集中式家居智能控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著信息網絡的高速發(fā)展，給整個社會帶來了巨大的變化，使得信息網絡得到越來越廣泛的普及，并且逐漸走進家庭，實現(xiàn)家庭網絡化、信息化與智能化。由此，智能家居的概念隨之產生，并逐步被人們熟悉、接受并且應用。家庭是社會的細胞，只有家庭實現(xiàn)信息化，才可能真正實現(xiàn)社會的信息化，然而，實現(xiàn)家庭信息化，建立完善的智能家居系統(tǒng)則是必由之路。 智能家居是指將各種信息設備和住宅設備通過家庭網絡連接起來，并保持這些設備與住宅的協(xié)調，從而構筑成舒適安全的信

2、息化居住空間，滿足人們在家中生活、工作、娛樂和交流的需要，提供安全防護、社區(qū)管理的手段。 家庭網絡是實現(xiàn)智能設備通信、控制的基礎，目前對于家庭內部聯(lián)網的解決方案主要有兩種：有線的和無線的，并且有很多的通信標準，比如X-10、CEBus、HomeRF、Bluetooth、IEEEl394、HomePNA等等。 本文首先詳細介紹了智能家居的概念、歷史、發(fā)展特點以及相關技術，并結合集中式家居智能控制系統(tǒng)的成功案例，分析了家居智

3、能控制系統(tǒng)的系統(tǒng)整體架構、系統(tǒng)軟件體系結構、系統(tǒng)內部進程間通訊設計、系統(tǒng)功能模塊設計、業(yè)務層次設計等，并且就智能家居控制系統(tǒng)的相關技術進行研究和應用，最后給出了系統(tǒng)的實施部署。本文所做的主要工作、技術難點與創(chuàng)新處如下： 1．智能家居的組成：智能家居是一個多功能的技術系統(tǒng)，包括照明控制、家電控制、可視對講、家庭安防、家居綜合布線系統(tǒng)、遠程控制等等。如何協(xié)調管理上述復雜多樣的信息設備，提高家庭網絡信息的實時性和高效性是關鍵所在。

4、 2．家居環(huán)境下的信息需求和信息通道：在智能家居系統(tǒng)中，信息反映出人和設備，設備和設備，以及人、設備和社會服務體系之間的信息共享與協(xié)同作用；并且，與傳統(tǒng)家電相比，信息受體的對象發(fā)生了變化，即信息受體不僅僅是人，還包括了家電設備中的信息電器。 3． RS-485總線型通信技術的研究與實現(xiàn)：RS-485總線標準具有多點、雙向通信能力，同時增加了發(fā)送器的驅動能力和沖突保護特性，在智能家居系統(tǒng)中，借助一個主節(jié)點的輪詢機制，實現(xiàn)設備間

5、信息的交互性和互操作性。 4．嵌入式技術在智能家居系統(tǒng)中的應用：嵌入式系統(tǒng)是以應用為中心和計算機技術為基礎的，并且軟硬件可裁剪，具有功耗低、可靠性高、實時性強的多任務操作系統(tǒng)。智能家居系統(tǒng)主要有三種技術方案：基于PC架構、基于單片機架構和基于嵌入式架構。目前基于單片機架構的智能控制系統(tǒng)技術成熟、應用廣泛，但是隨著成本的逐步降低，中國的智能家居最終將走向嵌入式。 5．家庭網絡中的中間件技術：中間件是一種獨立的系統(tǒng)軟件或者服

6、務程序，處于操作系統(tǒng)和用戶應用軟件之間。中間件技術解決了家庭網絡中兩個突出問題：資源構成的復雜性和網絡的動態(tài)性。目前家庭中常見的中間件技術有OSGi、UPnP、HAVi、Jini、OpenCable、DVB-MHP、VESA等等。 6．WinCE下的串口通訊的實現(xiàn)：由于家庭網絡采用RS-485總線結構，因而控制系統(tǒng)采用串口通訊實現(xiàn)與設備間的信息交互。為了實現(xiàn)WinCE下的串口通訊，本文也做了學習和研究，并在系統(tǒng)實現(xiàn)中進行實際編程

7、應用，同時對串口通訊API也做了封裝。 7．集中式家居智能控制系統(tǒng)由兩部分組成：網絡服務系統(tǒng)和客戶應用系統(tǒng)，兩部分模塊互相配合工作，其中客戶應用系統(tǒng)部分為系統(tǒng)核心，負責操作設備，場景以及各種數(shù)據(jù)處理，是直接由客戶進行操作的，網絡服務系統(tǒng)部分配合中控系統(tǒng)實現(xiàn)遠程控制，數(shù)據(jù)備份等功能。 8．主節(jié)點輪詢機制：控制系統(tǒng)訪問RS-485總線是通過主節(jié)點的輪詢機制實現(xiàn)的，控制系統(tǒng)與主節(jié)點之間通過RS-232串口通信，同時主節(jié)點分擔了