时间：2023-06-14 09:36:01
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇智能家居设计，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
关键词 智能家居 ZigBee 家庭网关 CC2430 远程控制
中图分类号：TP273.5 文献标识码：A
1智能家居的国内外现状及发展趋势
随着社会的快速发展，越来越多的智能化、人性化、自动化的科技产品服务于人们的生活，智能家居已经走进了我们生活。美国在这方面处于国际领先地位，如微软开发的“梦幻之家”等智能系统。
2000年以来我国开始意识到智能小区建设的重要性，逐渐步入智能家居领域，涉及灯光窗帘控制、室内多媒体娱乐、设备安防报警、家居环境监测等方面。但是智能家居设备产品多为有线组网，它的布线设计、连接串口和扩展性能等诸多方面存在很多问题，而无线通信灵活性、使用方便特性和无需布线等，因此很受市场青睐，这表明了无线通信技术是智能家居发展的最终趋势。
2 ZigBee协议体系结构
ZigBee协议的体系结构包括4层，即物理层、MAC层、网络层、应用层。物理层主要功能：负责ZigBee无线发射机的激活、关闭；检测当前信道的能量；接收链路服务质量信息指示（LQI）等。
MAC层包括数据服务和管理服务。数据服务：保证MAC协议数据单元在物理层数据服务中正确收发。MAC层管理服务：维护存储MAC子层协议状态相关信息的数据库。
网络层是ZigBee协议体系核心部分，其主要功能：组建网络路由、实现路由查找及传送数据，接收、抛弃其它的节点等。
ZigBee应用层包含ZigBee设备对象（ADO）、应用支持子层（APS）和技术相关设备制造商定义的应用对象。应用支持层APS用于维持绑定表，根据需求，在绑定的设备之间实现信息互传。
3 智能家居设计系统硬件构成
3.1 系统硬件总体设计思路
本设计智能家居硬件部分主要包括五个部分系统模块：S3C2440主控制器模块、无线射频收发模块、温湿度采集模块、门窗安防模块和GPRS模块。用户可通过GPRS模块上的RS232接口与控制终端连接使用，监控家庭中的各种设备工作。
3.2 智能家居系统硬件服务器
3.2.1 家庭网关
家庭网关是该家庭网络系统的核心设备，其主要功能：连接家居无线网络与外部公共网络连接口，实现两个网络数据信息的交互功能。本设计采用32位ARM处理器S3C2440，其具有2个通道SPI，3个通道UART，4个通道DMA控制器，LCD控制器，还具有MMU虚拟存储器单元等，可用于支持多种主流式嵌入系统[4]。
3.2.2 无线通信收发模块
本设计采用系统芯片CC2430的COMS解决方案，ZigBee无线射频收发器集成在CC2430上。ZigBee无线射频前端CC2430模块，是一款低功耗、低成本、高性价比的射频模块，还可满足ZigBee技术的2.4GHz ISM 波段的应用。
3.2.3 温湿度传感器节点
本设计采用SHT10温湿度传感器构建ZigBee传输温湿度检测节点。SHT10是一种数字式集成温湿度传感器，具有抗干扰能力强，成本低，体积小，适合家居室内温湿度采集。
4智能家居网络软件设计
4.1 ZigBee协调器与网关模块软件设计
本系统的ZigBee协调器主要用于建立无线网络，分配监控ZigBee节点的网络地址，向监控节点发送控制命令和接收来自监控节点的环境信息和安防信息，并将接收到的数据全部上传至ARM9微处理器S3C2440，最后通过移动网络以短信的方式传送到远端的用户端。
4.2 ZigBee终端节点程序
ZigBee终端节点是指ZigBee协调器控制的无线ZigBee节点，首先ZigBee终端节点的初始化，接着尝试加入ZigBee网络。加入网络成功后，ZigBee终端节点将其注册信息发送至ZigBee协调器，ZigBee协调器完成对ZigBee终端节点的注册。ZigBee终端节点每隔一定时间采集一次环境信息，并将该数据信息上传至ZigBee协调器。如果安防信息检测模块检测到有可燃气体泄漏或盗贼入侵，ZigBee终端节点则直接进入中断处理流程，将警报信息上传至智能家居控制器，实现告知用户并启动声光报警装置。
5 总结
本设计是采用将ZigBee技术与嵌入式ARM技术结合起来，通过在家居环境下模拟测试，进行有效地网络信息数据交互通信，本设计系统主要特点有：
（1）采用无线网络设计，结合嵌入式开发Web服务器的引用，使得用户使用起来更加方便，更加人性化。
（2）功能强大，系统可外扩其他功能，可由用户的家居环境的网关IP地址、家电数目、家电具体情况来具体定制。
（3）用户可把家中多台家电都连入到网络中，接受家庭网关的检测和监控。同时，控制终端设备也可在扩展，可把家中PC机、多台移动手机、平板电脑等设备设置接入网络中。
参考文献
[1] 李文仲，段朝玉.2006无线网络与无线定位实战[M].北京：北京航空航天大学出版社，2008.
[2] Murphy，S.甜蜜的智能家居[J].电了技术应用，2012（03）：9-10.
[3] 冯凯，童世华.智能家居的由来及其发展趋势[J].中国新技术新产品，2010（06）：7
[4] 金纯，罗祖秋，罗凤，陈前斌.ZigBee技术基础及案例分析[M].北京：国防工业出版社，2008.
[5] 周武斌，罗大庸.路由协议的研究[J].计算机工程与科学，2009，31（6）：12-14.
[6] 孙戈，卢建军，高理.基于S3C2440的嵌入式Linux开发实例[M].西安：西安电子科技大学出版社，2010（5）.
关键词：ZigBee；智能家居；物联网；无线通信技术
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）07-0249-01
物联网的问世与发展打破了“物理基础设施与IT基础设施分开”的传统思维方式，将其应用到智能家居中将有效的提供家庭数据网络的数据传输服务（如电脑、电视等数字媒体），同时，针对于家庭中的灯光照明、环境监测、家居安防、家庭应急处理等功能通过控制网络使其具备互联和通信功能，实现更高效、更便捷、更节能的家居生活与工作[1]。
1 基于ZigBee的智能家居设计与实现
ZigBee技术具有通信可靠性高、网络扩展容量大、系统运行功耗低、系统通信时延短、有效通信范围大、专注与低传输速率、应用成本低、网络安全性高等特点和优势。
1.1 智能家居系统结构设计
智能家居系统分为五个大的部分：家庭网关部分、嵌入式主控机部门、ZigBee无线网络部分、数据采集传感器控制系统部分和节点控制设备部分，整体系统结构如图1所示：
1.2 智能家居系统事件设计
结合家居的环境及其特性，并根据我们的生活方式和生活习惯我们为系统设计了三种运行模式，而根据每个模式所设定的场景不同，我们要为每个场景设计不同的工作模式，这需要我们为每个模式设定相应的操作事件。设计中的无线网络事件分为用户指定事件和自发事件两种：用户指定事件采用的是按键或界面发送方式，例如用户选择睡眠模式，此时系统切断相应用电器电源，灯光熄灭、安防系统工作；而自发事件是指ZigBee网络节点检测到某种情况或接收到其他节点信息后自发产生的相应动作，例如火警触发，此时报警器拉响、灭火水阀开启、给用户发送短信报警。
除了上述的这些事件外，用户也可以在人机界面上对每个家庭设施单独发送指令。以上这些功能设计已经满足了绝大多数的家庭生活习惯，而且操作简单，比较符合智能家居的功能和人性化的要求。
1.3 通信协议的实现
为了实现数据在模块之间的传输，对无线模块内的参数和硬件资源标准化，从而可以采用相同的方法访问和控制各模块的内部资源，串口控制协议为用户提供了对模块的控制访问通道，从而可以实现串口对无线通信进行控制完成数据源的传递，参数的访问等。
2 ZigBee网络拓扑的构建
本文采用网状拓扑结构构建网络，其中我们可以加入路由的算法让节点可以根据每条信道的数据流量大小和拥堵情况进行判断，让节点智能地选择最短而且信道最为畅通的路由进行数据的快速转发，从而减小路由开销，同时保证数据的可靠性。而且假设在某个节点的设备出现故障时，与其相连的子节点会寻找另一个父节点重新接入网络，因此网络的健壮性较强。
综合考虑到智能家居中终端节点的变动很小，而且布局较为固定，其大规模的扩展可能性较小，在尽可能的降低系统的运行功耗和成本的情况下又必需保证高的通信成功率，网状拓扑结构的网络性能是比较适合的。
3 系统性能测试及结论
根据上述的网络部署方案我们对系统的网络性能进行了全立体方位的综合测试，在性能测试的过程中去全面了解该网络系统的功能。我们首先在不同的应用环境中的点对点通信进行了通信距离的测试，平均最大通讯距离可达到82米，最小通讯距离是3.1米。
通过一系列实验得出的数据得出结论：ZigBee网络的信号穿透性是满足实际要求的，对信号的贯通阻碍较大的环境可以通过设置多个网络节点的方式来进行数据的中转，这也表示ZigBee网络是可以用于智能家居的无线网络中的。
4 结束语
本文针对于ZigBee无线通信技术的特征，通过微缩模型模拟家居环境，研究并实现利用ZigBee无线通信技术构建智能家居系统。通过分析并定义了智能家居系统的标准化通信协议，实现串口对无线通信进行控制完成数据源的传递、参数的访问，并根据实际应用情况采用了健壮性、扩展性较强的网状拓扑结构来构建ZigBee网络。通过在不同真实家居环境中测试相邻节点的通信距离来验证系统的性能，从其结果来看该系统是可行的。
参考文献：
[1] 金纯，罗祖秋，罗凤.ZigBee技术基础及案例分析[M].北京：国防工业出版社，2008.
[2] 黄磊，付菲闵，华松.基于ZigBee技术的智能家居方案研究[J].嵌入式网络技术应用，2009，25（52）：71-73.
【关键词】 智能家居 分享阅读 儿童
随着智能设备的普及，人们越来越依赖智能设备，智能家居也越来越多的被人们所接受。科技可以提高生产力提高生活质量，可以生产出更多更好的优质的产品来改善人类的生活条件，智能家居作为未来家居设计的目标和趋势，我们需要投入时间和精力去研究，使科技更好地为人们服务。
分享阅读是很多幼儿园和早教机构认可的概念，在实践中有很强的操作性和应用性。是荷兰教育家Holdaway首创的一种成人与儿童互动式的早期阅读法，主要指利用心理学家和教育学家根据儿童认知规律编写的分享阅读材料，配合分享阅读教育方法，在家庭或者幼儿园实施的一种不以学习为直接目的、类似游戏的阅读活动。分享型智能家居就是将“分享阅读”这N幼儿早期阅读习惯培养模式和理念与智能家居设计结合起来，然后通过分享型智能家居产品的引导，帮助儿童养成好的行为和习惯。
在目前智能家居设计往往都以成人为主导的，现在通过研究儿童的行为心理等，获取儿童对智能家居的需求，设计一个更加符合儿童成长发展的分享型智能家居。
一、目前国内外的研究现状分析
（一）国内研究现状分析 国内智能家居起步较晚，随着智能家居概念的普及、技术的发展和资本的涌进，国内家电厂商、互联网公司也纷纷登陆智能家居领域。但是国内智能家居发展仍是布局缓慢，重量级产品鲜少。大部分产品仍处于产品的初级阶段，平台化运作模式还未成型。针对特殊人群的智能家居产品目前只了解到有针对老年人的智能家居产品设计。
从产品形态来看的智能家居发展分为智能单品、不同产品联动和智能系统集成三个阶段。国内大部分厂商企业都是由智能单品进入智能家居市场，如小米的智能家居套装。后两个阶段仅有少数起步较早、发展较好的公司做到了，如海尔打造的智慧生活。海尔依靠自身硬件设备，打造自己的别墅智能系统――智慧居。
（二）国外研究现状分析 智能家居首先出现在1984年的美国。之后美国和部分欧洲国家在这方面处于世界领先地位，日韩和新加坡也紧随其后。国外的各大运营商和互联网企业纷纷推出自己的智能家居产品、系统。
国外运营商经过资源整合后，就会产生自有业务，推出自己的业务平台、智能设备以及智能家居系统。如德国电信的Qivicon智能家庭业务平台；终端企业发挥产品优势力推平台化运作。如苹果iOS 8中的Home Kit平台。苹果利用自身软件与家居硬件对接，是苹果设备成为智能家居的遥控器；互联网企业通过收购智能家居设备制造商来进驻智能家居行业，如谷歌收购智能家居设备制造商Nest。
二、儿童需求和心理的研究与分析
儿童时期是人们智力开发、性格形成的重要阶段，人成年后的个性、兴趣、价值观念、生活习惯、心理状态、婚姻状态以及人际关系都与儿童时期有着密切相关的联系。所以为儿童成长期间营造一个有利于他们健康成长的智能家居环境是每个智能家居设计师的责任。
儿童对一件物品的喜欢与厌恶主要取决于他的感觉，智能家居作为儿童成长期间所处的一个与儿童密切相关的环境，其感觉特性就显得格外重要。对于儿童来说，对智能家居的感觉主要来自于五感，包含视、听、触、嗅和味觉。
一件产品要想吸引儿童产生兴趣，首先要拥有优良、美好或新颖的感觉，这也是做好用户体验的第一步。儿童一般对智能家居的使用并无太多经验，产品的外观体验就对其产生决定性影响。让儿童产生兴趣的产品会使儿童在使用期间心情舒畅开心，自然儿童会不断主动去使用。
三、“分享型”智能家居的设计思维
（一）安全性和可靠性的提高 智能家居系统构件作为家庭使用的产品需要以安全性为首要目标。系统中各构件单元在室内的安装应当具备高的安全性和可靠性。尽量减少维护和硬件的更换，从而降低对室内装修成品的破坏。
（二）操作简单易上手 智能家居重点还是在“智能”上，整体系统可以预设操作模式也需要在使用中对操作者的行为习惯进行学习，能够优化操作流程，使操作简单快捷。特别是需要考虑到儿童的操作习惯，在用户体验上能够做到因人而异。
（三）控制方式的多样化 系统的控制不能仅仅有一套操作方式，可以结合声光电等融入各类的感应控制等。现在智能穿戴设备的发展完全可以进行远程的系统控制。如何结合儿童的行为特点，针对儿童设计一套适合他们操控的操作方式是设计师需要解决的问题之一。
（四）成本的合理化 虽然现在我国未来的智能家居市场很大，但是智能家居产品的购买、安装、使用成本是设计中必须考虑的部分。只有将成本控制在一个相对合理的范围内，或者是能够按照不同的消费群体划分不同等级的智能家居产品，才能为潜在的消费群体所接受，这样产品才会有强大的生命力和发展前景。
四、结语
在人们无比重视儿童成长发育的当今，智能家居可以为儿童提供一个更加适合其成长发育特点的家庭环境，促进家长与儿童的交流，通过合理的功能分类、操作技术优化、增加操作途径、合理控制成本等方法，提高智能家居在儿童成长过程中的影响力，使高科技更为有效地为儿童成长服务。
【参考文献】
[1] 付蔚，童世华，智能家居技术[M]，北京：科学出版社，2016.4.
[2] 徐峰，基于Android平台的智能家居客户端系统的设计与实现[D].北京邮电大学，2012.
0 引言
上个世纪微软公司提出了“Venus plans”从而引发中国智能家居概念。目前，在物联网的全面发展新时期，智能家居行业具有巨大开发潜力。[1]在高等职业学校中主导实验平台依旧是8位内核的51类单片机。8位单片机以其结构简单，易于理解和操作的特点深入人心。STM32具有运算速度非常快，FLASH、RAM容量大，能操作SD卡等很多优势。在此，选取具有巨大开发潜力智能家居行业，通过利用STM32位单片机配合编制的相关程序，实现智能家居的基本功能，从而实现一个低端实用的智能家居系统，在整个搭建过程中讲授STM32的相关知识点，从而尝试探索新的职教课改之路。
1 设计思路
系统设计目标和原则：本课题的设计目的是实现一个简单的智能家居系统，能够在普通家庭中得到应用，因此在设计的时候遵循以下原则：①简单实用；②价格低廉；③稳定耐用；④可扩展性。文章所设计的智能家居系统由单片机和各种外设组成。单片机作为核心的处理芯片，通过其内部的丰富的接口，连接外围设备，外围器件通过输入信号或输出信号与实际的控制物品相连。其架构如图1所示。
从控制的方式上来看，系统框架分为本地控制单元和远程控制单元。本地控制单元的设计思路是通过接入触摸屏，由触摸屏上的人机交互界面实现；远程控制单元的设计思路可以通过架设Web服务器，远程网络登录网页，来控制系统接入的外设，也可以通过GSM模块，由移动终端通过短信的方式来控制。从功能上大致分为报警传感器（温度，湿度，火警，煤气）、家电控制、开关控制，灯光控制，家庭安全监控。
2 无线照明控制模块设计示例
无线照明在教学中是一个入门的很好经典实例，虽然还没有用到协议栈，但它具有数据发送、接收和用协议栈，而且代码容易学习，如果把这个模块掌握了，到后面的协议栈就比较方便学习。在此需要掌握ZigBee有关内容，ZigBee节点所属类别主要分三种，分别是协调器、路由器、终端。同一网络中至少需要一个协调器，也只能有1个协调器，负责各个节点16位地址分配（自动分配）。理论上可以连上65536个节点，组网方式千变万化。BasicRF软件文件中主要内容有三部分，如图2所示。
讲授思路简要叙述如下：
2.1 工程文件介绍
docs文件夹：主要内容是介绍BasicRF的特点、结构及使用，阅读这个文档就可以做Basic RF里面的实验了。
Ide 文件夹：打开文件夹后会有三个文件夹，及一个cc2530_sw_1.eww工程，其中这个工程是三个实验例程工程的集合，期中包含无线点灯的实验工程。在IAR软件环境中打开，在workspace看到Ide＼Settings文件夹：是在每个基础实验的文件夹里面都会有的，它主要保存有学生自己的IAR环境里面的设置。
2.2 启动
①确保外围器件没有问题。②创建一个basicRfCfg_t的数据结构，并初始化其中的成员。③调用basicRfInit（）函数进行协议的初始化，在basic_rf.c代码中可以找到uint8 basicRfInit（basicRfCfg_t* pRfConfig）。
函数功能：对Basic RF的数据结构初始化，设置模块的传输通道，短地址，PAD ID。
2.3 发送
①创建一个buffer，把Payload放入其中。②调用basicRfSendPacket（）函数发送，并查看其返回值。pPayload指向发送缓冲区的指针length发送数据长度函数功能：给目的短地址发送指定长度的数据，发送成功刚返回SUCCESS，失败则返回FAILED。
2.4 接收
2.5 light_switch.c 部分代码及解释
肖勇，从业十年，现任江西珉轩智能科技有限公司副总经理，总工程师，CCNP网络认证工程师，安全技术防范协会认证专业工程师。擅长：智能家居集成设计、专业安全防范设计，智能社区系统集成设计，智能灯光设计。
项目名称：中信庐山西海别墅
完成时间：2012年11月
功能设计：灯光控制、窗帘控制、背景音乐、电器控制、周界防越、闭路电视监控、WiFi无线覆盖、iPad集成控制。
项目简介
中信庐山西海由中信地产投资，位处江西九江的庐山西海国家风景名胜区，素有中国“桃花源”发祥地之说。启动区总占地7平方公里，占据最美湖岸线景观，坐拥“7湾、8岛、1湖、1山”罕世资源，以“身心修养”为核心价值，构建“身心学禅”四大价值体系，邀请旅游、酒店、智能化、运动公园等各领域世界顶级策划、设计师倾情加盟，通过对区内生态契约、休闲养生、商务会议、绅士运动、教育培训、禅修太极等打造一系列特色主题的精品生态旅游地产。
功能设计
庐山西海别墅样板房及半岛餐厅邀请国际顶级设计师，所选用的产品亦是世界一流品牌，在该项目中通过和室内装修设计师及甲方的多方沟通，智能系统最终选用法国进口罗格朗智能控制系统。
1.智能灯光系统
对全宅的灯光进行集中管理和控制，可单点控制、多点控制、场景组合控制、调光控制、包括LED灯带的调光控制。可通过墙装面板、3.5寸触摸屏和iPad控制。
2.智能窗帘控制
对全宅的电动窗帘、电动卷帘进行集中管理和控制，可单点控制、多点控制、场景组合控制，可通过墙装面板、3.5寸触摸屏和iPad控制。
3.背景音乐控制
可通过iPad、触摸屏对室内及室外的背景音乐进行控制，如选曲、音量、选台等。
4.智能电器控制
通过场景或iPad、触摸屏等对电器设备进行联动控制或单独控制。
5.安防报警系统
通过室外的红外线周界防越和室内的探测器及紧急按钮组成一个强大的安防报警系统，触发防区警情自动传送到小区的管理中心及家庭主要联系人的手机。
6.闭路电视监控系统
通过室内外的高清晰度摄像机，结合报警系统，触发防区时联动摄像机进行录像，并将视频图像显示在家中的电视机上，同时联动室内外灯光闪烁进行提示。
7.无线WiFi覆盖
本系统选用神脑国际的无线覆盖系统，保证室内外任何角落都能实现无线上网功能，包括地下室、室外花园、和通往海边的凉亭。
8.iPad集成控制
所有电器、灯光、窗帘、背景音乐等智能系统全部集成在iPad平板上，在室内外的任何角落，通过移动的iPad都能对所有电器设备进行实时控制，方便售楼人员的讲解。
方案说明
入户
入户门安装了指纹门锁，授权的售楼人员和物业管理人员不用佩戴钥匙，通过指纹即可进入样板房，当有人离职时，可删除指纹。
玄关
在玄关处安装了罗格朗灯光及场景控制面板，可对玄关的灯光进行控制，以及场景的联动控制，如有讲解模式、参观模式、全开模式、全关模式，不同的模式联动提前设置好的灯光及电器设备。
会客厅
会客厅配置了罗格朗灯光面板、窗帘面板、场景面板，罗格朗智能三联面板，可对会客厅区域的灯光、窗帘、电器等进行单独控制及场景控制，还可单独对会客厅区域的灯光进行调光，会客区可通过手机对背景音乐进行控制。
主卧
主卧室按照总统套房设计。为方便客户的使用，在卧室入口配备了罗格朗智能灯光、窗帘智能面板，可对灯光窗帘单独控制和调光，另外在卧室过道还配置了灯光控制面板和场景面板，对主卫、衣帽间、主卧阳台及海边花园的灯光进行单独控制和联动控制，方便为晚间参观体验的客户提供美妙的灯光场景，并一路连接到私人码头。
在主卧床头的两边分别配置了灯光和场景面板，方便对主卧灯光、窗帘及场景的控制。主卧及主卫安装了吸顶喇叭，在主人需要的时候可通过手机、iPad等进行播放音乐及调频收音机。
设备箱
设备箱安装在经过防水、防潮处理过的地下室的设备间。
家庭作为生活的最基本单位，家居的更新换代在趋近智能化的今天显得尤为重要。随着科技的迅猛发展、人们物质生活水平的不断提高，传统的家居生活已经无法满足人们日新月异的要求，人们越来越梦想着家居生活能够更便捷、简单、高效、安全和舒适。智能家居的出现让这一问题的解决成为可能。因此本文针对智能家居目前及未来在室内设计中应用情况进行了简要说明。
关键词：
智能家居；室内设计；应用
目前，智能家居的形式正在被人们所了解和接受，越来越多的装修公司在做室内设计时会采用到智能家居设计。智能家居形式不断发展，智能化的设计在房屋装修设计过程中的应用不尽相同，因此对智能家居在室内设计中应用的研究具有鲜明的现实意义。
一、智能家居
智能家居是现代计算机信息技术与传统家居体系结合的产物[1]。家庭成员可以根据自身需要，通过计算机、网络通讯技术将手机、遥控器与灯光、电视等设备相连，再通过网络化综合智能控制和管理，依照事先设定的指令完成一系列操作，从而方便生活。智能家居作为一个新兴产业，随着智能家居市场的推广普及产业前景必然是光明的。国内优秀的智能家居生产企业越来越重视对智能家居市场的研究，特别是对企业发展环境和客户需求趋势变化的深入研究。一大批国内优秀的智能家居品牌迅速崛起，逐渐成为智能家居产业中的翘楚。智能家居从人们最初的向往，到今天真实的走进了人们的生活，经历了近12年的发展，经历了一个艰难的过程。
二、智能家居在室内设计中的应用
现代房屋装修重点包括卧室、厨房、卫生间等，当然智能家居在这些方面的应用是有所差别的。
1、智能家居在卧室的应用
卧室作为家庭休息的必要部分，卧室的设计就要求其具有相当程度的舒适性。因此在卧室的智能化设计上需要充分考虑卧室内的照明情况和空气质量。从室内照明这个角度出发，现代智能设计通常采用双路开关来控制主卧和客卧的两路灯光。在卧室灯光的设计上可以像现在大多数KTV一样设置多种情景模式，比如看书模式、浪漫模式、睡眠模式、起夜模式、全亮模式等。如果家庭成员选择在卧室内看书，只要按下床头灯的看书模式，室内的灯光就会变得明暗适中；如果选择浪漫模式，室内的灯光就会忽明忽暗，来回闪烁；如果选择起夜模式，卧室通向卫生间的灯就会依次慢慢点亮，随后再依次暗下来，回来时也一样，直到你躺在床上按下睡眠模式，室内的灯就全部熄灭[2]。当然，说到室内光亮就不得不说到窗帘。现在智能家居设计通常会采用自动窗帘对室内采光的强度、角度进行控制，窗帘由单片机控制、电动机驱动，住户可以利用遥控装置来设定窗帘拉合的时间，这样就可以根据一天中太阳在各个方位的时间来设定遥控装置，从而实现窗帘的自动拉合。从空气质量这个角度出发，智能家居设计会采用在室内安装控制系统的方式来提高室内的空气质量。比如，借助遥控装置，业主可以对待定时间段室内氧气含量进行控制，到这个时间点室内的控制系统会自动输送氧气，从而实现卧室内空气的持久清新。
2、智能家居在厨房的应用
随着智能家居被广泛认知，人们在对厨房进行装修时也提出了新的要求，智能厨房开始的被人们所需求，厨房的智能化设计形式也在慢慢发生改变。厨房作为家庭享受三餐的必备房间，在对厨房的智能化设计上需要充分考虑到厨房卫生问题和厨房的安全问题。因此，从厨房的卫生角度出发，智能家居设计可以在厨房安装一个垃圾处理器，通过条件设定，将垃圾进行分类回收。可回收转化的一类还可以安装转化装置，将垃圾装换成其他能源，实现节能环保[3]。从厨房安全角度出发，可以安装智能检测装置，严格监控厨房内燃气的泄露情况，一旦发现泄露情况立刻发出报警信号。同时，这种检测系统也会严格检测各个水龙头的漏水情况，一旦漏水会立即向房主的手机发送短信通知。当然，智能家居对厨房食物烹饪的智能化是必不可少的。在厨房中使用智能电器，只要将做美食所需的食材按量放在智能电器里，轻按开关，即可坐享其成。
3、智能家居在卫生间的应用
依照今天人们对于生活质量的要求，卫生间不再是单纯的用厕、洗澡的场所了，人们会越来越关注它的便捷、健康和舒适程度。从便捷的角度出发，在卫生间的智能化设计上通常会采用红外线感应器和无线开关控制来设置灯光。这样的设置方便用户在使用卫生间的时候便利的灯光开启，用户不再需要亲自触碰开关，而是走进卫生间内，灯自动亮起，马桶等一系列设备开始工作，而当红外线感应器感受不到有人活动的迹象，灯光设备就会自定关闭[4]。健康的角度出发，对卫生间的智能化设计上可以安装自动化设备。比如安装智能马桶，其功能的智能化十分强大，可以对如厕者进行温水清洗处理，又可以对如厕者进行按摩，还可以对人体进行健康监测，远程医疗诊断系统能实时检测使用者的尿样并进行数据传送，监测健康情况。从舒适的角度出发，智能家居在对卫生间的设计上可以通过安装智能控制音乐系统，这样用户在洗浴或如厕时可以播放音乐、收听广播，用以减轻疲劳，转换心情。
三、智能家居在未来室内设计应用上的发展
现代人对智能家居有了越来越多的了解，以前只能在展销会上看到的智能家居设计逐渐走进了我们的生活，就目前的发展情况来看，未来的智能家居在室内设计上的应用将更加灵活多样[5]。未来的智能家居在室内设计上空间将更加灵活，在不同的条件下，可以产生不同的虚实变化。未来的智能家居在室内设计上也将更加注重环保，以不同的监控检查设备对家庭的水、电、空气、阳光等实现监测管理，减少不知不觉中的浪费，实现节能环保。未来智能家居将会呈现出感知更加智能化的趋势。传感技术不断发展进步，智能家居传感终端将对环境感应更加灵敏，加之以现代通讯技术的进步，未来的智能家居将通过4G手机完成可视对讲，家电的远程遥控。
四、结论
时代在进步，经济在发展，科技在进步，人们对于生活质量的要求也在逐年提高。伴随着家居生活水平的不断提高，室内设计也在向着多元化趋势发展，智能家居的问世，让人们看到了便捷、舒适，环保的室内设计风向，尽管现在智能家居在室内设计上的应用还没有实现大众化，但是我相信，在今天这个科技迅猛发展的时代，智能家居在室内设计上的应用总有一天会走进千家万户。
作者：包颖 单位：长春理工大学光电信息学院传媒艺术学院
参考文献
[关键词]无线数据传输芯片；设计探讨；接口
中图分类号：TP203 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0216-01
引言
智能家居系统是以住宅为平台，通过计算机网络把安防系统、家电、娱乐设施及照明设备实现现场或者远程控制等现代智能化家居环境。针对现代家居中譬如家用电器种类繁多，操作繁琐以及难以科学管理等问题，本文结合无线电通信技术和计算机控制等技术，探讨一种无线智能家居控制系统的设计，使该系统实现对家用电器协调统一地控制。
一、概述
现代科技迅猛发展，随之而来的智能家居日渐强势，以其新颖优异的特性为当今社会的人们的家庭起居带来了极大的方便和全新的理念，它注定代表着一种引领未来的趋势。设计者开发的家庭总线技术将把家用电器、通讯设备以及家庭保安装备等多种和信息相关联的智能家居连接到一个智能系统上，然后对其采取集中的或多分散地监控与家务性质的管理，同时还要保证这些智能的家庭设施跟现实中的居住环境相协调。其实，这些功能的实现主要依赖于智能家居控制系统中的家庭网络控制器，家庭总线系统属于这种家庭网络控制器，并通过它来为使用者提供各种优质服务，同时居住地之外的外部环境也与之相通连。换言之，智能住宅的核心就是智能家居系统，因此，智能家居系统在智能家庭中处于异常重要的地位。
有线方式和无线方式是智能家居系统控制的两种解决方法。因为大多智能家居系统在工程布线方面十分麻烦，因此很多智能家居公司就着眼于解决这个问题来研发新的系统。伴随着它的问题是较差的保密性、接入设备甚为昂贵、很难满足音频与视频信号的传输等，虽然这些难题直到目前还没有得到真正的、完美的解决，但是它终将伴随着4G网络技术的逐渐成熟而得到更好的改善和应用。即便价格稍微高一些，无线方式确实能很好地解决布线工程繁琐的问题，并且随着网络技术的进步必能满足音频信号与视频信号的基本传输。接下来将以2.4G射频技术作为基础，介绍一种性价比较高的、性能相对完善的智能家居控制系统。
二、设计方案探讨
2.1 系统总体结构及工作原理
智能家居系统包含各家电设备和接口设备、主机和从机，主机和从机都具有一个无线收发芯片，主从机间通过收发无线数据来构建一种范围较小的的无线智能网络。网络协议、系统软件和系统硬件是无线智能家居控制系统总体设计的三个主要组成部分。
设计电路时的原则是要采用通用性、模块化设备，关于网络协议时参考OSI模型，同时结合nRF24L01芯片的特质。用一个系统主机来构建，本系统是以单片机为核心的，中心处理单元（CPU）的作用是处理系统的信号，选用集中控制技术作为控制方式，系统设备需要进行硬件功能的划分，各硬件模块都具有双向交互通信的能力、互换性和互相操作性，统一设计、统一接口，它们的控制部件都可以进行编程，从而保证了模块的实用性和通用性，有利于系统安全稳定。
nRF24L01（一种新型单片射频收发器件），提供物理层数据服务和物理层管理服务，定义了物理无线信道和MAC子层之间的接口。nRF24L01是一种2.4GHz单片射频收发芯片，包含频率调制器、合成器、晶体振荡器等功能，采用FSK调制，可实现点对点或是1对6无线通信。程序可以配置nRF24L01的输出功率和通信频道，有125个可选工作频道，可用于跳频，频道切换时间短，通过跳频可以减少干扰。对nRF24L01进行信道参数配置是通过MCU通过串口实现的，由nRF24L01来实施配置任务，然后发送大量数据包的指令由主机完成，最后从机接收数据信息，整个过程从机和主机是借用空中接口来发送与接收数据信息包的，执行MCU的指示任务，故才能完美地控制家电。图l为系统总体框图：
2.2 串口通信单元设计
STC12C5A60S2增强型51芯片有一组串行口接口，3根通信线连接便能实现较普通的串行通信，发送是TXD串行数据，接收是RXD串行数据，还有GND信号地线。
2.3 硬件电路设计
在2.4G网络中控制中心节点如同协调器节点，拥有节点的管理，2.4G网络的建立等任务的功能。在本系统中，控制中心节点对接受的数据进行处理，并通过RS-232串口与PC机连接通信以及通过，以及键盘输入和液晶显示。
2.4 无线收发模块
结合硬件设计要求的多种因素，在智能家居设计中，采用的射频片nRF2401是工作在2.4GHz频段的。
把功率放大器，频率合成器，调制器以及晶体振荡器这些功能模块放置在芯片内，使射频片nRF2401在2.4～2.5GHzISM频段内工作，通过程序配置通信频道和输出功率。工作电流在接收时才18mA，在以-5dBm的功率发射时也仅为10.5mA，芯片的能量损耗不高，多种低功率工作模式很大程度上方便了节能方面的设计。nRF2401可以在使用同一天线的情况下，能够两个不同频道的数据都能被同时接收，这是因为DuoCeiverTM技术使它具有了这样的优点。
2.5 传感器电路设计
时钟模块、电源模块、传感器模块、无线模块构成了主要的传感器节点硬件。各个传感器节点所发送过来的信息是由控制中心节点通过nRF24L01无线模块接收的，并通过串口模块，把信息发送到上位机，使用的人直接从上位机的软件界面上获取所有数据。
三、结语
本文总体设计了一种无线智能家居控制系统，系统节点控制器选用硬件电路中简单的增强型STC芯片，系统的安全性以及效率得到有效提高，数据传输是靠无线网路芯片nRF24L01来完成的。这个系统成本较低，使用方便，功耗超低，有良好的拓展性而且使用效率高、稳定可靠，集便于携带、更加开放、便于协作、交互性强等优秀特点于一身。
参考文献
[1] 黄盛.智能配电网通信业务需求分析及技术方案[J].电力系统通信，2010（6）：10-12；
[2] 木树娟，黄铭，余江，等.智能电网通信标准分析及关键技术探讨[J].电力系统通信，2011，32（7）：76-80；
[3] 范寅秋，弭娟.无线专网技术在智能配网中的应用[J].电脑知识与技术，2011，7（5）：1103-1108；
2.拓展"从下向上"的行业新模式——专访沈阳市西东控制技术有限公司总经理刘叶冰李莉
3.电脑知识与技术（数字社区&智能家居） 安防并购大事件《电脑知识与技术(数字社区&智能家居)》编辑部
4.解析消费总线技术浙江大学系统工程研究所
5.CLIPSAL布线案例项目:大连外国语大学新校区万志康
6.别具特色厦门云海山庄智能化系统福建省智宇系统工程有限公司
7.智能化系统在宁波国际会议展览中心的应用江湖
8.交通大厦楼宇智能化整体解决方案孙强
9.珠海粤财大厦智能化系统及集成宋兵
10.自助银行门禁系统设计解决方案盈动国际资讯有限公司
11.大型自选超市安防应用方案天津天地伟业数码科技有限公司
12.HAI智能家居控制系统解决方案诺和公司
13.智能家居案例分析常州朗润科技有限公司
14.家居智能中心产品及应用案例姚金安
15.西安索菲特大酒店室内智能照明控制解决方案河东电子
16.MATAGID学生平安短信服务系统标准方案宁波太阳电子科技有限公司
17.多功能的智能家居管理方案北京东华电信工程有限责任公司
18.住宅卫生间的智能化设计马松影，沈春红，李锴，MASong-ying，SHENChun-hong，LiKai
19.霍尼韦尔智能家居系统霍尼韦尔
20.电力监控系统在智能建筑和电气节能中的应用连文奇
21.亚洲国际会展中心——智能建筑集成与节能王巍
22.霍普兰德太阳生活中心郝林
23.看国外如何节电电脑知识与技术（数字社区&智能家居） 林海
24."彩宴"节能灯营销战略分析彩宴彩色节能科技有限公司
25.家居智能装饰七步走深圳市迈凯瑞电子科技有限公司
26.如何选择合适的智能小区家庭智能终端郭楠
27.多维度构建住宅小区联网防盗报警系统黄明
28.智能家居企业路在何方?成小飞
1.节能与环保小区未来的发展之路专访建设部建筑智能化专家委员会专家陆伟良王晗鹏
2.智能建筑市场——该理性反思了周军
3.ApBus智能家居系统香港永泰锋国际有限公司
4.山水居住宅小区远程集中抄表系统设计方案广东浩迪创新科技有限公司
5.智能小区联网报警系统方案北京希安科电子系统工程有限公司
6.小区智能化管理方案深圳市世纪潮智能科技有限公司
7.香港华润大厦楼宇一卡通系统深圳达实智能股份有限公司
8.新世界正仁大厦楼宇自控系统设计北京朗迈控制系统工程有限公司
9.WEBGIS系统集成管理平台设计方案上海齐维信息科技有限公司
10.GPRS电表远程自动抄表系统解决方案厦门桑荣科技有限公司
11.E家网络智能家居控制系统上海伊韵电子科技有限公司
12.桂林桃花山庄别墅型智能家居解决方案斯域通科技有限公司
13.智能化别墅安防设计方案永华电子
14.TCL智能家居解决方案TCL智能楼宇
15.ZigBee灯光方案——赫立讯无线模块在灯光控制中的应用赫立讯科技(北京)有限公司
16.多功能的智能家居控制系统福慧网络科技
17.家庭智能化解决方案美联国际
18.智能家居控制系统的设计初探张自强
19.宁波"水岸心境"节能技术应用方案宁波维科置业有限公司
20.锦湖名苑建筑节能65%设计与实践吉林科龙装饰工程有限公司
21.太原市路灯节能技术的应用太原市道路照明管理处
22.建筑节能欧洲范本陈一雄
23.德国生态节能建筑印象施亮
24.瑞典LKAB矿道安全系统陈文
25.舒适与麻烦共存——"未来之屋"高科技生活之初体验杨威
26.小区热水系统的烟道气余热回收利用
27.智能住宅一"布"到位刘文杰
28.浅谈智能照明控制系统的应用深圳市博创计算机技术有限公司
29.数字电视离我们还有多远?邓永红
30.节能建筑现状与发展前景探索曹海瑛
1.节能革命《数字社区&智能家居》编辑部
2.电脑知识与技术（数字社区&智能家居） 业内资讯
3.智能家居让您的生活安枕无忧本刊专访北京诺和公司总经理于孝中周军
4.生活处处皆音乐本刊专访研创电子集团副总经理罗理生李媛
5.关注智能建筑人才周军
6.Lonworks技术让您享受生活
7.融信小区LonWorks智能化系统解决方案融信陕西信息科技有限公司
8.智能小区公共广播系统解决方案依网科技发展有限公司
9.厦门绿苑小区电子巡更系统设计方案福建冠林科技有限公司
10.智能小区总线制可视对讲系统方案南京奇科科技有限公司
11.智能小区视频监控系统设计方案深圳市康拓晶鑫实业发展有限公司
12.基于以太网技术的智能化住宅小区通信网络平台的设计与实现汤涛，TangTao
13.顶级别墅背景音乐方案设计研创电子集团hHTTp://
14.家庭背景音乐系统案例分析浙江向往公司
15.智能娱乐生活解决方案雨读科技有限公司
16.西门子智能家庭方案简介西门子公司
17.麦驰智能控制系统案例深圳麦驰智能技术有限公司
18.昆明TARA家庭照明自动化系统简介昆明泰悦电子有限公司
19."东方明珠城·国际公寓"节能应用方案北京振利高新技术有限公司
20.上海生态办公示范楼技术集成示范上海市建筑科学研究院
21.国外建筑节能面面观Shelley
22.世界各地的神奇绿色建筑Shelley
23.欧洲绿色生态住区评析袁镔
24.浅谈智能大厦的组建常峻
25.试论建筑节能的新观念龙惟定
26.当前外保温技术发展中的问题与展望王美君
1.我们是团队《电脑知识与技术(数字社区&智能家居)》编辑部
2.业内资讯
3.让智能家居走进千家万户专访鼎固智能科技有限公司总经理黄京生李媛
4.创建"平安城市"您准备好了吗?专访中国建筑业协会智能建筑专业委员会专家黄筱淑
5.智能家居——渠道之痛周军
6.ZigBee技术引领无线数字新生活ZigBee联盟
7.云南师大附中小区监控系统方案周丽红
8.上海复园智能化小区网络解决方案上海苏楚信息科技有限公司
9.智能停车场Can-bus应用方案广州致远电子有限公司
10.住宅小区一卡通物业管理方案北京兴华邦科技有限公司
11.智能家庭新生活的开始杭州瑞和智能系统工程有限公司
12.智能家居设计方案智之屋
13.智能之家——复式楼与别墅解决方案深圳市爱圣特电子科技有限公司
14.HERSCHEL天王星家庭智能背景音响案例丛家祥
15.现代家居智能化控制方案概述思美特
16."安全至上"的智能家居方案科力屋
17.基于LonWorks的开放式系统在国外建筑中的应用Maggie
18.国外RFID系统的管理应用Maggie
19.国外住宅室内外照明设计方案Maggie
20.破解数字家庭的魔咒郑重，陈亮
21.智能家电现状及其发展趋势
22.电脑知识与技术（数字社区&智能家居） 浅析国内智能照明市场
23.照明灯饰新趋势与新挑战
24.创新和服务是企业发展的基石上海齐维信息科技有限公司
1.智能家居引领新的生活方式专访深圳市麦驰智能技术有限公司总经理沈卫民李莉
2.建筑节能理念先行专访建设部建筑智能化技术专家委员会专家赵哲身王晗鹏
3.我们需要什么样的行业展会?周军
4.蓝牙——轻松构建智能新生活《电脑知识与技术(数字社区&智能家居)》编辑部
5.RFID解析无线射频识别(RFID)技术
6.宝鸡市代家湾小区综合布线系统设计方案
7.IBM先进布线系统应用于政府办公园区
8.山西太原世纪嘉园小区住户报警系统姜仕庆
9.基于校园网的多媒体网络教学系统设计蔡传忠，Caichuanzhong
10.数字社区智能化系统整体解决方案刘洪文
11.智能化小区可视对讲系统中控制网络的设计张小敏，卫铭斐，ZhangXiao-min，WeiMing-fei
12.触摸控制技术,引领调光潮流——尼科信息技术(上海)有限公司照明案例
13.波创智能工程案例分析
14.提升生活品质营造舒适家居
15.邦奇智能家居照明控制系统
16.别墅家居智能化控制系统
17.百通数码产品户型解决方案
18.智能家居防盗报警家电控制系统方案深圳市金慧聪科技有限公司
19.国外家庭的智能化生活方式Marco
20.现代家庭的新宠——21世纪的智能化产品Shelley
21.家居智能化离你还有多远?陈江
22.日本办公室照明的节能措施李兵
23.集成EPON和BPL的马纳萨斯城域网Maggie
购物车(0)
