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[摘 要]科技的不断进步带动生活家居产品的智能化程度不断发展，智能化的操作优势带给人类生活的很多便利条件。通常智能家居系统定义为利用计算机或是手持设备来对家中的智能化家居进行合理的管理和调控的自动控制系统。在未来发展的视角基础上，本文提出了一个结构合理，功能强大，灵活性高的智能家居系统的设计及应用前景，该智能家居系统可以被用来对智能家居进行统一的管理和调节。人们可以在远程通过智能家居系统来看家中的各种设备的运行数据，并且远程操控一台智能家居设备。在这项强大服务的支持下，人们可以不用回家以后才能开展对家电的操作，可以在很远的地方来控制家电设备，等回家以后好多工作已经开始运行了，从而为现代人类节省时间，提高生活品质和效率。
[关键词]智能家居 系统设计 远程操控
中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）15-0081-01
1 引言
现今，国内主要有四大类智能家居系统，在建或者已经建成的。其中之一是以TCP/IP为基础的网络，他可以支持对讲，并且在智能网关上实现通话、安全报警、进行监视等控制行为，为用户提供方便的服务。另外一种是以EIB为基础的控制系统，EIB系统在上个世纪90年代开始发展，经历了大约几十年的发展和实用，现在EIB系统已经被好多厂家所认可，并且生产产品支持其功能，并且在世界范围内，总共有一千多万套产品在各个领域所被应用。
本文对于智能家居系统的基本设计理念和思想进行了说明。通过现在的通信网络和互联网进行了智能家居系统的设计，介绍了该系统的硬件构架及软件系统设计方式。
2 系统整体构建
智能家居系统的系统整体构建由3个层次形成：层次1是居住小区管理核心；层次2是家庭网络终端设备；层次3是家庭总线系统部分；在层次1中，小区管理核心是对外联系及对内管理的控制核心。它通过路由器和防火墙与外部因特网连接，内部通过交换机以星型方式组网，形成TCPI/P局域网，住户通过结构化布线将以太网接人家庭网络终端。
层次1能够直接引人现有网络服务商提供的宽带网络平台。在没有宽带接人的住宅中家庭网络终端也可直接通过电话线拨号上网。另外，也能够通过其他信介质组建一个小区智能家居网络平台。
层次2的家庭网络终端设备是家庭内部网络平台与小区管理中心及外部进行通信的枢纽是系统的核心部分。层次2的设备可以通过电话接口直接接人PSTN，也可以通过以太网接口接人以太网。
层次3是家庭总线系统构建。是智能家居实现的关键家庭内所有的智能控制装置都挂接在家庭总线系统上。图1显示了智能家居系统总体架构。
小区管理中心是智能家居系统连接外界的途径，也是小区内部管理的中心。在这里建立基于Web服务器的小区管理信息系统，住户的报警信息到来时管理中心马上可以通过数据库查找相关资料。由于在管理中心计算机上集成有Web服务器，用户可以通过互联网直接浏览家庭设备的当前状况。并可以通过Web直接控制家庭设备控制信息通过浏览器提交给Web服务器。然后小区管理中心计算机将控制信息转发给相应的家庭网络。
家庭网络终端将控制信息直接转发给相关控制设备完成控制工作控制完成后，家庭网络终端再将结果信息反馈回小区管理中心计算机，小区管理中心将其写人数据库，并反馈给发出控制请求的用户。当用户想通过电话控制家庭设备时，直接拨打家庭电话，可以在语音提示的帮助下，完成相关控制。通过电话控制家用电器设置有密码功能，只有密码比较成功后才能够进人控制模块这也提供了一定的安全性。当家庭发生意外时，相关传感器将相应报警信息自动通过家庭总线系统发向家庭网络终端，家庭网络终端通过电话接口可以把报警信息直接发向用户的手机或者110，同时还通过小区网络将报警信息发向小区管理中心。
3 智能家居系统的设计
智能家居系统是一个复杂庞大的系统，涉及现代计算机技术、通信技术、智能控制技术等技术含量较高的相关技术。
本系统硬件设计涉及以下几部分：家庭网络终端设备，这是系统的核心。家庭网络终端承担了智能家居系统的核心任务。还有相关的家庭设施控制器：灯光控制器系统、安防控制系统、空调控制器系统、红外线控制器系统、其他家电控制器等。
各控制器系统主要以单片机为控制核心完成控制工作。各系统的硬件组成类似。软件部分包括管理中心应用软件以及各89C52单片机控制软件。管理中心软件考虑到远程控制的安全性及未来的业务发展可能性。涉及小区管理信息系统软件，家庭网络设备控制软件，通信软件等（小区网络除以太网通信外，还可以采用串口总线作为备份通信链路）。由于各单片机软硬件设计类似，下面简要介绍家庭网络终端的组成原理。
3.1 硬件构成
家庭网络终端硬件系统主要由以下几大部分模块组成：控制核心89C52模块、串口扩展模块ST16C54、语音处理电路模块SID2590、以太网接口模块、电话网接口模块37M2901和家庭总线接口模块。89C52是一种应用广泛的嵌入式单片机，价格便宜，性能优异，易于采购，且能够满足系统的基本需要，所以选用89C52作为控制核心。
家庭网络终端需要与多种通信介质发生通信联系，所以需要进行串口扩展，选用ST16C545进行四串口扩展。扩展后的串口可以与以太网、电话网、家庭网络总线和笔记本电脑通信。电话网接口模块完成电话的接人控制，远程电话控制信息则通过该模块传递到98C25控制核心。
以太网接口完成RS322和TCPI/P的协议转换。语音提示选用ISD259O完成，一部分用于系统提示音，剩下部分用于处理留言。家庭网络终端硬件系统如图2所示
3.2 软件系统
本系统软件部分涉及多个软件小区管理中心软件单片机控制软件及每一个控制设备都需安专门的控制软件。下面主要介绍家庭网络终端软件，它包括几大模块：系统初始化模块语音录放模块、系统参数配置模块、TCP/IP接人模块、家庭网络总线控制模块、通信转发模块等。
程序编制以消息驱动为线索。消息由计数器中断1、外部中断0和串行中断产生，在中断程序中，将相应的状态标志位置位，在程序主循环中则查询相应的状态位，状态位有效时调用相应的模块函数进行处理。处理完成后将相应状态标志清零并返回，程序继续循环。
4 结束语
本系统设计中充分考虑了现有可用网络资源，电话网络和互联网都是很普遍的现成网络，因组建智能家居網络系统可以减少这一部分的工程投人，从而降低了费用。
未来还可以发展用电力载波和无线传输作为传输方式的智能家居系统构建。这样的话，可以减去家庭内部布线的麻烦。随着人们生活水平的不断提高，预计智能家居系统会很快得到认可和发展。
参考文献
[1] Andrew.Tanenbaum，Vrije.Universiteit，Amsterdam，The Netherlands.计算机网络（第四版）.清华大学出版社.
[2] 周长发.C#面向对象编程.电子工业出版社.
[3] 高小平.中国智能家居的现状及发展趋势中国船舶工业第九设计研究院，上海200063.
[关键词]智能家居 系统设计 远程操控
中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）15-0081-01
1 引言
现今，国内主要有四大类智能家居系统，在建或者已经建成的。其中之一是以TCP/IP为基础的网络，他可以支持对讲，并且在智能网关上实现通话、安全报警、进行监视等控制行为，为用户提供方便的服务。另外一种是以EIB为基础的控制系统，EIB系统在上个世纪90年代开始发展，经历了大约几十年的发展和实用，现在EIB系统已经被好多厂家所认可，并且生产产品支持其功能，并且在世界范围内，总共有一千多万套产品在各个领域所被应用。
本文对于智能家居系统的基本设计理念和思想进行了说明。通过现在的通信网络和互联网进行了智能家居系统的设计，介绍了该系统的硬件构架及软件系统设计方式。
2 系统整体构建
智能家居系统的系统整体构建由3个层次形成：层次1是居住小区管理核心；层次2是家庭网络终端设备；层次3是家庭总线系统部分；在层次1中，小区管理核心是对外联系及对内管理的控制核心。它通过路由器和防火墙与外部因特网连接，内部通过交换机以星型方式组网，形成TCPI/P局域网，住户通过结构化布线将以太网接人家庭网络终端。
层次1能够直接引人现有网络服务商提供的宽带网络平台。在没有宽带接人的住宅中家庭网络终端也可直接通过电话线拨号上网。另外，也能够通过其他信介质组建一个小区智能家居网络平台。
层次2的家庭网络终端设备是家庭内部网络平台与小区管理中心及外部进行通信的枢纽是系统的核心部分。层次2的设备可以通过电话接口直接接人PSTN，也可以通过以太网接口接人以太网。
层次3是家庭总线系统构建。是智能家居实现的关键家庭内所有的智能控制装置都挂接在家庭总线系统上。图1显示了智能家居系统总体架构。
小区管理中心是智能家居系统连接外界的途径，也是小区内部管理的中心。在这里建立基于Web服务器的小区管理信息系统，住户的报警信息到来时管理中心马上可以通过数据库查找相关资料。由于在管理中心计算机上集成有Web服务器，用户可以通过互联网直接浏览家庭设备的当前状况。并可以通过Web直接控制家庭设备控制信息通过浏览器提交给Web服务器。然后小区管理中心计算机将控制信息转发给相应的家庭网络。
家庭网络终端将控制信息直接转发给相关控制设备完成控制工作控制完成后，家庭网络终端再将结果信息反馈回小区管理中心计算机，小区管理中心将其写人数据库，并反馈给发出控制请求的用户。当用户想通过电话控制家庭设备时，直接拨打家庭电话，可以在语音提示的帮助下，完成相关控制。通过电话控制家用电器设置有密码功能，只有密码比较成功后才能够进人控制模块这也提供了一定的安全性。当家庭发生意外时，相关传感器将相应报警信息自动通过家庭总线系统发向家庭网络终端，家庭网络终端通过电话接口可以把报警信息直接发向用户的手机或者110，同时还通过小区网络将报警信息发向小区管理中心。
3 智能家居系统的设计
智能家居系统是一个复杂庞大的系统，涉及现代计算机技术、通信技术、智能控制技术等技术含量较高的相关技术。
本系统硬件设计涉及以下几部分：家庭网络终端设备，这是系统的核心。家庭网络终端承担了智能家居系统的核心任务。还有相关的家庭设施控制器：灯光控制器系统、安防控制系统、空调控制器系统、红外线控制器系统、其他家电控制器等。
各控制器系统主要以单片机为控制核心完成控制工作。各系统的硬件组成类似。软件部分包括管理中心应用软件以及各89C52单片机控制软件。管理中心软件考虑到远程控制的安全性及未来的业务发展可能性。涉及小区管理信息系统软件，家庭网络设备控制软件，通信软件等（小区网络除以太网通信外，还可以采用串口总线作为备份通信链路）。由于各单片机软硬件设计类似，下面简要介绍家庭网络终端的组成原理。
3.1 硬件构成
家庭网络终端硬件系统主要由以下几大部分模块组成：控制核心89C52模块、串口扩展模块ST16C54、语音处理电路模块SID2590、以太网接口模块、电话网接口模块37M2901和家庭总线接口模块。89C52是一种应用广泛的嵌入式单片机，价格便宜，性能优异，易于采购，且能够满足系统的基本需要，所以选用89C52作为控制核心。
家庭网络终端需要与多种通信介质发生通信联系，所以需要进行串口扩展，选用ST16C545进行四串口扩展。扩展后的串口可以与以太网、电话网、家庭网络总线和笔记本电脑通信。电话网接口模块完成电话的接人控制，远程电话控制信息则通过该模块传递到98C25控制核心。
以太网接口完成RS322和TCPI/P的协议转换。语音提示选用ISD259O完成，一部分用于系统提示音，剩下部分用于处理留言。家庭网络终端硬件系统如图2所示
3.2 软件系统
本系统软件部分涉及多个软件小区管理中心软件单片机控制软件及每一个控制设备都需安专门的控制软件。下面主要介绍家庭网络终端软件，它包括几大模块：系统初始化模块语音录放模块、系统参数配置模块、TCP/IP接人模块、家庭网络总线控制模块、通信转发模块等。
程序编制以消息驱动为线索。消息由计数器中断1、外部中断0和串行中断产生，在中断程序中，将相应的状态标志位置位，在程序主循环中则查询相应的状态位，状态位有效时调用相应的模块函数进行处理。处理完成后将相应状态标志清零并返回，程序继续循环。
4 结束语
本系统设计中充分考虑了现有可用网络资源，电话网络和互联网都是很普遍的现成网络，因组建智能家居網络系统可以减少这一部分的工程投人，从而降低了费用。
未来还可以发展用电力载波和无线传输作为传输方式的智能家居系统构建。这样的话，可以减去家庭内部布线的麻烦。随着人们生活水平的不断提高，预计智能家居系统会很快得到认可和发展。
参考文献
[1] Andrew.Tanenbaum，Vrije.Universiteit，Amsterdam，The Netherlands.计算机网络（第四版）.清华大学出版社.
[2] 周长发.C#面向对象编程.电子工业出版社.
[3] 高小平.中国智能家居的现状及发展趋势中国船舶工业第九设计研究院，上海200063.