智能家居系统设计方案精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的智能家居系统设计方案主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：智能家居系统设计方案范文

设计时间：2010-8-13

设计单位：联电国际(北京)elive智能家居

设计人员：和卫刚

联系电话：13121319168

系统简介

elive数字家居系统是台湾科技城股份公司与北京联电国际公司联合打造的全新住宅理念，不仅仅是提品，更为用户提供一种全新的生活方式，是科技更要简单，舒适与时尚。

项目概述

针对天津某先生家150平米高级公寓项目，elive 智能家居解决方案由智能灯光控制、家电控制、背景音乐系统、燃气泄露报警系统、电动窗帘系统及自动空调调温控制等功能组成。

方案介绍

1.智能客厅

【场景描述】

当想看电视时，只需点击触摸场景控制器的“客厅电视”场景，即可进入观看电视模式。

（1）自动关闭客厅部分灯光，将光线调整到最舒服的亮度。

（2）窗帘自动合上。

（3）自动打开电视。

当需要会客时，点击触摸场景控制器的“客厅会客”场景，即可进入会客模式。

（1）自动打开客厅灯光。

（2）窗帘自动打开。

（3）背景音乐自动响起。

当晚上准备睡觉时，点击触摸场景控制器的“睡眠”场景，即可进入睡眠模式。

（1）客厅及餐厅的灯光按照由远到近的顺寻依次熄灭，让主人回卧室的时候有足够的灯光照明。

（2）窗帘自动关闭。

（3）电视及其周边电器设备自动关闭电源。

（4）触摸场景控制面板可以单独控制每一盏等的开关，控制电器的启动，每一面窗帘的开合。

如果我们想感受家庭智能影音给我们带来的震撼时，只需点击智能遥控器的“娱乐”场景，即可进入影院模式。

（1） 灯光自动变暗，首先自动关闭客厅主要灯光，自动打开影音室背景光源（地脚灯），方便进行视听器材的控制。

（2）窗帘自动合上。

（3）电视或投影机自动打开。

（4）功放自动打开（可以不用再购买功放，背景音乐系统可以把音频输出到每个房间，客厅采用影院式吸顶音箱，足够产生震撼的声场）。

（5） DVD或者高清播放机自动打开。

欣赏完高清大片带来的震撼后，点击触摸场景控制器的“结束娱乐”场景，进入关闭模式。

（1）自动打开客厅主要灯光，自动关闭影音室背景光源（地脚灯）。

（2）窗帘自动打开。

（3）电视或投影机可自动关闭。

（4）功放自动关闭。

（5）DVD或者高清播放机自动关闭。

以上各种场景运行时，各设备的动作可以根据自己的需求自主设置。

2.智能卧室

【场景描述】

当想要睡觉时，只需点击灯光遥控器的“睡觉”场景，即可进入睡眠模式。

（1） 自动关闭卧室所有灯光。

（2） 窗帘自动合上。

（3）可以单独遥控所有的灯光，如果客厅的灯光没有关，按一下“全关模式”屋内所有的灯光全部关闭。

当晚上起夜时时，点击自带背光功能的灯光遥控器的“起夜”场景，即可进入起夜模式。

（1）自动打开客厅灯光。

（2）窗帘自动打开。

（3）背景音乐自动响起。

如果晚上又朋友到访时，你正在卧室的床上看电视，您可以点击灯光遥控器的“接待”场景，即可进入接待模式。

（1）客厅及餐厅的灯光自动依次打开，不用再在黑暗中走到门口再去开灯。

（2）窗帘自动打开。

3.客卫的自动照明功能

客卫的使用频率是最高的，有客人来时，不会因为第一次去洗手间而找不到开关在哪里，只要进入到客卫，灯光会慢慢开启，排气扇自动开始工作，当客人离开时，也不用在用刚洗过的手去关灯，灯光和排气上会自动关闭，即卫生又体现科技给住宅带来的便利，光线侦测模块会根据卫生间的照度来判断是否需要执行上面的命令，如果光线很好，当然灯光不会打开。

5.背景音乐系统

BM-C200超强智能背景音乐系统让居室内的每个角落都自由地飞扬着精致、曼妙的音乐，让劳累一天的业主及家人瞬间忘记工作与学习的辛劳，充分融入到优美音乐的纯真意境，尽情享受家的温馨与快乐：

在厨房，灵动的旋律让主人及家人尽情享受烹饪的乐趣，洗菜做饭时，也不会错过您每天都看的电视剧；

在餐厅， 它给业主家人创造和谐温馨的用餐气氛；

在浴室，它彻底让业主及家人摆脱一身的疲倦；

在卧室，它让业主及家人释放心底最真切的情感，尽情享受独我境界，可以让主人枕着音乐入睡，也可以在清晨让轻柔的音乐告诉您该起床了 ……

BM-C200背景音乐主机还是一套嵌入式小型家庭影院，信号输出（可接有源低音炮）和背景音乐立体声配合高清输出接入高清电视组合成一套省钱省空间的简单家庭影院。

6.温度侦测自动加温功能

当冬天来临时，地暖的温度如果达不到业主设定的温度时，温度探测系统会自动开启空调进行补温。主人离家时，点击“离家模式”时探测系统自动关闭。

第2篇：智能家居系统设计方案范文

关键词：智能家居安防监控系统；基本构成；基本结构；软件的应用

随着生活水平的提高，生活的智能化逐步纳入我们的日常生活中来，而智能家居就是我们的重要部分，但是其中伴随着一个问题就是—安全，因此本文重点讨论智能家居安防监控系统的研究。

一、智能家居安防监控系统的构成

为了提供安全怡人的居住生活氛围，智能家居安防监控系统成为我们智能生活的重中之重，安防监控系统是我们安全生活的基本保证。一个优秀的安防监控系统首先需要保证整个安防监控系统的完备性。

为了保证安防监控系统的完备性，必须包含两个方面：

（1）所居住辖区的安防中心，必须统筹所有的安防家居控制设备；

（2）智能家居中的安防设备。包含以下主要设备：传感器（防盗传感器、消防安全传感器、气体探测传感器、红外传感器）、报警器（及时在非安全情况下自动的发出报警命令分为声控和光控）、专为老人提供的应急按钮、门窗破坏检测提示器等一些列安防设施。

这些设施通过一系列的传感器连接到一起，然后组成一个智能安防监控的集成电路，供人们使用。

二、智能家居安防监控系统的设计

2.1 系统设计原理

智能家居中的安防设备系统设计原理主要为：客户端设计原理。在此基本上分为：基于安卓系统的平板电脑、基于微软系统的平板电脑、基于塞班系统的平板电脑作为客户端。

2.1.1 客户端的基本流程如下图所示：

〖XC张发1.TIF；%80%80〗

客户端通过基本页面进行登录，然后根据提示信息与摄像机进行连接，同时检测网络状况，对频道进行选择，然后同时可以实现多种线路的监控。

根据出入登记信息和家庭基本情况登记信息，对家庭中出现的人物，进行分析和判断，然后根据房间出现的基本信息，例如电器使用状况、长期房间使用情况、门窗完整状况等。若出现无法判断信息及时向客户发送信息以便进行确认。若判断信息无误，及时切换监控信息。

2.1.2 内部程序的优化：

根据图像处理的基本知识，对房屋的基本状况进行判断与分析。主要利用到以下几个方面：灰度值的变化、对背景图像的分析判断、图像处理、图像的差值发、图像的处理帧的所用时间、图像的中值滤波判断法、图像分割与整合等方法对图像进行判断。

2.1.3 传感器反馈方式

可以通过阻值判断法、触摸指纹检测法、触发形成短路法、传感器开路（即传感器由于遭受外力陪切断）等一系列方式进行反馈。

2.2、系统的平台结构及特点

智能家居在结构上一般遵循：对不同的房间、走廊进行不同地点的监控；对不明身份的陌生人进行系统提示；对相应的电器状况一起长时间的房间状况进行分析整合。每个结构对应的有其关键特点。

（1）正如大型酒店常见的监控设施布局一样，实时获取不同线路的信息提示，而且能很好的进行实时的线路切换，使其良好的对全部酒店的全方位进行监控；

（2）对进入的可疑人物进行分析判断，然后根据近期的房间的基本状况进行分析判断，并根据基本状况看是否进行报警还是仅仅提醒用户，在特殊位置进行标注，以提示管理人员；

（3）房间状况跟最近的基本状况进行对比，然后得出结果关闭不必要的设备，并提醒用户由于何种原因关闭设备。设备的基本状况根据家庭有无人员来调节家电的使用，通知用户进行处理；

（4）根据可疑人物的可疑程度进行实时跟踪，并运行跟踪程序，设置跟踪界面在醒目位置。

三、安防监控系统的关键技术及系统实现

3.1、监控系统的关键技术

监控系统关键技术包括视频的传输方式、确定人物自动跟踪、网络传输的编码、信息的实时传输。

3.2、视频的基本传输方式

首先视频传输过程中必须满足一些特性：首先必须根据网络的基本状况实时调整视频的分辨率，以适应网络的变化。其次，根据用户的基本需求，实施分配网络的变化所带来的分辨率变化。最后能够根据图像变化实现时间空间的自主变换。

3.3、人物自动跟踪

首先建立人物的基本模型，然后根据模型判断时候是人物，然后锁定人物，再用于判断是否是不是可疑人物，再提示是否跟踪目标。再者根据关的基本成像信息，判断是否需要对目标进行定位，再根据相邻值的像素判断法，判断是否是人物，最后根据背景图像判断法，用于确认时候对影像数据进行跟踪。在此过程中容易造成以下误差，对于一些快速移动的任务，无法有效的对人物进行分析，从而造成不必要的麻烦，为了解决这种问题，需要及时的调整图像的分辨率从而应对这种问题的出现。再者可以根据，背景图像的实时更新，调整对图像的判断，在提高图像的分辨率的同时，必须提高网络的带宽，以满足提高分辨率所带来的不必要负担。

3.4、系统的软件应用实现

在系统测试的同时，对室内的不同传感器的值进行浏览，以检测不同地点，相同实物对相同的传感器的值是否产生相同的影像，若不同，得出不同结论，并根据结论对事物进行分析判断，一般应用于不同的情况变化，根据相应的结论，给予用户不同的补救措施并根据补救措施得出相应的报告，进行归纳总结。

结语

文中提到的智能家居安防监控系统主要对基本流程的设计和对软件部分的分析，最终得到结果，并予以实现。这种安防监控系统在以后的日常生活中将被广泛的应用于日常家庭安全的防护、消防安全的及时报时等方向。这种安防监控系统在以后的现实生活中有着广泛的现实价值和实用性、开放性的前景。（作者单位：广西壮族自治区公安厅科技信息化处）

参考文献

[1]吴大勇等，智能家居系统的设计与实现[J].现代家居技术，2006（21）91-99.

[2]伍晓阳.智能家居浅析及其发展前景[G].硕士论文，南京理工大学，2004.7.

[3]罗金涛. 视频监控浅析[J].兵工自动化，2006（2）：95-96.

第3篇：智能家居系统设计方案范文

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第4篇：智能家居系统设计方案范文

关键词：智能家居，嵌入式系统，WindowsCE，VisualC++，Delphi

1绪论

目前，科学技术发展迅速，借助飞速发展的网络和信息技术，人们可以足不出户地纵览全球。为了适应信息化的需求，科研机构将智能化的理念引入小区管理，并进一步引入家庭，从而产生了智能家居的概念。将手机通信和以太网通信技术引入智能家居的设计，恰好利用了现有的良好的通信条件，使在外的业主能及时了解家中的安全，提高业主的安全感，而且通过手机实时控制家电，提高了业主生活的舒适度。

本文提出了基于嵌入式系统ARM10的智能控制平台的设计，功能包括了短信控制家电，传感器探测非正常环境并且通过手机短信告知业主，以及以太网实时视频监控等功能。

2系统设计方案

2.1硬件总体设计框图

根据上文的功能需要，设计出由ARM10为控制核心，单片机控制的家电控制模块和传感器报警模块，并且包含GSM通信模块的智能家居系统，硬件结构框图如图2-1所示。

2.2控制核心选择

智能家居控制系统采用如图2-2所示的XSBase270作为开发平台，该平台基于Intel®高性能的PXA270处理器，支持WindowsCE和Linux等嵌入式操作系统，是针对教学和实验的多功能实验平台。

PXA270处理器的最高主频可达520MHz，且该处理器被加入了WirelessMXX技术，大大的提高了多媒体处理能力，而且加入了IntelSpeedStep动态电源管理技术，在保证CPU性能的前提下，最大限度的降低设备功耗[1]。

XSBase270配置32MFLASHROM，64MSDRAM，并配备了触摸屏、以太网、USB、串口、CF/MMC、PCMCIA等接口。满足了智能家居系统控制中心的硬件要求。

2.3家电控制板

家电控制板采用AT89C51为控制核心。扩展板的元件布局如图2-3所示，其上有四盏LED分别模拟四种家电，三个按钮模拟三种传感器。其中四盏LED分别连接单片机的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3；三个按钮分别连接P2.0、P2.1、P2.2。

2.3.1串行端口电路

家电控制板采用串口与XSBase270实验箱进行通信，其采用了经典的兼容RS-232标准的MAX232芯片作为串口的电平转换芯片。电路的连接如图2-4所示：

如上图所示，家电扩展板采用的是常用的DB9头作为串口接口，其针脚定义图如图2-5所示：

其中2脚RxD为接收引脚，3脚TxD为发送引脚，GND为信号地引脚。一般情况下普通串口只接这几个引脚；特殊的串口，如蓝牙串口除接上述的三个脚之外，还接了DSR引脚和CTS引脚，是因为蓝牙串口的数据流输出采用这两个脚的信号控制；而其他引脚是跟MODEM相关的。在智能家居系统中，家电控制板接普通串口，GSM模块接蓝牙串口。

RS-232信号相对于信号地而言，在正负电平之间摆动。发送数据时，发送端输出的正电平在+5V到+15V之间，负电平在-5V和-15V之间。无数据传输时，线上为TTL电平。接收器典型的工作电平在+3V~+12V与-3V~-12V。由于发送电平和接收电平的差仅为2~3V左右，所以其共模抑制能力差，加上双绞线的分布电容，信号传输距离最大为15m，最高速率为20kb/s[2]。

MAX232包含2个驱动器、2个接收器和一个电压发生器电路，提供TIA/EIA-232-F电平。该器件符合TIA/EIA-232-F标准，每一个接收器将TIA/EIA-232-F电平转换成5VTTL/CMOS电平。每一个发送器将TTL/CMOS电平转换成TIA/EIA-232-F电平。

2.3.2家电控制电路

家用电器控制的接口电路如图2-7所示，K1～K4为继电器，分别控制四路家电的闭合和断开，Q1～Q4为继电器线圈电流驱动，电路由单片机的P1口进行控制，DD1～DD4发光二极管用于显示某路控制电路的工作情况，主要为了调试电路而设置。

2.3.3传感器接口电路

如图2-8所示，在传感器没有报警信号时，光电耦合芯片处于截止状态，与之相接的单片机端口为低电平；当传感器有报警，传感器输出高电平，此时光电耦合芯片导通，与之相接的单片机端口为高电平，由单片机对报警信号进行采集并做出相应处理。

2.4GSM通信模块

GSM通信部分采用如图2-9所示的西门子MC35GSM/GPRS无线模块作为通信工具。它支持EGSM900和GSM1800双频，支持数字、语音、短消息和传真，使用AT指令控制发送短消息。它采用9V直流电源供电，通过RS-232串行端口与XSBase270试验箱连接进行通信。

2.5视频监控模块

视频采集模块采用使用中星微（Vimicro）公司的ZC0301P芯片的摄像头，ZC0301P芯片可支持USB1.1接口，硬件最高支持VGA分辨率（640×480）。在VGA模式下可达到15帧/秒速率，在CIF（352×288）和SIF（320×240）模式下可达到30帧/秒速率。它通过USB接口连接到XSBase270试验箱。

2.6总体软件设计方案

根据智能家居的硬件设计方案，设计出软件的总体设计方案如图2-11所示：

其中:、

（1）家电控制系统和GSM网络通信各自独占一个RS-232串口。家电控制系统接XSBase270的红外串口，GSM模块接蓝牙串口。如图2-12所示。

（2）实时视频监控通过USB摄像头捕捉图像，图像数据通过以太网发送到PC客户端进行图像还原。

（3）以太网通信基于TCP/IP协议，测试环境为局域网，若投入到因特网的应用，则需要在服务端、客户端所在的局域网连接到因特网的网关——即路由器上，要进行端口映射，才可以进行网络的连接。

智能家居系统的软件基于WindowsCE5.0嵌入式操作系统。WindowsCE被设计成一种分层结构，从下而上一共分为了硬件层、OEM层、操作系统层和应用层共四个层[3]。这种层次的结构将硬件和软件，操作系统和应用软件隔离开，以便于实现系统的移植。智能家居的软件设计主要是集中在应用层。

3操作系统的定制

WindowsCE5.0嵌入式操作系统的定制依靠PlatformBuilder5.0完成。PlatformBuilder是微软公司设计的用于嵌入式操作平台定制与驱动程序的开发的工具。推出它的目的之一就是让用户可以更好的将嵌入式操作系统移植到特定的目标平台上。

3.1BSP的安装

第5篇：智能家居系统设计方案范文

摘要：本文将ZigBee 技术应用到智能家居系统中，提出了一种以ZigBee 技术为基础的智能家居系统设计方案。该系统以STM32F103VCT6 为控制核心，选择了合适的ZigBee 模块进行硬件电路设计，实现对家居环境的检测与控制。结果表明，该系统运行稳定，具有广泛的应用前景。

关键词：智能家居 ZigBee 嵌入式系统

一、引言

随着人们生活水平的提高以及计算机技术、通信技术和网络技术的发展，智能家居逐渐成为未来家居生活的发展方向。智能家居不仅能给用户提供安全、健康和舒适的生活环境，而且用户能够远程监控自己的家居状态和控制家庭电器设备。在智能家居控制系统中，采用无线网络技术可以解决有线网络布线麻烦，网络节点多，使用电缆数量庞大等问题，更符合家庭网络简洁性、灵活性、模块化、扩展性及独立性的通信特点，将无线网络技术应用于家庭网络己经成为主流趋势。本文结合实际设计了一种家居无线控制系统，并对其进行了实现。

二、系统设计的结构与功能

本文构造了一个基本的智能家居系统，功能具体描述如下：

（1）安防功能。目前家庭安防系统主要功能是监控非法闯入和门的开关等。一旦出现问题事件，系统会自动发出相应的信号给主控制器，及时通知用户有情况发生。

（2）家电控制。对家电实行智能控制，用一个便携的触摸屏控制器就可以控制家里的任何电器，包括电视机、冰箱、空调、电脑等，还可以实现定时开关电器等功能。

（3）灯光控制。根据不同的室内自然光强度，可以智能地调节发光强度，外加的光敏控制元件可以感测外而光的强度，并且根据实际设定的要求自动调节光照强度。

智能家居控制系统依靠一个控制中心来对整个家居进行控制，使用ZigBee 技术组建了一个无线传感器网络作为各个功能部件之间的数据传输和控制的枢纽。控制信号通过遥控器发送到控制中心，控制中心接受控制信号进行分析处理发出控制命令到各个开关并接受反馈信号将信号显示在显示屏上。

三、系统的硬件实现

本文设计的无线智能家居控制系统的硬件结构主要是由控制中心，ZigBee 模块，显示模块，电源模块等部分组成，其硬件结构示意图如图1 所示。

1、控制中心

控制中心选用了STM32 F103VCT6 微处理器，该处理器采用了ARM 公司具有突破性的Cortex-M3 内核，该芯片集成性高，低功耗，接口丰富，是整个智能家居系统的核心。STM 32 通过ZigBee 无线通信网络收发信号对家居生活中的各种电器进行控制和检测，同时提供防火强功能防止外界对系统的干扰和恶意破坏。同时还可以根据实际需求，外接多种输入信号，以满足不同的控制需求。

2、ZigBee 通信模块的设计

本智能家居系统设计采用由挪威Chipcon 公司设计的一款真正符合IEEE802.15.4 标准的片上ZigBee 产品是无线收发器CC2430。无线收发器CC2430 是一种射频发射芯片，采用。18pmCMOS 工艺制造，工作电流损耗为27mA，接收和发射模式时损耗甚至更低。它自带射频（RF）收发器，集成一个加强型8位8051MCU，8 KBRAM，32/64/128 KB 的Flash 内存、ADC 模/数接口、动态内存存取DMA、看门狗程序等。在本设计中CC2430工作在2.4GHz 频段（全球），采用低电压（3.3V）供电，且功耗低（发送模式时为25mA，接收模式时为27mA）、具有较强抗干扰性和优良的无线接收灵敏度，最大传送速率可达到250kbps，只需接极少外部元件。

由CC2430 核心处理器、无线收发模块、各类传感器、各类I/O 接口电路和供电模块组成了ZigBee 模块如图2 所示。该模块将家庭中的各种电器连成网络，对用电设备如冰箱、洗衣机、电灯、电视、空调等的工作状态进行调节最大限度的节省能源，对家居环境中的温度、湿度、有毒气体含量、门窗关闭进行检测保证居住的舒适与安全。

本文所构造的基本智能家居控制系统，采用ZigBee 星形结构，包括一个协调器和若干终端设备。结构拓扑较为简单，路由方案简单，无需其他路由信息，所有数据包均通过唯一的协调器中继。因此该网络只具有两类网络节点：一类是主节点，一类是分节点。在星形拓扑结构网络下，只允许主、分节点间通讯，而不能进行分节点间通信。

3、显示模块

显示模块选用3.2 寸TFT 真彩触摸屏模块，功耗低，支持8/16 位总线接口，镜面屏，超高高度，模拟I/O 控制，彩屏模块上配置A D S 7843 触摸控制器，支持一个SD 卡（SPI 方式），支持一个SPI 的DA TA FLASH，构成人机交互图形界面并且显示当前时间、日期、温度、湿度、门窗关闭情况，有毒气体含量等反馈信息。

四、系统的软件实现

整个智能家居控制系统以STM 32 微处理器为控制核心，支持C 语言与汇编语言混合编写。底层驱动由汇编语言编写，对外采用C 语言接口，人机交换采用Linux 嵌入式实时操作系统。该系统软件山系统主程序、初始化子程序、ZigBee 通信子程序、传感检测子程序、显示子程序、报警子程序、数据处理子程序等模块组成，主程序实现流程图如图3 所示。

五、结束语

针对我国智能家居快速发展的需求，本文将ZigBee 技术引入了传统的智能家居系统。使用了ZigBee 的无线智能家居系统放置灵活，节省了传统智能家居系统的安装布线成本，同时可靠性也进一步加强，将会有广阔的应用前景。

参考文献

[1] 李文仲，段朝玉.ZigBee 无线网络技术入门与实践[M]。北京:北京航空航天大学出版社，2007.

[2] 夏丽娜，夏章龙，钟毅.基于 CC2430 的无线水平测量仪研究[J]武汉理下大学学报，2009，31(24)

第6篇：智能家居系统设计方案范文

【关键词】物联网 智能家居 设计与实现法

智能家居就是以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、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。智能家居系统可以为您提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、以及可编程定时控制等多种功能和手段，使您的生活更加舒适、便利和安全。笔者所在的课题组利用当前智能家居技术的新理念与技术，开发技术先进、性能卓越、实用性强的物联网智能家居实现系统，并指导学生掌握其管理与维护技术。

1 物联网智能家居实训系统组成和内涵

物联网智能家居实训系统由智能照明、智能安防、人脸识别门禁、智能音响、智能冰箱、能耗监测、环境监测、智能窗帘等子系统，及物联网应用上位机管理软件组成，各子系统通过连接电缆进线连接，采用 ZigBee、wifi、3G 多种网络技术传输传感及控制信息。系统支持智能家居设计、安装、调试以及应用编程等多种方式来锻炼师生的技术水平，是一套既能展示物联网智能家居应用，又能掌握相应技能和知识的实训系统。

本开发平台实现对物联网三层（感知层，网络层，应用层）的全方位技术运用，比较全面的兼顾了物联网所涉及的各类技术，包括无线传感器硬件、嵌入式软件系统、Wifi、Internet 端应用软件开发教学，设计提供了智能家居多个子系统的应用实训，该系统所涉及到的技术主要包括：电子电路、2.4GHz 高频通讯、ZigBee 无线网络、无线传感器、无线 SoC、嵌入式 ARM、UHF RFID 射频识别、3G、Ethernet、服务端软件开发。

开发平台提供了功能强大的以 ARM 处理器为内核的网关硬件和自主研发的网关核心软件，不仅能完成多种无线网络管理，传感器和射频识别信息处理，而且可以通过不同无线和有线网络路径，将数据传输到上位机管理平台，并存入数据库，支持远程访问，并运用虚拟技术仿真智能家居场景及设备解决场地及设备制约因素。

2 系统功能

针对职院学生，主要锻炼的是学生的动手能力和实际操作的技能。学生可以根据自己的设计想法改变模拟房间内环境，也可以通过一体式计算机通过因特网访问房间内自动化服务器，对智能设备、视频监控等远程控制、访问。该装置能进行智能家居系统设计、线路的设计与连接、调试、故障排除、系统配置等实验和实训。

在打分环节考虑到人为因素对比赛结果的影响，在系统中，特别设计了自动评分功能，对各个系统网络连通性、电源接线、软件配置进行自动化检测，为实训成绩提供客观的依据。

2.1 智能照明

包括智能照明管理软件模块、灯控模块/调光模块、通信模块、灯具，通过和网关通信，支持本地控制和管理软件远程控制，本地可以设置感应开/关闭，并和光敏检测模块联动，实现自动化。

2.2 智能安防

包括智能安防管理软件模块、窗磁、烟雾感应器、主动红外入侵探测器、摄像机、双鉴探测器对非法入侵、火情、烟尘等监测，针对突发事件做出紧急处理，与 GSM/GPRS 短息猫联动，当发现有异常时摄像机自动截取画面并发送消息至指定手机或报警。

2.3 人脸识别门禁

人脸识别门禁系统由主人脸识别门禁机、门禁控制器和电锁组成（联网时外加电脑和网络通讯设备），使用方式属非接触方式，出入人只要在人脸识别门禁机附近（30-80 厘米）晃动一次，人脸识别门禁机就能将识别结果发送到门禁控制器上，然后由门禁控制器进行检查核对合法性，决定是否进行开门动作。整个过程只要在有效的使用范围内均可实现门禁管理功能。人脸识别门禁机安装门边墙内外，而不影响其工作。

人脸作为每个人身体的一部分、不能复制、安全可靠。并通过网络与电脑进行实时监控（可由电脑发指令开/关所有门，并可实时查看所有门的状态）、数据处理、查询、报表输出等。

2.4 智能音响

包括智能音响管理软件模块、情景音乐系统主机、高保真音箱，通过软件平台来控制音乐的播放。

2.5 智能冰箱

包括智能冰箱管理软件模块、RFID 读写器、食物冷藏柜。通过 RFID 技术实现食物管理功能，通过 PC管理平台访问，配合食品图示，能看到冰箱内的食物信息，食品提醒设置，一旦冰箱内食物短缺或过期，就会发送短息到指定手机。

2.6 能耗监测

包括能耗管理软件模块、智能插座、能耗统计模块。通过智能插座实现所有电器通过数据采集终端，无线网络，实现无线抄表、管理功能。可以定制统计分析功能，并通过监控系统控制台、智能手机实现可视化查看和管理，体现绿色节能理念。

2.7 环境监测

本系统包括环境监测管理软件模块、温湿度、光敏无线通信模块。实现温度、湿度、光敏等监测，针对环境参数设备智能开启相关设备自动调节环境温湿度或与其他系统进行联动，对突发事件做出紧急处理。

2.8 智能窗帘

本系统包括智能窗帘管理软件模块、窗帘控制器、电动窗帘，通过和网关通信，支持本地和管理软件远程控制， 本地可以设置感应开/关闭，并和光敏检测模块联动，实现自动化。

2.9 上位机管理软件

系统包括照明、窗帘、能耗、电器、安防、环境监测、实训评估模块，本实训管理平台是以上各个系统的一个综合性、集中管理平台。内容包括：系统的实时状态查看、远程控制、数据存储、统计分析、参数设置、预警。如图1所示。

3 系统特色

真实的家居环境需要投入大量的人力物力，从实训的角度来说，需要耗费大量的时间和经历建造样板房，投入巨大。因此，设计采用模拟家居环境的智能家居系统，将涉及到的应用及控制模块和设备安装部署在可收缩的网孔板机柜上，减少对空间的占用，并可应用于以后的实训教学中。

智能家居实训系统安装在一个网孔板机柜上，可以收拢展开，展开后尺寸为 2.4m*0.8m*1.9m（长*宽*高），收拢后尺寸为 0.8m*0.8m*1.9m（长*宽*高），实训设备可以自由安装，具有很大的灵活性。

各系统的控制模块均安装在 86 盒内，可灵活部署在网孔板的任意位置，方便师生根据自己的设计完成施工。

4 总结

本文介绍了一个物联网智能家居实训系统的设计与实现，系统中模拟了智能家居中的部分场景，并在实验室环境中做了大量的模拟测试，程序运行良好。总之，进行基于 ZigBee 技术的物联网智能家居系统的设计分析，有利于提升基于物联网智能家居系统设计水平，促进在实际中的推广应用，具有积极作用和价值意义。

参考文献

[1]，朱昊，胡静，宋铁成.物联网智能家居系统演示平台的设计与实现[J].南京师范大学学报（工程技术版），2013（01）.

[2]向忠宏.智能家居[M].北京：人民邮电出版社.2002.

[3]陈龙涛，罗桂娥，周卫等.基于ZigBee 技术智能家居系统的研究与设计[J].微型机与应用，2010.29（20）：100-102.

作者简介

江进（1981-），男，江苏省句容市人。硕士学位。现为江苏农林职业技术学院信息工程系教师。研究方向为计算机技术。

第7篇：智能家居系统设计方案范文

关键词： 物联网； 智能化家居系统； 软件； ZigBee通信模块

中图分类号： TN948.64?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）20?0061?03

Abstract： The design scheme of intelligent home control system based on ZigBee， in which S3C2440 is taken as the central controller of home gateway， and ZigBee and GPRS communication technologies are used， is proposed by means of deep analysis of application occasions and technical features of the system to achieve the overall management and remote communication， and show the characteristics of intelligent home humanization and intelligentization. The test result shows that the receiving data accuracy of the system is 98.93%， 99.88% and 99.93% corresponding to the test time of 1 h， 10 h and 20 h， which indicates that the system is stable and reliable， and the communication accurate rate is high.

Keywords： Internet of Things； intelligent home system； software； ZigBee communication module

随着人们生活水平的提高，人们的生活方式和精神追求发生明显变化。物联网技术的发展及应用，成功掀起一场信息技术和产业革命，为智能化发展提供重要支撑。智能家居是指借助计算机、通信、传感等技术把家居环境中各种设备相互连接，集合各项功能为一体的系统[1]。物联网智能化家居系统是以住宅为载体，通过无线联动方法控制各种设备，从而实现自动化、智能化家居管理功能，为人们提供安全、便捷的生活空间做出重要贡献。

1 物联网智能化家居系统设计方案

1.1 分析智能家居系统的需求

现阶段，我国智能化家居行业发展并不成熟，国内并未制定统一的行业设计标准作为参照[2]。设计的智能家居系统必须遵循用户的需求和以家居环境为依据，从而满足不同类型用户的需求。智能化家居系统必须满足下列标准：

（1） 保证数据传输的可靠性，无线数据传输的信息要保障安全可靠，促使中央控制中心对内实现对其家居模式信息的处理[3]。

（2） 成本低廉。智能化家居系统要考虑普及推广效果，根据多数消费者的消费能力展开设计，选择的技术、硬件均在消费者能够承受的范围内。

1.2 物联网智能家居系统总体设计

物联网智能化家居系统主要包含家庭网关、硬件、软件、无线通信单元等部分[4]。家庭网关作为整个家居系统的关键环节，不单单承担着内部和外部网络的相互通信，也借助无线通信网络对设备终端开展实施监控及管理[5]。家居环境内各类智能用电器借助无线网络实现连接，达到交换信息的目的。家居安保系统把门禁控制、防火、防盗等系统合理结合，确保人们家居环境的安全。在室内安装的各个传感器采用ZigBee技术与ARM控制器相互连接，如果传感器检测到室内存在异常情况，借助ZigBee无线通信网络及时通知ARM控制器，由该控制器依据不同信号开展针对性处理[6]。本次设计的智能化家居系统还配备友好用户界面，本界面可以展现系统内各个部件的运行情况，便于用户实时查询家居设备运行情况。

2 设计智能化家居系统硬件设计

本设计中使用三星公司生产的S3C2440微处理器芯片。这种芯片是CPU设计ARM920T内核，与普通的单片机比较，其运行速度更快，可以满足系统对实时性的需求[7]。同时，这种芯片设置两通道SPI、三通道UART、USB主设备芯片，便于及时扩展设备。因此，本设计中，在S3C2440芯片上添加电源模块、报警模块、以太网模块、按键与显示模块等设备。S3C2440芯片包含相应的内存管理单元（MMU），能够更好地运行Linux嵌入式操作系统，这种设计具有功耗低、性能好等优点，完全满足设计要求[8]。硬件系统结构见图1。

2.1 GPRS通信模块

第8篇：智能家居系统设计方案范文

关键词： 安防系统； Cortex?A8； Cortex?M0； ZigBee

中图分类号： TN948.64?34； TP277 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）24?0075?04

Design and implementation of intelligent security system based on ARM platform

LIU Chunlin， YANG Hui

（School of Information Engineering， Kaili University， Kaili 556011， China）

Abstract： In order to solve the problems of low reliability， high cost and poor system integration of the traditional security system， a new design scheme of intelligent security system based on ARM platform is proposed. A front?end equipment taking Cortex?A8 as the controller， as well as a terminal equipment taking LPC11C14 as controller， ZICM2410 as the ZigBee RF module and SC16IS752 as UART module converted through SPI are designed. The Linux3.0.8 kernel， Android4.0 version file system， Arm?none?linux?gnueabi?gcc tool chain， Eclipse development tool are used in the system to carried out the design of the software flow of the front end and the terminal equipment. The system test results show that the system can collect all kinds of security data in real time correctly， realize the effective monitoring of user access， and raise the alarm while the collected data is beyond the normal range.

Keywords： security system； Cortex?A8； Cortex?M0； ZigBee

智能安防系统主要是利用计算机、无线通信技术通过网络化的管理，使得工作和生活更加轻松、安全。近年来，智能安防系统正在由数字化、网络化向智能化方向发展[1?3]。其通过物联网、图像识别处理、无线传感器传输等技术实现智能安防系统事前预警、事中处理、事后能及时取证的全自动智能监控[4]。上述系统集成可利用ARM平台实现，其不仅能实时地采集安防区域的数据，同时具有成本低、可靠性高和便于系统集成的优点。

1 系统总体设计

本文的安防系统利用Cortex_M0采集房间信息，Cortex_A8作为中央监控服务器设备。

1.1 系统功能图

Cortex?A8是一款高性能、高效率的ARMV7应用处理器。Cortex?M0是一款尺寸小、性能高的ARM应用处理器。Android界面显示（Cortex?A8）来自于Cortex?m0模拟量，并可对Cortex?M0进行控制或操作。基于Cortex?A8和Cortex?M0的系统功能图，如图1所示。

1.2 系统功能描述

系统采用Linux 3.0.8内核、Android 4.0版本文件系统、Arm?none?linux?gnueabi?gcc工具链、Eclipse开发工具[5?6]，系统功能描述如表1所示。

2 前端数据中心

程序的线程定义如表2 所示，所用类定义如表3所示。前端数据中心Cortex?A8程序设计首先启动主界面，跳转到从界面显示设备的详细采集信息，控制线程完成用户对设备的操作，在应用层、FrameWork层、JNL层处理，最终由ZigBee网络发送数据并通过数据处理进程完成数据的处理与校验。其程序设计流程图见图2。

3 前端Cortex?A8模块设计

3.1 Cortex?A8 Android Application层数据流分析

3.1.1 NEWNODE新节点加入

终端设备开启，通过ZigBee发送新节点数据给前端设备，再由读线程读取并对数据进行校验，判断是否合法。若数据无误，查询该节点链表中是否存在，不存在则写入链表并新建节点。新节点加入处理流程图，如图3所示。

3.1.2 NODEINFO节点信息更新

在节点存在的情况下，更新链表信息并判断是否进入节点从界面，若是则更新数据。节点信息更新处理流程图，如图4所示。

3.1.3 RFID，用户出入

用户持RFID卡出入时，从界面判断是否在链表信息，若是则更新数据。用户出入处理流程图如图5所示。

3.2 传输数据格式设计

数据包头：终端设备向前端设备发送数据包头为0xAA， 前端设备向终端设备发送数据包头为0x55。设备号：终端设备号（房间号）。

数据类型：0x01是终端设备房间开启监控；0x02是温湿度、感光度类型数据；0x30是LED_ON（开灯）；0x31是LED_OFF（关灯）；0x32是Fan_ON（开风扇）；0x33是Fan_OFF（关风扇）；0x34是Nixietube_ON（开数码管）；0x35是Nixietube_OFF（关数码管）；0x36是BEEP_ON（开蜂鸣器）；0x37是BEEP_OFF（关蜂鸣器）；0x04是RFID卡类数据。

数据长度：数据域的字节数，校验为crc16校验。

4 终端Cortex?M0模块设计

Cortex?M0主要采集温湿度、光感度以及出入刷卡等信息，并将信息上传至Cortex?A8。再由Cortex?A8发出指令通知Cortex?M0作处理操作。控制芯片选择NXP的LPC11C14。其是ARM Cortex?M0系列处理器，能够胜任终端数据采集的重任[7?10]。Cortex?M0与Cortex?A8之间通信采用ZigBee模块，整体方案如图6所示。

4.1 Cortex?M0工作流程

系统上电初始化，启动定时器、配置各个I/O端口、初始化SPI端口。Cortex?M0工作流程，如图7所示。

4.2 功能模块描述

4.2.1 温湿度传感器DHT11

DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度传感器，其具有成本低、性能稳定、抗干扰能力强等优点。其与Cortex?M0的连接如图8所示，其中上拉电阻R30是为了保证在总线空闲时，其状态为高电平。

4.2.2 ZigBee通信模块

ZigBee模块选用ZICM2410，其与Cortex?M0之间是通过SC16IS752转换芯片进行连接的，如图9所示。对于ZICM2410模块，由于其使用方便，文中只需对数据接口进行读写即可，对于网络配置，可参照其操作手册。

4.2.3 SC16IS752使用及操作流程

SC16IS752是一款SPI/I2C转UART通信芯片，实际使用选择SPI转UART通信模式。在该模式下，自身只能作为从机，Cortex?M0为主机。Cortex?M0的ZigBee接收中断程序流程，如图10所示。系统上电初始化SPI端口，SPI数据发送和接收流程图如图11所示。

RFID读卡模块通过SPI0端口与Cortex?M0通信，其中断引脚与Cortex?M0 I/O 端口连接。读取I/O端口电平，即可判断刷卡情况。RFID读卡流程如图12所示。

5 系统测试

打开Cortex?A8设备，启动程序，打开Cortex?M0设备，程序检测到设备并添加。系统界面当前温度25 ℃，湿度21%RH，光感值187，模拟用户52443b78使用磁卡对Cortex?M0进行刷卡出入操作。若采集的数据值超出正常范围时，可激活LED显示或蜂鸣器报警，系统信息界面如图13所示。

6 结 语

本文设计一种基于ARM平台的智能安防系统方案，系统由前端设备Cortex?A8和终端设备Cortex?M0组成，对系统的软件流程进行了详细设计，同时对终端硬件进行了描述。最终，通过运行测试结果表明，该系统能实时采集数据和监控刷卡，并具有成本低、性能高、可移植性强等优点。

参考文献

[1] 戴敏，王宜怀，潘启勇.基于Zigbee技术的智能家居系统设计[J].计算机测量与控制，2013，21（3）：706?708.

[2] 叶青.一种智能家居系统解决方案及部分模拟实现[D].昆明：昆明理工大学，2008.

[3] 阎莉.探讨智能家居系统设计与实现途径[J].包装工程，2014（22）：49?52.

[4] 赵水昌.嵌入式车载监控系统终端的设计与开发[D].大连：大连理工大学，2006.

[5] 陈刚.Eclipse从入门到精通[M].2版.北京：清华大学出版社，2007.

[6] 孙更新，邵长恒，宾晟.Android从入门到精通[M].北京：电子工业出版社，2011.

[7] SLOSS Andrew N， SYMES Dominic， WRIGHT Chris.ARM嵌入式系统开发：软件设计与优化[M].沈建华，译.北京：北京航空航天大学出版社，2005.

[8] 满莎，杨恢先，彭友，等.基于ARM9的嵌入式无线智能家居网关设计[J].计算机应用，2010，30（9）：2541?2544.

第9篇：智能家居系统设计方案范文

关键词：智能插座；红外学习；二次上电

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）32-0180-01

目前国内家用电器中电视、空调等家电大多采用红外遥控的方式，其通电后仅处在待机模式，需要通过红外遥控器使其工作。而市面上在售的智能插座仅能够通过控制插座的开关来达到控制家电的通断电的目的，对于设备通电后的二次上电无能为力，并不能实现真正的智能控制，从而大大限制了使用场景[1]。本文提出了一种基于STC单片机的带红外遥控功能的智能插座设计方案，该智能插座能够对家电的红外控制器按键进行学习，其具有存储共计128个按键、掉电保存等特性，能够实现大部分主流家用电器的红外控制，解决了现有智能插座的二次上电问题，拓展了其使用场景，极大便利了日常生活。

1 系统整体框架

1.1 系y工作的基本原理

整个系统由主控制器、WIFI模块、红外学习模块、OLED显示器、温湿度传感器构成[2]。其系统整体框架如图1所示，该智能插座系统的工作流程如下：

图1 系统的整体框架

1） 红外学习过程。在系统运行的状态下，通过手机APP利用WIFI模块向主控制器发送学习指令，主控器将指令传送至红外学习模块，红外模块进入学习模式，此时将设备的遥控器对准红外学习模块，按下电源键，此时该设备的电源键的红外码值就被被红外学习模块记录并存储。学习完成后，通过手机APP向主控制器发送红外发射指令，主控制器将指令传输至红外学习模块，红外学习模块发射红外信号，设备做出相应动作，学习成功。

2） 设备控制过程。完成学习的智能插座，在接入设备后，在手机APP端点击插座开关按钮，主控制器接收指令后，驱动三极管，使继电器吸合从而使插座导通，完成一次上电。然后在手机APP端的设备遥控界面点击刚刚进行学习过的按钮，向主控制器发送指令，主控制接收指令后，驱动红外模块发射红外信号，控制设备启动，完成二次上电。

1.2 系统的基本功能

1）插座控制，该智能插座系统，通过I/O口驱动三极管来控制继电器的吸合和断开，从而达到可以控制插座通断的功能。

2）红外遥控，通过红外学习模块实现对家电红外遥控器按键的学习和存储，再通过红外发射器发射红外信号，从而达到可以控制家电二次上电的目的。

3）定时功能，通过手机APP可以设定插座的工作区间，在指定的时间打开或关闭设备。

2 软件功能实现以及测试效果

本智能插座系统通过安卓手机APP进行远程控制，手机APP采用易安卓平台进行开发，易安卓是在易语言的基础上向移动平台过渡的过程中诞生的，其于2013年6月，定位于基于安卓系统下的APP开发的全中文安卓编程语言，本语言的安卓APP代码编写非常符合国人的编程思维，极易上手。易安卓平台可以进行可视化编程，避免了传统Eclipse需要大量代码以及难以理解的问题，编写一些简单的安卓APP非常迅速，大大缩短开发时间[5]。

易安卓提供了大量组件进行应用，除了传统的文本框、按钮之外，还提供了与安卓契合的网络模块、传感器模块等，可以随意调用，只需将组件拖入到可视化界面后，即可进行编程。易安卓的程序、属性、架构与Eclipse一致，各模块调用的外部图片、音乐、连接等资源会在其左侧的属性区记录，而每个模块组件的事件发生位置也是可设定的，其事件列表在属性区下方，通过设定事件，即可完成各功能在对应时间点的动作。

手机APP运行时的界面如图2所示，打开手机APP，手机APP会首先检测手机WIFI的状态，连接WIFI后，软件会对WIFI的SSID进行匹配，匹配成功，则进入主界面，在主界面中可以看到当前插座的运行状态，点击红外遥控设置可以进入红外遥控的操作界面，控制插座学习或发射红外信号。

3 总结

经过测试，该插座能够兼容市面上大部分可以由红外控制的家用电器，解决了目前智能插座只能控制家电一次上电的问题，而且其模块化的设计，大大简化了系统设计过程，成本低廉、安装简单，也不需要过高的用户学习成本，具有良好的推广前景和使用价值。

参考文献：

[1] 叶国伟.智能家居市场现状与趋势[J]. 智能建筑，2012（6）54-55.

[2] 林炳炎，基于智能插座的家居系统[J]. 微型机与应用，2014（22）：27-29.

[3] 李小琴.智能家居控制系统的设计[J]. 电子世界，2013（17）：126-127.