智能家居设计范文

导语：如何才能写好一篇智能家居设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：物联网；智能家居；智能控制；用户体验

当今社会，买房可以说是现在的热点话题，除了投资性房产之外，一般的刚需用房基本都是需要装修的。现在，装修公司提出的方案大同小异，无非是现代风、田园风、中式、日式、欧式等，这些风格都是有固定的模板，我们可能会在很多人家里发现极其类似的元素。举个例子，我们分别去小王和小蔡的新家做客，但是发现他们的阳台同样是榻榻米铺装、竹栏杆围挡、铁壶放在正中央，即使他们所在的楼盘一个叫“西西里岛公馆”一个叫“紫禁之巅”。在设计中使用的元素能体现其风格，但是过于频繁地使用公式化的元素符号可能就会进入到一个怪圈――装修公司模板风。这种风格的特点是装修速度快、视觉效果好，但在用户体验方面有所欠缺，如洗手台高度、门把手位置等。现在的人们越来越追求高质量的生活环境，尤其是年轻人，人们对生活中所触及的各项事物的要求越来越高，而智能家居的出现正好满足了人们日益增长的对居家环境的、安全性、便捷性和舒适性的需求，与此同时，智能家居也满足了用户的个性化需求。

随着时代的发展，信息技术的发展也正快步向前，移动计算机技术成为影响我们这代人最具颠覆性的技术，信息革命在移动智能的推动下，在短短几十年里已经改变了我们的生活。物联网使得庞大数量的物品在互联网络上能够被访问，每一件物品都有自己的标签。在移动智能设备出现以前，智能家居一般依靠综合布线技术将家居设备进行集成，连接计算机、互联网，通过RS485，X-10等协议进行控制。这种控制方法单一，且不方便用户操作。而现在，用户在互联网的帮助下通过智能移动端搭配专属的App，可以在任何时间、任何地点对智能家居进行管控。互联互动的智能家居更加注重室内空间与用户的互动，这为用户带来了个性化、便捷化、舒适化的体验。

家居空间是为人们提供休憩、放松与安心的重要场所，也是人们除了在工作、学习之外最重要的地方。家居空间除了需要合理的空间布局，优雅或精致的室内装修外，其实还能够进一步为人们提供一些其他选择。在这方面，智能家居能够提供多套方案供人们选择，如灯光控制、窗帘控制、环境控制、家电控制等，通过这一系列的控制为人们打造舒适方便的家居环境。接下来就来谈一谈智能家居出现的以及将来可能会出现的状况。

灯光控制：通过设定，用户可以选择定时开关家中的灯具，这能起到防盗的作用。比如部门领导通知小王今天加班，项目完成才能回家，而小王通过新闻了解到，年关将至，要注意家中防盗措施。这时，小王想到了前一阶段在网络上买的智能灯具，他打开智能灯的App，设置灯具点亮模式，伪装成家中有人的状态，于是他安心加班到凌晨4点。除了通过App进行定时设置外，还可以进行实时控制灯光的开启，如入睡觉时通过手机App遥控关闭电灯。灯光颜色、亮度也应可调节，用户可以自定义灯光的颜色和亮度，以应对不同时间对不同的颜色亮度的需求。

窗帘控制：用户可以通过App遥控窗帘的开合，不必亲自动手，这大大帮助了在双休日在晴朗但又寒冷的冬天刚起床的用户，这样他们可以在床上舒服地晒一会太阳再起床，这完全是“懒人族”的福利，非常人性化。

环境控制：环境控制包括安全环境与室内环境两方面。安全环境，顾名思义，就是为用户的居所提供一个相对安全的保证，因此，智能门禁、家用摄像头都是必不可少的设备。智能门禁提供指纹解锁、密码解锁、人脸识别、联网报警等功能，实在是居家必备之良品；家用摄像头则是通过手机直接监看家中的实时状况，能够监看的对象包括婴儿、宠物、小偷、部分很不负责任的保姆，以及一些不可描述的状况。室然肪晨刂浦傅氖蔷铀的温度、湿度等的调节，除了国内某些非常高大上的楼盘提供恒温社区之外，大部分用户在夏天、冬天还是缺少一个舒适的居所环境，特别是在南方的冬天，不像北方有集中供暖，有句戏言：南方冬天取暖基本靠抖。用户可以在下班的路上通过App打开家中的空调对居所进行预热，这样可以保证用户一回到家中就有一个舒适的环境，这对于上班族来说非常享受、贴心。现在雾霾情况越来越严重，家中一般都备有一台空气净化机，平时无人的时候应该关闭电源省电，同样的，通过App定时设定，待用户回家前自动开启以净化空气。

家电控制：智能家电已经在市场上占有很大比例，包括电视机顶盒、电视机、洗衣机、电饭煲、扫地机器人等。智能电视机机顶盒与智能电视机改变了传统的观看模式，现在用户可以利用互联网的特性在网络上搜索片源，观看自己喜爱的节目，不再受限于传统电视台的节目单，这样做可能大大地影响了各个电视台的收视率，但是用户得到了很好的体验。智能洗衣机的定时功能可以帮助用户在使用阶梯电价时洗衣服，这样是帮助用户实现经济效益最大化的方法。智能电饭煲能帮助用户在特定时间内完成煮饭任务，但是这个前提是用户要事先算好时间、淘好米，并加入水，就如同平时正常煮饭那样。这样做可能导致米在长时间被水浸泡的情况下，煮出来的饭可能会不合胃口，除非不久的将来能发明出水、米隔离的电饭煲，否则，智能电饭煲只能是个美好的畅想。扫地机器人，非常适合进行每日家庭卫生打扫的设备，并且拥有自动充电装置，能进行一整天的打扫。但是现阶段的扫地机器人还是有一定缺陷，最主要的就是路线规划问题，如果将来能够用App进行路线规划，扫地机器人的效率一定会大大提高。

现在除了各种智能家居产品之外，还出现了一个很特殊的设备：智能插座。它的好处是，用户可以借助智能插座在居所内对以前不具有智能的设备进行开关设置，增加了便利性。同时智能插座还具有中继作用，能够加强居所内的wifi信号强度。

智能家居的实现必须要以人为本，只有用户觉得合适，才是好的智能家居。智能家居在实际运用中海存在很多问题，如智能设备价格昂贵、配套的App有bug以及人们对智能家居产生的误解，认为搭载了传感器和cup的设备就是智能家居设备等。但是不管遇到怎样的难题，智能家居都将成为未来家居的一种新模式，智能家居设计从业人员应该更多地考虑如何以用户体验为导向的设计思路。

参考文献：

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【关键词】高层楼宇；智能家居；远程医疗

智能家居是集计算机技术、电力电子技术、信息通信技术、自动控制技术等先进技术为一体的优良产物。从智能家居技术发展历史来看，主要经历了有线通信和无线通信两个阶段。由于常规有线通信网络固有的综合布线复杂、兼容性差、功能有限等不足，无线网络技术应用到高层楼宇智能家居网络系统中，已成为现代智能网络化家居服务发展的必然趋势。随着楼宇建筑功能的不断完善，加上用户对高质量生活水平要求的进一步提高，常规功能局限的有线式家居系统在智能化、网络化、自动化、人性化等方面，很难满足现代家庭信息智能化功能需求。因此，研究开发功能更加集成、智能自动化水平更高的智能家居控制系统，为用户提供更加舒适、安全、高端、节能经济的家居系统，非常有工程实践应用研究意义。

1.高层楼宇智能家居系统总体设计方案

根据高层楼宇家居所需的照明灯光、电视电影、门禁安防、娱乐休闲、可视交流、在线监控以及远程医疗等功能需求，高层楼宇智能家居系统主要由智能灯光控制功能模块、智能家电影院功能模块、智能安防报警功能模块、智能娱乐功能模块、可视对讲功能模块、防盗报警功能模块、远程监控功能模块、远程医疗监护功能模块等集成而成，其具体逻辑组成结构如图1所示：

从图1可以看出，智能家居控制系统中的各种信息终端实现了各功能模块间数据信息的高速共享，同时通过家庭网关实现与社区控制中心间的相互共享。用户根据实时功能需求，通过各种无线通讯设备如PDA手持式终端、手提电脑、遥控器、手机等经无线远程操控，实现对住宅内部的照明系统、窗帘系统、空调系统、给排水系统、安防系统等进行实时调控，且系统可以实现对各功能模块系统运行工况的在线监测、管理和调控。通过与社区控制中心的智能三表查抄系统相互通信共享，可以自动收集电、水、燃气等能耗数据，并通过通信网络自动抄送到物业管理中心，可以免去物业人员入户进行人工静态查询，提高抄表的工作效率，节约资源的同时保证了住户的室内安全。另外，当住宅中出现盗窃、火灾、疾病等问题，可以通过防盗报警、远程医疗系统进行报警或邀请医生。

2.系统主要功能模块的设计与实现

高层楼宇智能家居控制系统，其设计的总体目标在于经计算机、通信网络、自动控制以及网络集成技术，将各功能模块有机集成建立一个由家庭小单元到小区大家庭，乃至到整个社区或城市的综合信息服务与管理系统。

2.1 照明及机电设备控制管理功能模块

高层楼宇智能家居控制系统中，照明及机电设备综合调控通过智能总线开关来完成，采用集成交互式共享通信模式，按照主、从机两大功能模块进行布设。当主机得到触发信号后，经内部CPU将对应信号转换为对应控制地址进行发送，通过编码后经控制总线传输到相应的控制模块，经功能模块解码后经CPU触发响应功能模块，完成对应的操作。其逻辑方案如图2所示：

家居灯光控制系统是智能家居中非常重要的系统之一，在设计过程中设置了不同的灯光情景模式，如：休闲、会客等模式，以根据实际功能需求营造舒适优雅的家居环境气氛。在进行家居机电设备调控时，智能家居系统通过传感器网络根据用户的场景设置、功能需求，对室内环境特征风量（包括温度、光强、湿度等）实时动态感知、智能分析和动态调控，经对应的驱动机构完成相应机电设备的操作，如：经开/关窗和空调等来调节住宅室内的温度、湿度；通过开/关窗帘、调节室内照明系统的照度等来满足用户预设功能所需的温度、湿度、光度、照（亮）度需求。另外，高层楼宇智能家居还具备一定的神经网络自动感知能力，如到了晚上的时候，当检测到用户在移动时，可以初步判断用户要上厕所，自动地开/关或调节与用户最近的灯光控制系统，实现智能家居的设备自动化、智能化功能，为住宅用户提供健康、方便、舒适、舒心、安全的家居生活。

2.2 安防报警功能模块

通过在用户住宅内部安装烟感传感器、煤气传感器、门磁传感器等网络传感器，对各重点监控部位的实时运行状态进行在线监测，用来检测家居环境中是否存在有相应险情发生。因为烟感、温感、压力等传感器其采集的信号模式存在不同，在信号采集过程中需要通过外部中断模式经S3C2440微处理器的中断接口转换后传入到功能模块的内部CPU中完成对应信号采集与处理。为了提高家居系统运行的可靠性和安全性，在检测到相应报警信号的同时，除了以声、光等形式就地进行报警外，还经短消息等方式传输到用户手机和小区物业管理中心处进行联合报警，使户主和物业部门及时发现可能存在的险情，便于其采取有效的处理措施和对策，降低险情程度避免或减少经济损失。

2.3 远程医疗系统功能模块

智能家居系统中，远程医疗的应用目前还不完善，但随着各种信息自动化系统集成和交互共享程度的不断提高，远程医疗必将成为智能家居系统研究发展的重要方向。通过GPS/GPRS等无线远程网络，将家居系统通过医院数据服务器、局域网等进行互联。患者可以通过随身携带的远程在线PDA医疗智能检测终端，实现对患者实时的心电、血压等特征参量进行在线检测，并通过GPRS网络传输到医院或医生工作数据平台中，便于医生远程诊断病情。

3.结束语

高层楼宇智能家居系统在优化设计过程中，应充分考虑到现有可用的网络数据资源，如：电话网络、nternet网络等，这样在组建智能家居网络系统过程中，可以大大提高系统建设的性价比，减少独立网络线路的建设费用，提高系统推广应用的普及性。另外，还应充分引入GPRS、GIS等无线通信网络及定位系统，有效丰富家居系统功能，优化家庭内部布线，提高住宅用户的生活、娱乐生活质量水平。

参考文献

[1]俞文俊，凌志浩.一种物联网智能家居系统的研究[J].自动化仪表，2011，32（08）：56-59.

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关键词：老年人 智能家居 设计要素

中图分类号：TB472 文献标示码：A 文章编号：1003―0069（2014）09―0033―02

1 引言

进入21世纪以来，“银发”浪潮席卷全球，据民政部的统计数据显示截至2012年底，全国60岁及以上老年人口已达1.94亿。同时，老年群体的高龄、失能和空巢化将进一步加剧，失能老年人口将从2012年的3600万人增长到了2013年的3750万人。并且，老年人在退休之后，家居环境成为了主要的生活场所。所以，在解决当今社会问题时，为老年人提供既用的起又感到舒心的家居产品，成为了我国步入老龄化社会后一个无法逃避的问题。智能家居的出现以及发展给这一问题带来了新的解决思路，智能化与能动的交互特性可以很好地辅助老年人生活，比如，通过适当的智能交互设计可以改善老年人由于健忘而造成的家居生活问题。因此，智能家居成为了老年人生活辅助的重要发展方向。

2 智能家居特点与老年人特征分析

（1）智能家居特点分析

智能家居通俗地说，是集自动化控制系统、计算机网络系统与网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统，让用户使用更方便的手段来管理家庭设备。

智能家居改变了人们传统的生活方式，使家居生活充满新奇时尚的个性，乐趣无穷。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，而且兼备了网络通信、信息家电、设备自动化，可以帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，有效安排时间，增强居家生活的安全性，甚至有节省各种能源费用的优势。

智能家居的功能可以满足老年人家居对安全、舒适、生活辅助等的需求，因此，智能家居成为了老年人家居的重要发展方向。

（2）老年人特征分析

产品设计应该以用户为中心，以满足用户需求为目标。只有深入研究老年人生理和心理等方面的特征，掌握他们的行为和思维方式，才能为老年家庭智能家居的设计研究提供依据。

生理特点。随着年龄增长，老年人视觉、听觉和触觉的敏锐性下降，对外界刺激的防御力降低，造成与外界交流沟通的障碍。同时，老年人行动变得缓慢、不协调，甚至笨拙迟钝，对外界事物反应迟钝。老年人的思维灵活性和推理能力都明显下降；同时，形成思维概念所需时间和在这个过程中出现的错误数也随年龄的增加而增加。

心理特点。随着年龄的增长，老年人的心理也发生了很大的变化，有时会产生悲观、抑郁等不良情绪。而且，有的老年人担心突发病情无法控制，因而心情焦虑不安。另外，一些老年人怕被人说老，因此十分注意自己的形象，追赶时尚，让自己显得更年轻。

3 智能家居应用问题分析

从十几年前人们最初的梦想，到今天开始走进我们的生活，智能家居的发展经历了一个艰难的过程。其中出现了许多阻碍其发展应用的问题，并且，一些问题愈发明显，比如：实用性、易用性、标准、安装维护的问题等等。

实用性问题。近些年，我国的智能家居行业依托物联网、云计算等新技术的东风，产品的功能不断扩展。然而，很多智能家居产品在市场推广中频频遭遇滑铁，占，陷入叫好不叫座的尴尬境地。究其原因在于智能家居产品的许多功能华而不实。比如，不少厂商片面追求产品的智能化，将红外、门磁、瓦斯探测器、防盗报警器、各类感知器等集成在一起，虽然系统功能越来越多，但是这导致操作的复杂化与稳定性的降低。而且，不少华而不实的功能遭人诟病，严重影响了产品的用户体验。

易用性问题。智能化概念已逐渐渗入大众生活的各个领域，比如智能手机。如今智能手机功能非常强大，然而，在实际应用中许多人对手机的一些功能并没有使用或者不会使用，因为太复杂，玩不转。其实，智能家居又何尝不是如此。智能家居融合了多个系统，功能强大，因而操作起来十分复杂（尽管许多厂家宣称自己的产品采用简约化设计、傻瓜化操作）。尤其是有些系统，设计过于繁杂，并且没有很好的人机交互系统，导致许多用户，尤其是家中的老人用不好或者干脆不愿用。

标准问题。智能家居面临的挑战不只是设备或实施问题，也有标准与协议问题。由于没有统一的通讯协议和标准，智能家居行业内的标准林立，国际标准、企业标准层出不穷。而且，这些标准的兼容性差，设备之间很难实现互联互通。另一方面，由于行业缺乏统一的标准，市面上产品的质量参差不齐。很多产品联网之后，容易出现各种各样的问题，给用户带来困扰，导致其市场认可度很低。更甚者有的产品质量不稳定、不可靠，使很多产品和系统仅仅停留在体验阶段，无法实现产业化。

安装维护问题。一套功能比较完善的智能家居系统很复杂，综合布线的施工过程以及后期的调试都必须要专业的工程师进行，假如在使用过程中出现故障，维修也是一件相当麻烦的工程。这不仅给用户带来不便，而且造成了用户使用的压力。

4 老年家庭智能家居设计要素分析

衡量一个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能否满足用户需求，方便用户使用，实现便捷高质量的生活。同理，老年家庭智能家居的设计要以老年人为中心进行产品的实用易用设计。

（1）系统的标准化设计

常言道：“没有规矩，无以成方圆”，在智能家居领域也是如此。老年家庭智能家居系统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。首先，系统传输应该采用标准的TCP/IP协议网络技术，从而保证不同产商之间可以兼容与互联。其次，系统的前端设备应该采用多功能的、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，从而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。通过这些设计，―方面，可以提高系统的稳定性，简化后期维护；另一方面，标准化与模块化的思想为用户提供了更多选择，不同的老年家庭可以选择适合自己的智能家居系统。

（2）功能的实用性设计

产品的实用性是产品的基本属性，且主要影响因素是功能的合理与否，合理的功能设置可以提高智能家居的实用性。―方面，智能家居功能设置应该合理的运用“减法”原则。智能家居的主要作用就是用智能化的手段，为用户提供便捷服务。因此，智能家居的功能设计应以人为本，摒弃那些华而不实、充作摆设的功能。比如，鱼缸的智能化控制，包括喂食、换水、过滤等等。退休在家的老年人养鱼不仅能够打发时间，而且能够从中获得愉悦。因此，对于老年人，这项功能实用性不高，甚至可能起到反作用。另―方面，针对老年人群体，应该巧妙地运用“加法”原则，增添满足其独特需要的功能。比如，可以增添检测老年人健康与实施救援的功能。因此，应该合理的运用“减法”与“加法”原则，取舍出实用性高的功能。

（3）控制方式的人性化设计

智能家居的控制方式丰富多样，但如果操作过程和程序设置过于繁琐，就会容易让老年人产生排斥心理。因此，在对老年家庭的智能家居进行设计时，一定要充分考虑用户体验，注重操作的便利性和直观性，整合出适合老年人的控制系统。目前，智能家居的控制可以分为：人工控制和监督控制。具体的控制手段主要有：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，用户可以通过这些手段对智能家居进行直接或监督控制。应该根据老年人的行为方式、逻辑思维等等，分析这些控制方式是否适合老年人群体，然后，合理的组合搭配这些控制方式，比如，老年人听力下降，要减少单独的语音交互；记忆力也有所下降，在对灯光控制的时候可以采用感应控制。因此，要以老年人的行为特点为基础选择组合控制方式，构建人性化的控制系统。

（4）终端的易用性设计

老年家庭智能家居控制终端的易用性设计主要包括易视性、易学性、容错性三个方面，当然也涉及到终端的人机尺寸、形态等等。控制终端的易用性设计可以让用户通过终端方便的操作智能家居，这对老年人尤为重要。老年人的各项生理机能会随着年龄的增长而有所下降，造成一些使用障碍，比如，老年人近距视力下降，对色彩的敏感度降低，从而影响到老年人对终端信息的读取；老年人的短时记忆下降严重，使用太复杂的操作程序比较困难。因此，应该根据老年人的生理、心理特点，从易视性、易学性、容错性三个主要方面进行易用性设计，提高控制界面的可视性，简化控制程序的逻辑结构，增添合理的反馈信息。

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关键词：科技；室内设计；智能家居；以人为本

你的住宅智能了吗?近年来，智能家居逐渐走入我们的生活，并带来了全新的生活方式。与传统的室内设计相比，智能家居元素的融入为室内设计平添了新的亮点。智能家居是利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、依照人体工程学原理，融合个性需求，将与家居生活有关的各个子系统，如灯光控制、窗帘控制、场景联动、家庭影音娱乐、信息安防、家用电器等有机地结合在一起，通过现代智能技术综合控制和管理，实现“以人为本、节能健康、易于管理”的全新家居生活理念。与普通的住宅相比，智能化住宅既具有传统的居住功能，又提升了家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，因此成为当前人们家装所关注的热点。

一、智能家居正在崛起

我们试想下这样的场景：在静谧的晨光中，窗帘自动拉开，第一缕晨光成为唤醒酣睡中的主人最有效的方式。音响自动启动，伴随着悠然的音乐声醒来，咖啡壶自动开煮咖啡。轻柔的音乐随之静静流淌，在享用那杯热腾腾的咖啡的同时，智能化电冰箱还向你“播报”今天的新闻、天气以及晚餐菜单。用餐之后，主人公出门，回头一按手中的遥控器，家中的安防系统自动启动，电视、音响和家中的所有电灯全部关闭……以上场景曾作为智能化家居的美好生活画面而广为传诵。

究竟什么是智能化对我们来说并不是一个新名词，我国在1997年便己提出了“智能化住宅”的概念。智能家居，或称智能住宅，目前与此含义近似的词汇相当多，如电子家庭(Electronic Home)、数字家园(Digital Family)、家庭自动化(Home Automation)、家庭网络(Home Net/Networksfor Home)、网络家居(Network Home)、智能家居/建筑(Intelligent Home/Building)。尽管名称五花八门，但它们的含义和所具备的功能大体是相同的。首先，它们都要在一个家庭中建立一个通讯网络，为家庭信息提供必要的通路，在家庭网络操作系统的控制下，通过相应的硬件和执行机构，实现对连入家庭网络的所有家电和设备的控制和监测；其次，它们都要通过一定的媒介，构成与外界的通讯通道，以实现与家庭以外的世界沟通信息，满足远程控制、监测和交换信息的需求，其最终目的都是满足人们在家庭中对安全、舒适、方便的工作和生活的需求。智能家居是以家为平台，兼备自动化、智能化的高效、舒适、安全、便利的家居环境。智能家居是一个典型的集计算机、通讯和消费于-体的3C(Computer，Communication andConsumer)系统。从总体上看，智能家居是指将各种信息设备和住宅设备通过家庭网络连接起来，并保持这些设备与住宅的协调，从而构筑成舒适安全的信息化居住空间，以便于实现在信息社会中富有创造性的生活。智能家居旨在提供安全、舒适、方便的居住环境，满足人们在家中生活、工作、娱乐和交流的需要，提供安防、社区管理和人们外出时了解家居状况的手段。

智能家居系统可以看做是以家庭网络为基础，构造信息家电的信息交互平台，在此基础上实现智能家居的各类功能。根据实现功能的类型可将智能家居体系划分为5类：家庭娱乐与教育、家居控制、家庭安防、家居管理、其他网络增值服务。随着人们对生活质量、居住条件、信息获取的需求更加迫切，家庭居住环境的数字化、智能化、网络化趋势已势不可挡。智能家居正在崛起，简单化、一体化、自动化、人性化成为未来趋势。

二、融入智能家居元素为室内设计平添亮点

住宅是人类赖以生存的物质基础，与每个人息息相关，直接影响着人的生理和心理健康。孟子云：

“居可移气，养可移体，大哉居室。”意思是说：摄取有营养的食物，可以使一个人身体健康，而居所却足以改变一个人的气质。人与家居的密切关系由此可见，住宅即是生活，有什么样的人，就有什么样的生活：有什么样的生活，就有什么样的住宅。因此设计住宅也就是设计生活。密斯曾说过：“当技术实现了它的真正使命，它就升华为艺术。”科技改变生活，现代高科技迅猛发展，信息高速公路的联通及数字化时代的到来必然给室内设计从物质环境到精神文化环境带来全新的设计理念。如果说建筑是凝固的音乐，那么完美的家庭智能化自动控制系统则是这首乐曲上绝妙的音符。家居智能系统的介入对现代的家居设计产生的影响是重大的。

居住模式向舒适性发展。舒适性已经成为当前住宅设计的重要课题，怎样使住宅变得更舒适，具备什么样的条件才算舒适。家电设施智能化是智能家居的一个重要组成部分，根据住户的要求对家电和家用电气设施灵活方便地实现智能控制，更大程度地把住户从家务劳动中解放出来。住户可以在头天晚上设定第二天的家电工作程序、时间、也可以在外面通过电话或者电脑临时变更已做好的安排，使生活可以更加快捷、舒适。如下雨时自动收拢晾衣架，关起窗户；下班路上即可通过手机控制开启地暖或者中央空调系统，这样住户回到家即可享受到最舒适的室内温度等。

更加注重住宅的安全性。安全防护及消防报警自动化是智能家居的最基本一项功能，由于人们对自身以及财产安全的越来越重视，选择智能化家居的一个基本出发点是家庭保安和报警自动化。在社区保安和公安部门的支持、配合下，安装安全有效的入侵报警、消防报警和其他灾害报警系统将能有效防止盗窃和火灾的发生。

实用性、功能性、多样性引领住宅品质的提高。人们现在更加重视的是住宅的内在品质，而不是表面化的东西。智能家居体系中的家庭娱乐与教育(家庭影院、视频点播、交互游戏、远程教育等)大大增加了生活模式的多样性。家居控制中照明控制、居室环境控制、厨房设备控制、视频音响控制系统等。各种设备之间协调工作使功能更加细分，也变得更加实用。例如，当您准备看电视时，客厅灯光自动调到您喜欢的亮度、窗帘自动拉上、电视剧打开并调整到您最喜欢的频道。当有电话打入时，通过系统将电视机的声音自动调小。当您家中来客人时，灯光自将自动调亮并增添喜悦的气氛，音响将自动播出欢乐的乐曲等。

对可持续发展设计的关注(环境与节能)。智能家居能监视室内的温度、湿度、亮度等环境状态值，并根据住户习惯进行调

节控制，节约能源。如照明控制，根据室内光线强度和住户要求情况自动调节灯光亮度。通过对家电智能控制，节约水、煤气等资源。

三、对智能家居的未来展望

综上所述，智能家居的出现对室内设计的影响大家都有目共睹，它进入我们的生活并不断提高我们的生活质量，带来了一种全新的生活模式。当然在这个过程中存在很多弊端和不足，如：智能家居缺乏统一的设计标准、我国的智能技术产品几乎被外商垄断、卖点多过实用性、不够人性化平民化等。但随着不断的创新、改良与一步步的完善，它的发展是迅速而有效的，对我们认识的传统设计具有很大的影响和冲击力。不论是作为设计师，还是励志于在室内设计领域发展的学生群体，一方面我们在不断关注室内设计行业的发展，另一方面，对于这个新元素的加入，我们应该以积极的态度去认识和接受。众所周知，一切设计的目标都应该是以人为本。在科技发达、物质富庶的今天，智能化的生活正离大众越来越近，安全、舒适、便利的生活已经不再是一个遥远的梦，智能家居现在集中在非常高端的市场当中，但我们相信在不远的未来，智能家居系统必将成为普通民众日常生活不可或缺的一部分，必定能更好地造福人类。

参考文献：

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[2]骆中钊，袁剑君.古今家居环境文化[M].北京：中国林业出版社，ZOO/.

[3]韩江洪，张建军等.智能家居系统与技术[M].合肥：合肥工业大学出版社。2005.

[4]阎洪林，蒋琳峰等.住宅智能装饰[M].北京：中国林业出版社2006.

[5]周洪，张世荣，郭爱文.智能建筑控制系统概论[M].北京：中国电力出版社.2004.

[6]徐超汉.住宅小区智能化系统…北京：电子工业出版社，2002.

[7]程大章.智能住宅小区工程建设与管理[M].上海：同济大学出版社，2003.

[8]尼科信息技术有限公司.智能家居系统应用及结构卟智能建筑与城市信息，2006(6).

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[10]廖壮嘉.智能家居的黄金时代卟IB智能建筑与城市信息，2009(2).

[11]胡月莲.现阶段智能家居及其发展趋势[J].现代经济信息，2010(7).

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关键词：集成;智能;家居产品设计

未来绿色集成式家居产品设计围绕绿色设计的核心“3R”原则，即减少（Reduce）、再循环（Recycle）和再利用（Reuse）三个方面展开，以开发绿色、集成、智能的系统为起点，运用多元化思维，营造人与居室系列产品的双向统一，并对人与环境协调发展进行重新解读。

一、绿色集成式智能家居产品设计实现的客观条件

绿色概念下的家居产品是集约化、智能化、生态化的高技术终端与人群互通这一行为的综合优化。在这一时代背景下，各类学科为实现绿色生活进行了广泛尝试和思维创新，同时也为设计实践提供了多角度的支撑平台。

1.绿色理念成为设计实践的思想基础

20世纪70年代能源危机爆发，有限资源论得到了普遍的认同。20世纪80年代开始，各个设计领域就开始尝试所谓的“简约主义”，形成了多种指导实践的理论体系。生态美学是设计美学一个新的发展阶段，追求一种和谐、有机的美。绿色集成式智能家居产品设计强调自然生态美，推崇质朴、简洁的设计，不提倡人为的刻意雕琢。人类应在遵循生态规律和美的法则的前提下，运用科技手段改造自然，创造人工生态美。这种设计思想带给人们的不是一时的视觉震惊，而是持久的精神愉悦和意境层次的美。

2.绿色能源成果成为设计研究的技术支撑

在设计中实行资源的循环利用，是现代绿色设计的基本特征和手段。全球范围内能源消耗在持续增长，利用无污染与可持续发展的新型能源是现在直至未来的重要命题。未来清洁能源的研究主要在太阳能、风能、核聚变能等领域，这些能源的开发为现代居室产品设计所涉及的新技术、新能源和新工艺的不断拓展，开辟了崭新的应用前景。3.智能化信息技术成为设计实现的保证物联网被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮，其作用是通过传感器和互联网衔接以实现对物体的远程控制与感知。物联网大潮将会把无线射频的智能家居系统设计推到一个史无前例的新高度。物联网技术中，安全监控、背景音乐、家电控制、医疗保健和监护、讯息服务、网络教育等实现智能化的技术都成为绿色集成式智能家居设计的保证。

二、绿色集成式智能家居产品设计的研究方法

绿色集成式智能家居产品是尊崇绿色化设计要求，调节空间特性与个体需求的载体，因此在实际设计中，设计者可以从概念提出、适用方法、实验验证、系统优化四个方面进行研究。

1.概念提出

绿色集成式智能家居产品设计以空间内的具体家居产品为设计核心，加强凸显绿色、集成、智能的特点。设计涉及居室空间组合、分割与配置的布局设想，产品功能的完善与设计寓意传达等方面的一系列内容，最终要求展现可持续发展的理念。

2.适用方法

未来集成式智能家居产品设计秉承绿色设计理念，从材料设计、结构设计、回收设计、节能设计、极简设计、循环设计的角度强化能源转化和可持续发展。在此过程中利用设计的“三化”理论——模块化、标准化、系列化，将绿色设计思想与模块化设计方法结合起来，满足产品的功能属性和环境属性，一方面可以缩短产品研发与制造周期，另一方面可以减少或消除对环境的不利影响，方便对产品的升级、维修和产品废弃后的拆卸、回收处理。

3.实验验证

从概念提出到产品出现的关键环节便是实验验证。现代计算机辅助分析研究、计算机快速成型、3D扫描、3D打印等技术都为设计者提供了设计验证的重要手段。利用这些现代加工检验技术，在产品设计模型阶段或者小批量生产阶段通过功能分析、形式研究、市场采纳等方法，针对智能化、柔性化和集成化的设计模式进行实际推演，在创新中寻求突破，可以推动绿色集成式智能家居产品的高附加值、高情感化、高智能化，增加设计方案转变为产品的可能。

4.系统优化

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智能化家居，或称智能化住宅，在英文中常用Smart Home、Inte1ligent home，与此含义相近的还有家庭自动化（Home Automation）、电子家庭（Electronic Home、E-home）、 数字家园（Digital family）、网络家居（Network Home），智能建筑（Inte1ligent Building）等。 智能家居是以住宅为平台，兼备建筑、网络通讯、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。在家庭产品自动化，智能化的基础上，通过网络按拟人化的要求而实现的。智能家居还可以定义为一个过程或者一个系统，利用先进的计算机技术、网络通讯技术、结构化布线技术、无线技术、将与家居生活有关的各种子系统，有机地结合在一起。与普通家居相比，由原来的被动静止结构转变为具有能动智能的工具，提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通。智能家居强调人的主观能动性，要求重视人与居住环境的协调，能够随心所欲地控制室内居住环境。

照明控制设计

1.设计概述

通过对住宅照明的智能化控制，通过不同居室不同灯光回路的亮暗搭配；形成不同的灯光场景，营造舒适优雅的环境气氛，丰富人们不同的居住需要；同时，通过营造不同的灯光环境，衬托出居住者的高雅的艺术修养，气度不凡的性格品质。可以随时用手持式遥控器对灯光场景进行变换，使人们在休闲区域中放松身心，随心所欲地按人们的需求随时变换，营造出温馨、浪漫、高雅的光环境。

当夜幕渐渐降临时，装在饭厅窗户旁边的照度传感器会感应外界的亮度自动启动住宅的照明灯及住宅内设定的灯光场景。利用时钟（事件）定时器还可输入该地的天文资料、各种节假日，根据该地区太阳不同的升降时间，实现春、夏、秋、冬每天按照天亮的变化情况实现室内外灯光的开关情况。深夜时，住宅的灯可根据实地情况，间隔点亮，在提供基本照明的同时使照明方面的能耗降到最低。

2.家居照明设计

客厅

回家模式：通过墙上的液晶按键面板，选择“回家模式”,主人可依据个人喜好设置不同的回家模式，例如，主人回到家喜欢客厅和餐厅的灯亮起。

有客人来访了，可选择“迎宾模式”大厅的灯光会全部亮起，营造热情好客的灯光氛围。选择“普通模式”大厅柔和的灯光，营造出温馨祥和的灯光氛围。

离家模式：液晶按键面板控制室内所有灯具进入关闭状态。

影院模式：主人在客厅选择“影院模式”，灯光渐渐暗下来，窗帘渐渐关闭，电视机打开。 可以使用多功能遥控器对电视机进行控制，除此之外，多功能遥控器还可以对DVD、音响、空调、窗帘、灯光等进行组合的场景控制或单独控制。让家里的一切尽在掌控，充分体验科技的乐趣和智能控制的便利。

在不同的控制页面，遥控器的按键功能也相应改变，翻页至所要需控制的对象的页面，然后按下对应图标的按键即可。

多功能遥控器的不同控制页面：有窗帘页面、空调页面、音乐页面、场景页面、DVD页面等。

会客模式：如主人在控制墙面板或遥控器上选择“会客模式” 电视机将自动关闭，落地灯缓缓亮起，营造一种舒适的气氛，主人可与来访者愉快的交谈。

聚会模式：如选择“聚会模式”，客厅大灯关闭，气氛灯光渐渐亮起，餐厅的灯光也会亮起，缤纷色彩的LED灯随着音频系统播放的不同节奏变换多种灯光效果。空气换气系统在您选择“聚会模式”的情况下，会自动开启以保证室内空气保持清新。

正常模式：选择“正常模式”系统，客厅内基本灯光亮起。

在观看电视的同时，如有客人来访，铃声响起，电视静音，可以使用遥控器将电视画面切换至可视门禁摄像头捕捉到的客人影像，以便决定是否接见。

在客厅中，安装了一个求助面板，当家中发生紧急时，可以按此求助。预设的警示信息将发送到家人手机中或发送至小区管理中心，以提醒人们尽快处理。如老人、小孩生病而家人却不在家时，可按此键。发送“家中有人求助，请尽快处理”等信息，信息可以根据自己需要而设置。

“预约模式”：主人可以在回家之前可以打电话按语音提示操作或发短信远程控制灯光、电器，例如：炎炎夏日，可以在回家之前远程开启空调，待主人回家时就可立即享受清爽的感觉。

客厅面板功能说明

面板位置：入户门口侧/沙发背后

面板类型：多功能控制面板

面板功能简介:

（1）红外线遥控;

（2）面板可控制场景、单回路开关/调光。

（3）液晶面板可切换5页页面，其中第1―4为面板控制页，可作为灯光场景，单回路灯具的控制页面，第5页为空调控制功能；

（4）LCD显示图片可以通过PC机下栽，LCD背光亮度可调；

（5）可设置密码进行布防/撤防。

餐厅

通过餐厅面板可选择不同模式，例如，选择“家庭模式”柔和的灯光弥漫在整个餐厅，一家人品尝美食共享天伦之乐，选择“聚餐模式”餐厅灯光营造其乐融融的氛围，高朋满座、欢聚一堂。除了单独控制餐厅模式，餐厅灯光还可配合客厅“聚会模式”变换相应的场景。

走廊

若安装在走廊天花上的位移感应感应到有人走动，系统将自动开启照明灯光，当人离开的时候，灯光自动关闭，有需要的时候也可以通过面板来控制走廊的灯光。

洗浴室

房间内的卫生间通过位移感应开关卫生间的基本照明灯光，当人离开的时候，灯光自动关闭，有需要的时候也可以通过面板来控制卫生间灯光。在卫生间门口的控制面板上选择灯光场景，例如选择：“洗浴模式”，卫生间灯光亮起，换气扇打开（也可以单独开关换气扇）。

卧室

可通过床头柜的控制面板选择“睡眠模式”，夜灯渐渐开启，台灯渐渐关闭。

选择音乐页面并点击播放键声音系统响起主人喜欢的音乐。

主人床两侧的台灯可以在面板上单独控制，当按一下按键后，灯光会慢慢亮起来，如果您觉得预设的光线太亮或太暗还可常按该键进入调光模式，再按上方按键调高亮度，按下方按键调低亮度。

床头安装了伸手可及的“夜起模式”面板，“夜起模式”被激活，房间灯缓缓亮起，走廊灯亮起，卫生间灯亮起，上床再次触碰触摸“夜起模式”按键又恢复至“睡眠模式”，继续进入甜蜜的梦乡。

早上通过床头柜的控制面板选择“起床模式”，夜灯关闭、换气扇打开，窗帘开启清晨明媚的阳光撒满整个房间、主人可以设置音频系统播放阵阵欢快的鸟鸣，起床时仿佛置身于清晨的大自然中，新的一天从清新愉悦中开始。

厨房

厨房的红外探头感应到有人在活动时，灯光渐渐亮起。没有人时，灯光自动暗下来，当无人活动超过某个预设时间后，灯光全部关闭。厨房里的探头，在安防模式下，可做为安防感应探头。

厨房的煤气管道接口处，装有可燃气体感应探头，当发生煤气泄漏时，系统会发出语音提示并向家庭成员手机发送报警信息以提醒妥善处理。

书房

当夜幕降临时，书房的红外移动传感器探测到房间里有人活动，系统将马上根据照度传感器会感应外界的亮度的判断自动启动书房的照明场景。

智能照明系统特点

1.照明线路设计简单，系统安装方便，操作维护容易。

2.硬件结构灵活，软件可编程，以节省投资成本和维修运行费用。

3.具有单区域场景、组合场景控制、定时开关、序列运行、现场修改亮度、自动调节亮度、红外线控制等多种照明控制功能，使灯光产生奇迹般的效果且节约能源。

4.根据环境及用户需求的变化，只需做软件修改设置或少量线路改造，就可以实现照明布局的改变和功能扩充。

5.系统内各单元的控制信息独立存储，不会因为系统中某个单元故障而使系统瘫痪。存储的信息具有停后不丢失数据功能，在恢复供电时，系统会自动恢复到停电前的工作状态。

6.控制回路与负载回路分离，各单元之间使用4芯低压电缆相连在总线上。工作电压为DC24V～30V，确保人身安全。

7.HDL智能照明系统具有分布式智能控制的特点和开放性，可以与空调、视听、及消防等其他系统联动。

8.系统具有智能状态回馈功能，能自动检查负载状态，检查坏灯、少灯，保护装置状态等。

9.系统具有故障自动报警功能；MCB跳闸可报警。

10.系统可以根据季节、天气、时间、人员活动探测作出智能处理，合理化开关灯，杜绝长明灯现象，达到节能目的。

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关键词：智能化家具；除湿防霉；功能设计

每年全球各地因存储物品发生潮湿霉变造成的损失达数千亿美元，而地处热带及沿海多雨国家和地区此类问题更为严重。我国南方大部分地区及沿海地带每年都因梅雨及湿热使得物品受到霉变的困扰。因此，如何更好保存物品防止发霉就成为人们关注的焦点。家具的智能化除湿防霉功能就是在此背景下产生的。

1 存储物品霉变危害及除湿防霉的必要性

智能化家具除湿防霉的主要对象是各类纺织品制成的衣物、皮革以及书籍纸张、精密仪器及家具材料尤其是木质材料等。为科学有效地采取防霉措施，需要深入探究这些物质霉变的机理。

1.1 存储物品霉变原因及其危害

智能化家具存储物品主要包括衣物、书籍、仪器设备、皮革、厨具等。其中，棉麻织物、丝纺织品、合成纤维等材料因其具有良好的穿着舒适性和安全性，被作为主要的服装或床单被套材料，这些材料霉变的主要原因是环境湿度和温度满足霉菌繁殖条件，并与皮肤接触后吸附的汗液以及皮脂、皮鞋等代谢产物为各类微生物的滋生提供可能；皮毛制品组成成分主要是毛的角蛋白和皮板的胶原蛋白，这些成分是细菌和霉菌的营养成分，在适当的温湿度环境易使细菌、霉菌繁殖发生腐烂或霉变；书籍纸张是通过纤维素酶和纤维二糖酶的作用把纤维素分解为纤维二糖至葡萄糖，霉变使纸张强度降低，并伴随褪色现象。分析致使物品发霉、变色、发臭、降解的现象的原因是其在使用或存放过程中的环境温湿度达到适合于各类菌繁殖的条件。

1.2 存储物品霉变造成危害

由于物品发生霉变给人们带来的各类危害可想而知，首先是健康问题，据北京市妇女保健所的一项检查报告显示，20万名妇女中仅宫颈糜烂等4项常见妇科疾病高达31.03%，其次，物品发生霉变对居住环境无疑也会造成一定影响；最后，许多人常受高档物品霉变损坏的困扰，并承受着一定的经济损失，尤其是书籍字画、相机、摄影机镜头等精密光学仪器等。

1.3 智能化除湿防霉功能的必要性

针对物品发生霉变这一现象，通过分析其霉变原因，提出智能化家具除湿防霉功能，通过改变存放物品家具产品内部存储空间小环境的温湿度使得柜体内部的空气温、湿度控制在物品存放的安全温湿度以下，达到破坏各种霉菌存活、繁殖的环境的目的，从而有效保护各类物品。家具的除湿防霉功能的设计既可以拓宽了一般木质家具的应用范围、提高物品储存的安全性，尤其对高档衣物、皮具皮鞋、影像存储介质等物品的保管、存放，又可以杜绝因潮湿而造成的各类高档有机物品的霉变、损毁，减少相应的经济损失。其作用如下：预防疾病传播；清除恶臭气味，净化居住环境；防止物品因发生霉变引起的强度降低、褪色等现象；减少人们由于物品发生霉变而带来的各项损失，同时对于珍贵的古玩字画的保护与保存以及文化保护也起到积极作用。

2 能化家具除湿防霉方法

2.1 传统的除湿防霉方法

近些年，市场上常见的除湿方法包括制冷式除湿、高温除湿方式、转轮式除湿、真空干燥和吸湿剂除湿等，从储存物品安全、经济成本以及除湿效果几个方面综合分析制冷式除湿方法适用于家具产品。目前市场上利用半导体制冷片的“帕尔贴”效应除湿的各类除湿机，即用于室内或家具（如衣柜、鞋柜、橱柜等柜类家具）除湿。根据产品内部除湿面积、除湿量不同可选择不同型号的除湿机。文章智能化除湿功能的设计就采用该系列除湿机产品，机身高度均低于20cm[2]。制冷式除湿的主要原理是通过压缩机制冷，降低冷凝器表面温度，使空气中的水分在冷凝器上冷凝结露，然后排出水分。

2.2 智能化家具的除湿防霉方法

近些年市场上的一些智能化家具主要采用高温和制冷式两种方式除湿。如一些智能化鞋柜采用红外线除湿防霉，属于高温除湿方式（见图1）；此外，一些智能化衣柜通过柜体内部的管体接通抽湿干燥装置从而达到干燥目的。图2为采用制冷式除湿方式除湿防霉的系列储藏类家具产品，此类产品的的内部装有一个半导体除湿部件，当环境湿度超过安全湿度时按下除湿机开关键除湿。

3 智能化除湿防霉功能设计

3.1 智能化除湿防霉功能除湿原理与优点

文章采用功能模块化设计方法，即设计具有自动除湿功能的模块，将其安装在家具中使其具有除湿防霉功能。使用制冷式除湿方式，利用半导体致冷技术，通过一湿度传感器检测家具柜体内部湿度，由控制器在需要除湿的时候发出控制指令。在家具内安装该电子除湿部件，其内部的半导体热电晶体冷端温度迅速降低到露点，周围空间的水分子在其表面凝结并通过漏斗集中排放箱体外，达到除湿防潮的目的。与其他除湿防霉技术相比，该技术在先进性、环保性、实用性、节能性及购置成本上占有较大优势，具体表现在：（1）安全：小功率直流电源工作，工作电压低，常温使用，利于物品保存；（2）节能、省空间：除湿机耗电量小，费用开支低，在家具中使用的体量小，不占用太大空间；（3）效果好：可将相对湿度控制在30%-50%之间安全湿度内，有效预防霉菌繁殖；（4）经济性：各类家具，尤其是木质家具中使用的半导体空气水分子冷凝器的最大功率不超过15瓦，即使全功率不间断工作，一个月的实际功耗也就是10度左右的电量。（5）环保：该除湿原理属于大气中水的物态变化原理，无任何化学物质排放，不存在对环境的污染问题。

3.2 除湿防霉功能模块控制系统软件与硬件设计

该除湿防霉功能模块属于嵌入式系统，其软件是实现系统功能的关键。按照嵌入式系统设计流程，本设计先编制除湿防霉系统功能程序，绘制主程序流程图，然后根据系统工作原理，绘制智能化除湿防霉功能电路原理图，并制作PCB主机板与显示板。按照系统功能要求配置系统I/O设备，主要包括显示器、温度传感器、紫外灯、干簧管、湿度传感器、除湿机等。

3.3 控制系统硬件与软件集成

嵌入式系统软硬件集成是探索系统工作运行是否正常的调试过程。通常其复杂性难以预测，多数情况下当系统在软硬件集成并出现问题后才被发现，此时，为保证系统可靠正常运行，需要花费大量的时间进行调试并寻求解决问题的办法。

3.4 除湿防霉功能模块的安装

待软硬件集成并调试运行正常后，将制作的功能模块安装于家具产品内部，选择不影响使用，操作方便的位置安装，然后再进行系统调试，即可投入使用。根据上述设计步骤完成除湿防霉功能模块制作见图3、图4。

4 结束语

文章通过分析各类储存物品的霉变机理，通过分析对比各种除湿防霉方法的优缺点，提出了适合于智能化家具除湿防霉的方法。除湿防霉功能的智能化设计不仅拓展家具的使用范围，提高各类储存物品如衣物皮具、古玩字画、影像存储介质储存的安全性，还可以杜绝因潮湿而造成的各类高档有机物品的霉变、损毁，减少相应的经济损失。除湿防霉功能也将成为今后各存储类家具智能化功能开发的一个主要方向。

参考文献

[1]吕绪庸，吕欣.皮革复合型防霉剂的研究[J].四川皮革，1996，29（5）：11-13.

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关键词：远程控制 双音多频 网络通讯 无线通讯 家庭自动化

21世纪是信息化的世纪，各种电信和互联网新技术推动了人类文明的巨大进步。数字化家居控制系统的出现使得人们可以通过手机或者互联网在任何时候、任意地点对家中的任意电器（空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD录像机）进行远程控制；也可以在下班途中，预先将家中的空调打开、让热水器提前烧好热水、电饭煲煮好香喷喷的米饭……；而这一切的实现都仅仅是轻轻的点几下鼠标，或者打一个简单的电话。此外，该系统还可使家庭具有多途径报警、远程监听、数字留言等多种功能，如果不幸出现某种险情，您和110可以在第一时间获得通知以便进一步采取行动。舒适、时尚的家居生活是社会进步的标志，智能家居系统能够在不改变家中任何家电的情况下，对家里的电器、灯光、电源、家庭环境进行方便地控制，使人们尽享高科技带来的简便而时尚的现代生活。

1　系统的总体结构及工作过程

智能家居系统由系统主机、系统分机、Internet服务器和网络接口等部分组成。其中系统主机通过服务器（个人计算机）连入Internet，并通过自己的PSTN公用电话交换网　接口电路连入PSTN。其结构图如图1所示。主机与分机通过无线传输组成星形拓扑结构。系统主机通过本地无线传输网络同系统分机进行通讯、传输控制命令和反馈信息。

该系统正常工作时，用户可以通过Internet和PSTN两种网络进行访问，当通过Internet访问时，本系统可提供一个界面友好的终端软件，用户只需登陆到运行在家中的服务器即可对家中的设备进行远程控制；当通过PSTN访问时，本系统将为用户提供语音操作界面。其工作流程如图2所示。

2　系统的硬件构成

本系统的硬件主要有系统主机与系统分机两大部分。系统主机由单片机AT89C52和各种接口电路组成，如图3所示。系统分机由单片机AT89C52和各种接口电路、传感器单元电路、固态继电器控制电路组成，并由固态继电器控制具体设备，具体硬件组成框图如图4所示。

通过系统主机的各种接口电路可将主机CPU从繁忙的计算中解脱出来，以便把主要精力运用在控制和信息传递上。系统主机主要依照各个功能电路的输出结果进行逻辑判断和控制命令的输出。系统分机的各种接口电路和主机相似，只是根据设备的不同（传感器单元）有着细节上的变化。下面主要介绍系统主机的各种接口电路。

2．1 nRF401 无线数据传输电路

无线数据传输电路由Nordic公司的单片UHF无线数据收发芯片nRF401及其外围电路构成。nRF401采用FSK调制解调技术，其工作效率可达20kbit／s，且有两个频率通道供选择，并且支持低功耗和待机模式。它不用对数据进行曼彻斯特编码，其天线接口设计为差分天线，因而很容易用PCB来实现。

2．2 看门狗电路

看门狗电路由MAX813L及其外围元件组成。通常，在单片机的工作现场，可能有各种干扰源。这些干扰源可能导致程序跑飞、造成死机或者程序不能正常运行。如果不及时恢复或使系统复位，就容易造成损失。看门狗电路的作用就是在程序跑飞或者死机时，能有效地使系统复位以使系统恢复正常运转。因此，在程序中定期给P1．5送入看门狗信号，就可以保证在程序运行异常时，由MAX813L使单片机复位。

2．3 DS1307时钟接口电路

DS1307时钟芯片是美国DALLAS公司生产的I2C总线接口实时时钟芯片。DS1307可以独立于CPU工作，它不受晶振和电容等的影响，并且计时准确，月积累误差一般小于10秒。此芯片还具有掉电时钟保护功能，可自动切换到后备电源供电。同时还具有闰年自动调整功能，可以产生秒、分、时、日、月、年等数据，并将其保存在具有掉电保护功能的时间寄存器内，以便CPU根据需要对其进行读出或写入。由于单片机AT89C52没有I2C总线接口，因此，要驱动DS1307，就必须采用单主机方式下的I2C总线虚拟技术。在此方式下，以单片机为主节点（主器件），主器件永远占有总线而不出现总线竞争，且可以用两根I／O口线来虚拟I2C总线接口。I2C总线上的主器件（单片机）可在时钟线（SDL）上产生时钟脉冲，在数据线（SDA）上产生寻址信号、开始条件、停止条件以及建立数据传输的器件。任何被选中的器件都将被主器件看成是从器件。在这里，DS1307作为I2C总线的从器件。I2C总线为同步串行数据传输总线，其内部为双向传输电路，端口输出为开漏结构，因此，需加上拉电阻。

2．4 MT8880C双音频编解码电路

由于单片机是通过MT8880C芯片得到PSTN网络的双音频信号解码输出，也就是说，单片机可以识别来自PSTN网络的控制信号，用户可以根据系统的语音提示进行按键选择以实现用户身份的识别与远程控制。因此，利用MT8880C的双音频编码功能，系统可以在紧急时刻将用户预置的紧急电话打到PSTN网络，从而把损失减少到最低。

2．5 ISD4004语音录放电路

ISD4004是美国ISD公司生产的一种语音录放芯片。它可录制8～16分钟的语音信号。该芯片可提供SPI标准接口和单片机进行接口，其语音的录放控制均通过单片机来实现。该芯片的一个最大特点是可以按地址编程录放，因而可由ISD4004和单片机编程控制来构成本系统与PSTN网络用户的语音平台。由于ISD4004的INT和RAC脚输出为开漏结构，因此需要加上拉电阻。

2．6 MAX202串行通讯电路

通讯电路可由串行通讯专用芯片MAX202组成，通过此电路可以方便地与PC机进行串行通讯。

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关键词：智能家居；智慧门；安防；健康检测

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）07-0262-02

1 背景

近年来，随着全球范围内信息技术创新不断加快，信息领域新产品、新服务、新业态大量涌现，不断激发新的消费需求，人们对家居环境提出了更高的要求。在中国，由于人口众多，城市住宅也多选择密集型的住宅小区方式，因此很多房地产商会站在整个小区智能化的角度来看待家居的智能化，也就是所谓的智能小区。欧美由于独体别墅的居住模式流行，因此住宅多散布城镇周边，没有一个很集中的规模，当然也就没有类似国内的小区这一级，住宅多与市镇相关系统直接相连。因此欧美的智能家居多独立安装，自成体系。而国内习惯上将它当作智能小区的一个子系统考虑，这种做法在前一阶段是可行的，而且是实用的。但智能家居最终会独立出来成为一个自成体系和系统，作为住宅的主人完全可以自由选择智能家居系统，即使是小区配套来统一安装，也应该可以根据需要自由选择相应产品和功能、可以要求升级、甚至用户对整个设计不感兴趣，也可以独立安装一套。为了满足不同用户的需求，各种各样的智能家居方案不断被提出。

门，人们进出的必经通道，其种类、款式多种多样，就普通住户的门而言，由从前简单的木门，到现在的钢化门（防盗门），不管哪种门，防盗一直是人们关注的重点。与原来的木门相比，现在的防盗门大多数安装猫眼、门铃以及指纹解锁或密码解锁等功能，给住户提供了很大的方便，也比较安全。然而随着人类生活水平的提高，人类对健康的渴求也越来越强烈，健康将成为新世纪人类追求的时尚。对于身体的健康状况，不是等到出现问题再去治疗，应在日常生活中时刻关注自己身体的健康情况。与此同时国家对科技节能的大力提倡，本文在现有研究成果的基础上，进一步研究了借助经常进出的门（智慧门），时刻记录家庭成员的身体状况（体温、体重、血压等数据），对这些日积月累的大数据进行进一步的处理，让这些数据来说话，切实有效的告诉我们每个人的身体状况。智慧门上的控制系统和家电电源管理系统互联，实现对家电的功耗管理。

2 智慧门系统所实现功能

作为家居智能化的“第一道门”，在智能家居控制系统中，作为重要的子系统进行研究、开发和创新，具有重要的应用价值。智慧门除了具有传统门本身的功能外，还包括三大功能，一是搭载健康监测系统，二是增加安防系统，三是家居能耗控制功能，其功能模块图如图1所示。

2.1 安全系统

随着科技的发展，人们居住环境不断升级，人们越来越重视自己的个人健康和财产安全，对人、家庭以及住宅的小区的安全方面提出了更高的要求；同时，经济的飞速发展伴随着城市流动人口的急剧增加，给城市的社会治安增加了新的难题，要保障小区的安全，防止偷抢事件的发生，就必须有自己的安全防范系统，智慧门系统首先解决门的功能，在传统门的基础上，本文增加了指纹识别技术对门锁的开关的设计，增加门锁防撬的功能设计，这样我们在安防上的可靠性也就大大加强了。

2.2 健康监测系统

智慧门的健康监测系统，本文对现有门把手进行改造设计，在门把手上安装生命体征记录的传感器（如指夹式光电脉搏、血氧传感器），并将生命体征数据记录；在门口放置体重计记录体重数据。这样我们每天的身体状况数据（体温、体重、血压等数据）被记录下来，在这个日积月累的大数据里，进行数据提炼，用数据说话，切实有效的提示我们个人的身体状况。

2.3 家电互联系统

智慧门的控制系统在人员出门时，启动特定按钮，门自动上锁，与家居控制系统进行互连，对需要关闭电源的电器进行再次扫描，确保断电；进门时，根据亮度、温度，自动开灯或者电器，节约环保。家居系统安装烟雾探测器、燃气探测器等监测到煤气、有害气体等信号时，智能控制器内微电脑自动发出相应的指令，智慧门自动开门，方便逃生。同时发出警声并将警情传递给小区保卫处。

3 关键技术及解决方案

基于智能家居的智慧门系统，从门的功能上，我们按照出门和进门两种形式来划分。

3.1 出门功能 ：

1）检测、记录身体状况；

2）自动巡检关闭灯光，切断电源（节能），布防；

3.2 进门功能 ：

1）自动识别指纹开锁；

2）再次检查记录身体状态；

3）根据亮度、温度，开门后自动开灯或者电器（设置合适的条件）；

关键技术主要体现在两个方面，第一，数据的分析与处理。虽然目前人体生命特称检测设备均已成型，本系统集各种设备功能于一体并对获取数据进行分析，特征提取，根据一段时期数据的分析处理来判断家庭成员的健康状况，并给出判断的指标体系；第二，自动开门系统的实现。

在发生警情和指纹识别正确时，智慧门会自动打开，但如何排除误警和虚警时自动开门是该项目要研究的另一个关键问题。家居系统安装烟雾探测器、燃气探测器等监测到煤气、有害气体等信号时，智能控制器内微电脑自动发出相应的指令，智慧门自动开门，方便用户逃生。但为了保证用户的绝对安全，除了提高各种探测器的检测精度外，还增加有用户与系统的交互功能，当参数在一些临界值时，可以通过用户的确认操作决定是否开启门锁。

4 结束语

智慧门系统以家居智能化、安全化、节能化为设计理念，可以给用户提供一个安全、舒适的生活环境，可以使住户的身体健康状况时刻被关注。智慧门可以使住户的居家安全得到保障，可以使住户的居家能耗控制更便捷，更加节能环保。智慧门将为住户带来一个全新的感受，更人性化的服务于住户。

参考文献：

[1] 张福生. 物联网： 开启全新生活的智能时代[M].太原： 山西人民出版社， 2010.

[2] 钟建国. 基于internet的智能家居控制终端的设计与实现[J]. 现代电子技术， 2008（16）： 109-111.

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    1 系统的架构和功能

    家庭智能控制系统主要由室内分机、单元门口机、小区围墙机、管理中心终端机、管理中心服务器以及附件组成。系统采用分布式网络结构,可以根据住户数量对系统的容量进行扩充。

    (1)室内机是用户在室内进行操作的主要平台,其功能组成为:可视对讲、信息服务、家电控制、安防报警、家庭娱乐等。可视对讲模块主要实现双向可视通话、视频监控、留言/留影、开锁等功能;信息服务模块主要用来收发物业信息和小区广播,支持文本、图片形式,并实现与可视对讲模块的影音共享;家电控制模块包括对灯光、窗帘、空调、电梯等设施的无线控制,并预设了情境模式;安防报警模块支持对烟感、门磁、煤气泄漏检测等的自动报警,并可通过GPRS/3G技术将报警信息传送到用户手机上;家庭娱乐模块支持常见格式的音视频文件的播放(主要依靠硬件解码)以及对常见格式的图片的浏览(电子相框)。

    (2)单元门口机的主要功能是完成与所在单元楼的任意住户以及管理中心机的可视通话,除了具备留言/留影功能外,还提供触摸屏校准、背光调节、密码设置等功能。

    (3)围墙机的基本功能和单元门口机类似,但可视对讲、留言/留影功能是针对小区内所有住户的。

    (4)中心机是整个系统的神经中枢,管理人员通过管理中心的控制设备管理各子系统的终端,其功能包括:可视对讲、视频监控、查看报警信息、排除设备故障、信息服务、系统设置、远程管理等。

    2 系统的实现方案

    2.1 Qt的信号/槽机制

    Qt是一个跨平台的C++应用程序框架,完全面向对象、易于扩展且允许真正的组件编程。Qt的C++类库封装了适应不同操作系统的访问细节,这使得它能够快速地部署于各种桌面与嵌入式系统中[1]。

    信号/槽机制是 Qt 的核心特性,这种机制真正实现了消息的封装,完全可以取代原始的回调和消息机制。信号和槽的连接通过connect()函数完成,connect()函数是QObject类中的静态函数,其函数原型如下:

    Bool QObject::connect(const QObject* sender,

    const char*signal,const QObject* receiver,const char* member)

    其中,sender和receiver是指向QObject的指针,signal和slot是不带有参数的函数名。

    2.2 基于XML格式的Socket多线程通信

    Linux中的网络编程主要通过Socket接口实现,在Qt环境里,对Socket进行了封装,并建立了相应的QTcpSocket类来实现TCP客户端和服务器的通信。QTcpSocket继承了QIODevice,所以QTcpSocket可以使用QDataStream进行数据的读取和写入。

    可扩展标记语言XML(eXtensible Markup Language)是一种用于数据交换和数据存储的多用途文本格式。对于XML格式的数据,Qt中的QtXml模块提供了DOM和SAX两种处理方式。本文采用的DOM方式把XML文档转换成一个可以遍历的树形结构,这样便可以随意访问其中的节点,因此要明显简洁得多。

    室内机和中心机之间的通信采用多线程方式实现。多线程方式具有降低内存、提高程序响应速度等优点,特别适用于嵌入系统。系统中建立了三个主线程:(1)GUI线程:用于执行main()主函数,响应用户的界面操作;(2)tcpServer侦听线程:用于对指定端口进行监听;(3)tcpSocket传输线程:负责消息的接收和回复。下面以用户主动更新小区广播为例详细说明Socket通信的流程:(1)室内机首先启动一个线程,将用户的更新请求结构转化成标准的XML格式(如果是新设备第一次开机,要先手动进行IP的设置),(2)调用connectToHost()函数请求与中心机建立连接,处于监听状态的中心机接到请求后,就会分配一个Socket套接字来处理连接:首先根据解析出来的XML的Type节点判断请求类型,如果是纯文本则从数据库的Text表读取,如果是图片则从硬盘读取,然后调用QIODevice::write()函数发送;(3)室内机接到应答信号readyRead()后就开始进行信息的收取,根据消息的Type节点类型分别写入数据库和硬盘。Socket多线程通信流程如图1所示。

    2.3 并行数据库设计

    为了实现数据库的并行操作,使GUI界面与数据库相分离,从而让界面能更快地响应用户的一般操作,同样要用到Qt的多线程编程。在系统启动时,首先要建立一个全局对象m_query,以便于各个实体类与数据库类进行连接。这样,每当有数据库操作请求时便会实例化一个m_query来创建一个线程用于处理该请求。m_query对象中包含两个类:(1)QueryThread,用于为每个数据操作创建一个线程;(2)Worker,用于实现数据库的相关操作,如加载数据库驱动、进行数据查询/插入/删除等。

    图2为数据库的查询操作流程。首先在实体类里创建两个connect连接,分别用于发送和接收查询结果,并生成SQL语句向QueryThread提交查询请求信号。QueryThread收到请求后为其创建一个线程,并交由Worker类进行具体数据库查询操作。Worker类得出查询结果后,先传递给QueryThread,再由其将查询结果返回到实体类。

    关键代码如下:

    connect( this,SIGNAL(seek(const QString& ) ),m_query,

    SIGNAL(seek_execute(const QString& )) );

    connect( m_query,SIGNAL(seek(const QList

    & ) ),this,SLOT( slotResult( const QList& ) ) );

    …

    void text:: database() {

    QString sql = "select * from Text order by date desc ";

    emit seek_execute (sql);

    }

    2.4 音视频同步传输技术

    i.MX51处理器包含了支持硬件视频编解码的VPU单元,并自带了完整的多媒体解决方案。因此,系统中采用其自带的多媒体软件包进行音视频流的采集和编解码[2]。

    考虑到小区内可视通话时因并发数过大而可能导致的网络拥塞情况,系统还需要提供一定的QoS机制来保证在网络带宽较低时也能达到音视频的同步传输。本文采用基于时间戳的实时同步传输技术,通过设置可变大小的缓冲区机制,根据小区网络情况自动调节传输参数,以音频质量优先保证为原则,根据时间戳实时调节视频数据的播放。具体实现过程如下[3]:

    (1)发送端采用两个独立的进程分别对音视频信息进行采样和打包,然后放到各自的缓冲队列中等待发送。

    (2)音视频数据通过同一个通道发送到网络(采用信号量机制保证音视频数据对通道的互斥访问)。

    (3)由于音视频两个数据包的长度差别很大,所以将接收端收到的数据根据包的大小进行区分。

    (4)音视频各自拆包组帧。由于人的听觉对声音的不连续比视觉对图像的不连续更敏感,所以采用音频流作为主流,视频流作为从流。客户端接收到音频数据包后,不必与视频数据包协调就可立即播放,而视频帧到达时则根据时间戳进行对比,从而进行相应的同步处理。

    (5)为保证音视频的实时同步,采用多线程分别对音频和视频进行播放。

    3 i.MX51平台移植

    3.1 搭建LTIB开发环境

    LTIB(Linux Target Image Builder)是飞思卡尔公司开发的一个用于部署BSP的工具,含有U-Boot等引导加载程序,支持Bootloader和内核映像的构建。利用该工具,可以定制出符合GNU/Linux标准的跨平台的根文件系统。本设计选择使用飞思卡尔公司提供的L2.6.31_10.07.11_ER_source.tar.gz集成源码包,在一台安装了Ubuntu 10.04操作系统的PC机上配置安装LTIB[4]。其过程如下:

    (1)解压缩源码包,执行./install进入安装LTIB的命令提示。

    (2)执行./ltib进入LTIB的配置界面。

    (3)在LTIB配置Platform时选择i.MX51平台。

    (4)配置Kernel时选择CLAA WVGA Panel(LCD触摸屏驱动)和SoC Audio support for IMX - SGTL5000(声卡驱动),其他保持默认。

    (5)将交叉编译工具arm-none-linux-gnueabi-gcc加入PATH环境变量,在ltib根目录执行下述命令,交叉编译Qt库:

    ./ltib -m prep -p qt-embedded.spec