智能家居节能化改造与控制模式探析

智能家居节能化改造与控制模式探析

发表时间：2019-07-29T10:22:44.030Z 来源：《基层建设》2019年第14期作者：王银

[导读] 摘要：大力发展智能家居，注重能源资源节约和合理利用，全面推广和普及节能技术，落实科学发展观，缓解人口、资源、环境矛盾，促进社会可持续发展。

南瑞电力设计有限公司南京市 210000

摘要：大力发展智能家居，注重能源资源节约和合理利用，全面推广和普及节能技术，落实科学发展观，缓解人口、资源、环境矛盾，促进社会可持续发展。本文对于建筑节能化改造控制模式进行分析和研究，为其进一步发展打下扎实的基础。

关键词：节能化；改造；控制

1 引言

能源问题已经成为制约经济和社会发展的重要因素，建筑能耗必将对我国的能源消耗造成长期的、重大的影响。目前，我国城乡既有建筑总面积达450多亿平方米，这些建筑在使用过程中，其采暖、空调、通风、炊事、照明、热水供应等方面不断地消耗大量的能源，建筑能耗已占全国总能耗30%。建筑节能改造迫在眉睫。如何做好建筑节能改造，使其一步到位，既不浪费资源，又不流于形式，这就要求在建筑节能改造问题上强调“不折腾”。我们希望能够通过简单的方式来对于建筑进行节能化改造。

2 智能家居节能化改造现状

在21世纪初期也就是20世纪90年代中后期的时候，我国的节能化小区逐渐发展起来。我国最开始的节能化小区的建设是从广州、上海、和深圳等沿海城市开启的，然后逐步的向内地里扩展。1999年，建设部住宅产业化办公室联合了建设部勘察设计司这个部门一起组织实施了全国住宅小区节能化的技术示范的工程。实施这个工程的目标是，在合理的控制价格并且执行国家建设标准的基础上面，充分使用网络集成的技术、现代信息技术，通过精心设计、精心施工，从而达成提高住宅使用功能、推进住宅换代、促进住宅实现产业现代化的目标。与此同时，我们也要通过示范，来摸索出一套适合各种地方建设，并且具有科技特色的住宅小区节能技术示范工程建设的设计、施工、集成等各种方面的经验，用点带面，然后在全国逐步地推广。这个巨大工程的开始实施，也标志着我国节能化住宅小区建设进程进入了一个全新的发展阶段。

我国的节能化家居与国外相比起步较晚，截止目前为止我们尚未形成固定的国家标准，主要采用了国外相对先进的技术和产品，但是也有好多企业拿出了自己的产品，其中比较杰出的具有代表性的主要有：清华同方的 e-Home、海尔的e家庭、科隆推出的“现代化家居信息服务集散控制系统”。因为目前节能家居系统现在还缺少明确的国际标准，因此拿出一个符合我国的国情、与我国国家规范相符合的本地控制系统的节能化家居控制系统将会具有十分重要的现实意义和深远的历史意义。

3 智能家居节能化改造控制模式

3.1 节能化改造硬件系统

3.1.1 主控芯片

目前市场的单片机的种类非常多，但是一般按CPU的处理能力分类到目前为止有4、8位等等。4位单片机：4位单片机的市场价格非常低廉，而且它的结构也是十分简单，这种类型的传感器非常适合来控制大多数对要求比较简单的小电器。8位单片机：8位单片机与前面所提到的4位单片机相比起来，功能已经非常的多，现在市场上的价格也并不是特别贵，而且从现在目前的社会市场来看，他们应用的途径十分的广泛。现在市场上的8位单片机主要可以分成51系列的单片机和非51系列的单片机两大类型。

我们选择主控芯片ATmega16，ATmega16单片机其中一个比较明显优点的就是这个单片机具有功耗较小的结构。主要受益于这种单片机非常发达的指令集控制方式和单时钟周期指令所执行的时间，这些功能使得ATmega16单片机的数据传输量可以达到一个很快的数值，所以可以减缓我们系统在功能消耗和相应处理速度他们两者之间的冲突。

3.1.2 传感器设计

总体来说，传感器在系统中扮演着至关重要的角色，与本论文设计系统的正常工作的联系十分的紧密，每个传感器他们最终可以实现的节能功能如下：

温度传感器：此种传感器实现节能的方式是通过温度传感器来收集我们周边的温度数据，通过把收集到的数据传输到相应模块完成数据转变，然后由本设计中的控制核心完成分析与处理的过程，最后将这次得到的数据与在此之前设定好的数值作比较，决定空调的开关，以及调节的温度使室内的温度保持在人体比较适宜的范围里面。

光传感器：这种传感器实现节能的方式是通过光传感器收集周围的光照数据，然后与我们之前设定好的数据，也就是白天与黑夜之前的设定值进行比较，让我们微型控制器知晓目前环境状态中光照的数值，从而最终决定系统中灯光的开关与否，或者是窗帘的开关与否。

声控传感器：声控灯是一种用声量来控制灯光的设备，由声控传感器等这些部件结合提供了一种控制非常灵敏的声控灯，这种传感器非常灵敏。此种传感器实现节能的方式是在我们日常生活中只要达到一定程度的叫喊声，由声控传感器收集数据，转换成特定信号传给微型处理器，便可以由处理器决定家中灯光的开关，同时也可以与红外传感器相互作用，实现相关防盗功能。

烟雾传感器：此种传感器实现节能的方式是把在平时环境中发生的烟雾信号相应的转换变成为我们控制中心可以识别的电信号，使用的时候通过设置在各个地方的烟雾传感器，实时监测着各个房间的情况，如果一旦有险情发生，那么这个蜂鸣器就会发出报警信号，通知用户主人及相关部门控制火情，并且与此同时喷射阀喷出水来灭火。除了上述功能之外，我们还能根据是否有人在家，来调节烟雾传感器的灵敏程度，从而最终实现防火防灾的功能。

人体红外传感器：住宅里面的保护尤为重要，住宅里面的保护主要是指在用户家里一些重要的通道里面装备可以探寻环境里各种数据的相应传感器，来保护家庭住户的安全。这种传感器实现节能的方式是它可以在房间里进行实时的监测，当家中住户外出时，只要有人进入住户家中，这时通过人体红外传感器收集数据完成数据转换，传给微处理器，微处理器便可以实现蜂鸣器报警，告知邻居有不法人员进入自己家中，同时也给不法分子造成恐慌，从而实现防盗功能。

3.2 节能化控制模式

为了达到人们对高水平方便快捷、安全生活水平的希望，本文的系统设计使用了两种模式方式下的控制，也就是我们在下面将要提出的系统自动控制节能模式和安防模式两种模式，这两种模式赋予了用户极大的选择空间。