基于嵌入式系统的家庭智能系统
基于嵌入式系统的智能家居控制系统设计
基于嵌入式系统的智能家居控制系统设计智能家居控制系统是利用嵌入式系统技术,将传感器、执行器以及通信技术融入家居系统中,实现对家居设备的自动化控制和远程监控。
该系统可以大大提升家居安全性、舒适度和能源利用效率,给用户带来更加便捷的生活方式。
本文将对基于嵌入式系统的智能家居控制系统设计进行详细探讨。
一、系统架构设计智能家居控制系统通常包括以下组件:传感器、执行器、控制中心和用户界面。
传感器用于感知环境中的各种信息,如光线、温度、湿度等。
执行器用于控制家居设备,如灯光、空调、窗帘等。
控制中心负责接收传感器数据并根据用户设定的规则进行决策控制,同时将控制指令发送给执行器。
用户界面则提供给用户操作设备、监控家庭状态的接口,可以通过手机应用程序或者网页实现。
在系统架构设计中,需要考虑以下要点:1. 通信方式:智能家居控制系统需要通过网络与用户进行远程通信,可以选择Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等不同的通信方式。
Wi-Fi通信速度较快,适用于传输大量数据;蓝牙通信距离较近,适用于短距离传输;Zigbee通信消耗少,适合用于节能环保的家居系统。
2. 安全性考虑:智能家居控制系统需要采取安全措施,以防止黑客入侵或者信息泄露。
可以使用加密技术对通信进行保护,如SSL/TLS协议,同时采用身份验证机制,确保只有授权用户才能访问系统。
3. 软硬件平台选择:在嵌入式系统中,需要选择适合的硬件平台和操作系统。
常用的硬件平台有Arduino、Raspberry Pi 等,操作系统可以选择Linux、RTOS等。
选择合适的平台和操作系统可以简化系统的开发和维护工作。
二、系统功能设计1. 远程控制:用户可以通过手机应用程序或者网页远程控制家居设备。
例如,用户在外出时可以通过手机应用程序打开或关闭家中的灯光、电视等设备,以此增强家居安全性。
2. 定时控制:用户可以根据需要设置定时开关家居设备。
例如,可以设定某个时间自动打开空调、关闭窗帘,以提前为用户创造一个舒适的家居环境。
基于嵌入式技术的智能家居系统设计
基于嵌入式技术的智能家居系统设计第一章:引言随着科技的不断发展,智能家居系统成为了现代家庭中的一种新趋势。
智能家居系统通过嵌入式技术和物联网的结合,可以实现家居设备和家庭成员之间的智能化互动。
本文将介绍基于嵌入式技术的智能家居系统的设计。
第二章:智能家居系统的概述智能家居系统是通过各类传感器、执行器和嵌入式技术相结合,实现对家庭设备的智能化控制。
它可以监测环境状态、识别家庭成员,进而根据用户需求自动控制家电、灯光、空调等设备的开关与调节。
智能家居系统可以提高生活的舒适度、安全性和便利性。
第三章:嵌入式技术在智能家居系统中的应用嵌入式技术是智能家居系统设计中不可或缺的关键技术之一。
通过将各类传感器和执行器嵌入到家居设备中,可以实现智能家居系统的功能。
嵌入式技术可以实现设备之间的无线通信,使得家庭成员可以通过手机应用或语音命令来控制家居设备。
同时,嵌入式技术可以实现对家庭环境的监测和分析,从而实现智能化的自动控制。
第四章:智能家居系统的关键组件智能家居系统中的关键组件包括传感器、执行器、通信模块和控制中心。
传感器可以监测环境的温度、湿度、光照等参数,执行器可以控制灯光、空调、窗帘等设备的开关与调节。
通信模块用于实现无线通信,控制中心则负责处理传感器的数据并做出相应的决策。
第五章:智能家居系统的功能设计智能家居系统的功能设计应根据家庭成员的需求和生活习惯来进行。
例如,可以设置自动化的定时控制功能,根据家庭成员的作息时间自动调节灯光和温度。
同时,可以通过传感器监测家庭成员的位置和活动状态,实现智能化的安全报警和监控功能。
另外,智能家居系统还可以集成语音助手,通过语音命令来控制家居设备。
第六章:智能家居系统的优势与挑战智能家居系统的优势在于提高家庭生活的舒适度和便利性,增强家庭成员的安全感。
智能家居系统可以根据家庭成员的需求自动进行控制,避免了繁琐的手动操作。
然而,智能家居系统的设计还面临一些挑战,主要包括系统的复杂性、安全性和隐私保护等方面。
基于嵌入式系统的智能家居控制系统研究
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面向智能家居的嵌入式系统设计与实现
面向智能家居的嵌入式系统设计与实现1. 引言智能家居已经逐渐融入了人们的生活中,为人们提供了更加方便、舒适、安全的居住环境。
而智能家居的核心就是嵌入式系统,它通过各种传感器和控制器实现对家庭环境的感知和控制。
本文将介绍面向智能家居的嵌入式系统的设计和实现。
2. 智能家居的嵌入式系统概述嵌入式系统是一种特殊的计算机系统,它通常集成在其他设备中,具有低功耗、高可靠性、强实时性等特点。
智能家居的嵌入式系统需要具备多种功能,包括数据采集、数据处理、通信控制、人机交互等方面,同时还需要具备较高的性能和稳定性。
智能家居的嵌入式系统通常包含以下几个组成部分:1) 传感器智能家居需要感知家庭环境的各种参数,如温度、湿度、光照等。
这些数据可以通过各种传感器实现采集,例如温度传感器、湿度传感器、光感传感器等。
2) 控制器控制器是智能家居嵌入式系统的核心部分,它负责对传感器采集到的数据进行处理和分析,以及根据用户的要求控制各种设备的开关、亮度等。
控制器需要具备较高的运算速度和稳定性,以保证系统的实时性和可靠性。
3) 网络模块智能家居需要支持远程控制和信息交互,因此需要包含网络模块。
网络模块可以通过有线或无线方式连接到网络,实现对智能家居设备的远程控制和数据交换。
4) 人机交互界面为了方便用户使用和管理智能家居设备,嵌入式系统需要具备人机交互界面,例如触摸屏、语音控制等。
3. 面向智能家居的嵌入式系统设计智能家居的嵌入式系统设计需要从以下几个方面考虑:1) 功能需求需要根据用户的需求确定嵌入式系统的功能,包括数据采集、数据处理、控制等方面。
例如,如果用户希望实现智能家庭安防系统,嵌入式系统需要具备人脸识别、视频监控、报警等功能。
2) 性能需求嵌入式系统需要具备较高的性能,保证系统的实时性和可靠性。
因此需要根据应用场景和用户数量确定嵌入式系统的核心处理器和存储器容量等参数。
3) 硬件接口设计嵌入式系统需要支持各种传感器和控制器的接口,例如USB、SPI、I2C等接口。
基于嵌入式的智能家居系统
➢ 人机界面设计
• 图形用户界面GUI(Graphics User Interface)是用于提高人 机交互易操作性和友好性的计算机程序。针对特定显示设 备编写驱动程序,应用任务调用GUI的接口函数进行显示 ,并可根据用户不同输入进行界面切换,引导用户一步一 步进行各种操作。
➢系统调试
• 系统的调试是整个智能家居系统开发的最后环节,调试工 作集中于系统的硬件调试以及软硬件联合测试。该工作不 仅是对整个系统设计正确性的验证,同时也测试了系统的 性能和可靠性,为今后提高系统的稳定性和完善系统的功 能提供了依据。
• 本系统的软件设计主要包括两部分:(1)以LPC2210为核 心的嵌入式控制器软件设计;(2)以CC2430为核心的 ZigBee节点的协议栈及应用程序的编写。
高
任务优先级
低
MAC 任务
NWK 任务
HAL 任务
APS 任务
任务组
ZDApp 任务
OSAL操作系统
用户 任务
硬件驱动
CC2430硬件
Z-Stack协议栈框图
稳定可靠。
➢总结
• 以智能家居系统设计理念为基础,以ARM32位RISC处理器 为控制器的核心, GPRS模块及ZigBee模块为通信手段, 采用模块化设计方法,实现了基于B/S架构远程视频监控, 并利用GUI程序,将室内各种传感器采集的各项参数,以 图形化的方式显示到LCD触摸屏和远程终端上,实现与用 户的交互。
智能家居(smart home,home automation)是以住宅为平 台,利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、 自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成, 构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,提示家 居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并实现环保节能的 居住环境。
基于嵌入式系统的智能家居控制方案设计与实现
基于嵌入式系统的智能家居控制方案设计与实现智能家居是指利用物联网、传感器技术、人工智能等先进技术,将家庭各种设备、电器等联网并互相协调工作的智能化系统。
嵌入式系统作为智能家居控制方案的核心技术之一,能够实现智能家居的高效、便捷和安全控制。
本文将针对基于嵌入式系统的智能家居控制方案的设计和实现进行详细讨论。
一、设计原理:在设计基于嵌入式系统的智能家居控制方案时,首先需要明确系统的设计原理。
智能家居系统主要由三个模块组成:感知模块、控制模块和应用模块。
1. 感知模块:感知模块通过传感器等设备,实时感知家居环境的各种数据,如温度、湿度、照明等。
这些数据通过传感器采集,并传输到控制模块进行处理。
2. 控制模块:控制模块是智能家居系统的核心部分,它负责接收感知模块传来的数据,并根据预设的规则和用户需求,通过无线通信技术控制家居设备的开关、调节等功能。
控制模块可以根据不同的需求,采用不同的嵌入式控制芯片,比如Arduino、Raspberry Pi等。
3. 应用模块:应用模块是智能家居系统与用户交互的界面,可以实现手机APP或者网页端的远程控制功能。
用户可以通过应用模块,随时随地对家居设备进行控制和监控。
二、硬件选型:基于嵌入式系统的智能家居控制方案的实现,需要选择适合的硬件设备。
根据系统需要,需选择包括传感器、嵌入式开发板、通信模块等硬件设备。
1. 传感器选型:根据不同的环境需求,选择合适的传感器进行数据采集。
如温湿度传感器、光照传感器、烟雾传感器等。
传感器的选型需要考虑数据的准确性、稳定性和功耗等因素。
2. 嵌入式开发板选型:嵌入式开发板是智能家居控制系统的核心,它提供了处理器和各种接口,能够实现数据采集和控制功能。
常用的嵌入式开发板包括Arduino、Raspberry Pi等。
选择开发板需要考虑性能、功耗和可扩展性等因素。
3. 通信模块选型:通信模块是实现智能家居系统与用户交互的重要组成部分。
常用的通信模块有Wi-Fi模块、蓝牙模块、Zigbee模块等。
基于嵌入式的智能家居系统设计与实现
基于嵌入式的智能家居系统设计与实现随着科技的不断进步,物联网技术得到了突飞猛进的发展。
智能家居是物联网技术的典型应用领域之一。
智能家居系统将独立家用电器、安防设备连接成一个具有思想的整体,实现家居设备的智能管理和远程监控。
本课题的嵌入式平台采用WinCE操作系统,硬件设备采用ARM10架构的Intel XScale270核心处理器的实验箱作为技术支撑。
系统设计与实现使用Keil、VS2005和Delphi三种集成开发工具实现代码的编写与调试。
软件部分主要涵盖硬件网关设备的WinCE操作系统相关功能设计、嵌入式设备平台服务端软件设计、计算机客户端应用软件的设计及家电控制端底层的设计。
智能家居系统与用户数据交互采用GSM系统,通过短信的方式实现。
家居设备之间的数据通信采用TCP/IP网络协议,建立三次握手机制,保证数据传输稳定可靠。
系统对WinCE系统内核进行裁剪定制,提高数据的处理能力。
在网关内设计开发用于WinCE系统的控制中心,即嵌入式服务端,实现硬件设备与软件系统数据握手通信。
计算机客户端的应用软件设计,即视频采集查阅软件,是基于Delphi可视化界面开发语言编写进行设计。
客户端应用软件用于异地及时通过视频画面掌握家居状态环境。
本课题基于嵌入式的智能家居系统的设计与实现,使用嵌入式平台作为核心控制器能够提高整个系统的稳定性,数据传输采用TCP/IP协议能够很好解决目前一些系统中存在的数据传输不稳定问题。
基于嵌入式的方式能够降低智能家居系统的成本,大大降低市场中由于智能家居价格较高无法普及现象,使智能家居能够走入普通百姓家中。
关键字:智能家居系统,物联网,嵌入式技术,WinCE系统,DelphiDesign and Implementation of Smart Home System Based onEmbedded SystemWith the constant progress of science and technology, Internet of things (IOT) technology develops by leaps and bounds. Smart home is one of the typical applications of IOT. Smart home system links home appliances and security equipment as a whole with the soul, implementing intelligent management and remote monitoring of the household equipment.In this project, the embedded platform adopts the WinCE operating system, and the hardware device uses an experiment box with Intel XScale270 core processor based on ARM10 architecture as the technical support. System design and implementation uses Keil, VS2005, and Delphi integrated development tools to edit and debug the codes. Software mainly covers the WinCE operating system function design of the hardware gateway device, platform server client software design of the embedded devices, the computer client application software design and the household appliance control bottom program design.Interaction of smart home system with the user uses GSM system with short message service. Data communications between household equipment adopts TCP/IP network protocol, setting up a three-way handshake mechanism, to ensure stable and reliable data transmission. The system truncates and customizes the WinCE system core to improve data processing ability. In the gateway, the control center for the WinCE system, namely embedded server, can be developed to realize the data communication between the hardware and software system. Computer client application software design, namely the video acquisition carried out based on Delphi visualization interface development language. The client application software is used in mastering the household environment timely by video images in the remote places. The design and implementation of intelligent Home Furnishing system based on embedded system, using the embedded platform as the core controller can improvethe stability of the whole system, data transmission using TCP/IP protocol can solve data transmission system exists the unstable problem. Embedded system can reduce the cost of smart home system, greatly reducing the market because of the high price of smart home can’t be universal phenomenon, so that smart home can go into the homes of ordinary people.Keywords:smart home system, IOT, embedded technology, WinCE system, Delphi目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 智能家居研究现状与发展 (3)1.2.1 智能家居国内外发展现状 (3)1.2.2 智能家居发展趋势 (4)1.3 本课题研究内容 (5)1.4 论文结构 (6)第2章系统设计方案 (8)2.1硬件总体设计框图 (8)2.2控制核心选择 (10)2.3家电控制板 (11)2.3.1串行端口电路 (12)2.3.2家电控制电路 (14)2.3.3传感器接口电路 (15)2.4 GSM通信模块 (15)2.5视频监控模块 (16)2.6总体软件设计方案 (17)2.7本章小结 (18)第3章操作系统的定制 (19)3.1 BSP的安装 (19)3.2添加平台特征和配置平台 (20)3.3串口部分设置与调试 (22)3.4操作系统的生成与下载 (24)3.5本章小结 (24)第4章应用软件设计 (26)4.1应用程序编写环境 (26)4.2智能家居人机接口设计 (26)4.3串口通信功能设计 (30)4.3.1串口通信协议 (30)4.3.2软件的实现 (31)4.3.2.1打开串口与配置串口 (32)4.3.2.2关闭串口 (35)4.3.2.3串口读线程 (36)4.3.2.4串口实现数据的写入 (37)4.3.2.5串口类的调用 (38)4.3.2.6串口的监听 (38)4.4 GSM无线数据传输模块 (39)4.4.1 GSM无线数据传输的基础 (39)4.4.1.1 PDU编码规则 (39)4.4.1.2 AT指令 (41)4.4.2 软件的实现 (42)4.4.2.1 PDU编码解码 (42)4.4.2.2 CEncode类成员函数详解 (44)4.4.2.3 收发短信 (53)4.5 图像采集模块 (55)4.5.1 摄像头驱动程序 (55)4.5.2 视频捕捉和视频信息传送 (56)4.6 以太网通信模块 (57)4.6.1 TCP/IP协议 (57)4.6.2 软件实现 (58)4.7 客户端视频监控软件 (61)4.8 家电控制及传感器模块 (63)4.8.1 单片机串口使用及参数设置 (63)4.8.2 串口通信的自定义约定 (64)4.8.3 单片机程序流程 (65)4.8.4 ARM端控制和报警流程 (68)4.9本章小结 (68)第5章系统测试 (70)5.1测试环境 (70)5.2 测试步骤 (70)5.3本章小结 (75)第6章总结与展望 (77)6.1本文的总结 (77)6.2 对本课题前景的展望 (78)参考文献 (79)作者简介及在学期间所取得的科研成果 (82)致谢 (83)第1章 绪论1.1 研究背景及意义我国伴随经济化建设的步伐持续加快与深入,中国百姓生活逐渐面向全面小康化方向前进,使得寻常百姓生活质量也随之提升一个层次。
基于嵌入式技术的智能家居自动化系统的设计与实现
基于嵌入式技术的智能家居自动化系统的设计与实现智能家居的概念已经逐渐深入人们的日常生活,嵌入式技术的广泛应用给智能家居领域带来了新的机遇和趋势。
传统家居设备与智能化设备的融合,使得智能家居的自动化系统成为了未来的发展方向。
本文将针对基于嵌入式技术的智能家居自动化系统的设计与实现,进行详细的介绍。
一、嵌入式技术在智能家居中的应用嵌入式技术是指将计算机技术及其他电子技术嵌入到各种日常生活的用品中以便于操作,其中最主流的硬件为单片机及其外围电路。
在智能家居领域,嵌入式技术有着广泛的应用,如智能门锁、智能窗帘、智能灯光、家庭娱乐设备等都是基于嵌入式技术实现的。
通过嵌入式技术实现智能家居自动化系统,不仅实现了对传统设备的智能化控制,也使得家居设备可以实现联网和互联。
同时也减少了人工的参与,使得智能家居的运行更加稳定可靠,实用性更强。
二、智能家居自动化系统的设计智能家居自动化系统的设计是建立在嵌入式技术基础之上,主要分为硬件设计和软件设计两个方面。
硬件设计主要包括智能设备选型、连接方式设计、通信协议选用等等;软件设计则重点关注智能设备控制、通信协议实现和用户界面设计等等。
在智能设备选型方面,需要根据实际需求选取适合的带有通信模块的智能设备,如带有WiFi、蓝牙、zigbee等通信模块的智能开关、传感器等。
在连接方式设计方面,需要根据选用的智能设备进行设计,主要分为有线连接和无线连接两种方式。
同时需要考虑多个设备之间的互联和距离的限制。
在通信协议的选用上,应根据实际需求进行选用,目前主要的通信协议有MQTT、 Zigbee、Wi-Fi等。
在软件设计方面,主要需要进行智能设备的控制,通信协议的实现和用户界面的设计。
控制部分需要进行设备的开关控制、传感器数据采集等等;通信协议的实现则需要根据实际选用的协议进行开发;用户界面则可以设计为手机APP等形式,以方便用户进行远程控制和实时监控。
三、智能家居自动化系统的实现智能家居自动化系统的实现需要在设计方案的基础之上进行具体实现,主要分成三个步骤:硬件的实现、软件的实现、测试和维护。
基于嵌入式系统的智能家居控制系统设计与实现
基于嵌入式系统的智能家居控制系统设计与实现随着科技的不断发展,人们的生活水平也不断提高,越来越多的人开始关注智能家居这一领域。
智能家居是指通过各种技术手段将家庭设施与互联网连接起来,实现家庭设施的互联互通和智能化。
它可以带来更加便捷舒适的生活体验,也有助于提高家居安全性和节能效果。
本文将从基于嵌入式系统的智能家居控制系统设计与实现方面进行探讨。
一、智能家居控制系统的设计思路智能家居控制系统的设计应遵循以下三个原则:灵活性、安全性和可扩展性。
灵活性:智能家居控制系统需要能够控制家庭设施的各个方面,包括照明、温度、空调等,用户需要能够通过自己的设备实现控制,而不受设备类型的限制。
安全性:智能家居控制系统需要具备较高的安全性,防止黑客攻击或恶意用户入侵而对家庭安全造成威胁。
因此,在设计控制系统时需要充分考虑安全性问题,最好采用多重验证机制来实现身份认证等安全措施。
可扩展性:智能家居控制系统还需要具备较好的可扩展性,能够容易地添加新的设备和功能。
因此,在设计系统时应采用模块化结构,便于添加新功能,而不会对旧有功能产生影响。
二、基于嵌入式系统的智能家居控制系统的实现嵌入式系统是一种专门用于控制任务的计算机系统,它集成了处理器、储存器、输入输出接口和操作系统等本质元素,比如Arduino和树莓派就是常用的嵌入式系统开发板。
在智能家居领域,嵌入式系统被广泛使用,它可以将各种传感器和执行器进行接口化,从而实现对家庭设施的智能控制。
通常我们实现的智能家居控制系统大概会经历以下几个阶段:1. 硬件搭建:首先需要准备相关硬件设施,如树莓派开发板、传感器、执行器、导线等。
2. 硬件接口连接:通过编写程序将各个硬件接口进行连接,从而实现各种功能的控制。
3. 拍照功能:将其他设备接入网络连接。
当然,在实现智能化家居时,需要一个嵌入式系统可以管理和控制。
4. 云端管理:使用云端控制完成远程控制、拍照、温度等功能,使嵌入式系统上的各种设备和传感器得以实时操作。
基于嵌入式系统的智能家居设计与开发
基于嵌入式系统的智能家居设计与开发智能家居在当前科技发展的大环境下,受到越来越多的关注和重视。
基于嵌入式系统的智能家居设计与开发是该领域的核心内容之一。
本文将从硬件设计、软件开发、通信技术以及安全性等方面探讨基于嵌入式系统的智能家居设计与开发。
一、硬件设计在智能家居的硬件设计中,嵌入式系统起着至关重要的作用。
嵌入式系统是指将计算机系统嵌入到特定的硬件设备中,既具有计算能力,又具有相应的输入输出接口。
在智能家居设计中,可以采用微处理器或者单片机等技术实现嵌入式系统。
而相应的硬件设计要充分考虑系统的稳定性、可靠性和可扩展性等因素,以满足不同用户的需求。
在硬件选型方面,要选择适当的处理器和传感器。
处理器要具备足够的计算能力和低功耗特性,以应对各种智能控制任务。
传感器则用于感知环境中的信息,例如温度、湿度、光强等,以及感知用户的操作指令。
此外,还需要选择合适的通信模块和外设接口,以实现与其他设备的联网和相互交互。
二、软件开发智能家居的软件开发包括嵌入式系统的底层驱动程序开发和上层应用程序开发。
底层驱动程序主要负责与硬件设备的交互,如控制传感器采集数据或控制执行器的运行。
而上层应用程序则是用户可以直接操作的界面,通过软件界面实现对智能家居设备的控制和监控。
在软件开发中,需要选择适当的编程语言和开发工具。
常用的编程语言有C、C++、Python等,开发工具则包括IAR Embedded Workbench、Keil等。
同时,还需要充分考虑软件的可移植性和可扩展性,以便在不同平台和设备上进行部署和扩展。
三、通信技术智能家居的设计与开发需要依赖于各种通信技术,以实现设备之间的联网和数据交互。
目前常用的通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、LoRa等。
其中,Wi-Fi适用于近距离高速传输数据,蓝牙适用于短距离低功耗的设备间通信,ZigBee适用于组网控制,而LoRa适用于广域物联网应用。
通信技术的选择要根据具体的应用场景和需求进行评估。
嵌入式系统在智能家居中的应用
河海大学文天学院嵌入式系统论文题目嵌入式系统在智能家居中的应用专业、学号10级自动化100340114授课班号 1 班学生姓名黄峭指导教师纪萍老师完成时间2013年10月20日嵌入式系统在智能家居中的应用黄峭(河海大学文天学院,100340114)摘要:当今社会,随着信息技术的突飞猛进,人们的生活变得日新月异,生活方式也发生着翻天覆地的变化,与此同时,人们的生活变得愈发忙碌,很大一部分的年轻一代过着早出晚归的上班族生活,这就对现有的生活居住环境提出了要求,因此,智能家局,这一暂新的词语出现在了人们的生活中。
本文在介绍智能家居的基础上,介绍一些嵌入式设备在智能家居中的应用,并讨论今后的一些发展方向。
关键词:嵌入式系统;智能家居。
The EmbeddedTechnology in SmartHomeHuang Qiao(Hohai University Wentian College,100340114)Abstract:Today's society, with the rapid development of information technology, people's lives become ever-changing lifestylehas also undergone earth-shaking changes,At the same time, people'slives become increasingly busy,A large part of the younger generation is living a life ofspare office workers,this existinglife living environment requirements,so that, Smart home, a temporary new words come in people's lives.This paper introduces a brief number ofembedded devices in the smart home, an d discussthe future development directionthe intelligent home based on introduces the intelligent home.Key words:Embedded devices; Smart Home.目录摘要 ...................................................... 2一、引言 .............................................. (5)二、智能家居的目标及网络结构 ...................................... 5 2.1智能家居的目标有几个重要的目标 ................................ 5 2.2智能家居中也具备了一些网络的特征............................. (6)2.3嵌入式系统实现目标及功能 ....................................... 6 三、嵌入式在家居智能领域的应用 ........................... (6)3.1嵌入式系统概述 ................................ (6)3.2嵌入式子系统的应用.................................... 7四、嵌入式系统综述 ............................... (8)五、嵌入式系统的特点 .................................... 10 5.1 嵌入式系统通常是面向特定任务............................. (10)5.2 嵌入式系统运行环境差异很大............................ 10 5.3 嵌入式系统比通用PC系统资源少得多 ............................ 11 5.4 低功耗、体积小、集成度高、成本低 ............................ 115.5高效、可靠、稳定 ............................11 5.6具有较长的生命周期 ......................... (11)5.7 目标代码通常是固化在非易失性储器中......................... (11)5.8 一般是实时操作系统(RTOS),系统有实时约束 ................... (11)5.9嵌入式软件开发走向标准化 ............................ 125.10需要专用开发工具和方法进行设计 ...................... (12)六、总结 ..................................................... 12 参考文献 ................................................. 12一、引言20世纪80年代初,随着大量采用电子技术的家用电器面市,住宅电子化(HE,Home Electronics)出现。
基于嵌入式平台的智能化家居系统设计方案
基于嵌入式平台的智能化家居系统设计方案一、设计题目基于嵌入式平台的智能家居系统设计二、设计要求基于嵌入式智能家居控制系统主要由系统服务器、家庭控制器(各种模块)、各种路由器、电缆调制解调器头端设备 CMTS、交换机、通讯器、控制器、无线收发器、各种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等部分组成。
设计重点完成基于嵌入式系统平台的家居控制中心设备的结构、功能。
系统采用SM8952AC25P、MT8870、TC35 modem 和各类家居传感器设计制作一款智能家居控制系统样机。
系统使用UC/OS-II 嵌入式系统。
系统设计主要包括:系统硬件的设计与调试和控制软件的编写与调试。
本次基于嵌入式的智能化家居系统的设计,选择高性能的 STM32F103RBT6 为核心的控制芯片,植入μC/OS-II 实时操作系统。
设计围绕智能家居中的智能照明、电动窗帘、背景音乐、安防报警、远程控制等方面以 STM32F103RBT6 为硬件开发平台,为设计具有实用性高、性价比高的智能化产品做市场调研,为在智能家居方向发展提供科技展望理念。
本系统设计主要包括智能照明控制电路、电动窗帘控制电路、家用电器控制电路、环境监测电路、安防报警电路、远程控制电路和单片机集中控制与人机对话部分。
其中,智能照明控制电路包括对多地、多个照明设备的同时或分开控制;电动窗帘控制电路则是根据需求自动控制窗帘,主要是通过控制电机的正反转来实现;家用电器控制电路主要是控制是否需要开启电器设备,包括电视、音乐播放器、空调等等;环境监测电路主要通过传感器获取室内温度、湿度、烟雾浓度等;安防报警电路主要对室内防盗等提供技术保障;远程控制电路包括用户在外地通过手机或者互联网对家中相应设备实现控制与信息交流等;单片机集中控制与人机对话部分主要是将各部分信息收集到单片机进行集中处理,根据户主需求,执行相应的控制命令与操作,实现人机对话等。
三、设计作用与目的通过本次基于 STM32 和μC/OS-II 的智能家居控制系统,熟悉并初步掌握 STM32 和μC/OS-I I的编程与实际应用。
嵌入式智能家居系统的总体设计与实现
嵌入式智能家居系统的总体设计与实现一、本文概述随着科技的飞速发展,智能家居系统逐渐走进千家万户,以其便捷、智能和个性化的特点受到广大用户的青睐。
作为智能家居系统的核心组成部分,嵌入式智能家居系统以其高度的集成性和灵活性,成为当前研究的热点和应用的重点。
本文旨在探讨嵌入式智能家居系统的总体设计与实现,以期为推动智能家居领域的发展提供有益的参考和借鉴。
本文首先介绍了嵌入式智能家居系统的基本概念和特点,阐述了其研究的背景和意义。
在此基础上,重点讨论了嵌入式智能家居系统的总体设计方案,包括系统架构、硬件平台选择、软件设计等方面。
同时,本文还深入探讨了嵌入式智能家居系统的关键技术,如传感器技术、通信技术、控制技术等,并对其实现方法进行了详细阐述。
本文还结合具体案例,对嵌入式智能家居系统的实际应用进行了分析和研究,展示了其在提高家居生活品质、节约能源等方面的优势。
本文总结了嵌入式智能家居系统设计与实现的经验和教训,展望了未来的发展趋势和应用前景。
通过本文的研究和探讨,旨在为嵌入式智能家居系统的设计与实现提供全面的理论支持和实践指导,为推动智能家居领域的技术创新和应用普及贡献力量。
二、嵌入式智能家居系统概述随着科技的不断进步和人们生活质量的提高,智能家居系统已经成为现代家居生活的重要组成部分。
嵌入式智能家居系统作为其中的一种,通过将嵌入式技术、网络通信技术和传感器技术等先进技术融合,实现了家居环境的智能化管理和控制。
嵌入式智能家居系统以嵌入式设备为核心,通过嵌入在家居设备中的微型计算机或微处理器,实现对家居设备的智能化控制。
这些嵌入式设备可以监测和调控家庭环境,如温度、湿度、光照、空气质量等,同时,它们还能与互联网连接,使用户可以通过智能手机、平板电脑等终端设备远程控制和监控家居设备。
嵌入式智能家居系统还可以与其他智能设备联动,构建全屋智能系统,实现更加智能和便捷的生活。
例如,通过与智能门锁、智能照明、智能窗帘等设备的联动,用户可以在家中或外出时,通过智能设备控制家中的各种设备,提高生活的舒适度和安全性。
基于嵌入式系统的智能家电控制系统研发与应用
基于嵌入式系统的智能家电控制系统研发与应用近年来,智能家居已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
不论是温度、照明、安全监控,还是厨房电器、洗衣机、音响等,都可以通过智能家居系统进行控制和管理。
而其中,基于嵌入式系统的智能家电控制系统,作为智能家居系统的重要组成部分,得到了越来越广泛的应用和研究。
嵌入式系统是指将计算机系统应用于具体的控制中以完成特定任务的计算机系统。
智能家电控制系统中,嵌入式系统被应用于家电控制模块,实现对家电的远程控制。
如何开发和应用基于嵌入式系统的智能家电控制系统,是一个值得探讨的问题。
一、基于嵌入式系统的智能家电控制系统特点1. 可远程控制。
通过智能家居APP,用户可以实现对家电的远程控制和监控,从而实现更加便利的生活方式。
2. 可自主学习。
基于嵌入式系统的智能家电控制系统可以自动学习用户的使用习惯和生活习惯,减少用户的操作成本。
3. 安全可靠。
嵌入式系统可以针对家电控制进行定制化设计,保障家电控制的安全性和可靠性。
4. 易于维护。
基于嵌入式系统的智能家电控制系统软硬件一体化,便于维护和升级。
二、基于嵌入式系统的智能家电控制系统研发过程1. 确定功能需求。
根据用户需求和市场需求,确定控制家电的功能需求,包括远程控制、定时控制、自动控制等等。
2. 硬件设计。
基于功能需求,进行硬件的设计,包括选型、原理图、PCB设计、样机制作等。
3. 软件设计。
根据硬件设计,进行系统软件的开发和测试,包括系统架构设计、嵌入式系统移植、应用程序开发、调试和验证等。
4. 整体集成。
将硬件和软件结合起来,进行整体测试和集成,确保系统的稳定性和可靠性。
5. 上市发布。
通过市场测试和审批,将产品发布到市场,并对市场反馈进行调整和优化。
三、基于嵌入式系统的智能家电控制系统应用场景1. 家庭场景。
通过嵌入式系统,实现家庭中各类电器的远程控制和自动化控制,如空调、照明、窗帘、电视等。
2. 商业场景。
通过嵌入式系统,实现商业场所中各类设备的智能化管理和控制,如餐饮、酒店、广场等。
基于嵌入式系统的智能家居控制方法研究
基于嵌入式系统的智能家居控制方法研究随着物联网技术的不断发展,智能家居已经成为了我们生活中不可或缺的一部分,它可以通过各种智能化的设备和系统实现对家居环境和各种家居设备的远程控制和自动化管理。
而嵌入式系统技术的应用,则为智能家居的控制和管理提供了更加完美的解决方案。
本文将分析当前智能家居的现状和存在的问题,探讨嵌入式系统在智能家居中的应用,并分析智能家居控制方法的研究现状,提出一种基于嵌入式系统的智能家居控制方法。
一、智能家居的现状和存在的问题在智能家居的应用中,常见的设备有智能音响、智能电视、智能灯具、智能门锁等,这些设备一般都需要通过智能手机等移动设备进行控制和管理。
但是,当前的智能家居中还存在着一些问题,比如设备之间的互联互通性不强,存在操作不方便、易出现故障等问题,没有实现真正的智能化管理,这些问题限制了智能家居的进一步发展。
二、嵌入式系统在智能家居中的应用嵌入式系统是指一种专门为特定应用领域而设计的计算机系统,其特点是小巧灵活、功耗低、可靠性高,适合高速处理和实时控制。
因此,可以看出嵌入式系统非常适合应用于智能家居环境中。
在嵌入式系统的应用中,智能家居可以通过各种传感器进行数据采集和传输,通过嵌入式控制器进行数据处理和决策,最终通过控制设备等手段实现对家居环境的自动化控制和管理。
例如,可以通过温度传感器、湿度传感器、光照传感器等传感器对家居环境进行实时监测,然后通过嵌入式控制器进行数据分析和处理,最终实现对家居环境的自动化控制和管理。
三、智能家居控制方法的研究现状随着智能家居应用的不断发展,对智能家居控制技术的研究也变得越来越重要。
目前,有多种控制方法被广泛使用,包括基于人工智能技术的控制方法、基于自适应控制技术的控制方法和基于优化控制技术的控制方法等。
在基于人工智能技术的控制方法中,主要涉及到神经网络、模糊逻辑和遗传算法等技术。
这些技术可以实现对智能家居环境的自适应控制和优化管理,提高整个智能家居系统的效率和稳定性。
基于中间件技术的嵌入式家庭智能化系统的设计
家庭 网络进行 了描述 , 通过 家庭 网络实 现家 庭设 备 的组 网及 和家庭 外部 网络 的互 连 , 从 其对 设备 的 但 智 能控 制 的角度 而言 , 具有 一定 的局 限性 。以智 能 测 控平 台 为核心 , 通过 家庭 子 网将 家庭设 备 进行互
维普资讯
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计算 机与数字工 程
第 3 4卷
基 于 中间件技 术 的嵌 入 式 家庭 智 能 化 系统 的设 计 ’
吴金 勇 张 晓蕾 邢艳 芳
南京
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摘
要
在介绍 家庭智能化 系统的功能 和组成 的基础 上 , 出了一 种家庭智 能化 系统 的设 计方法 。该 方法 以智 能测 给
品都是 厂 家独立 开发 , 自成 标 准 的 , 成 家 庭 中可 造
2 家庭 智 能 化 系 统 的功 能和 组 成
家庭 智 能 化 系统 的实现 框架 由家 庭 智 能测 控 平 台、 家庭 网络 、 备终 端三 部分 组成 , 图 l 设 见 。 家庭智 能 化系统 … 应 具 备 以下部 分功 能 : 1
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嵌入式系统中的智能家居控制与监测技术
嵌入式系统中的智能家居控制与监测技术智能家居控制与监测技术在嵌入式系统中的应用随着科技的迅猛发展,智能家居成为现代家庭的新潮流。
智能家居通过嵌入式系统的控制与监测技术,实现了对家居环境、设备和安全的智能化管理,为人们的生活带来了更加便捷、安全和舒适的体验。
本文将从智能家居的背景与定义、嵌入式系统的应用、智能家居控制技术和智能家居监测技术四个方面,详细介绍智能家居控制与监测技术在嵌入式系统中的应用。
首先,智能家居是指利用先进的通信技术、网络技术和智能控制技术,实现对家居环境、设备和安全的智能化管理。
智能家居以提高生活质量、提升生活安全和便利为目标,通过自动化、智能化、信息化的手段,实现家居的智能控制与监测。
其次,嵌入式系统是实现智能家居控制与监测的关键技术之一。
嵌入式系统是以专用或个人计算机为基础,采用特定的硬件和软件构成的系统,不仅具有计算能力,还能实时控制、采集和处理各种信息。
嵌入式系统能够通过传感器采集家居环境的数据,通过执行器控制家居设备的运行,实现对智能家居的全面监测与控制。
智能家居的控制技术是实现智能家居功能的关键一环。
智能家居控制技术包括家居设备的远程操控、智能化的场景模式、人机交互以及与其他智能设备的联动等方面。
通过手机App或者电脑等设备,用户可以远程控制智能电视、智能音响、智能空调等家居设备,实现远程控制和场景切换。
此外,智能家居还能通过人机交互技术,如语音识别、手势控制等,改变传统的操作方式,提升用户的体验。
通过智能家居控制技术,人们可以随时随地轻松掌控家居的各项功能。
智能家居的监测技术是确保家居安全和环境舒适的重要一环。
联网的传感器可以实时监测室内外的温度、湿度、照明、燃气、烟雾等环境参数,当环境参数异常时,系统能够立即通过警报、短信或电话通知用户,并采取相应的控制措施。
例如,当传感器检测到烟雾或温度异常时,系统会自动关闭电器设备和天然气阀门,同时发出警报通知用户。
此外,智能家居还能通过智能摄像头监测房屋内外的安全状况,及时警示家庭成员,防止入侵和意外事件的发生。
基于嵌入式系统的智能家居控制系统设计与实现
基于嵌入式系统的智能家居控制系统设计与实现第一章介绍智能家居作为近年来新兴的领域,引起了人们的广泛关注。
它通过智能化技术改造家居设备,使得家庭更加舒适、智能化,提升生活质量。
在智能家居控制系统中,嵌入式系统因其小巧、高效、低功耗、低成本等优点而备受青睐。
本文将介绍基于嵌入式系统的智能家居控制系统的设计和实现。
第二章设计方案智能家居系统包括硬件、软件和通信模块三个部分。
其中,硬件主要由传感器、执行器、控制器和嵌入式平台组成;软件主要包括采集程序、控制程序和可视化界面程序;通信模块用于实现智能家居设备之间的联网通信和与外部网络的通信。
2.1 硬件设计传感器用于感知家居设备的各种环境变化,包括温度、湿度、光照、烟雾、二氧化碳等指标。
执行器则是产生对应的控制信号,控制家居设备的开关和状态。
两者通过控制器进行交互,实现智能家居的控制和管理。
嵌入式平台作为整个系统的核心,用于处理传感器和执行器之间的数据交互以及控制器和通信模块之间的通信。
一般来说,嵌入式平台的选择需要考虑其处理能力、存储容量、低功耗和易于开发等因素。
2.2 软件设计软件设计主要包括采集程序、控制程序和可视化界面程序。
采集程序用于从传感器中采集数据,并将其发送到控制程序中进行处理。
控制程序根据采集程序的数据进行智能化控制,并生成控制信号,实现对家居设备的控制。
可视化界面程序将智能家居设备的状态以图形化的方式展示出来,方便用户观察和控制。
2.3 通信设计通信设计包括智能家居设备之间的联网通信和与外部网络的通信。
智能家居设备之间的联网通信通过无线模块或者有线模块实现。
而与外部网络的通信一般通过带宽较大的互联网进行实现。
在通信设计中,需要考虑网络安全和通信稳定性等方面的问题。
第三章系统实现在硬件和软件设计完成之后,需要进行系统实现和调试。
首先,需要搭建嵌入式系统的环境,并进行硬件的连接和调试。
其次,需要进行软件的编译和烧录。
最后,进行系统的测试和调试,验证系统的功能和稳定性。
基于嵌入式系统的智能家庭影音系统设计
基于嵌入式系统的智能家庭影音系统设计1. 什么是嵌入式系统在回答关于基于嵌入式系统的智能家庭影音系统设计之前,首先需要解释什么是嵌入式系统。
嵌入式系统是一种专门设计用于特定功能的计算机系统,它通常被嵌入到其他设备中,与用户进行交互或控制该设备的操作。
嵌入式系统通常具有紧凑、高效、稳定的特点,并能够在有限的资源下运行。
2. 什么是智能家庭影音系统智能家庭影音系统是一种集成了音频和视频技术的系统,旨在提供给用户一个便捷、高品质的家庭娱乐体验。
这种系统通常包括声音处理设备、音频和视频播放器、显示屏幕、音箱和网络连接等组件,用户可以通过智能手机、平板电脑或其他控制设备来控制和操作系统。
3. 设计智能家庭影音系统的关键要素是什么设计一个基于嵌入式系统的智能家庭影音系统需要考虑几个关键要素。
首先是硬件选择,包括选择合适的处理器、存储器、输入输出接口等组件,以确保系统能够处理和播放高质量的音频和视频内容。
其次是软件开发,需要设计和开发适用于该系统的操作系统、驱动程序和应用软件,以实现系统的各种功能和交互界面。
此外,网络连接和通信也是设计的重要考虑因素,以便用户可以通过互联网访问在线媒体内容或与其他智能家居设备进行互动。
4. 嵌入式系统如何实现智能家庭影音系统的功能嵌入式系统通过整合多种技术来实现智能家庭影音系统的功能。
首先,系统需要支持各种音频和视频格式的解码和播放,这通常需要使用专用的硬件加速器或软件解码器来处理。
其次,系统需要具备语音识别和语音控制功能,以便用户可以通过语音指令来控制和操作系统。
此外,智能家庭影音系统还需要支持多媒体内容的存储和管理,以便用户可以轻松地访问和播放他们喜欢的音频和视频内容。
5. 如何保证智能家庭影音系统的稳定性和用户体验为了确保智能家庭影音系统的稳定性和用户体验,设计时需要考虑一些关键因素。
首先是系统的可靠性和稳定性,需要采用高质量的硬件和软件组件,并进行系统级的测试和验证,以确保系统能够稳定运行并具备较高的故障容忍能力。
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摘要随着嵌入式技术的发展和高速宽带网络的普及, 利用网络实现远程监控已为人们广泛接受, 嵌入式网络监控技术正是在此条件下逐步发展成熟起来的. 用户使用Web 浏览器, 通过以太网远程访问内置Web 服务器的监控摄像机, 不但可以实现对现场的远程视频监控, 而且可以向监控现场发送指令. 在整个系统的实现过程中, 嵌入式Web 服务器起着十分重要的作用, 因此, 在嵌入式网络视频监控系统中,Web 服务器的设计对监控系统的整体性能具有直接的影响, 只有有了高效率的Web 服务器, 监控系统的性能才能得到充分的发挥。
实现智能化离不开运算和控制单元,本系统采用MCU(S3C2410)作为主控器件,单片机应用系统由硬件和软件组成。
硬件由单片机扩展的存储器、输入/出设备以及各种实现单片机系统控制要求的接口电路和有关的外围电路芯片或部件组成;软件由单片机应用系统实现其特定控制功能的各种工作程序和管理程序组成。
在单片机应用系统开发的过程中,应不断调整软、硬件,协调地进行软、硬件设计,以提高工作效率,当系统硬件和软件紧密配合、协调一致,就可以组成高性能的单片机应用系统。
本课题完成了单片机应用系统其开发过程的系统的总体设计、硬件设计、软件设计和系统调试,根据开发的实际需要,相互协调、交叉,有机的进行。
随着Internet 向普通家庭生活不断扩展,消费电子、计算机、通讯一体化趋势日趋明显,现代智能家居由于其安全、方便、高效、快捷、智能化等特点在21 世纪将成为现代社会和家庭的新时尚。
当家庭智能网关将家庭中各种各样的家电通过家庭总线技术连接在一起时,就构成了功能强大、高度智能化的现代智能家居系统。
而基于嵌入式系统的家庭智能系统在国内才刚刚出现,随着嵌入式技术更加广泛的应用,随着成本的逐步降低,中国的智能家居最终将走向嵌入式。
关键词:嵌入式;智能;监控;web服务器智能家居控制系统设计AbstractWith the development of embedded technology and high-speed broadband networks, using remote monitoring network has been widely accepted, of embedded network monitoring technology is evolving in this condition, mature up. Users to use Web browser, through Ethernet remote access built-in Web server, surveillance cameras, not only can be achieved on the field of remote video monitoring, and can send commands to the monitoring site. Throughout the system implementation process, the embedded Web server plays an important role, so , in the embedded network video monitoring system, Web server design of the monitoring system has a direct impact on overall performance, only with efficient Web server, monitoring performance of the system to get full play.Intelligent computing and control unit can not be separated, the system uses the MCU (S3C2440) as the master device, SCM application system consists of hardware and software. Extended by a single chip hardware memory, input / output devices and a variety of requirements to achieve single chip system control interface circuit and the external circuit chips or components; software by the microcomputer application system to achieve its specific control of various work processes and management procedures composition. In the MCU application development process, should continue to adjust the software and hardware, and coordinated software and hardware designed to improve efficiency, when the system closely with hardware and software, and coordinated, can form high-performance microcontroller applications. The subject completed the Application System the development process of system design, hardware design, software design and system debugging, according to the actual needs of the development, coordination, cross, organic conduct.With the Internet expanding to ordinary family life, consumer electronics, computer, communications integration becomes increasingly apparent, modern smart home because of its safe, convenient, efficient, fast, intelligent and so on in the 21st century will become a modern society and the family Xin fashion. When the family home in the smart gateway to a wide range of home appliances through the bus technology to connect families together, constitute a powerful, highly intelligent, modern smart home system. The family-based intelligent system for embedded systems in the country only just emerging, with the embedded technology is more widely used, with gradually lower the cost of China's intelligent home will eventually be embedded into.Key Words:Embedded;Intelligent;Monitoring;Web server目录1. 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 智能家居系统概述 (1)1.3 课题研究目的及意义 (2)1.4 系统设计主要任务 (2)2. 方案设计 (3)2.1 系统总体设计和分析 (3)2.2 系统框图 (4)2.3 实现效果图 (5)3. 硬件电路设计 (8)3.1 CPU-S3C2440介绍 (8)3.2 GPRS模组介绍 (9)3.3 SHT10温湿度传感器 (11)3.3 摄像头介绍 (11)4. 软件平台 (13)4.1 LINUX操作系统介绍 (13)4.2 BOA简介 (14)4.3 CGI简介 (14)4.4 AT命令集简介 (15)4.5 BOA服务器的搭建 (16)4.6 CGI程序的编写 (17)4.7 GPRS的编程 (17)4.8 温湿度传感器程序 (17)4.9 摄像头程序模块 (17)5. 系统制作与调试 (18)5.1 系统硬件调试 (18)5.2 软件及联机调试 (18)智能家居控制系统设计5.2.1 主控程序调试 (18)5.2.2 GPRS程序调试 (18)5.2.3 BOA服务器调试 (19)5.2.4 远程控制调试 (20)5.2.5 CGI程序调试 (22)5.2.6 摄像头调试 (23)结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)附录A CGI程序 (27)附录B UART和GPRS初始化程序 (36)附录C 发送和接收短信程序 (38)附录D 远程控制开发板程序 (44)1. 绪论1.1 课题背景21 世纪是信息时代,各种电信新技术推动了人类文明的进步。
自从1876 年Alexander Graham Bell(贝尔)发明电话以来,世界各国的电话网络发展非常迅速,近十年来,中国的固定电话业务呈现出举世瞩目的快速增长。
1997 年8 月局用电话交换机总容量突破1 亿门,网络规模跃居世界第二位,2006 年初固定电话用户总数达到35539.2 万户,移动电话用户达到40407.2 万户,现代电话网络是由程控交换机进行交换传输,移动通信也从模拟时代走向了高度数字化时代,它们的性能已经有了很大的进展,而且可靠性非常高。
正是因为通信技术、计算机技术、网络技术、控制技术的迅猛发展与提高,促使了家庭实现了生活现代化,居住环境舒适化、安全化。
这些高科技已经影响到人们生活的方方面面,改变了人们生活习惯,提高了人们生活质量,家居智能化也正是在这种形势下应运而生的。