智能家居控制系统的设计及实现

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  [摘 要]借助于多种设备和方法对人们的生活产生影响,最大限度地提升人们的生活质量是智能家居体系发展的终极目标。智能家居的普及使用能夠使得各个家庭生活更为舒适而安逸,经济飞跃性发展为人们的生活水平提高带来了机会,传统家庭模式不能对外界信息进行自动获取,而且存在于不同的家庭节点没有办法进行协同性工作,远远无法满足现代的家庭生活需求,开发智能的家庭控制体系已经越来越成为现今人们生活的迫切要求。本文主要介绍智能家居发展的现状
  [关键词]智能家居,设计,系统
  中图分类号:TP273.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)11-0325-01
  伴随当今社会经济的飞速发展,人们对于生活需求已经向着自动化以及个性化发展,追求较快节奏,同时更加要求生活方式内容充满着乐趣,人们对于家居的要求已经越来越高,当今社会条件之下的生活家居需要存在人性化和智能化。智能的电子技术已经越来越广泛地运用到现今的智能家居电子产品中。尤其是计算机技术、网络通信技术等迅速的发展,极大地促使家庭向着现代化生活发展,居住的环境更加舒适和安全。这些高科技产品也对人们的生活方式产生了各方面的影响。同时对于人们的生活习惯产生了深远的影响,对人们的生活品质进行了大幅度的提升,智能家居的应运而生也正是基于此基础。智能家居广泛的兴起已经为人们的生活带来了全新感受。这也使得家居智能化越来越成为趋势。
  一:智能家居简介
  智能家居实际上就是利用现代高科技技术奖生活家居中的各个系统进行有机的整合进而对人们的生活水平进行提升的系统,这些高科技技术包括计算机技术、网络通信技术以及综合性的布线技术。整合后的子系统再经过全局统筹性管理,使得家居生活能够更为舒适和安全。智能家居和普通家居比较来说,其不仅仅起到了传统家居的居住功能,还为居住的人群提供了更为舒适和高品位的生活,还从原先被动的静止家居结构转变成为能动智慧工具,为每个小型的家庭跟外部世界进行信息沟通的保持起到了作用,对人们的生活方式进行了极大的优化,还能够为各能源的消耗节省成本。智能家居最终所要达到的目的就是,把家庭之中各信息关联的通信设备等装置通过一定的方式进行连接整合到家庭智能化系统,然后进行集中异地的监视和控制,从而对家庭事务进行综合性管理,对这些家庭中的设施以及住宅的协调进行保持。
  二:智能家居控制系统的现状与发展趋势
  我国智能家居的研究以及其应用主要起源于上世纪末期,这也是伴随着人民生活水平的极大提高所带来的必然,在当时呼声极高的房地产热潮之中,我国智能家居行业日益取得了迅猛发展,并且逐渐向着平常百姓的生活中进行普及。随着互联网普遍向着普通家庭扩展和发展,计算机以及通讯一体化呈现出较为明显的发展趋势,现代化的智能家居系统因为安全而方便等特点在上世纪后期向着现代化社会家庭迈步。当家庭的智能网关系统逐渐把家庭之中存在的各种各样家电经过总线连接于一起,这就成为一种功能强大且智能化程度极高的现代家居体系。
  我国的智能化住宅发展现今主要存在两个阶段性发展目标,第一个阶段就是截止到2010年,完成至少全国1/3的新建建筑能达到绿色标准。同时,需要实现全国城镇建筑的能量总共消耗低于百分之五十。而第二个阶段就是自2010年至2020年,需要进一步实现推广绿色建筑节能,使得全社会的总建筑能量消耗节能达到百分之六十五,现今,大力在我国市场上推广的绿色建筑仅仅存在于智能化系统需要的新设备生产高达两千亿至三千亿元人民币,而我国的智能化家庭网络也将会在智能化住宅的思潮中迈向计算机、信息家电以及家庭控制的三合而一道路,最终形成一个未来几十年内对我国房地产事业形成极大影响的一个新型产业,这将对我国民生以及经济发展产生极大的影响。
  三:智能家居通信系统的主要技术和解决方案
  3.1 存在于智能家居的通信系统技术
  由技术角度来看,现今存在于智能家居产品主要存在着几大通信系统技术类型,其一就是有线技术、无线技术以及电力载波技术系统,从解决的方案来看主要有电脑架构、单片机架构以及嵌入式的架构等解决方法,不管是由技术和经济层面来看,还是客户端对于系统的使用层面来看,采用电力线通信技术是相对较好的方式。尤其是存在于已经建筑完成的住宅之中,采用电力线来实现家居体系的智能化有较大的方便之处,这种方式可以避免对建筑结构墙壁的破坏、也不需要进行另外的穿墙过孔,也最大限度地节省了另外进行布线的成本,除此以外,整个房屋中的每个居室之中都存在电力线的插座的分布,如果是这样就仅仅只需要在低压的用电电器旁边连一个通信的控制开关以及电力线通信模块,这个模块主要是由家庭网络的智能化控制数据终端对通信的开关进行控制,实现了极为简单而方便的家居智能化。由此可以详见,电力线的通信类型家具产品能够产生更加广泛的市场前景。
  3.2 电力线信道的传输特性
  相对于普通的居民用户而言,我国现今主要采用的是交流电源是220V,因为电网上不断接入或者退出新的设备,某些设备的马达不断进行停止或者启动操作,电器开关的各种操作等随机操作都使得信道特性存在着较大的时变性。低压电力线在每秒内可以对某一个频率的信号衰减变化达到能够达到20dB,所以不能够采用较为简单的电压测定方案来对线路的信号进行确定。与此同时,在每秒内的信噪比变化量也最小可以达到10dB。
  相对于低压电力网络存在干扰的特性,可以将干扰噪音分为背景噪声以及脉冲干扰两大类型,而且其处在的主要频率为10kHz至100MHz,噪声的功率谱密度往往也以较大的幅度进行衰减。背景噪声一般是一种较为典型的离散性高斯模型。另外一种脉冲噪声对通信系统存在着极为重要的影响,其能够产生突发性的干扰而对设备引发瞬间高误码比率。
  四:目前需要考虑的技术问题
  现今,我国存在的电网系统十分地复杂,电力的载波技术在许多时候需要面临几个极为关键的问题,首先就是电网体系存在着时变干扰,出现的干扰频谱、干扰的强度以及干扰地点都存在着实时的变化特征,这当中存在一个较为典型的干扰源就是各家各户使用的变频空调中的变频器。其次就是时变网络遇到阻抗,变压器所带来的阻抗会伴随着时间不断的变化而出现不断改变,这就使得能量在输送的时候需要不断的变化。这两个现实存在的具体原因都极有可能使得载波无法处在良好的工作环境之中。最后就是存在于网络拓扑之中的不可知特性。在设计电力的载波产品的时候,设计人员必须面对还无法获知拓扑结构的网络体系,所以这也就极难保证产品的正常性能。以上三个问题是现今电力载波技术面临的首要难题,现今真正能够为我国国内电力线载波通信提供解决方案的就是采用先进数字信号处理以及编码的技术。这些技术能够对通信频带做自适应选择窄带的调制解调。其次,通过存在于产品芯片内嵌入式微处理器对网络传输以及信息安全控制进行控制也是专用电力载波通信芯片所存在的特点。
  参考文献
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