自动化智能家居论文

自动化智能家居

智能家居是一个以住宅为平台，装置安防、影音、灯光、窗帘等智能产品综合控制的一个有机系统体。业主可在智能手机上通过短消息或手机应用程序报警“听到”自己家中的情况，了解家里的安全、采暖、通风、空调及住宅自动化系统的状况。智能家居的不断完善与发展，必将使自动化系统有着广大的市场后劲。

家庭自动化是现代自动控制技术、计算机技术和通信技术等手段，有助于实现人们家务劳动和家务管理的自动化，大大减轻人们家庭生活中的操劳，节省人们的时间，提高人们的物质、文化生活水平。家庭自动化已是人类社会进步的重要标志之一。最早进入家庭的自动化设备有自动洗衣机和空气自动调节装置等。

智能家居有六部分组成：

1.智能灯光控制系统（光暗传感器，可判断每个房间明暗程度，通过无线传输数据）

2.智能安防控制系统（光电传感器，烟雾传感器，燃气体探测器）

3.智能背景音乐控制系统

4.智能煤水电控制系统

5.智能家电控制系统

6.智能车库控制系统（独立的温度湿度传感器与调节装置，灯光任然是由灯光控制系统控制）

基于ZigBee技术在房间内搭建无线网络。分为三种模式：

一自动模式（默认，可预设）

当房间的主人进入无线网络的范围内时，房主身上携带的无线接收识别装置（手机或其他电子设备）将自动连入区域房间内的无线网络，同时解无人安防系统。根据房主身上的无线设备通过在ZigBee技术定位房主的位置，并定位房主所在房间，通过智能灯光控制系统将房主所在房间的灯光打开（当房间传感器回馈信息为暗时）。通过智能家电控制系统经过温度传感器的判断打开，调出记忆中的温度，开启制热或者制冷机器对整栋房子进行温度调节。同时根据房主在回家途中或者之前设定的模式在当前房间播放音乐。其次，当房主转移房间时原房间设施关闭，其间新房间接替原房间的原有设置（如：开灯，音乐播放）。而且，煤水电的使用永远在煤水电控制系统的监视下，当房主需要使用时可发送命令开启煤水电系统进行相应的操作，当房主离开可使用煤气等器具的房间一段时间后（预设），系统自动关闭煤气，当房主离开外出时，自动锁死煤水电。同时，在各个房间安装燃气探测器，烟雾探测器等安防器具统一通过无线网络联接至安防控制系统，安防控制系统与警察局连线，当发生警情时可向警察局发出警讯。同时可以加载基于Android平台的智能家居监控系统，可随时通过手机监视家中的情况。

二手动模式：档次模式开启时，灯光控制系统，煤水电控制系统，家电控制系统，背景音乐控制系统，车库控制系统等五个系统处于手动状态，房主需操纵相应的开关才能开启相应的功能。

三半自动模式：房主可以自行设定各个部分的自动模式是否开启，既可以采取手动与自动联合模式。

ZigBee定位技术当今的射频(RF)技术有望使上述设想成为现实。TI ZigBee RF设备中内嵌的定位引擎可以与室内GPS系统相媲美，其内嵌的定位引擎使用ZigBee网络的RF基础设施来计算事物或人们所处的位置。与GPS相比较而言，定位引擎在单芯片RF收发器中与MCU集成在一起，成本也不及GPS硬件的十分之一，功耗也只是GPS硬件的一小部分。该定位引擎既可用于室内，也可用于室外，而且只要有现成的ZigBee网络，就无需安装移动的接收天线。典型的应用包括：遥控开关房屋中所有房间的灯具；跟踪码头仓库的集装箱起运情况；跟踪网站的设备。另外，当新设备接入网络时，该定位引擎能够确定其物理位置，因此定位引擎还能用于简化无线网络的设置。后台设备：大多数的无线传感器网络都要求具备一种确定网络节点位置的方法。因此在设备安装期间，您需要弄清楚哪些节点相互之间直接进行数据交换，或者确定哪些节点直接与中央数据采集点进行数据交换。当通过基于软件的计算方法来确定网络节点位置时，我们就会考虑到市场化解决方案(market solutiON)。这些具体的计算方法是：节点首先读取计算节点位置的参数，然后将相关信息传送到中央数据采集点对节点位置进行计算，最后，又将节点位置的有关参数传回至该节点。这就是典型的数据密集型计算，并且需要配置一台PC或高性能的MCU。这种计算节点位置的方法之所以只适用于小型的网络和有限的节点数量，是因为进行相关计算所需的流量将随着节点数量的增加而呈指数级速度增加。因此，高流量负载加上带宽的不足限制了这种方法在以电池供电的网络中的应用。

针对上述问题，CC2431采用了一种分布式定位计算方法。这种计算方法根据从距离最近的参考节点（其位置是已知的）接收到的信息，对节点进行本地计算，确定相关节点的位置。因此，网络流量的多少将由待测节点范围中节点的数量决定。另外，由于网络流量会随着待测节点数量的增加而成比例递增，因此，CC2431还允许同一网络中存在大量的待测节点。定位引擎技术定位引擎根据无线网络中临近射频的接收信号强度指示(RSSI)，计算所需定位的位置。在不同的环境中，两个射频之间的RSSI信号会发生明显的变化。例如，当两个射频之间有一位行人时，

接收信号将会降低30dBm。为了补偿这种大的差异以及出于对定位结果精确性方面的考虑，定位引擎将根据来自多达16个射频的RSSI值，开展有关的定位计算。其依据的理论是：当采用大量的节点后，RSSI 的变化最终将达到平均值。在RF网络中，具有已知位置的定位引擎射频称为参考节点，而需要计算定位位置的节点称为待测节点。要求在参考节点和待测节点之间传输的唯一信息就是参考节点的X和Y坐标。定位引擎根据接收到的X和Y坐标，并结合根据参考节点的数据测量得出的RSSI值，计算位置进行定位。将定位技术纳入网络协议一些采用定位引擎的应用可能要求，放置若干个参考节点作为基础设施设置不可或缺的一部分。ZigBee技术能够实现对家庭、办公以及工业等应用的无线控制。人们期望，随着ZigBee设备在楼宇基础设施中的安装数量不断增多，ZigBee将会在家庭和办公自动化方面拥有更为广阔的应用前景。典型的办公场所都会配置ZigBee设备，通过各办公室和会议室中的温度传感器，控制温度调节装置以及A/C导管。同时，