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智能家居的设计方案范文1
关键词：智能家居；iOS；消息推送；Xcode
中图分类号：TP311.1 文献标识码：A
1 引 言
近年来，安防监控技术己经由原来的单一控制发展为现在多种控制方式相结合的形式。在安防监控技术不断发展的影响下，监控系统也由原来的模拟系统逐渐发展成为集网络化、数字化、智能化于一体的多信息平台监控系统。随着移动智能终端应用的日渐普及，通过移动终端获取家居环境的实时信息已成为智能家居安防应用领域的开发热点[1]。iOS（苹果公司移动操作系统）设备在中国移动智能终端市场的占有率逐年上升。因此，在基于iOS的平台上有针对性地开发一种智能家居报警系统，将方便更多用户“随时随地”防范和保护家居环境[2]。
2 总体方案设计
总体设计方案如图1所示，该报警系统主要包括ZigBee数据采集端、报警管理服务器端、iOS移动客户端三个子系统[3]。数据采集端通过串口与报警管理服务器端相连接，负责采集家居环境中的监控信息，并根据硬件智能控制机制采取相应报警操作。iOS移动客户端负责报警信息的推送以及报警操作的控制，通过WLAN/GPRS网络与报警管理服务器端相连接。报警管理服务器端负责转发和处理信息采集端发送的报警信息，以及响应移动客户端的操作信息。数据采集端和报警管理服务器端仅做简要介绍，本文将详细介绍基于iOS的移动客户端开发。
3 系统设计与实现
3.1 ZigBee数据采集端设计与实现
数据采集系统采用ZigBee无线节点采集并发出报警信息，利用人体热释电红外传感器（HCSR501人体感应模块）实时感应人体入侵信息，利用门磁开关模块（KTMC8）感应门或窗的被动开启操作。该数据采集方案利用了ZigBee自组网无固定基础设施的优势以及多源传感器信息融合的特点，能够保证家庭环境信息感知的实时性与准确性。
3.2 报警管理服务器端设计与实现
报警管理服务器采用的是Tomcat 8.0 服务器。Tomcat 8.0服务器是一种免费的开放源代码的Web应用服务器，运行时占用的系统资源小，扩展性好，适用于小型应用服务端。
3.3 iOS移动客户端软件设计与实现
移动客户端是基于iOS移动终端进行开发的，报警信息的可通过文字和图像等信息承载手段来实现。考虑到其他不利因素，如终端设备不稳定的网络速度和信息处理的载荷变化等，本文中基于iOS平台的智能家居报警系统采用文本信息推送的形式报警信息。终端收到推送消息后，提醒用户可在终端采取相应的报警操作，如开灯、拍照、拨打电话等。
3.3.1 开发平台
iOS是由苹果公司开发的移动操作系统，主要应用对象为苹果公司出品的相关移动设备。该操作系统具有简单易用的界面、强大的功能以及超强的稳定性，据Kantar Worldpanel ComTech的全球智能手机季度销售报告显示，在2015年第二季度国内的移动终端设备领域，iOS设备占据了24.4%的份额[4]，创历史新高，越来越多的移动端用户选择使用iOS设备。与Android平台相比，应用iOS系统的移动终端设备以视图优先为原则，使用较少的框架，保证了开发者对硬件最有效的使用。同时，iOS系统具有较高的安全性[4][5]，所以这类设备的优势主要体现在良好的用户体验和较为安全的使用环境。
iOS移动客户端的开发使用的是苹果公司提供的非开源集成开发环境Xcode 6.1，编程语言采用的是ObjectiveC。智能家居报警程序的前期调试在Xcode模拟器上完成，后期测试与调试在真机上完成。
3.3.2 软件主程序架构设计
首先进入移动端程序，用户需要登录对应账户。移动端通过WLAN/GPRS实时接收报警管理服务器端发送的报警消息，如有报警消息，用户可根据不同的报警消息采取相应的报警操作。如果当前报警操作已完成，则再次进入接收推送消息的状态。按照上述方式，程序循环执行，图2给出了软件主程序流程图。
3.3.3 主界面设计
如图3所示，移动终端应用程序主界面包括监控区域、情景设置、监控详情和其它四个功能模块。
1.监控区域：删除或添加对指定房间的监控；
2.情景设置：对不同的监控区域设置不同的监控条件，包括离家、回家和休息三种监控状态设置。此外，用户也可以添加其他自定义的报警操作；
3.监控详情：以图片形式显示监控区域画面，用户基于此监控画面可采取人为报警操作；
4.其它：提供移动端程序的相关信息，如用户登录、关于软件、版本更新等功能。
3.3.4 报警消息推送设计
该移动客户端使用iOS消息推送机制实现报警消息的推送[7]，该消息推送机制是在应用程序APP、APP服务端（Your Server）与APNS（Apple Push Notification Service）服务器之间完成的。消息推送流程如图4所示，推送流程功能说明如下：
1.应用程序（APP）通过iOS系统向Apple Push Notification Service（APNS服务器）注册消息推送服务并申请Device Token（设备标识）；
2.APNS 服务器将Device Token 发送给APP；
3.APP将Device Token发送给Your Server （APP服务端）；
4.APP服务端向APNS 服务器发送推送消息；
5.APNS 服务器将推送消息发送给APP。
移动端报警消息推送提示界面如图5所示。
3.3.5 用户报警操作设计
用户报警操作界面如图6所示，当移动端设备收到APNS服务器发送来的推送消息后，用户根据推送消息及时采取相关报警操作，如点击“灯光”按钮，实现对监控区域灯光的开关控制功能。点击“拍照”按钮，实现拍照记录监控区域的功能[6]。点击“报警电话”按钮，实现拨号报警功能。上述操作均在iOS移动客户端实现，用户通过操作移动端，经过报警管理服务器端将相关操作信息转发到数据采集端，最终数据采集端实现相应的操作，达到家庭环境智能家居安防的目的。
4 系统分析与测试
软件测试是程序开发的重要环节，同时也是保障应用程序正常运行的关键。本文开发的程序分别在Xcode Simulator（Xcode模拟器）和iOS真机设备两个平台进行了测试。包括延时测试和iOS设备兼容性测试两部分内容。
图7 延时测试
延时测试，包括入侵报警消息推送延时和安防操作延时，此处延时包括硬件延时和软件延时的总和。由测试统计结果可知，不同的延时均达到了系统的要求，延时测试结果如图7所示。
iOS设备的兼容性测试包括该报警系统软件对当前国内iPhone主流机型的兼容性，经测试，该移动客户端能够兼容目前iPhone主流机型。iOS设备兼容性测试结果如表1所示。
经过不断的测试与改进，智能家居报警系统的延时和设备兼容性均达到设计要求。
5 结 论
本文设计的基于iOS平台的人员入侵报警系统，着眼于智能家居安防的需求，可应用于多种不同的场景，如家庭、仓库、小型超市、个体商店等[8]。结合ZigBee节点的无线组网优势，实现了不同监测区域的灵活布网。面向iOS移动客户端进行开发，使持有iOS设备的用户能够使用该系统，这将增加智能家居安防系统的目标用户。因此，该系统的设计，较好的适应了智能家居安防系统的需求，适应了智能家居行业的发展方向。
未来工作将根据ZigBee无线网络的特点，进一步优化iOS移动终端的性能，增加更多的监控措施，帮助用户获得更完美的使用体验。
参考文献
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[3] 肖远东，蔡声镇. 基于iOS平台的移动视频监控软件设计[J]. 开发研究与工程应用， 2015，02：269-271.
[4] 天极软件. Kantar Worldpanel公布智能手机全球销量[EB/OL]. （2015-07-02） [2015-09-25]. http：///mobile/428/75569428.shtml.
[5] 魏颖琪，林玮平，杨少龙. 移动终端应用软件开发技术探讨[J]. 电信科学，2013，36（05）：11-18.
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智能家居的设计方案范文2
关键词：嵌入式； B/S架构；智能家居；安防
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）27-6211-03
随着学科间的相互渗透作用，计算机行业、电信行业、安防监控行业的渗透结合使智能家居安防子系统的开发与应用成为现实。智能家居安防子系统因具有方便、快捷、智能化、安全等特点而深受人们的青睐，并得以广泛应用。视频监控子系统作为智能家居安防子系统的组成部分之一，它随着网络通信技术、嵌入式技术、多媒体技术、传输技术、图像数据存储容量以及图像处理技术的快速提高而得到飞速的发展。传统的多媒体监控系统通常是通过有线线路的布线方式实现，它不仅摆脱不了对各种线缆的束缚而且安装成本也高、系统的可扩展性差。基于Linux平台的智能家居安防子系统不仅可以脱离线缆的束缚、成本低，而且系统的扩展性高，稳定性强，具有广泛的推广应用价值。
1 总体设计
智能家居安防子系统采用面向Internet的B/S架构，主要由家电无线控制子系统、视频监控子系统和远程控制子系统组成。其功能主要有家庭联网、实时视频监控、系统控制以及录像存储回放、辅助功能等。
该系统具有5个功能模块，其层次结构如图1所示。
1.1 B/S架构设计模块
为方便用户操作，系统采用基于浏览器的B/S架构，使其有更加丰富和灵活的表现手段与用户交流，用户可以直接通过浏览器完成诸如系统参数设置、实时观看监控视频、下载监控录像和远处访问控制云台等操作。
1.2 监控模块
用户可以通过数字机顶盒、有线网络、Wi-Fi无线传输在智能移动设备上实时查看当前的监控画面。当异常情况发生时，通过摄像头的短消息发送功能，对用户进行报警，通过网络中心将当前的异常情况上报给管理中心，通过数据中心，将问题上报给相关职能部门，以便及时做出处理。
1.3 图像存储记录模块
只要摄像头启动，则进行本地存储动作，以便在有线网络出故障时，图像记录不会丢失，当网络正常时，则存储在远端存储服务器上方便后续使用。对于合法的用户，能对视频录像进行回放。存储在远端的图像文件，在有线网络正常的情况下，可提供复制、删除及多种查询等功能。
1.4系统控制模块
当摄像头的设备出现意外故障时，服务器能感知并处理故障；摄像头用户管理功能，所有用户的信息都要通过后台中心进行管理，并能对相关的信息进行新增和修改；短消息现场管理，用户可以通过短消息对于当前摄像头的用户管理信息进行修改和处理；摄像头短消息用户交互功能，用户可以根据自身的需要通过短信或者Web的方式开启和关闭摄像头，并在关闭时设定各时间值，到了设定的时间自动打开摄像头，从而做到保护自身隐私又不会因为忘记打开而造成不必要的损失。用户可以通过短信来查询和控制当前摄像头的行为。
1.5 辅助功能模块
RFID自动设备控制，可用于诸如家庭门灯控制，车库大门控制等类似场合的自动控制。中心软件升级能做到热升级，即在不影响原先系统使用和记录数据的情况下进行升级，并且能将原始版本备份，以备回滚。摄像头软件升级时能通过远程控制的方式升级，减少升级所带来的人力消耗。对于用户或者管理人员对于摄像头进行的任何操作都有相应的日志记录，以便后续可以进行查询。
2 关键技术的实现
2.1 B/S架构模块实现
3 结束语
本系统经试运行，能实现家庭安防的实时视频监控、系统控制以及录像存储回放、辅助功能，对提高人们对舒适的家庭与安全环境具有重要的作用与意义，有一定的应用价值与运用前景。
参考文献：
智能家居的设计方案范文3
关键词 智能家居 ZigBee 无线通信
中图分类号： TP273 文献标识码：A
目前，家电品种繁多，我们已经无法仅仅满足于家电设备的独立自动化、智能化，人们关注得越来越多的是家居环境的安全、健康、便捷和舒适，因而有效地将家电联网促成信息家电、智能住宅成为了开发人员的主题。本文将研究一个实现高效率、低成本、具备无线通讯功能的智能家居系统，使之能集中管理和控制，同时能够完成异地网络控制信息的接入。通过本智能家居系统，人们可以在任意时间、任意地点在手机、互联网、遥控等终端帮助下，对家中任意角落的任意设备、环境进行控制，尽情享受科技给我们带来的便捷、安全、舒适的家庭环境。
1 整体设计方案
本系统采用分布式控制方式对智能家居的各个部分进行统一的控制，主要包括信息家电部分、环境控制部分（包括室温、照明、窗帘等）、安防报警部分、远程操作部分。各部分又包括多个节点，每个节点即为通讯的一个终端。各节点之间相互独立，某一个节点出现故障不影响其他节点的运行。由于智能家居系统功能庞大，需要控制的信息很多，因而也包含很多节点，本文将针对煤气控制节点和温湿度控制节点两个功能节点展开研究。
2 系统硬件设计与实现
2.1主控制器
本智能家居系统主控制器采用SamSung公司的一款S3C2440微控制器芯片，这是一款32位RISC微处理器，它采用ARM920T内核，拥有0.13 m的CMOS标准宏和存储器单元。适合手机设备和应用于成本低、性能好、低功耗的小型微控制器的场合。S3C2440的核心处理器ARM920T实现了MMU、AMBA BUS和Harvard等高速缓冲结构，提供了各自独立的16K的数据Cache和程序Cache，内部集成了完整的系统外设，极大降低了系统成本。
2.1.1 Flash存储器电路的设计
本硬件平台选用Samsung公司的NandFlash芯片K9F1216UOA作为Flash存储器芯片。该芯片工作电压3.3V，包含4个可同时擦写存储块，每页528Bytes+16byte，每32page形成一个Block，总共包含4096个Block，总容量为40968B=66M，其中2MB是用来保存ECC校验码等额外数据，实际使用其中64MB。
2.1.2 SDRAM接口电路设计
为充分发挥S3C2440的32位数据处理优势，一般采用32位存储器系统，本系统选用2片16位数据宽度的HY57V641602的SDRAM，工作电压3.3V，其单片容量为32MB，2片共构建成64MB空间，一片作为高16位，一片低16位，这足以满足本系统运行时对容量的要求。
2.2 通信模块
CC2430是一个SOC芯片，它能提供提高系统性能且满足以ZigBee为基础的2.4GHz ISM波段的解决方案，这个方案满足低功耗、低成本的系统要求，它结合了8KB的RAM和多功能的模块，根据不同的闪存空间来优化成本。
CC2430无线通信模块模块式基于无线传感器网络结构，包括很多设置在监控区域里的低价传感器节点，通过无线数据传输协议模式构成了一个自组织多跳无线网络。该通信模块波特率、发射功率以及数据响应格式都可调节，传输数据的可靠性和稳定性更高，并且极大程度地减小了误码率。鉴于ZigBee无线通信网络协议标准拥有易实现、数据传输可靠性能好、短距离操作、各层次的安全性、功耗极低、成本极低等优势，它完全符合近程无线通信模块的设计要求，因此选择ZigBee的通信技术完成无线数据模块系统。
2.3 煤气泄漏监测节点的电路设计
泄漏检测采用QM2N2型气敏传感器作为检测元件，其电阻随可燃性气体或烟雾浓度的改变而改变。正常情况下，可燃性气体或烟雾浓度在允许范围内，气敏传感器1、2间电阻值较大，从2端输出低电平。当可燃性气体或烟雾浓度达到一定值后，气敏传感器l、2间电阻值迅速减小，从2端输出高电平，即使三极管Q1导通，C点由高电平转成低电平。C点连接至无线通信模块的P1.4口，这样就可以通过检测P1.4口来确定是否煤气泄漏并适时做出报警处理。
2.4 温湿度节点的硬件电路设计
本节点温湿度传感器采用SHTl5系列贴片型芯片，它可以同时测量湿度和温度数据。湿度测量范围：0～100%RH，温度测量范围：-40～+123.8℃，湿度测量精度：0%RH，温度测量精度：3℃。
智能家居的设计方案范文4
【关键词】智能家居；室内设计；设计影响因素
智能化家居为传统的室内设计平添了很多亮色，将人们带领到了新的生活方式中。智能化家居利用计算机、网络、布线等技术针对不同的个性需求，将室内的各个子系统有机地结合起来，实现了“以人为本”的家居理念。美国一家权威机构对全球智能家居市场进行调查，2003年的市场总值为4000多亿美元。“建设智能化小康示范小区”在《2000年小康型城乡住宅科技产业工程项目实施方案》中被定为我国的重点发展方向[1]。
一、智能家居系统概述
1.1智能家居概念
将住宅作为平台，利用各种网络、信息和设备为手段，将系统、服务、管理有机地结合在一起，为人们提供更加舒适、安全、环保、高效的居住环境，这种住宅就是智能住宅，也称为智能家居。
1.2智能家居系统的组成
智能家居系统主要包括信息处理、通信、驱动和外界信息接口四个模块。其中信息处理主要是指对各个智能家居产品的信息进行汇总和处理之后，将结果输送到驱动模块；通信主要是指信息处理模块给驱动模块输送处理结果所需要的中间介质；驱动主要是指接收到处理结果之后，将这些处理结果翻译成为电器执行的电平信号；外界信息接口主要是指内部电器共享的基础上，与外部基于internet的资源共享[2]。
___________________________
【基金项目】重庆文理学院学生科研课题“基于现代智能家居系统的室内设计研究” （Y2013080）
【作者简介】苏雅，女，河北三河人，重庆文理学院美术与设计学院学生，主要从事室内设计研究。
1.3智能家居系统的功能
智能家居是以智能化理论为指导，通过计算机、网络通信及多媒体等技术，利用家庭总线系统将家庭的安全、自动化、通信、文化等子系统的功能结合起来，使得住户的家庭环境能够更加安全舒适、方便快捷。
二、设计智能家居时要考虑的因素
2.1设计智能家居时要考虑住宅功能
智能家居的设计要更多的以住户的需求为主导，使设计出的智能家居能够最大限度的满足人们方便、舒适的生活需求。当前智能家居的设计中已经有很多方面实现了这个目的。智能家居的遥控功能实现了一个遥控器控制家里所有的照明和电器；智能家居的集中控制功能省去了布线的麻烦，直接实现多种集中控制。智能家居中的还有许多更为高级的功能，比如通过电话实现远程控制、房屋自动定时控制、利用网络实现窗帘和空调等部件的控制、多功能统一的遥控器控制等。
2.2设计智能家居时要考虑性价比
性价比是智能家居设计中一个很重要的影响因素，不仅要是住宅功能强大，而且要做到价格合理、实惠，使智能家居能够实现性能与价格的完美结合。一方面要有选择性的采用需要的功能设计，另一方面要对同类产品进行价格比较，选择性价比最高的产品，实现物美价廉。
2.3设计智能家居时要考虑变化性
在施工的具体过程中，总会有一些不可预料的因素的存在，会导致施工中出现各种变化，设计时要考虑到兼容性和可扩展性，为这些变化留有余地，不能够让智能家居的设计成为不可变更的设计。
2.4设计智能家居时要考虑复杂性
在智能化家居的布线设计中，要考虑到布线安装要涉及到的成本和过后维护的问题，也要考虑到未来住宅功能扩展的因素。在布线安装时要选择简便的、符合大部分人习惯的设计。
三、基于现代智能家居系统的室内设计
智能家居是一项涉及到建筑专业、供排水专业、电气专业、建筑机构专业、暖通专业、工业设计和室内设计专业等多个专业的系统性的综合工程。在智能家居的室内设计过程中要考虑到与传统室内实际的差异，在观念、程序、方法上与传统的室内设计有所区别，把握其在智能家居设计中的特点[3]。
住户一般情况下选择智能家居无非是出于享受和喜好这两个方面，一种是希望自己在繁忙的工作之余能够享受智能家居带来的轻松和舒适，另一种则是智能家居中部分产品的功能与住户个人的喜好非常贴近。室内设计师要从这些信息中得到住户的习惯、喜好、目的等重要信息，根据住户的需求设计出更加合理、个性化的室内环境，使设计方案能够具有更高的成功率。
3.1从室内风格分析室内设计受到的影响
不同的时代和不同的地区的特点，经过不同设计师的创作和表现就会出现不同的设计，渐渐地就会发展成为具有代表性的设计形式，这就形成了室内设计风格。
当前智能家居产品的外观大部分都是具有现代感的，当户主要求的室内设计风格是现代风格的时候，只需要要考虑如何将这些产品与室内氛围较好地融合即可；但是当户主所想要的室内设计风格不是现代化风格时，设计师在做室内设计的时候就要充分考虑到两者之间的对比或者呼应，既要使智能家居产品不显得过于突兀，又要使这些产品与整个的氛围相融洽。
3.2从室内照明分析室内设计受到的影响
人们已经有了节约能源的认识，也知道室内照明对于能源的浪费，虽然人们有心节约能源，但是真正做出额外的努力的却很少。在智能家居室内设计时，应该充分考虑到室内照明的能源节约问题，设计照明系统的时间性、区域性自动控制系统，使室内的照明能够按照时间和区域的设置实现自动关闭。自动控制的设计要留有人工干预的可能，以更好地满足住户的需要。通过各种室内照明条件的设计，达到节约能源和户主个性化表达的双重目的。
3.3从室内色彩分析室内设计受到的影响
配色问题时室内设计色彩问题中非常重要的一个方面。各种色彩之间的相互搭配形成了色彩效果，相同的颜色放置在不同的背景之下也会出现不同的色彩效果。根据色彩的敏感和依存的关系将色彩进行协调处理是配色的关键所在。
户主对于智能家居的室内设计一般都会有很高的要求，当各类智能家居产品要放置到室内的时候，这些产品的颜色如何与室内其他的颜色相互协调成为了室内设计师需要重点考虑的问题。在室内色彩设计中要遵循两个原则，一个是住户个性化的要求，另一个是室内实际中各个要素色彩的灵活运用。
3.4从室内家具分析室内设计受到的影响
以电视柜为例来说明智能家居系统对家具造型和布置的影响。随着电子产品的不断发展，电视机的种类越来越多，比如液晶电视、背投电视、等离子电视等等，而且电视的尺寸也越来越大[4]。电视尺寸的变化影响了电视柜的尺寸，电视机横向上越来越宽，使得电视柜为了适应电视机也变大越来越长，电视机竖向上越来越高，为了能够适应人们观看的需要，电视柜变得越来越低。有些家庭用地台和隔板代替了传统意义上的电视柜，还有些家庭将电视悬挂在墙上，客厅中不再放置电视柜。
3.5从室内陈设分析室内设计受到的影响
照片、字画、盆栽、玩具、收藏、装饰、雕塑等物品的陈设都属于室内陈设的范围。智能家居系统中，电视、音响、电脑、空调等都是属于室内陈设的范围。在对这些智能家居系统中的室内陈设进行设计时，要考虑到这些产品的造型、色彩、功能，使得室内设计中这些陈设能够与整个环境达到协调一致的效果。
智能家居使得进入到家庭的产品越来越多，像数码相机等这些小件的产品可以被收纳到橱柜中，但是像打印机这样大件的产品就会成为室内陈设。办公用的打印机多为灰白机身，而现在家用的打印机为了适应室内陈设设计效果的需求，推出了彩色机身，能够为室内色彩增加调色，营造室内环境的设计效果。
3.6从其他方面分析室内设计受到的影响
室内的空间布局也受到了智能家居系统的应用的影响，在一些户型设计中，客厅、厨房和餐厅是一个比较大的、宽敞的、明亮的空间，在这个空间里可以根据住户的需求设计一个供家庭娱乐使用的小区域[5]。
原先人们对于厨房脏、乱、差的随着挣提成厨房的出现而得到了改变，厨房因此变得非常的整洁干净，而且也对其他区域的环境质量的提升有一定的效果，使人们能够更加舒适、高效的工作和生活。厨房所处的位置也发生了变化，不再是整个房屋的角落地带，而是成为了房屋中比较重要的一个区域，与入口、客厅、餐厅都想通。还有人将厨房设计成为开放式的，直接与房屋的其他功能区域相连。
结 语
智能家居具有广阔而长远的发展前景，这是因为它能够为人们提供舒适、安全、方便、有机的生活环境，能够迎合人们的喜好。在智能家居不断发展的同时，也对室内设计产生了很大的影响，使室内设计与传统的相比发生了变化。这些变化就对室内设计师提出了更高的要求，要求设计师要综合考虑风格、照明、色彩、家具、陈设等方面的因素，在于智能家居产品供应商的沟通的基础上，设计出住户满意的智能家居室内设计方案。
参考文献：
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[3]徐峰，张利东.基于Android平台的智能家居客户端系统的设计与实现[J].北京邮电大学，2011，23（14）：19-26.
智能家居的设计方案范文5
最近在智能家居领域我们看到不少蓝牙的身影。相对于WiFi近年如火如荼覆盖大江南北的势头，蓝牙似乎显得有些落寞。其实大概在四五年前，WiFi 远没现在普及，蓝牙依旧是手机之间文件传输的主要方式。记得当年在诺基亚S60时代，用蓝牙跟朋友之间传输一张照片、一首音乐是非常常见的事，而且蓝牙本身传输速度也很快，使用起来也比较方便，基本上不受环境影响，只要两部设备具有蓝牙功能即可连接，所以被人们广泛使用。
如今，支持蓝牙的设备随处可见。事实上，蓝牙是生活中常见的一种重要通讯方式，相对于ZigBee、Z-wave、WiFi等技术在智能家居中“露面”较少而言，蓝牙也是无线智能家居的一种主流通讯技术。蓝牙技术得到了广泛的应用，集成该技术的产品包括手机、电脑、耳机、音箱、汽车、医疗设备等等。
众所周知，蓝牙是一种点对点的通讯方式，支持设备短距离通信的无线电技术，能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与 Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。基于蓝牙技术的智能家居的设计方案，利用该解决方案可以使数据采集和家庭安防监控灵活方便，摆脱了布线系统的束缚，同时蓝牙的跳频技术在一定程度上提高了系统的抗干扰能力。
除此之外，蓝牙设备体积小、易于携带，所以，在智能家居领域，蓝牙技术比较适合一些近距离私人使用的设备，如智能手环、智能手表、智能秤等。
与物联传感等主流智能家居企业与采用的ZigBee等技术不同，蓝牙技术明显更擅长于“单打独斗”的小设备。蓝牙技术可直接置入体积较小的智能家居设备，特别是在安全性、能耗等方面提升之后，它也被用于不少智能家居单品。
智能家居的设计方案范文6
关键词：蓝牙通信；单片机；开关控制
中图分类号：TP273
0 引言
随着数字化和网络化的不断深入，智能化的浪潮席卷了世界的每一个角落，成为势不可挡的历史趋势，其中正在兴起的智能家居系统，就是在这种形势下产生的。很多现代家庭已经从追求住宅的豪华装饰转向住宅智能化，享受智能化带来的多元化信息，以及安全、舒适与便利的生活环境。如何建立一个高效率、低成本的智能化家居系统已经成为一大热点。智能家居网络是指在家庭内部通过一定的传输介质将各种电气设备和电气子系统连接起来，采用统一通信协议，对内实现资源共享，对外通过网关与外部网互联进行信息交换的局域网。但是现代家庭中，由于弱电线缆越来越多，传统的家庭布线方式因为施工、维护、使用等诸方面的不便，已经不能适应当前家庭装修的需要，更无法满足未来智能家居生活的更高要求，而蓝牙作为一个很有竞争力的小范围无线通信技术，在智能家居系统的组建中必将发挥更大的作用[1-2]。
本文以蓝牙通信技术为基础设计了一种家居开关控制系统，该系统通过单片机与蓝牙模块的串行通信实现对继电器的控制，从而使用户可以通过手机在室内对家居开关进行操作。
1 系统的总体设计
系统总体结构如图1所示，系统主要由手机、蓝牙模块、单片机电路、继电器控制电路及电源五部分组成。该系统由单片机完成控制功能，利用串行通信对继电器进行控制，通过手机控制软件发送指令，蓝牙模块接收、传输指令，单片机接收处理后最终完成各项控制操作。
图1 系统结构框图
2 系统硬件设计
要建立智能家居控制系统，硬件是关键和基础，它对整个系统的稳定性、控制的准确性都有直接影响，系统的硬件设计主要包括电源电路、蓝牙模块、单片机电路、和继电器控制电路部分。
2.1 蓝牙模块
本系统蓝牙模块选用了HC-06从机接收模块，其模块电路如图2所示。HC-06蓝牙模块具有成本低，体积小、功耗低（蓝牙模块搜索状态电流在20mA-40mA之间跳动，配对时就在8mA左右）、收发灵敏性高、控制指令丰富等优点，只需配备少许的元件就能实现其强大功能。
图2 HC-06蓝牙模块电路图
2.2 P89LPC936单片机
单片机选用NXP公司生产的P89LPC936。该单片机带有增强型UART。具有波特率发生器、间隔检测、帧错误检测、自动地址检测功能；选择片内高精度RC振荡器时不需要外接振荡器件。可选择RC振荡器选项并且其频率可进行很好的调节。另外操作电压范围为2.4～3.6V。I/O口可承受5V（可上拉或驱动到5.5V）； 28脚TSSOP，PLCC和HVQFN封装。最少有23个I/O口，当选择片内振荡器和片内复位时I/O口可高达26个。
2.3 单片机及其电路
单片机控制电路采用LPC936来实现对输人信号的处理和开关电路的控制。P89LPC936的P2.3口作为继电器控制端。蓝牙模块的UART端口直接与P89LPC936连接，如图3所示。
图3 单片机及其电路
单片机第10引脚（P1.4）为按钮控制信号输入端。P1.4为外部中断输入，系统初始化时将其中断功能打开。按钮作为手动控制输入与手机的无线控制功能同时有效，不冲突。方便用户在手机没电时直接手动操作开关。当用户按下按钮时，单片机对继电
器执行相应控制，以实现对开关的控制。
2.4 继电器及控制电路
继电器选用12V供电的PCB继电器。体积小，触点控制功率高。触点可控制250V10A的功率。用在220V的电路中，完全满足应用。自身功耗低（12V供电常开触点吸合时仅需要40mA电流）。
继电器控制电路如图3所示，电路主要由开关三极管 ，保护二极管 和电阻 构成。通过单片机对继电器的控制，可以实现对开关的有效控制。
2.5 电源电路
电源电路如图4所示。电源电路设计输入为～220V电压。由于本系统自身功耗很小所以可以将变压器做的很小。
图4 电源电路
3 系统软件设计
系统主程序要完成的功能主要是检测蓝牙设备是否工作正常、功能按钮的实现以及继电器的控制等功能。
系统主程序流程图如图5所示。
图5 系统主程序流程图
系统中断服务程序流程图如图6所示。
图6 系统中断服务程序流程图
4 结语
随着社会经济和信息技术的发展，智能家居进入普通住户将成为趋势，人们对生活质量要求的不断提高，不仅仅满足于在家庭内部实现网络化、自动化，而且希望能够对所有家庭的电气设备和环境进行监测和控制。本文所设计的以蓝牙通信为基础的手机控制开关系统，符合人们对智能家居系统操作方便、节能环保、成本经济的要求。测试表明，它不仅可以控制家居开关，更可以扩展应用到对其它的家庭电气设备的控制上，因此它具有很好的推广应用价值，它使家居智能化离人们更近，也给人们的工作和生活带来了更多的便利。
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