智能家居论文【优秀10篇】

2023-12-10 13:20:01

现如今，大家都经常接触到论文吧，论文是我们对某个问题进行深入研究的文章。相信许多人会觉得论文很难写吧，下面是壶知道的小编为您带来的10篇《智能家居论文》，希望朋友们参阅后能够文思泉涌。

智能家居论文范文篇一

关键词：远程控制双音多频网络通讯无线通讯家庭自动化

21世纪是信息化的世纪，各种电信和互联网新技术推动了人类文明的巨大进步。数字化家居控制系统的出现使得人们可以通过手机或者互联网在任何时候、任意地点对家中的任意电器（空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD录像机）进行远程控制；也可以在下班途中，预先将家中的空调打开、让热水器提前烧好热水、电饭煲煮好香喷喷的米饭……；而这一切的实现都仅仅是轻轻的点几下鼠标，或者打一个简单的电话。此外，该系统还可使家庭具有多途径报警、远程监听、数字留言等多种功能，如果不幸出现某种险情，您和110可以在第一时间获得通知以便进一步采取行动。舒适、时尚的家居生活是社会进步的标志，智能家居系统能够在不改变家中任何家电的情况下，对家里的电器、灯光、电源、家庭环境进行方便地控制，使人们尽享高科技带来的简便而时尚的现代生活。

1系统的总体结构及工作过程

智能家居系统由系统主机、系统分机、Internet服务器和网络接口等部分组成。其中系统主机通过服务器（个人计算机）连入Internet，并通过自己的PSTN公用电话交换网接口电路连入PSTN。其结构图如图1所示。主机与分机通过无线传输组成星形拓扑结构。系统主机通过本地无线传输网络同系统分机进行通讯、传输控制命令和反馈信息。

该系统正常工作时，用户可以通过Internet和PSTN两种网络进行访问，当通过Internet访问时，本系统可提供一个界面友好的终端软件，用户只需登陆到运行在家中的服务器即可对家中的设备进行远程控制；当通过PSTN访问时，本系统将为用户提供语音操作界面。其工作流程如图2所示。

2系统的硬件构成

本系统的硬件主要有系统主机与系统分机两大部分。系统主机由单片机AT89C52和各种接口电路组成，如图3所示。系统分机由单片机AT89C52和各种接口电路、传感器单元电路、固态继电器控制电路组成，并由固态继电器控制具体设备，具体硬件组成框图如图4所示。

通过系统主机的各种接口电路可将主机CPU从繁忙的计算中解脱出来，以便把主要精力运用在控制和信息传递上。系统主机主要依照各个功能电路的输出结果进行逻辑判断和控制命令的输出。系统分机的各种接口电路和主机相似，只是根据设备的不同（传感器单元）有着细节上的变化。下面主要介绍系统主机的各种接口电路。

2．1nRF401无线数据传输电路

无线数据传输电路由Nordic公司的单片UHF无线数据收发芯片nRF401及其电路构成。nRF401采用FSK调制解调技术，其工作效率可达20kbit／s，且有两个频率通道供选择，并且支持低功耗和待机模式。它不用对数据进行曼彻斯特编码，其天线接口设计为差分天线，因而很容易用PCB来实现。

2．2看门狗电路

看门狗电路由MAX813L及其元件组成。通常，在单片机的工作现场，可能有各种干扰源。这些干扰源可能导致程序跑飞、造成死机或者程序不能正常运行。如果不及时恢复或使系统复位，就容易造成损失。看门狗电路的作用就是在程序跑飞或者死机时，能有效地使系统复位以使系统恢复正常运转。因此，在程序中定期给P1．5送入看门狗信号，就可以保证在程序运行异常时，由MAX813L使单片机复位。

2．3DS1307时钟接口电路

DS1307时钟芯片是美国DALLAS公司生产的I2C总线接口实时时钟芯片。DS1307可以独立于CPU工作，它不受晶振和电容等的影响，并且计时准确，月积累误差一般小于10秒。此芯片还具有掉电时钟保护功能，可自动切换到后备电源供电。同时还具有闰年自动调整功能，可以产生秒、分、时、日、月、年等数据，并将其保存在具有掉电保护功能的时间寄存器内，以便CPU根据需要对其进行读出或写入。由于单片机AT89C52没有I2C总线接口，因此，要驱动DS1307，就必须采用单主机方式下的I2C总线虚拟技术。在此方式下，以单片机为主节点（主器件），主器件永远占有总线而不出现总线竞争，且可以用两根I／O口线来虚拟I2C总线接口。I2C总线上的主器件（单片机）可在时钟线（SDL）上产生时钟脉冲，在数据线（SDA）上产生寻址信号、开始条件、停止条件以及建立数据传输的器件。任何被选中的器件都将被主器件看成是从器件。在这里，DS1307作为I2C总线的从器件。I2C总线为同步串行数据传输总线，其内部为双向传输电路，端口输出为开漏结构，因此，需加上拉电阻。

2．4MT8880C双音频编解码电路

由于单片机是通过MT8880C芯片得到PSTN网络的双音频信号解码输出，也就是说，单片机可以识别来自PSTN网络的控制信号，用户可以根据系统的语音提示进行按键选择以实现用户身份的识别与远程控制。因此，利用MT8880C的双音频编码功能，系统可以在紧急时刻将用户预置的紧急电话打到PSTN网络，从而把损失减少到最低。

2．5ISD4004语音录放电路

ISD4004是美国ISD公司生产的一种语音录放芯片。它可录制8～16分钟的语音信号。该芯片可提供SPI标准接口和单片机进行接口，其语音的录放控制均通过单片机来实现。该芯片的一个最大特点是可以按地址编程录放，因而可由ISD4004和单片机编程控制来构成本系统与PSTN网络用户的语音平台。由于ISD4004的INT和RAC脚输出为开漏结构，因此需要加上拉电阻。

2．6MAX202串行通讯电路

通讯电路可由串行通讯专用芯片MAX202组成，通过此电路可以方便地与PC机进行串行通讯。

2．7铃流检测与摘挂机控制电路

当系统被呼叫时，电话交换机发出铃流信号。振铃为25±3V的正弦波，失真小于10％，电压有效值为90±15V。振铃信号以5秒为周期，即1秒送，4秒断。由于振铃信号电压比较高，所以先要通过高压稳压二极管进行降压，然后输入至光耦。再经光耦隔离转换后，从光耦输出时通时断的正弦波，最后经RC回路进行滤波以输出标准的方波。该方波信号可以直接输出至单片机的定时器1进行计数，以实现对铃流的检测。

由于程控电话交换机在电话摘机时电话线回路电流会突然变大（约30mA），因此，交换机检测到回路电流变大就认为电话机已经摘机。自动摘挂机电路可以通过单片机的P1．7来控制一个固态继电器，固态继电器的控制端应连接一个大约300Ω的电阻后再接入电话线两端，从而完成模拟摘挂机。

3系统软件编制

本系统软件主要由系统主机和系统分机的C51程序和系统与Internet网络通讯程序组成。

3．1系统主机程序的编制

系统主机程序主要用于实现系统的总体功能。包括无线数据传输程序、看门狗程序、时间戳程序、双音频编解码程序、语音录放程序、串行通讯程序、铃流检测与摘挂机控制程序、系统初始化程序、意外事件处理程序等。程序编制以消息驱动为主导思想。消息由计数器中断1、外部中断0和串行中断产生，在中断服务程序中，应将相应的状态位置位，而在消息循环中则应按相应的状态位调用功能函数，然后由功能函数将相应的状态位清0并完成所需功能，并最后返回到消息循环中。其程序流程如图5所示。该系统的分机程序和主机类似，故此不再详述。

3．2系统与Internet网络通讯程序的编制

这部分通讯程序分为服务器和客户端两个程序，主要通过Internet网络完成用户的控制功能。

服务器程序主要完成客户端与系统主机通讯的中转，即将客户端发来的控制或者查询命令翻译成系统主机能识别的格式，或者将系统主机收到的报警等信息上传到客户端。服务器程序使用Socket与客户端进行Internet通讯。

客户端程序是运行在远端用户的控制界面，主要用于完成家居内状态的显示以及对家居内电器的远程控制，同时使客户端直接连接到服务器。

智能家居论文范文篇二

基于电力线通信技术的智能家居网络系统，利用电力线通信技术通过电源插座完成家庭联网，并为家庭网络提供互联网接入和多媒体音视频业务，通过家庭服务器对接入家庭网络的信息家电、安全系统实行监控和管理。

一、电力线通信技术概述

电力线通信技术(PLC)是把载有信息的高频加载于电流，用电力线传输，通过调制解调器将高频信号从电流中分离出来，传送到计算机或其他信息家电，以实现信息传递的一种通信方式。目前PLC技术已经形成宽带接入型与家庭网络型两种发展模式，家庭网络型是指通过电力线在用户家中组建高速LAN。这种模式的PLC只提供家庭内部联网，即通过家庭的内部的普通电力线，进行组网连接家庭内部局域网。电力线通信技术有以下优点：信息家电可以通过电力线进行通信，无需另外布线，利用电源线实现智能家居网络成本较低；电力网是覆盖范围最广的网络，PLC技术可以轻松地渗透到每个家庭，其应用范围广泛；网络的接入点是电源插座，电源插座随处可见，数目较多且接插方便；不需要拨号，接入电源插座即接入网络；电力线载波通信较容易实现自动抄表、家居监控等功能。利用电力线载波通信技术实现智能家居网络最方便。

二、电力线智能家居网络的关键问题

2.1载波技术1)正交频分多路复用技术。低压电力线载波信道的传输特性的特点是具有时变性，衰减较大，而且各种干扰噪声复杂。为提高电力线网络的传输质量，电力线通信大都采用正交频分多路复用技术(OFDM)进行调制。即将串行数据转化为N个并行数据分配给N个不同的正交子载波，实现并行数据传输。这样既可得到很高的数据传送速率，又能够有效地抑制码间干扰。应用OFDM技术于电力线通信中具有明显的优越性。OFDM频带不仅利用率高，而且抗干扰性强，可以克服电力线上固有的高噪声、多径效应和频率衰减等现象，有效利用现有低压电力线实现高速数字通信。2)扩展频谱调制技术。这一技术的抗干扰和抗多径效应也较强。因此，也有一些厂家采用这种技术开发电力通信产品。扩展频谱调制技术在相对较宽的频带上扩展了信号频谱，降低了信号的功率谱密度，降低了电磁辐射，削弱了对其他通信系统的干扰。而且接收端通过窄带滤波技术提取有用信号，信号的信噪比很高，抗干扰性增强。另外，扩频通信可以实现码分多址。对于1Mbps左右的系统，应用扩频技术就可以完全满足传输容量的要求，且其设备简单，扩频调制方式较为经济。当传输速率要求在10Mbps及以上时，扩频技术实现起来较困难。在10Mbps及以上传输速率宜采用OFDM调制技术。

2.2网络控制技术目前，家庭自动化网络标准有许多种，较为成熟的有X210、CEBus和LonWorks等。1)X210是最早应用于家庭设备自动控制系统的。X210的控制模式为主从控制模式，信息是单向传输的，从控点只能接收主控点发来的信息，不能反馈。X210的系统信息的传输较慢(传送一个指令需时0.883s)，抗干扰性能差，可用节点数为256个，只能用于普通家庭中的简单控制和专项控制。但其价格十分低廉，而且安装使用较方便，如仅组建一个简单的家居智能网络，可以考虑X210技术。2)CEBus是一个较完整的开放系统，美国电子工业协会(EIA)于1992年正式推出，并定为IS260/EIA2600标准。它定义了在几乎所有传送媒体(Medium)中信号的传输标准，并要求控制信号在所有的媒体中都要以相同的传送速度(10Kbps)传送，从而有效地避免信号传输中可能出现的“瓶颈”问题。CEBus的抗干扰能力比X210强，控制功能亦十分丰富。但接口技术比较复杂，价钱较贵，在中国的应用不多见。3)LonWorks是由美国Echelon公司于1990年12月开发成功的全分布式智能控制网络技术。1997年8月，被EIA的集成家庭系统技术委员会定为家庭网络(HomeNetworking)的标准。Lon2Works完全支持OSI的7成协议，具有良好的开放性、互操作性，其网络系统组成以分布控制为控制模式。对于网络家电来说，只需要将已定义的的网络家电之间信息传递的语法和语义标准在应用层实现后，就能够实现不同厂商之间产品的相互兼容。LonWorks的分布式架构使其具有独立性，部分节点的故障不会造成系统瘫痪。LonWorks最基本的部件是同时具有通信与控制功能的神经元芯片，具有很强的通信能力和一定的数据处理能力。其抗干扰能力很强，其可靠度是这三种网络控制技术最高的(约99.8%)，并具有完善的开发系统和工具。LonWorks的分布式架构，每一个控制装置都可以有随插即用的功能，减免了二次拉线造成的成本，并避免了重新布线的不便。LonWorks可扩展性强，在将来对系统升级时，可充分利用原有资源，降低升级的复杂性及成本。上述三类家庭自动化网络技术都是各有其特点，组网时可根据实际情况进行选择。但如果要组建一个统一的、操作性强、功能完善、可靠性高、可扩展性强的家居智能网络，采用LonWorks技术是一个明智的选择。

三、电力线智能家居网络的组成

本文以LonWorks技术为基础，采用电力线载波技术来构建家居智能网络。该网络以分布控制、集中管理为控制模式，其网络系统可依靠网络节点完成自治的控制功能，通信媒体采用电力线。主控节点与家用电脑相连，可控制从节点的功能配置并监控从节点的状况，并且还负责与Internet的通信。通过主控节点可查看电表、水表、煤气表的读数，实现三表的集抄。从节点可接收从电力线传来的控制信息，完成自治的控制功能，同时反馈家电的一些状态信息。从节点由电力线网关、信息家用电器组成。在这个网络系统中，电力网关是一个重要的部件，它用于对网络信息的发送与接收。电力网关由基于LonWorks网络系统的LonTalk网络协议和神经芯片、电力线载波模块和耦合电路组成。

智能家居设计论文篇三

【关键词】智能家电交互设计情感化设计信息交互

1 交互设计在智能家电中的应用特性

1.1 以用户为中心的设计

交互设计以其人性化的设计与高科技理念相结合，越来越受到人们的欢迎。将交互设计应用到智能家电产品之中，能够让用户操作家电变得更加简便、更加快捷，从而给用户带来完美的技术体验。交互设计应用到智能家电中，保证操作界面的空间能够实现完整设计，完善功能模块，以用户为中心，保持界面与交互功能的统一性。例如智能家电产品跟以往的大型家电相比较，优点体现在功能层面在于其丰富性及完善性，如果将智能家电产品中单调的、传统的、机械的功能按钮用人机交互设计去重构，融合语音识别、指纹识别与简单的人机交互的方式，构建能够与用户直观互动的界面，将更利于用户在家居产品中的人性化操控。所以，针对智能家电来说，需要利用有限的空间来设计相应的互动界面，将软件与硬件智能的粘结，从而强化以人为核心的用户体验。

1.2 易用性是设计导向性

智能家电的交互设计界面需要能够被用户识别，要求设计相对简单，这就能让用户在实际使用过程中一目了然，如果设计的界面不合理，就容易使用户无法理解界面的实际内容，也无法明确使用意义，这就容易使用户对产品失去兴趣。设计的界面比较新颖、易用、易操作，用户自然而然会对这类产品产生浓厚的兴趣。跟传统的家电相比较，智能家电产品的功能按钮较少，在界面设计上就不会显得较为复杂。所以，我们在设计智能家居产品时，需要利用简单的声音与图形带给用户直观的美感享受，改善产品质量体验。

1.3 设计需要遵循有效有序性

交互设计在智能家电产品中的应用中，在设置好相应的功能之后，并不能马上体现交互设计的优点。主要是因为还没有进行合理科学的功能排序，这就会使得功能设置的性能无法完全体现，不能让用户感受到相应的使用效果。所以，有序的智能家电操作界面，便显得尤为重要。小型的智能家电不能像那些大型的家电产品一样，在可视的具体生效界面上设置功能。设计智能家电产品的界面，需要在能够产生强烈直观效果的非LED液晶上设计界面，在保证用户操作简便的同时，实现时效性。较为直观的界面设计手段，在交互设计之中，更加注重有效有序性，让产品具备简捷、简易性的同时，能够最大程度上拉近产品与用户之间的距离，培养和遵循用户的良好习惯，提升交互的沉浸感，体现交互情感化设计特性。

1.4 产品操作的快捷性

将交互设计应用到智能家电产品之中，能够有效体现设计的高效性与快捷性。在设计智能家居产品界面时，操作系统的快捷简便、功能的优化组合，都可以给用户带来更完美的体验。交互设计的基本目标是要使智能家居产品在实际使用过程中能够体现高效性，高效性主要是在用户的实际操作过程中实现。因此，我们在进行交互设计时，需要优化操作程序，让用户能够更加快捷高效地使用。使用户能够进行快捷简便的操作，就需要在设计智能家电产品的过程中，使用简单快捷的程序设置，在最短的时间内设计最完善的功能设置，从而提高用户的使用效率。

2 以用户为中心的智能家电设计的交互设计准则

随着交互设计理念的日益成熟，从人机交互在智能家电的应用中，单纯追求用户的审美体验逐渐向人性化需求过渡。设计中不仅仅考虑用户的背景、使用经验以及操作过程中的感受，还要设计符合用户心理需求的产品，即：“设计用于支持人们日常工作生活的交互式产品”。

智能家电的交互设计准则：首先是界面设计要去适配用户身体特征和操作习惯；然后是针对目标用户的使用场景进行设计；再次是减少产品功能信息层级；除此以外还有对用户行为的纠错和容错性，对用户操作及时有效的反馈等。

交互设计在满足用户方便快捷的使用需求前提下，向快捷方便的方向发展，让用户在实际使用智能家电产品的过程中，能够凸显互动性与参与性，这也是智能家居产品的设计原则。例如，剃须刀的界面设计就是一个简单交互设计，它利用小型的LED界面，内置相关制作好的动画与功能，用户可以通过输入关键字来观看相应的动画。用户虽然只能输入智能家电产品功能范围内的词汇，却能从更高的层面上带给用户全新的产品体验。以往的智能家电产品具有功能较为单一的缺陷，飞利普有效创新了剃须刀的设计界面，将触摸式的界面设计跟LED设计技术有机融合在一起。当剃须刀中的残留物过多的话，剃须刀就会提醒用户及时清理。这种剃须刀在进行充电的过程中，会出现相关提示图形，在不使用时，也能够自动切换到相应的保护模式之中。在如今绿色环保理念逐渐兴起的时代，越来越多的智能家电产品开始应用到交互设计之中，而且逐步实现了一物多用以及重复使用。就像是当前的手电筒可以通过充电来实现重复使用，如果在设计中增加了充电完成以及剩余电量的提醒，将会更加方便用户的使用。例如电吹风，将交互设计应用到电吹风中，可以在界面设置中预设好相应的造型与时间，让产品在使用过程中更加体现智能化。

3 结语

在物联网技术发展的冲击下，用户的行为习惯、思维方式都发生了巨大的转变，而对于智能家电产品的设计趋势将更倾向于安全、便捷、舒适、健康、环保，人机交互关系日益主动化、人性化、从而给用户带来更完美的产品体验。

参考文献

[1]曹阳，刘文静。交互设计在智能家电产品中的应用[J].科协论坛（下半月），2013，12：244-245.

[2]郝冀宣。交互界面设计在家电产品中的应用与展望[J].科技信息，2012，29：147-148.

[3]陈骁雄，张小平。智能家居电器交互设计研究[J].艺术科技，2015，04：226-274.

[4]孔超，许晓云。智能家居中的情感化设计策略探究[J].设计，2014，09：25-26.

作者简介

张爽，现为北京大学研究生。研究方向为交互媒体设计。

智能家居设计论文篇四

关键词：ZigBee，智能家居，前景展望

0 引言

智能家居，又称为智能住宅（SMART HOME），是以住宅为平台，利用综合布线技术、自动控制技术、网络通信技术、安全防范技术、音视频技术将家居生活有关的设备集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。智能家居起源于上世纪80年代的美国，随着我国人民生活水平的不断提高，已经有越来越多的厂商和个人开展了对智能家居的研究，并有各类相关产品问世。

传统的智能家居更多的是通过有线的方式进行组建，比如常见的Ethernet、CEBus、X-10等，其中得到最广泛应用的是X-10，主要是因为其相对低廉的价格和用户可自行装设的特点。，前景展望。CEBus的性能虽然高于X-10，但是由于售价较高而难以得到普及。Ethernet主要用于高速数据传输网络，用于家庭自动化控制则会受到电缆布线的限制。而日益兴起的无线技术能否在智能家居领域占有一席之地并得到广泛的应用呢？

和采用有线网络的通信技术的智能家居产品相比较，无线技术解决方案最吸引人的地方是安装布置的灵活性、低廉的安装费用和在智能家居系统进行重新布置时的可移动性。尽管无线通信技术和有线相比较有明显的优势，而且无线局域网技术和蓝牙技术已经在市场上获得了巨大的成功，但无线通信技术在智能家居领域应用相对还是较少。这主要是因为目前没有一项标准化的，获得各厂商一致认可的无线通信技术适合在智能家居领域进行广泛的推广，而且现有的一些针对智能家居领域无线通信产品的价格偏高，导致无线通信技术在智能家居的应用停滞不前。随着近年来人类在微电子机械系统（MEMS）、无线通信、数字电子方面取得的巨大成就，使得发展低成本、低功耗、小体积、短通信距离的多功能传感器成为可能。近年来所涌现出来的一项新的无线通信技术—— ZigBee技术将改变这种状况。ZigBee技术产品以其低成本、低功耗、低传输速率、优秀的组网能力，被广泛认为将在未来的几年中对智能家居行业产生重大的影响。

1 ZigBee技术介绍

ZigBee技术是建立在IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers，美国电气电子工程师学会）802.15.4基础上的无线通信协议，它是一个短距离、低功耗协议，特别适合设计应用在小型的建筑物自动化设备中，比如温度自动调节装置、灯光控制设备、环境传感器等。

2000年的12月，IEEE成立了IEEE 802.15.4工作组，致力于开发一种可应用在固定、便携或移动设备上的，低成本、低功耗的低速率无线连接技术。2001年8月，美国霍尼韦尔等公司发起成立了ZigBee联盟，他们提出的ZigBee技术被确认为IEEE 802.15.4标准。2002年，摩托罗拉、飞利浦和三菱等企业加盟ZigBee联盟，06年中国的华为公司也加入了该联盟。现联盟内有180多个成员企业，包括软件供应商、系统集成商和终端产品商。2003年，IEEE 802.15.4标准获得通过，并在2004年12月推出了ZigBee技术规范1.0版本。2006年，推出ZigBee 2006，比较完善。2007年底，推出ZigBee PRO。

ZigBee技术能够在低功耗下提供短距离、低速的数据传输，使用普通干电池的ZigBee无线传感器能够持续运行2～3年的时间。，前景展望。，前景展望。另外ZigBee技术优秀的组网能力使得它和其他无线通信技术在智能家居系统中的应用相比尤其具有无可比拟的优势。具体地分析，ZigBee技术有如下几点优势：

（1）低成本，ZigBee技术是免协议专利费的，而且每块芯片的价格大约为2美元左右。

（2）低功耗，在低耗电待机模式下，两节五号干电池可支持1个节点工作半年至两年时间甚至更长。，前景展望。

（3）低速率，ZigBee工作在20～250kbps的较低速率，在不同频带间分别提供250kbp(2.4GHz)、40kbps(915MHz)和20kbps(868MHz)的原始数据吞吐率满足低速率传输数据的应用需求。

（4）短时延，ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相对而言，WIFI需要3s，而蓝牙则需要3~10s。

（5）大容量，ZigBee可采用星状、树状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点，同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大型网络。

（6）高安全性，ZigBee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用访问控制列表(ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES 128)的对称密码，以灵活确定其安全属性。

基于上述特点可看出ZigBee主要应用于短距离范围内并且数据传输速率不高的各种电子设备之间，其典型的传输数据类型有周期性数据（如传感器数据）、间歇性数据（如照明控制）和重复性低反应时间数据等。因此ZigBee技术十分适合应用于智能家居系统之中。

2 ZigBee技术在智能家居中的应用前景

目前，ZigBee的开发以大厦自动化设备、产业、医疗及家庭自动化等领域为目标。尤其在自动仪表领域，ZigBee拥有很高的关注度。市场调研公司In-Stat预测，支持ZigBee及IEEE802.15.4的芯片组的合计供货量到2011年将从06年的500万个增至1亿2000万个。但在智能家居市场，由于竞争技术较多，ZigBee成为唯一标准的可能性很低，但因为自身的技术特点，发展前景还是值得期待的。另一家市场调研机构ABI Reserch对ZigBee技术持有非常乐观的态度。该公司的一份预测数据显示，2005年到2012年，ZigBee市场的年均复合增长率为63%，而到2012年ZigBee市场份额将达3.5亿。目前国际上智能家居领域专家们的共识是，ZigBee技术在智能家居中的应用将不可阻挡，但是多种无线技术并存的局面将会持续比较长的时间，能否完全取代其它技术，成为智能家居领域的首选，还要多方面的共同努力，进一步完善技术，加快标准化的脚步。，前景展望。

3 结束语

随着我国经济的飞速发展，智能家居的数量也会越来越多，Zigbee技术与智能家居系统的结合有着广泛的应用前景，本文主要探讨了该技术在智能家居系统中的应用，并对技术的应用前景做了展望。这种方式在现实生活中具有很强的应用性，相信在不远的将来，会有越来越多由Zigbee技术延伸而出的设备投入应用，并将极大地改善我们的生活。，前景展望。需要关注的一个问题是，虽然目前我国智能家居中所使用的系统及产品大多被国外的大公司所垄断，但是ZigBee技术的出现将给我国开发自主的具有世界先进水平的智能家居系统及产品提供一个崭新的契机。

参考文献

[1]吕九一，陈楠。基于Zigbee技术的家庭无线传感网络应用研究[J]，科技广场，2009，第 11期

[2]白建波，张小松，路诗奎。ZigBee技术及其在楼宇自动化系统中应用的思考[J]，智能建筑与城市信息，2006，第1期

[3]飞思卡尔中国有限公司．飞思卡尔的802.15.4ZigBee——轻松实现无线连接[J]．半导体技术，2004（7）：80～81

[4]ZigBee Alliance.ZigBee Specification[M].2007.

[5]王永春。Zigbee技术在智能家居中的应用[J]，智能建筑与城市信息，2009，第1期

智能家居设计论文篇五

[关键词]物理网智能家居应用现状开发

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0249-01

传感器技术的逐步应用和网络技术的全面拓展，外加性能优良的传感器的大力应用，使得智能感知有所实现。无论是家居系统产品，还是网络概念家居均表明智能家居取得了一定的成效。因此，本文将依托物联网，重点探讨智能家居开发问题，不断增强家居功能，达到远程网络互联。

一、物联网的内涵

物联网形成于研究人员在不同领域的探索成果的汇总，研究人员在普适计算机方面开展的探索活动是物联网问题的根本原因。各个学者面向物联网给出了不同的定义，其中欧洲项目组认为物联网是商业和信息交流之间的参与者，可促进社会的前进，是可有效互动、和外部环境发生交换获取的信息数据，免受人为干预，能够自发做出某些行为，提供所需服务，可精准展现和作用真实生活的某些事件。但RFID项目组将物联网看作形成于标准通信协议之上，通过具备位移地址对应互联网物体组建的网络。物联网能够划分成不同的层次，其核心技术为射频识别以及纳米技术等。

二、智能家居概述

智能家居系统主要包含内网、外网以及网关这三个部分。对于内网主要是在家电及其余设施之间建立联系，属于局域网，而外网通常为小区局域网，可进行远距离传输。对于网关主要联系内网与外网，达到外网对内网的全面控制。

当下智能家居系统通常具备下述功能：其一，灯光智能控制。参照室内光线强度合理调整照明设备开光，进而让室内光线处于理想状态；其二，家电智能控制。围绕家电实施自动控制，可参照室内温度合理开关空调；其三，智能安防功能。现有家庭安防系统具备火警异常情况监控功能，如果出现异常，则安防系统便即发出警示，通过紧急处理将损失减小到最低程度。

另外，也涉及家居设线系统等内容。因在技术水平与经济成本等内容上存在制约，现下并未研制出成熟的家居系统，然而借助无线传感器自身突出的扩展能力，当设计系统时提前保留扩展接口，即便要增设设备或优化技术也无需面向现有系统开展改造调整活动，只要经由FIRMWARE升级，利用节点扩充便能够达到系统升级的目的。

三、物联网当前的应用情况

现阶段，对智能家居而言，物联网应用一般表现在家庭自动化以及安防系统等内容中。家庭自动化主要指代面向传统家用电器装设传感器，配置执行器，转变为智能家电，是传感器网络的基本节点，同时，利用互联网和外部网络形成互联，让用户能够面向家电实施远程操作。而安防系统主要指代针对住宅设置传感器节点，以此来监控火警等异常状况，如果出现意外，上述节点便把危险信息传输至终端，第一时间警报，进而能够马上处理险情，以免进一步扩大。

四、基于物联网的智能家居开发

形成于互联网之上的智能家居具体包含居住环境体会和互动、相关数据传送以及应用服务层。其中居住环境体会和互动指代把所有的传感器构建连接，以此来提供赢得居住环境主要物理信息与居民基本生活状态等项目。网络数据输送可实现居住环境状态与居民信息的有效传输。而应用服务层可依照收集的数据达到自主支配家居设备这一目的。

（一）整体设计

1.智能网关设计

家庭智能网关在智能家居设计活动中占据着核心位置，可采集并整合各个网段的信息。从内部家居网络层面而言，其和ZigBee协调器紧密相连，且为住宅信息的基本出口；从外部网络层面而言，其和互联网紧密相连，它为远程操作指令连进家庭内部网的末尾工序。因内部及外部信息均借助家庭智能网关完成传输，由此可知，该设计可提升智能家居的可靠性和安全性；

2.网络层设计

形成于物联网之上的智能家居内部的网络传输主要负责管理每一个住宅设备自身的网络信息传送，且具备远距离控制平台的关联系统。对于网络层设计主要涵盖家庭智能网关以及控制中心等多项内容，其中传输的信息强调控制与数据信息，具体存在有线及无线传输类型。比较有线及无线传输发现，无线传输更容易管理，由此可知，无线传输将更为常用；

3.感知层设计

依托ZigBee节点构建形成的ZigBee主要分布在感知层中。其内部的传感器可借助ZigBee节点把居住环境信息发送至智能网关，同时，应用层自身的指令信息可借助ZigBee节点传达给执行设备，进而完成预定操作。借助一系列传输，达到底层ZigBee节点的有效连通；

4.应用层设计

应用层设计在智能家居设计活动中占据着重要位置，当下的智能家居，其应用层设计以家居安防监管、家庭信息规划、家庭信息加工和家庭环境监控。

（二）硬件设计

具体分部如图-1，形成于物联网之上的智能家居，其硬件设计一般把节能看作重点内容进行探究。局域网自身的微处理元件及通信设备选取关乎智能家居系统实际功耗与具体的传输效率，且末端节点的可靠性及工作效率关乎着整个系统的稳步工作时间与安全性。因此，形成于物联网之上的智能家居自身的硬件设计需重视微处理元件以及通信方式自身的节能设计。

结语：

我国在智能家居中的起步较晚，然而因生活水平的不断提升，人们在家居环境方面提出了严格的要求，通过国家政策的支撑，智能家居的探索越来越频繁。一些大企业更是争相推广、大力宣传智能家居，部分通信商甚至把物联网服务看作主要发展方向，这为智能家居的提升与发展创造了难得的契机。

参考文献：

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[5]赵勇。基于物联网的智能家居远程监控子系统软件设计分析[J].数字技术与应用，2016，（4）：162，165.

作者简介：

智能家居论文范文篇六

记者：我们了解到，生物识别门禁、智能家居――智慧家庭S－Home系统和总线制楼宇对讲，这三大系列构成了整个文达通的产品线。首先请您介绍一下，这三大系列产品有哪些主要特点？针对本届安博会，文达通展示了哪些生物识别安防系统新品？

佟华：它们是在大系统框架下的三个系列，可以各成子系统，也可以组成一套系统方案，主要是根据客户群体和使用场所不同而区分。

生物识别门禁、楼宇对讲主要是采用了指纹和手掌静脉认证，主要是利用人体生物特征如指纹、手掌静脉等作为身份认证，简单、方便，可以随身携带，不易丢失，不论何种场合、何种使用人群都可以选择。

智能家居――智慧家庭S－Home系统是一个整体的解决方案，它为用户提供了家庭生活的新理念，主要目的是使用户的生活更加方便、高效、舒适。随时随地都可以享受到科技所带来的快乐。

总线制楼宇对讲主要是针对大众房地产小区，在传统的可视对讲功能外，又增加了一些附加功能，通过概念的传导，使更多的人了解智能家居，从而成为智能家居行业的准客户。

针对此次安博会，文达通推出了采用800Mhz处理器的手掌静脉门禁，它不但认证方便，且处理速度很快。手掌静脉技术目前在国内外的研究都比较高端，将其应用到住宅等民用场所，是文达通开创的先例，相信会给客户带来耳目一新的感觉。

记者：目前，文达通针对智能家居――智慧家庭S－Home系统推出了基于TCP／IP技术的数字智能终端新品，请问在未来几年针对智能家居产品的研发方面有着怎样的产品线规划？

佟华：随着房地产以及客户对住宅及生活环境标准的提高，智能家居的发展会朝着舒适、安全与家庭娱乐的方向发展，文达通致力于智能家居产品及解决方案的提供，会坚持推出既符合客户需求，又具有前瞻性的智能家居产品。例如，在现有产品基础上，增加个性化的功能，以满足不同客户群体的需求。当然，公司的技术也会持续提高，例如会基于生物识别技术，开发其他民用产品。

记者：请您谈一谈文达通围绕住宅社区智能化领域的整体市场布局，以及文达通公司涉足智能家居市场的具体优势在哪？

佟华：文达通公司成立于2001年，专业研发生产智能家居的相关技术和产品，不涉猎其他行业和技术，主攻方向是智慧家庭S－Home系统。在行业内有多年的发展历史，公司集研发、生产、销售于一体，发展前景和市场潜力比较大。

并且公司拥有一个省级企业技术中心，确保公司研发生产的产品具有强大的技术后盾，生物识别技术开发和产业化，更是文达通在业内的一个显著的特征。

生物识别技术的研发与应用，是文达通始终坚持的重点，在此基础上，文达通推出了一系列产品，包括指纹锁、指纹门禁等。目前，又推出了采用手掌静脉识别的门禁等产品。手掌静脉识别的误识率和拒识率更低，同时因为采用了高性能嵌入式平台，内置功能强大的ARM板，芯片速度可达到800Mhz，使得手掌静脉门禁和楼宇对讲产品的功能更加强大。

记者：相比较于国内智能家居厂商都会以办事处或商等形式，建立遍布全国的渠道体系，文达通针对楼宇对讲与家居智能化领域的自有产品，有着怎样的具体渠道发展规划？针对有着广泛增值服务空间的楼宇对讲与智能家居应用，您认为在商业模式上应该有怎样的创新？

佟华：智能家居行业是一个朝阳产业，更是一个高端行业，它与生产商、经销商、使用者都有密不可分的关系，且都占有重要的角色，因此，必须将三者协调统一起来。我们认为，结盟、联合，共同开拓市场，加大推广，才能促进智能家居行业的发展，合作伙伴们也才能从中获得利润。传统的智能家居厂商将从单向的产品推广转向为提供整体系统解决方案。这是智能家居行业发展的必然趋势，因为用户更趋向于全方位智能化服务的需求，而整体系统解决方案，就是给用户提供更多的选择，并且有利于智能家居相关配套产品的完善与普及。

记者：智能家居产品的后期维护和服务一直是限制行业发展的瓶颈之一，文达通在智能家居产品的技术支持、后期维护服务方面相对国内其他智能家居厂商有哪些优势？

佟华：文达通始终坚持以成为行业领航者的发展目标，公司定位是成为国内一流的智能家居产品知名品牌。在营销模式上采用4S服务模式，统一培训支持，统一售后服务，建立客户档案，及时跟踪维护。目前已经形成了以山东省为中心，辐射全国的营销网络。

记者：目前楼宇对讲以及延伸的智能家居功能应用于不少项目中，但往往止步于智能终端。您认为目前阻碍智能家居配套大规模应用的因素有哪些？

佟华：这应该与智能家居概念的推广，以及市场拓展及宣传有着很大的关系。最初的智能中控器往往独立于传统的安防和对讲系统，习惯上将智能家居当作智能小区的一个子系统来考虑，用户的家中需要安装几套彼此独立的子系统，增加了安装和使用的复杂性。这种做法在智能家居概念初始引进阶段应该说还是可行的，但随着智能家居的推广与需求的不断深入，人们开始“拷问”智能家居的真正意义与价值时，才发现“人性化”与“个性化”是智能家居的意义所在。因此，智能家居势必要从现在的“千家一面”的一统模式中独立出来，成为一个可完全由业主自行选配的个性张扬空间。行业间的技术整合促使智能家居平台成为包括安防、对讲、信息、家电控制、家庭数字影音为一体的智能化家居平台。

记者：当前的国内智能家居市场相比于几年前受关注度可谓与日俱增。与此同时，为了提升产品附加值，寻求全新的市场增长点，国内外安防、家电、消费电子等厂商也正从不同领域涉足智能家居市场。针对当前的行业形势，您如何看待当前智能家居行业的市场竞争？

智能家居设计论文篇七

参考文献

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基于ZigBee的智能家居控制系统的设计

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基于Cortex—A9的智能家居控制系统的硬件设计与实现

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基于Cortex—M3的智能家居监控系统的设计

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[5]李江权，张兴敢。基于Cortex-M3处理器的智能家居监控系统设计[J].现代电子技术，2012，（07）.

智能家居设计论文篇八

关键词：智能家居；物联网；课程设计；项目化教学

0引言

智能家居（SmartHome）以住宅为平台，利用计算机技术、综合布线技术、网络通信技术、自动控制技术、音视频技术等将家居生活有关的各子系统结合在一起，统筹管理，让家居生活更具安全性、便利性、舒适性。智能家居在中国的发展历经四个阶段，分别为萌芽期、开创期、徘徊期、融合演变期[1]。物联网已写进国家“十三五”规划，将助力物联网的典型应用智能家居快速发展，物联网智能家居的爆发期已经来临。

1课程开发

为了体现校企合作，工学结合的办学特色，我院通过对物联网企业及相关企业的调研，得出其主要岗位群、典型工作任务和核心能力要素，具体见表1所列。课程建设坚持以职业核心岗位能力要素为目标，构建体现工学结合的物联网应用技术专业课程体系，根据职业岗位人才需求，强化专业技能的培养，依托国企办学优势，形成颇具特色的“教培融合”人才培养模式。实施“生产过程与教学过程对接，真实应用驱动教学”的教学模式。以职业综合能力培养为主线，设计教学过程，突出实践教学。物联网通常包括智能家居、智能交通、智能农业、智能医疗、智能电网等，我院依托国企办学优势，形成了颇具特色的“教培融合”人才培养模式，其中“物联网智能家居系统设计与实现”是课程体系中颇具行业背景的一门课程。

2课程设计

2.1学习情境设计

（1）体现“项目引导、任务驱动”的教学特点。从实际应用出发，从工作过程出发，从项目出发，以智能家居系统的构建及管理为主线，采用“项目引导、任务驱动”的方式，围绕“提出问题→分析问题→解决问题→拓展提高”展开。在教学设计上改变传统以知识点递进为体系的模式，以岗位工作过程为参照，将工作过程标准化，依据工作过程来组织和讲解知识，培养学生的职业技能和职业素养[2]。（2）体现“教、学、做”合一的教学思想。以学到实用技能、提高职业能力为出发点，以“做”为中心，教和学都围绕着做，在学中做，在做中学，从而完成知识学习、技能训练和提高职业素养的教学目标。（3）设计采用项目、任务形式。以智能家居系统作为学习情境，设立若干项目，每一个项目包含若干任务。由简单到复杂安排教学内容，由易到难、循序渐进。学生能够通过项目学习，完成相关知识的学习和技能训练。智能家居课程学习情境设计[3-5]见表2所列。

2.2教学设计

教学设计按照情境导入、项目分析、制定方案、实施项目、项目小结五个教学环节进行。以智能家居系统中的灯控为例进行的教学设计如图1所示，各院校对项目的选取可根据相关的实训设备以及师资情况来决定。

2.3教学方法

智能家居课程是一门理论联系实际的课程，在教学过程中以实践操作为主，理论够用即可，考虑到很多学生对于物联网智能家居应用方面了解较少，教学过程按如下几方面进行：（1）实际项目参观体验，在课程教学过程中可联系相关企业组织参观，或者到相关实训样板间参观体验；（2）项目分析、参观体验后，在课堂上由教师带领学生共同分析项目涉及的知识要点，并对相关知识要点进行讲解；（3）实践操作，学生分组根据教师对项目知识要点的分析讲解进行实践操作，学生在实践操作过程中，教师要进行现场指导；（4）项目评价，学生分组完成项目任务后，各小组之间进行相互检测与评价，取长补短，共同学习；（5）拓展学习，每次项目任务完成后，教师都会布置进行拓展学习，物联网是一门新兴学科，仅课堂上的学习是不够的，要鼓励学生利用网络等渠道进行自主学习。

2.4教学评价

强化实训教学效果的科学考核将重点放在考核“学生是否学得好而非教得好”上。采用知识和技能双重考核，技能考核比例应高于知识，同时技能考核应根据应职岗位技能要求，确定其相应的主要技能考核项目。“物联网智能家居系统设计与实现”采取过程性考核与终结性考核相结合的方式。

3教学效果及不足

3.1教学成效

提高学习兴趣，变被动学习为主动学习。学生不再需要死记硬背理论知识，项目涉及的理论知识由教师与学生共同分析得来，学生在不断的实践中理解相应的知识点，学习兴趣大大提高，能够积极主动地进行学习实践。团队合作精神增加，提高了职业素养。智能家居课程在教学过程中分组进行，每组成员分工合作才能更好地完成任务，同时还与其他组形成竞争，即有竞争也有合作，提前在校完成职业素养的培养，为学生进入工作岗位快速适应工作打下坚实基础。

3.2存在的不足

本课程采用项目化教学，对于实训设备及场地都有一定要求，今后应加强物联网实训室建设，增强与相关企业的合作建设。分组教学可以提高学生相互协作的能力，但也不排除组内有一部分同学依赖性较强，因此在分组教学过程中应加强引导与监督，并制定相应的奖惩机制。项目化教学对于指导教师的要求也较高，教师要有能力进行现场指导。该课程涉及的知识点广泛，因此提升师资培养也是当前的首要任务之一。高职智能家居方面的教材目前比较缺乏，适合项目化教学的教材就更少，很多院校多以自编教材为主，因此编写适合高职院校智能家居课程的项目化教材迫在眉睫，目前关于智能家居还没有形成统一的标准，尚在不断完善中，相关教材也要实时关注标准，不断改进与完善。

4结语

物联网在“十三五”期间发展成为国家战略，进入跨界融合、集成创新和规模化发展的新阶段，智能家居行业应用是物联网技术应用的一个重要组成部分，当前，国家对物联网的大力推动以及智能家居行业市场自身的巨大需求，使得智能家居行业的快速发展时代已经来临。

参与文献

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智能家居论文范文篇九

关键词：智能家居；安防；便捷；

文章编号：1674-3520（2015）-09-00-01

智能家居是通过先进的网络通信技术、计算机技术以及综合布线技术，对日常家居生活中的各个子系统进行综合管理，提高人们家居生活的安全感和舒适度。相对于传统家居方式而言，智能家居具有智能化与远程控制两大特点，能将静止的家居结构转为自动化、能动化、实现全方位的信息交换功能，保障家庭与外界的信息通畅，帮助人们合理安排时间，合理利用家居能源。

一、我国智能家居发展现状

（一）智能家居发展的积极因素。1、智能家居概念普及较为广泛。随着科学技术的不断发展，现代化计算机技术应用范围逐渐拓展到生产、生活、工作、学习的各个领域。家居生活的智能化控制也逐渐走入人们的生活，智能家居的概念由此得到广泛认可。同时，各大媒体纷纷关注智能家居的发展，网络媒体、纸质媒体、行业媒体及大众媒体的参与，直接推动了智能家居概念的普及与推广。2、房地产开发商将智能家居作为竞争优势。随着土地资源的日益紧张，房价逐年上涨，房地产商之间的竞争越来越激烈，为了增加房地产的竞争力，众多开发商纷纷为房子找新的卖点，增加楼盘的附加值，智能家居由此成为众多房地产商竞相争抢的对象。智能家居的引入，增大了楼盘的卖点，同时也使消费者能以更优惠的价格坐享智能家居的智能化、自动化、安全化、舒适化的服务。3、厂商积极参与智能家居的构建。智能家居行业的迅猛发展，为自动化电子器械的生产商提供了商机，各个商家纷纷瞄准智能家居这一潜在市场，对企业产品进行结构和技术调整，加入智能家居控制功能。如可视电话、网络家电、智能照明、布线音响等产品，均不断调整产品性能，以满足智能家居的市场需求。4、消费者对智能家居的需求逐渐扩大。消费者从多种渠道了解到智能家居的相关信息及其提供的服务，对其产生极大兴趣的人数逐渐递增。消费者已经从口头探讨的观望着，变为直接安装的使用者，多数人已选择安装方便的智能家居产品直接将家里升级至智能屋；也有人选择直接购买带有智能家居系统的房子；无论消费者通过什么方式去选择智能家居产品，这都说明了智能家居已经不再遥不可及，成为人们关注的一个亮点。

（二）智能家居发展的不利因素。1、行业内缺乏统一规范标准。发达国家智能家居的概念提出较早，已经逐步形成较为完善的行业标准，在通信技术和网络技术发展的推动下，建筑行业和IT行业之间的合作逐渐深化，推动了智能家居的发展。我国建筑行业、信息行业对建筑小区定位不同，行业之间的管辖权之争严重影响了智能家居的发展。行业内缺乏统一的规范标准，市场上的产品互不兼容，直接影响用户的使用，给厂商带来困恼的同时，也限制了智能家居的发展。2、行业之间的合作难度较大。智能家居是需要安防、家电、IT、系统集成商之间密切合作，如一台接入互联网的智能电冰箱，当内部食物存储不足时，可通过网络向商场或超市发出采购信息，以便享受足不出户带来的便捷。而我国当前现状是，各行业厂商在市场经济残酷竞争压力下和经营理念落后的情况下，仅关注企业自身的利益和发展。不同行业之间的合作难度较大，增加了智能家居的发展难度。3、智能家居成本高。智能家居需要复杂的综合布线，专业的调试和高成本的维修，无论是开发商还是用户难以接受智能家居带来的高成本，因此开发商为了解决建设成本，选用性能较低，功能不全的产品；用户也仅仅关注安防报警、灯光控制以及空调控制等基本功能需求，这就造成了智能家居功能华而不实的弊端，影响其进一步改进。

二、智能家居未来发展趋势

虽然智能家居当前发展形势较为缓慢，且存在一系列需要解决的问题，但其智能化、远程可控的优点决定其具有良好的发展前景。智能家居未来发展趋势应以实用为本，为用户提供安全舒适环境的同时，为用户节约各种能源。

（一）安防方面。1、防盗报警功能。家庭安防功能是居民对智能家居的首要要求，防盗报警功能可通过智能家居控制器，接入各种红外探头门磁开关，并根据需要随时布防撤防。当家庭智能终端处于布防状态时，红外探头探测到家中有人走动，就会自动报警，并通过蜂鸣器和语音实现本地报警，同时将报警信息传到物业保安中心，同时自动拨号到主人的手机或办公室电话上。2、防火报警功能。智能家居防灾报警功能是通过接入烟雾探头、瓦斯探头和水浸探头，全天候24小时监控可能发生的火灾、煤气泄漏和溢水漏水，并在发生报警时联动关闭气阀、水阀，为家庭构建坚实的安全屏障。

3、求助报警功能。智能家居的求助报警功能通过智能家居控制器接入各种求助按钮，使得家中的特殊用户，如小孩或老人在遇到紧急情况时，通过启动求助按钮快速进行现场报警和远程报警，及时获得各种救助，避免安全事故的发生，降低用户的各种损失。

（二）智能家居的远程控制功能。1、定时控制功能。智能家居的定时控制功能是通过无线遥控器或液晶控制面板操作，预先设计家电的定时启动、停止计划。例如，利用夜间电费比白天便宜的情况，实施热水器定时开启的设备运行计划，达到节约电费的目的。2、远程控制功能。智能家居远程控制功能是利用电话或手机，在办公室或其它地点进行远程控制家庭电器开关及安防系统布撤防等；通过组建家庭的监控网络系统中的监控设备，对家庭安全进行监视和控制，甚至可以实现在办公室通过互联网看到家中的图像或与家中的人员进行对话。

（三）智能家居的便捷化。智能家居便捷化功能将为用户提供更为舒适的生活环境。如短信收发功能是通过液晶控制面板显示接收网络短消息，也可通过手机接收智能家居控制器发送的状态信息，并向其发回各种控制指令；通过与小区智能系统的联网，轻松实现三表远传、一卡通等智能化服务。

三、总结

随着人们生活水平的提高及对家居功能的需求不断增加，利用智能家居平台还可以扩展更多的生活服务和健康服务，智能家居的功能将会越来越丰富化、实用化、低成本化，其未来的发展前景不可限量。

参考文献：

[1]康祥。浅谈我国智能家居的现状及发展趋势[J]. 中国科技信息，2014，08：121-122.

智能家居设计论文篇十

论文关键词：ZigBee，智能家居系统，远程监控，GPRS

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1 引言

智能家居网络系统是将家庭中各种与信息有关的通讯设备、家用电器、家用保安装置等设备通过家庭总线技术联网，进行有效控制和信息交换，同时将家庭网络与互联网相连，利用远程监控系统，实现对家居的远程控制。目前应用于智能家居系统的无线连接技术有红外方式的IrDA，无线局域网方式的IEEE802.11系列，家庭射频技术的HomeRF，蓝牙技术的IEEE802.15.1，ZigBee技术的IEEE802.15.4，由802.15.3a标准制定的UWB技术等。家庭中墙壁等障碍物会阻碍电磁波的传输，导致红外，无线局域网传输方式网络性能下降；HomeRF技术标准与802.11b不兼容并占据与802.11b和Bluetooth相同的2.4GHz频率段，在应用范围上有很大局限性；蓝牙和UWB技术传输距离短不可能大规模应用于家居控制网络中；ZigBee作为一种新兴的短距离无线通信技术，其低成本，低功耗，低速率等特性很适合应用于智能家居网络系统中。

2 ZigBee技术应用于智能家居现状分析

ZigBee是一种新兴的基于IEEE 802.15.4标准的近距离、低成本、低功耗、低速率无线通信技术。它主要工作在无须注册的2．4GISM频段，传输范围在10～75m远程监控，典型距离为30m。ZigBee联盟成立于2002年8月，由英国Invensys公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司及荷兰飞利浦半导体公司组成，如今已吸引了上百家芯片公司、无线设备公司和开发商的加入。ZigBee联盟负责制定网络层及以上层协议。[1]

国际上对智能家居网络的研究起源于20世纪70年代，主要集中在发达国家，如美国、日本以及欧洲的德国、英国和法国等。我国对智能家居的研究比较晚，从智能家居开始兴起到现在也才经历了六七年的时间。

当前市场上有已经成型的基于ZigBee的智能家居产品，如采用ZigBee无线通信技术先驱者的美国智慧宅智能家居-control4、支持多种通讯协议的中讯威易智能家居、全球首款ZigBee智能家居系统生产商波创科技等。他们的产品主要是利用ZigBee无线传输技术实现。

3 ZigBee应用于智能家居系统网络架构

考虑到家庭网络中设备比较多，需要可以容纳很多节点的网络，ZigBee网络的大容量特性可以满足；而且家中电器设备等不需要很快的速度而且要求成本低，ZigBee低功耗和低成本的特性可以满足这种需求；家庭安全性方面非常重要，ZigBee网络提供的三级安全模式很好的做到了这一点论文服务。基于以上特点，ZigBee技术非常适合应用于智能家居系统中。

按数据传递的范围，智能家居系统可划分为外网，网关和内网三个部分。网关负责不同网络间数据的传输，而外网一般是远程控制家居电器设备的网络，大体分为三种模式，分别是通过Internet网络访问控制，通过手机终端访问控制和通过电话线远程访问控制。内网一般使用有线或无线网络，但由于有线布线的不方便，现在一般家庭内网都使用无线接入方式。智能家居整个系统结构图如下：

图一：智能家居系统结构图

从左到右依次为外网，网关和内网。

3.1 外网远程控制系统

智能家居远程控制系统主要有三种方式，如上所述，分别是Internet网络访问控制，手机终端访问控制和电话线远程访问控制。目前市场上主要是以手机和Internet控制为主，随着手机逐渐代替了家用电话，使用电话线远程访问逐渐被其他两种方式所取代。

3.1.1 手机远程网络控制

手机远程网络控制使用GSM，GPRS以及UMTS(3G)三种协议类型，GPRS是2G向3G过渡的中间产品即2.5G，有可能被发展迅速的3G所取代，但目前GPRS网络手机用户还是占大多数，取代的过程必定会很长，而GSM网络属于第二代(2G)移动电话系统，因此现阶段通过手机远程控制可以选择GPRS和UMTS两种协议类型。

3.1.2 Internet远程网络控制

Internet网络远程控制使用有线和无线两种控制方式，有线方式有光纤通信，双绞线通信等，在家居系统中要考虑成本的问题远程监控，一般都倾向双绞线通信，无线方式有无线局域网(WLAN),WiFi等，目前使用WiFi无线通信偏多[4], 由于WiFi技术的不受布线约束等的优势，因此很适合智能家居系统的需求，它使智能家居系统的内网与Internet连接更便捷。[3]

3.2 家庭网关控制系统

家庭网关主要负责外网与内网的通信，网关提供多种不同接口，如对内网的无线接口，对外网的模块接口等，主要有RS232,RS485，UART等多种接口形式。家庭网关通过这些接口可以很好的和内网、外网进行通信，从而为外网的远程控制家中电器提供了一个很好的平台。

3.3 ZigBee家庭内网控制系统

ZigBee网络有三种拓扑结构，星型网络，网状网络和树型网络，星型网络适合小规模，低复杂度的家居应用系统，网状网络有很高的适应性和容错率，但是比较复杂，树型网络特点在星型网络和网状网络之间，家居网络一般使用星型拓扑结构比较多。

家居电器等终端设备通过相应的传感器设备与主机系统进行通信，比如说烟雾传感器，若感测到得烟雾浓度超过了设定的上限，也就是有火灾，则会将信息发送到控制主机，告诉主机烟雾超标，主机系统则将相应的信息发送到相应的ZigBee模块终端，再由该终端执行相应的操作。

若有的家居设备不能通过传感器的感测来操作，如窗帘的开关，那就将该设备与能通过传感器感测来操作的设备绑定，比如说窗帘和灯光传感器，窗帘没有相应的传感器，而灯光可以通过感知光线的强度来决定是变暗还是关闭，此时将窗帘和灯光传感器绑定，灯光暗则关窗帘，灯光强则打开窗帘。窗帘由于没有相应的传感器，可以通过智能开关和灯光传感器通信。

ZigBee网络中有两种节点远程监控，全功能节点(FFD)和精简功能节点(RFD)，FFD相当于网络的中心协调器，可以与任何终端节点或相邻FFD节点进行通信，但RFD只能与FFD通信，终端节点间不能通信。

4 智能家居控制系统

基于以上对智能家居系统结构的分析，现提出如下智能家居系统控制图：

图二：智能家居系统控制图

该系统控制图主要结合目前使用最多的两种方式，手机和电脑远程控制方式。系统提供与小区物业管理系统的接口，可以使整个系统的管理，控制更加方便，便捷，远程使用手机和电脑终端监控家居设备的使用情况及控制设备的使用，如窗帘的开关，灯的变暗、亮等。室内使用智能遥控器控制家用设备的布防撤防等工作。如通过遥控器拉开窗帘的同时使灯变暗或关闭，遥控器发送打开窗帘的命令，通过智能家居系统的处理，并通过ZigBee协调器转换成家电设备可以识别的协议类型数据，经过ZigBee无线网络通知家电设备执行相应的操作。

硬件平台主要是控制器，是实现家庭监控的主要控制中心，例如以ARM9(S3C2440)芯片为主要平台，硬件图如下：

图三：智能家居硬件示例图

ZigBee模块选CC2480作为网络的协调器，由于其低功耗，低成本等特性完全满足家庭无线网络低功耗的要求。GPRS模块由主机模块，SIM卡接口，音频和射频电路构成，采用SIM300芯片实现。通过AT命令完成对该模块的操作，实现短消息的收发。S3C2440借助TTL接口与CC2480芯片通信，借助UART接口与SIM300芯片通信论文服务。SIM300通过GPRS网络与手机进行双向短信收发。S3C2440芯片通过RS485接口与小区网络相连，通过以太网与PC相连。控制器有以太网接口，配合控制器上的Web程序，用户可通过Internet实现家庭住宅监控。

该控制器的设计提供了多种接口的接入，使家居更具智能化，同时通过手机收发短信进行通信，即方便又实用。

5 ZigBee在智能家居中的应用前景

智能家居的应用领域主要包括：家庭安防系统、自动空调系统的自动温控、照明和窗帘之类的远程控制等。到目前为止，ZigBee还存在着一些问题阻碍着它的推广，首先是ZigBee 芯片的价格还比较高，其次是在功耗方面，市场上ZigBee 模块使用电池供电远未达到协议中设计的理想年限。但是，ZigBee 技术有效地解决了蓝牙技术的高成本和高能耗缺点，这使得它在智能家居系统中的应用前景无疑将非常广泛。正如一家市场调研机构ABI Reserch对ZigBee技术持有非常乐观的态度的一样。该公司的一份预测数据显示，2005年到2012年，ZigBee市场的年均复合增长率为63%远程监控，而到2012年ZigBee市场份额将达3.5亿。目前国际上智能家居领域专家们的共识是，ZigBee技术在智能家居中的应用将不可阻挡，但是多种无线技术并存的局面将会持续比较长的时间，能否完全取代其它技术，成为智能家居领域的首选，还要多方面的共同努力，进一步完善技术，加快标准化的脚步。

6 结束语

随着社会的快速发展，人们生活水平不断的提高，以后家庭朝着智能化的趋势将势不可挡，相信随着无线通信技术标准化和家庭网络国际标准的统一，智能家居产品必将走进千家万户。本文主要通过分析智能家居的系统组成，提出了基于ARM9芯片的控制器，可以实现多种模块的接入，使家居更具智能化，同时通过手机收发短信进行通信，即方便又实用。

相信在不远的将来，因为这种技术的强应用性，会有越来越多由ZigBee技术延伸的设备投入应用，必将极大的改善我们的生活。

导师简介：黄晓霞副教授计算机网络，嵌入式

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以上内容就是壶知道为您提供的10篇《智能家居论文》，希望可以对您的写作有一定的参考作用。

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