许工程人员在远程检查系统的工作状况，对系统出现的故障进行诊断。这样，系统设置与版本更新可以在异地进行，从而大大方便了系统的应用与维护，提高了响应速度，降低了维护成本。

4、先进性

在满足用户现有需求的前提下，设计时应充分考虑各种智能化适应技术迅猛发展的趋势，不仅在技术上保持最先进和适度超前，而且更注重采用最先进的技术标准和规范，以适应未来技术发展的趋势，以使整个系统可以随着技术的发展和进步，具有更新、扩充和升级的能力;系统设计遵循开放性原则，软件、硬件、通信接口、网络操作系统和数据库管理系统等符合国际标准，使系统具备良好的兼容性和扩展性。

5、可靠性

整个建筑的各个智能化子系统应能二十四小时运转，系统的安全性、可靠性和容错能力必须予以高度重视。对各个子系统，以电源、系统备份等方面采取相应的容错措施，保证系统正常安全使用、质量、性能良好，具备应付各种复杂环境变化的能力。

二、智能家居系统缺点分析

虽然更广泛的技术应用和技术进步促使人们关注到智能家居拥有的诸多优点，例如用先进的灯光元素和安全系统，智能家居各种顶级创新产品给人们带来舒适方便的生活体验。但是一些因素仍然使百姓对购买智能家居产品保持冷眼旁观的态度。

1、“智能”费用昂贵

智能家居产品无可非议是相较其他产品目前功能最先进的一类产品，较新的技术理所当然使其拥有较昂贵的价格，我们想要的方便舒适的“智能”生活是建立在较高经济成本上的。无线摄像头、光线感应器、中央触摸屏和自动化系统是一个智能家居家庭的标准配置，这样的标准配置动辄以万为计算单位，让众多普通人望而却步，真正意义上的智能家居屋始终在高端盘旋，未曾青睐“下阶凡人”，加之后期维护和修理的费用，这样的成本实乃普通老百姓可以消费得起。

2、掌握使用有难度

不同于传统的家庭，智能家居产品技术下的家庭，需要你去适应，如安全系统、控制系统、远程控制等。假如你拥有一个智能家居的家庭，你需要学习如何使用你的家。娴熟掌握智能家居的各项功能可以有助于人们更方便舒适的享受科技带来的福音。

学习掌握智能家居产品操作手段对于普通人虽不成问题，他们可以根据阅读手册实现家居控制，但阅读说明的过程中难免无法及时100%掌握技巧，最重要的是家中的老人、小孩，对于他们，家居控制操作似乎就更不容易了。配备了一些列高科技产物，却不能物尽其用未免遗憾。目前国内的智能家居产品还并未做到完全的智能化，所谓“聪明”的家只是蜻蜓点水的初体验。傻瓜式的全自动化实现还在实验的温室里培育，没有大规模的渗入到现在市场上智能家居的每个环节。手拿操作手册玩转智能家居的时代仍离国人很遥远。

3、监控系统引发隐私担忧

智能家居产品的门和墙壁内都安装有无线安全传感器，信号传输到一个中央控制单元，任何活动异常都可以及时通知户主甚至与公安系统联网，视频监控的无线传输可以监视家里的任何部分。但如果此监控系统落入坏人之手，成功破解监控系统并控制住，视频和传感器可以监测你的智能家居，您与您家人的生活安全将受到巨大威胁。

三、智能家居实现研究

尽管智能家居在我国好几年前已经出现，但至今仍是防盗和监控这两个功能的接受程度最高，这是由国情所决定的。由于系统的不同，造价也高低有差。虽然家庭安防系统偶尔有时会出现误报情况，但是随着科技的进步，相信精确率会越来越高。

在家居娱乐和电器控制方面，智能家居也有突出表现，包括背景音乐系统、数字网络客厅、家居综合布线、灯光控制和电器控制等功能在内的系统，使人们的生活从各个方面变得更加安全、舒适、简单。

娱乐和电器方面的智能家居系统必须要走人性化路线，智能家居具有易于操作控制的特性，只要一块控制模板，就可以在家里的任意一个角落随意控制家里的电器、灯光、电脑。远程控制还可以做到使你在外(如办公室)通过电话控制家里电器的开关，或者在外地能够上网的地方对自家家居进行监控，就如同从前科幻片里的情节一般。

目前市场上，智能家居的主要接受人群仍然是一部分高端人群。业内人士认为，阻挠智能家居发展脚步的主要是价格和消费理念两方面的原因。智能家居还属于高档消费，一套系统要几万元不等。尽管接受度和认同度与以前相比已经大有提高，但仍主要局限于买别墅的高端人群和热爱生活、享受生活的年轻白领一族。

另外，目前许多人对智能家居系统功能的认识不足，许多设计师也缺乏相应的专业知识去向业主推广，导致一部分实际上有需求的业主对智能家居还一无所知。但是近年来，智能家居的普及度正在慢慢提高，随着国外同行业产品不断涌入我国，以及与国内智能家居行业的竞争加剧，客观上逐渐加大了宣传力度，并产生互补。今后我国的智能家居应走品质与服务并重的路线，未来智能家居发展前景广阔。

结束语

智能家居系统拥有很多优点，也是现代社会人们追求的生活品质之一，在关注该领域的迅速发展的同时，也不能忽视智能家居存在的问题和局限以及缺点，只有及时发现问题，克服缺点，才能利用高科技让人们安享智能家居带来的优越环境，智能家居系统未来发展空间才更加广阔。

参考文献：

【1】蔡自兴.智能控制系统，清华大学出版社，2006.

【2】熊江.数字信息家电和智能家居系统的产业化研究[J].电脑知识与技术，2007

【3】高晓苗.浅谈智能家居的设计[J].信息与电脑，2012

第一作者：徐琛 汉鼎信息科技股份有限公司

第二作者：孙璐 浙江省水利水电勘测设计院