多功能智能家居系统的设计研究

摘 要：多功能智能家居系统是以普通住宅为平台，结合多种技术构建的新型建筑设施，为居民提供安全性、舒适性、便利性和艺术性的家居环境，是在新时代运用比较广泛的一种家居系统，拥有很广阔的发展前景。智能家居这一概念，是适应居民日益提高的生活水平而提出的，综合了各种现代先进技术，是为了满足家居环境的智能化、安全性、便利性、舒适性，为居民提供更加现代化的居住条件。

关键词：智能家居；系统；居住环境；控制

智能家居系统对安防、照明和家用电器等设备实现自动化控制，将结构、系统、管理和服务融为一体，以便为居民提供一个高效、舒适、便利、安全的居住环境，并以PLC技术作为信息处理核心，基于各种控制模块和不同的家居模式，构建安防和照明，将硬件系统与软件系统相结合，具有很强的适应性和扩展性，在实际家居环境中被广泛应用，但是在实际应用过程中也存在着很多问题和缺陷，只有解决这些问题，才能实现更好的发展。

1 多功能智能家居系统的缺点

1）费用昂贵。智能家居系统是目前较为先进的家居系统，对于新技术的应用也决定了其价格昂贵。无线摄像头、智能化和自动化系统、光线感应器和中央触摸屏是智能家居系统的标准化配置，这样的配置价格让很多人负担不起，鉴于这种系统的高端性，后期的维护和修理的费用也是很高的，普通百姓根本消费不起。

2）难以掌控和使用。智能家居系统与普通的家居系统是不同的，需要人们对于系统进行适应和控制，如安全系统、远程控制系统等。只有熟练掌握智能家居的操作技巧才能更好的享受这种家居系统带来的好处。但是对于一些孩子和老人，这些操作就不容易熟练掌握了，这样就会使得一些智能化的高科技产物不能物尽其用。

3）容易引发隐私问题。在智能家居的产品中，门和墙壁内都安装有无线安全传感器，一旦发生异常活动，信号就会传输到中央控制单元中，任何的异常都可以通过控制器及时通知户主和相关的公安联网系统，无线视频监控可以将拍到的视频可以对家庭内部的任何一个部分进行监控。但是，如果健康系统不慎落入坏人的手中，将监控系统破解，就可以通过视频和传感器对自己的家庭进行监视，自己以及家人的生活安全就会受到很大的威胁。

2 多功能智能家居系统设计的原则

1）实用性。多功能智能家居的最根本目标就是为居民提供一个舒适、安全、方便的生活居住环境，主要是突出智能家居的实用性。在进行设计时，要根据用户的具体需求，结合家居的基本功能，例如控制家电、控制智能灯光、控制窗帘、进行防盗报警、防止煤气泄漏等。实现对这些功能的控制方式包括本地控制、远程控制、集中控制、手机或者遥控控制、定时控制等，可以提高生活效率，实现操作的便利性和直接性。

2）标准性。对于智能家居的设计方案一般是按照国家和地区的相关标准进行，采用传统的协议网络技术，实现不同系统之间的兼容与互联。智能控制系统的设备和功能是可以进行扩展的，设计出来的系统和产品可以与将来发展的第三方设备进行直连，操作简单、使用方便、节约成本。

3）便利性。如果要想实现家庭的智能化，安装和调试的工作需要大量的人力、物力和财力。而针对这一难题，在进行智能家居系统设计时，就要考虑安装与维护的便利性，如进行远程控制、调试和维护。通过网络控制，可以很方便居民对家居系统的控制，此外，系统的升级与更新可以在远程控制下，在异地进行，这样就大大降低了成本，提高了反应速度。

4）先进性。多功能智能家居系统的设计不仅要满足用户的需求，还要适应科技的迅速发展，在技术上保持先进，采用最先进的技术标准和规范。而且整个智能系统也可以随着科技进步，进行更新、扩充和升级，操作系统和管理系统要符合相应标准，保持系统的兼容性和扩展性。

5）可靠性。家居智能化系统可以进行24小时连续运转，因此对于系统的安全性和可靠性要求严格，系统中采取的容错措施，可以保证系统的安全使用，保持性能良好，应付各种复杂的环境变化。

3 多功能智能家居系统的系统设计

1）硬件系统设计。硬件系统的设计主要包括：安防、照明、配电、配线这几个部分。安防系统主要由智能家居远程控制器、可视性的对讲监控系统、探测传感器、警报器这四个部分组成，可以进行防盗、防火、煤气泄漏、紧急求助等功能。这些系统主要是依靠在住宅周边和内部安装的传感器进行信号收集的，并将信号传送到控制器上，发出警报，保卫住宅安全。为了使家居环境更加舒适和明亮，在智能家居系统中往往是通过智能调节来保证家庭的温馨和舒适程度，并通过会变化颜色的彩灯和白灯，实现家居场景的变化。包括手动控灯和自动控灯两种方式，实现灯光的色彩转换，对照明系统实现有效控制。智能家居系统的配电主要是由220V电压进线，经断路器并通过母线端子排分配出线，包括24 V 的电源供电、窗户照明供电、插座供电以及室内照明的供电，而且在出线一侧不进行分段控制。智能系统的配线分为强电配线和弱电配线，弱电配线部分主要采用的是屏蔽电缆配线。

2）软件系统设计。智能家居的软件系统主要是对于数据进行采集、分析和处理，并根据处理出的数据，设定门限值，对越警信号发生警告，并上报给终端，接收终端查询和命令。查询结果或者执行命令。主要包括以下几个部分：芯片初始化和外围硬件配置、通信、中断服务程序、人机接口程序。

多功能智能家居系统是将PLC 技术、建筑技术、计算机技术、电气配线技术、传感与检测技术进行结合并应用到日常居家生活中，对家居的安防、照明、家用电器、电动窗帘等实现智能化控制。这种系统设计结构较为简单，而且对智能家居系统实现了集成，方便进行多元化控制，为住户带来了方便与享受。同时还可以根据客户的不同需求进行进一步开发和扩展。当然，智能家居系统也是存在一些问题的，只有及时发现并解决这些问题，才能为居民提供更加舒适和方便的环境。

参考文献：

[1] 毛明毅，蒋元恒，陈志成.智能家居远程管理控制平台的设计与实现[J].微电子学与计算机，2013（5）：127-130.

[2] 蔡自兴.智能控制系统[M].清华大学出版社，2006，5.

[3] 陈任，余征，梁金瑶.物联网时代的智能家居发展机遇和挑战[J].智能建筑与城市信息，2015（5）：21-23.