集中式家居智能控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著信息網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，給整個(gè)社會(huì)帶來了巨大的變化，使得信息網(wǎng)絡(luò)得到越來越廣泛的普及，并且逐漸走進(jìn)家庭，實(shí)現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)化、信息化與智能化。由此，智能家居的概念隨之產(chǎn)生，并逐步被人們熟悉、接受并且應(yīng)用。家庭是社會(huì)的細(xì)胞，只有家庭實(shí)現(xiàn)信息化，才可能真正實(shí)現(xiàn)社會(huì)的信息化，然而，實(shí)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(shè)備和住宅設(shè)備通過家庭網(wǎng)絡(luò)連接起來，并保持這些設(shè)備與住宅的協(xié)調(diào)，從而構(gòu)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(hù)、社區(qū)管理的手段。 家庭網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備通信、控制的基礎(chǔ)，目前對于家庭內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)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(biāo)準(zhǔn)，比如X-10、CEBus、HomeRF、Bluetooth、IEEEl394、HomePNA等等。 本文首先詳細(xì)介紹了智能家居的概念、歷史、發(fā)展特點(diǎn)以及相關(guān)技術(shù)，并結(jié)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(gòu)、系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)程間通訊設(shè)計(jì)、系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)層次設(shè)計(jì)等，并且就智能家居控制系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究和應(yīng)用，最后給出了系統(tǒng)的實(shí)施部署。本文所做的主要工作、技術(shù)難點(diǎn)與創(chuàng)新處如下： 1．智能家居的組成：智能家居是一個(gè)多功能的技術(shù)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(yuǎn)程控制等等。如何協(xié)調(diào)管理上述復(fù)雜多樣的信息設(shè)備，提高家庭網(wǎng)絡(luò)信息的實(shí)時(shí)性和高效性是關(guān)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(shè)備，設(shè)備和設(shè)備，以及人、設(shè)備和社會(huì)服務(wù)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(shè)備中的信息電器。 3． RS-485總線型通信技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)：RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)具有多點(diǎn)、雙向通信能力，同時(shí)增加了發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)能力和沖突保護(hù)特性，在智能家居系統(tǒng)中，借助一個(gè)主節(jié)點(diǎn)的輪詢機(jī)制，實(shí)現(xiàn)設(shè)備間

5、信息的交互性和互操作性。 4．嵌入式技術(shù)在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用：嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心和計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的，并且軟硬件可裁剪，具有功耗低、可靠性高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的多任務(wù)操作系統(tǒng)。智能家居系統(tǒng)主要有三種技術(shù)方案：基于PC架構(gòu)、基于單片機(jī)架構(gòu)和基于嵌入式架構(gòu)。目前基于單片機(jī)架構(gòu)的智能控制系統(tǒng)技術(shù)成熟、應(yīng)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(wǎng)絡(luò)中的中間件技術(shù)：中間件是一種獨(dú)立的系統(tǒng)軟件或者服

6、務(wù)程序，處于操作系統(tǒng)和用戶應(yīng)用軟件之間。中間件技術(shù)解決了家庭網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)突出問題：資源構(gòu)成的復(fù)雜性和網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)性。目前家庭中常見的中間件技術(shù)有OSGi、UPnP、HAVi、Jini、OpenCable、DVB-MHP、VESA等等。 6．WinCE下的串口通訊的實(shí)現(xiàn)：由于家庭網(wǎng)絡(luò)采用RS-485總線結(jié)構(gòu)，因而控制系統(tǒng)采用串口通訊實(shí)現(xiàn)與設(shè)備間的信息交互。為了實(shí)現(xiàn)WinCE下的串口通訊，本文也做了學(xué)習(xí)和研究，并在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中進(jìn)行實(shí)際編程

7、應(yīng)用，同時(shí)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(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)和客戶應(yīng)用系統(tǒng)，兩部分模塊互相配合工作，其中客戶應(yīng)用系統(tǒng)部分為系統(tǒng)核心，負(fù)責(zé)操作設(shè)備，場景以及各種數(shù)據(jù)處理，是直接由客戶進(jìn)行操作的，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)部分配合中控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，數(shù)據(jù)備份等功能。 8．主節(jié)點(diǎn)輪詢機(jī)制：控制系統(tǒng)訪問RS-485總線是通過主節(jié)點(diǎn)的輪詢機(jī)制實(shí)現(xiàn)的，控制系統(tǒng)與主節(jié)點(diǎn)之間通過RS-232串口通信，同時(shí)主節(jié)點(diǎn)分擔(dān)了