智能家居論文范文

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篇1

智能家居（SmartHome）是以家為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖ⒆詣?dòng)化，智能化于一體的高效、舒適、安全、便利的家居環(huán)境。家居智能化技術(shù)起源于美國，最具代表性的是X-10技術(shù)，通過X-10通信協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備便可實(shí)現(xiàn)資源的共享。因其布線簡單、功能靈活，擴(kuò)展容易而被人們廣泛接受和應(yīng)用。至今，X-10技術(shù)產(chǎn)品的銷售已超過兩億個(gè)，僅在美國一個(gè)國家，便有超過600萬個(gè)家庭在使用。自動(dòng)化的智能家居不再是一幢被動(dòng)的建筑，相反，成了幫助主人盡量利用時(shí)間的工具，使家庭更為舒適、安全、高效和節(jié)能。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，特別是無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化智能家居系統(tǒng)可提供遙控、家電（空調(diào)，熱水器等）控制、照明控制、室內(nèi)外遙控、窗簾自控、防盜報(bào)警、電話遠(yuǎn)程控制、可編程定時(shí)控制及計(jì)算機(jī)控制等多種功能和手段，使生活更加舒適、便利和安全。

2.智能家居中的總線技術(shù)

要實(shí)現(xiàn)家居的智能化，就必須實(shí)現(xiàn)家居的網(wǎng)絡(luò)化，使家居內(nèi)的大部分電器設(shè)備能夠通過一定的方式連入網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)這些設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)控制。家居電器的上網(wǎng)實(shí)質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)最后接入的1公里之內(nèi)的問題，此類問題要求網(wǎng)絡(luò)可靠性高、信心量少，多個(gè)設(shè)備之間的互操作性強(qiáng)。就智能家居而言，如何把結(jié)構(gòu)和性能不一的電器設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，如何能夠?qū)崿F(xiàn)這些設(shè)備的相互通信是在構(gòu)建智能家居時(shí)主要考慮的問題，所以說，智能家居的關(guān)鍵技術(shù)其實(shí)就是網(wǎng)關(guān)技術(shù)和總線技術(shù)。文章主要討論的是其中的總線技術(shù)。

總線技術(shù)在智能家居行業(yè)當(dāng)中，目前可以算是應(yīng)用最為廣泛的一種技術(shù)手段。在總線技術(shù)下生成的智能家居系統(tǒng)，最大的特點(diǎn)是具有可擴(kuò)展性，工程安裝也不是很復(fù)雜。由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新生成許多總線協(xié)議下的智能家居系統(tǒng)的價(jià)格也不是很高，目前市場的銷售情況也很不錯(cuò)。

智能家居中的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)通過系統(tǒng)總線來實(shí)現(xiàn)家居燈光、電器及報(bào)警系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)以及信號(hào)傳輸，采用分散型現(xiàn)場控制技術(shù)，控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各功能模塊只需要就近接入總線即可，布線比較方便。一般來說，現(xiàn)場總線類產(chǎn)品都支持任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的布線方式，即支持星型與環(huán)狀結(jié)構(gòu)走線方式。燈光回路、插座回路等強(qiáng)電的布線與傳統(tǒng)的布線方式完全一致。"一燈多控"，在家庭應(yīng)用比較普遍，以往一般采用"雙聯(lián)"、"四聯(lián)"開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，走線復(fù)雜而且布線成本高。若通過總線方式控制，則完全不需要增加額外布線。是一種全分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其產(chǎn)品模塊具有雙向通信能力，以及互操作性和互換性，其控制部件都可以編程。典型的總線技術(shù)采用雙絞線總線結(jié)構(gòu)，各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以從總線上獲得供電（24V/DC），亦通過同一總線實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間無極性、無拓?fù)溥壿嬒拗频幕ミB和通信，最高的信號(hào)傳輸速率和系統(tǒng)容量則分別為10KBPS和4G，完全能夠滿足現(xiàn)代智能家居的需要。

3.主要的總線技術(shù)比較

目前，國際上家庭總線的標(biāo)準(zhǔn)主要有以下幾種：前述的X-10，日本的家庭總線(HomeBus)，歐洲標(biāo)準(zhǔn)安裝總線(EIB)和BatiBus，美國Echelon公司的LonWorks，HP公司的IRDACONTRAL等。其中，最受業(yè)界關(guān)注，應(yīng)用最廣的是X-10、LonWorks和消費(fèi)總線（CEBus）這三種。

3.1X-10技術(shù)

X-10技術(shù)是世界上最早出現(xiàn)的，也是最簡單的智能家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它的出現(xiàn)標(biāo)志著家居智能化技術(shù)的成熟。在智能家居20多年發(fā)展過程中，X-10技術(shù)得到了極大的應(yīng)用。它在美國的發(fā)展已經(jīng)25年的歷史了，到目前為止美國的X-10用戶已經(jīng)達(dá)到1000萬以上，X-10控制規(guī)格已成為當(dāng)今美國家庭自動(dòng)化控制規(guī)格的主要領(lǐng)導(dǎo)者。歐洲版的X-10發(fā)展也相當(dāng)迅速并得到普及，漸漸的，這一技術(shù)開始進(jìn)入亞洲。可以說，X-10是二十世紀(jì)最具代表性的家庭智能自動(dòng)化產(chǎn)品。

X-10采用電力線作為其網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)，系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備直接掛在電力線上就可以相互通信，X-10技術(shù)基于X-10協(xié)議，由發(fā)射器發(fā)出X-10控制信號(hào)，通過現(xiàn)有電力線網(wǎng)轉(zhuǎn)輸X-10信號(hào)到接收器，然后由接收器再對(duì)各燈具、用電器等用電設(shè)備進(jìn)行控制。

但X-10采用的是電力線通信方式，容易受到干擾，系統(tǒng)的抗干擾性能比較差，且尋址空間小，對(duì)模擬量支持不夠，只能提供非常有限的功能。如果只要求這些有限功能，使用X-10可能是很合算的，但在需求日益豐富的今天，X-10有逐漸被取代的趨勢。

3.2LonWorks

LonWorks是美國Echelon公司于1991年推出的，LonWorks技術(shù)為設(shè)計(jì)、創(chuàng)建、安裝和維護(hù)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)方面的許多問題提供解決方案：網(wǎng)絡(luò)的大小可以是兩個(gè)到32385個(gè)設(shè)備，并且可以適用于任何場合。LonWorks提供從收發(fā)器到協(xié)議到軟件API的一個(gè)完整的、端到端的控制網(wǎng)絡(luò)解決方案。

LonWorks網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的通信是采用一種稱為LonTalk的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)語言實(shí)現(xiàn)的。LonTalk協(xié)議由各種允許網(wǎng)絡(luò)上不同設(shè)備彼此間智能通信的底層協(xié)議組成。LonTalk協(xié)議提供一整套通信服務(wù)，這使得設(shè)備中的應(yīng)用程序能夠在網(wǎng)絡(luò)上同其他設(shè)備發(fā)送和接收?qǐng)?bào)文而無需知道網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或者網(wǎng)絡(luò)的名稱、地址，或其他設(shè)備的功能。LonWorks協(xié)議能夠有選擇地提供端到端的報(bào)文確認(rèn)、報(bào)文證實(shí)和優(yōu)先級(jí)發(fā)送，以提供規(guī)定受限制的事務(wù)處理次數(shù)。對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)的支持使得遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理工具能夠通過網(wǎng)絡(luò)和其他設(shè)備相互作用，這包括網(wǎng)絡(luò)地址和參數(shù)的重新配置、下載應(yīng)用程序、報(bào)告網(wǎng)絡(luò)問題和啟動(dòng)/停止/復(fù)位設(shè)備的應(yīng)用程序。LonWorks可以在任何物理媒介上通信，這包括電力線，雙絞線，無線（RF），紅外（IR），同軸電纜和光纖。

LonWorks也有其弱點(diǎn)，主要是價(jià)格太高，光電開關(guān)的體積太大，對(duì)此，Echelon公司開發(fā)了一個(gè)智能型收發(fā)器－－PL3120芯片組，其中整合了Echelon公司的PLT－22電力線實(shí)體層和8位的Neuron芯片核心，這使得LonWorks被越來越多的高級(jí)建筑所采用。

3.3CEBus

消費(fèi)總線（CEBus）起源于1984年美國電氣工業(yè)協(xié)會(huì)的消費(fèi)電器小組制定的家電互聯(lián)的規(guī)范，1992年，它被正式命名為CEBus規(guī)范(EIA600)。消費(fèi)總線出現(xiàn)后，迅速得到IBM、HONEYWELL、MICROSOFT、INTEL-LON、DEMOSYS、LUCENT、PHILIPS、SIEMEMTS等國際著名公司的支持，在智能住宅和住宅自動(dòng)化領(lǐng)域具有舉足輕重的影響。

消費(fèi)電子總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以是總線型、星型、樹型或混合型。總線中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的地位是平等的，不需要一個(gè)主控設(shè)備。對(duì)于多節(jié)點(diǎn)競爭訪問網(wǎng)絡(luò)資源的解決方法是采用沖突檢測和沖突解決，網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的控制關(guān)系通過綁定來實(shí)現(xiàn)，從而使整個(gè)家庭中的電器系統(tǒng)能成為一個(gè)智能的整體。

參照ISO的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議建議書，消費(fèi)電子總線可劃分為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。CEBus在應(yīng)用層定義了一種面向?qū)ο蟮摹?yán)格的設(shè)備描述語言CAL（CommonApplicationLanguage），簡稱公共應(yīng)用語言，其內(nèi)容涵蓋了家庭中可能擁有的家電。公共應(yīng)用語言采用了面向?qū)ο蟮姆椒ǎ讶我庖粋€(gè)家電設(shè)備按照功能分解成幾個(gè)預(yù)定義的對(duì)象模型。在面向?qū)ο蟮木幊陶Z言中，一個(gè)對(duì)象由數(shù)據(jù)和操作這些數(shù)據(jù)的函數(shù)組成。在消費(fèi)總線中，這些對(duì)象也由數(shù)據(jù)（稱為實(shí)例變量）和操作（稱為方法）組成，不同的設(shè)備可以采用相同的對(duì)象，用相同的方法操作，但是控制結(jié)果隨設(shè)備的不同而有不同的意義。

CEBus以其簡便的協(xié)議、日臻完善的技術(shù)正日益成為消費(fèi)電子設(shè)備互操作的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，CEBus通訊的低層功能已實(shí)現(xiàn)了芯片化，所以接入設(shè)備比較便宜。目前，市場上此類芯片有LM1893、ST7536、SSC-P485、CEWay-Ⅲ等。隨著載波通訊技術(shù)的進(jìn)一步成熟，CEBus將在儀器儀表、家庭自動(dòng)化、智能樓宇建設(shè)、智能小區(qū)建設(shè)以及工業(yè)廠區(qū)建設(shè)中得到更為廣泛的應(yīng)用。但由于CEBus接口技術(shù)比較復(fù)雜，價(jià)錢非常昂貴，因此CEBus在中國的應(yīng)用也不多見。

4.小結(jié)

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，智能家居技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注，是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的重點(diǎn)之一，而利用總線技術(shù)來實(shí)現(xiàn)智能家居又是智能家居技術(shù)發(fā)展的重要方向。文章中介紹的幾種主流總線技術(shù)都有各自的特點(diǎn)，就本項(xiàng)目而言，LonWorks網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，是我們以后研究的重點(diǎn)方向之一。

參考文獻(xiàn)

[3]張振川,孫琳琳.基于CEBus的家庭局域網(wǎng)絡(luò)物理層研究[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2004(25)2.

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篇2

（1）家居安全防盜報(bào)警對(duì)陌生人入侵、空調(diào)室外機(jī)被盜等情況及時(shí)發(fā)現(xiàn)，語音警告，短信通知主人。

（2）家居溫度濕度控制對(duì)環(huán)境的溫濕度測量監(jiān)控，并在設(shè)置的相應(yīng)模式下進(jìn)行報(bào)警等。

（3）家居氣體質(zhì)量監(jiān)測空氣質(zhì)量、有害氣體檢測，火災(zāi)等室內(nèi)參數(shù)檢測，并在設(shè)置的相應(yīng)模式下進(jìn)行報(bào)警等。

（4）家居遠(yuǎn)程無線控制存在安全隱患時(shí)，如主人外出時(shí)忘記關(guān)閉煤氣閥門或家中用電設(shè)備等，立刻通過GSM模塊發(fā)送短信通知主人。

2方案設(shè)計(jì)

2.1整體方案框圖

本系統(tǒng)采用51平臺(tái)，系統(tǒng)主控制器由STC公司的15F2K61S2單片機(jī)構(gòu)成，顯示模塊為液晶LCD12864，無線通信模塊為SIM800E，由15F2K61S2單片機(jī)通過各種傳感器數(shù)據(jù)的采集，從而根據(jù)系統(tǒng)程序的設(shè)定完成數(shù)據(jù)的處理、各模塊的通信和控制等。

2.2硬件設(shè)計(jì)

（1）家居安全防盜報(bào)警當(dāng)家中有人時(shí)，在門上設(shè)置電磁開關(guān)、在窗戶玻璃設(shè)置探測器、紅外探測設(shè)備、紅外人體感應(yīng)模塊、聲光報(bào)警器、視頻監(jiān)控設(shè)備等，當(dāng)家人出門后，防盜報(bào)警設(shè)備均開啟設(shè)防。當(dāng)有非法侵入時(shí)，觸發(fā)人體感應(yīng)傳感器，家庭控制器發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，并且在12864液晶屏上面顯示報(bào)警，同時(shí)通過GSM短信通知家人及小區(qū)物業(yè)管理部門，另外，通過程序可設(shè)定報(bào)警裝置的等級(jí)和報(bào)警器的靈敏度。

（2）家居溫度濕度控制包含溫度傳感器、濕度傳感器。可以獲得環(huán)境的溫度、濕度。為了獲得精確的濕度、氣壓和溫度數(shù)據(jù)，我們分別選用了DHT11濕度傳感器和DS18B20溫度傳感器，DHT11濕度模塊也可以輸出溫度數(shù)據(jù)，但是精度較差，為此我采用DS18B20溫度傳感器進(jìn)行溫度的采集，電路連接圖如圖4。

（3）家居氣體安全監(jiān)測當(dāng)室內(nèi)有害氣體超過正常標(biāo)準(zhǔn)時(shí),它將通過傳感器向主控制器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。因?yàn)橛泻怏w分布不同，密度大于空氣的氣體，感應(yīng)器放在氣體源的下方。密度小于空氣的氣體，感應(yīng)器放在氣體源的上方，則在家里設(shè)置多個(gè)有害氣體傳感器作為檢測源，例如：當(dāng)采集到煤氣泄露時(shí)，聲光報(bào)警啟動(dòng)。綜合考慮，選擇MQ-2氣體傳感器，當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。MQ-2氣體傳感器對(duì)液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對(duì)天然氣和其它可燃蒸汽的檢測也很理想，這種傳感器可檢測多種可燃性氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器，而MQ-2傳感器已經(jīng)封裝成模塊，使用起來更加便捷設(shè)計(jì)要求符合。（圖5）

（4）家居遠(yuǎn)程無線控制遠(yuǎn)程無線控制采用SIM800E，模塊的工作電壓為3.3—5.5V,可以工作在EGSM900MHz和DCS1800MHz兩個(gè)頻段,所在頻段功耗分別為2w(900M)和1w(1800M)，GSM模塊具有基于GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的所有基本功能，模塊有AT命令集接口,支持文本和PDU模式的短消息、第三組的二類傳真、以及2.4k,4.8k,9.6k的非透明模式。對(duì)SIM800E的操作均采用AT指令，其包括GSM語音和短消息的控制。根據(jù)AT指令的GSM07.05標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)送或接受中文或中英文的混合短信息必須采用PDU模式，如果只是傳送英文和數(shù)字信息，采用TEXT模式，其工作流程圖如7所示。

3結(jié)束語

篇3

>> ZigBee在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用 ZigBee技術(shù)在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用 智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用 智能尋跡小車在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用 智能家居系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢 感應(yīng)開關(guān)在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用 智能家居系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用 ARM嵌入式系統(tǒng)在智能家居監(jiān)控中的應(yīng)用 智能家居系統(tǒng)在住宅電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與研究 嵌入式技術(shù)在智能家居控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 淺析智能家居系統(tǒng)在高端別墅中的應(yīng)用 ZigBee短程無線通訊技術(shù)在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用 淺談通信技術(shù)在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用 串口通信在智能家居監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用 智能家居在老人醫(yī)療中的應(yīng)用 淺談智能小區(qū)及智能家居系統(tǒng)應(yīng)用 基于Linux平臺(tái)的智能家居安防子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā) 現(xiàn)代智能家居系統(tǒng)構(gòu)建及綜合應(yīng)用 基于Linux的智能家居研究與實(shí)現(xiàn) 智能家居系統(tǒng)的應(yīng)用研究 常見問題解答 當(dāng)前所在位置：l HTTP/1.1

3.Web服務(wù)器響應(yīng)

客戶機(jī)向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求后,服務(wù)器會(huì)客戶機(jī)回送響應(yīng)。響應(yīng)消息包括狀態(tài)行、響應(yīng)頭、空行及實(shí)體內(nèi)容。在響應(yīng)報(bào)文中,包括協(xié)議版本號(hào)和應(yīng)答狀態(tài)碼,關(guān)于它自己的數(shù)據(jù)及被請(qǐng)求的文檔信息。

例如:HTTP/1.1 200 OK

Content-type: text/html

4.關(guān)閉連接

數(shù)據(jù)傳送完畢,雙方通過4次握手,結(jié)束TCP/IP連接。

結(jié)束語:

本文重點(diǎn)是通過了對(duì)Linux系統(tǒng)的具有針對(duì)性的裁剪,從而為智能家居的硬件而量身定制,然后在裁剪后的系統(tǒng)上添加網(wǎng)絡(luò)硬件的驅(qū)動(dòng),最后通過對(duì)TCP/IP協(xié)議棧有針對(duì)性的模塊化裁剪,在RAM芯片上嵌入了精簡的TCP/IP協(xié)議棧,實(shí)現(xiàn)了WebServer的功能。并且提供了遠(yuǎn)程控制的Web頁面,實(shí)現(xiàn)了家用電器的遠(yuǎn)程控制。

通過在計(jì)算機(jī)上雙機(jī)的模擬測試,可以實(shí)現(xiàn)在客戶機(jī)上瀏覽到由WebServer服務(wù)器為之提供的智能家居網(wǎng)頁。并且在Proteus軟件中可以實(shí)現(xiàn)頁面上的回控操作。

參考文獻(xiàn):

[1]范建華譯,W.Richard Stevens,TCP/IP詳解卷1,協(xié)議,北京,機(jī)械工業(yè)出版社,2000,4

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[3]王視聽,尹志宏.一種無線射頻收發(fā)模塊的應(yīng)用,電子技術(shù)應(yīng)用,2005,8

篇4

關(guān)鍵詞：Android；智能家居；Zigbee；智能網(wǎng)關(guān)程序

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： Smart home system has always been a global focus in the IT people and home appliance manufacturers. Smart home system based on Android was proposed and implemented. And， there were some related technologies to be introduced， for example： intelligent gateway program， Android users control program， Zigbee technology. How to design each module of this system are described in detail and the function display. The last， the system was tested on the handheld terminal， system operation is stable， the performance of the whole system is basically consistent with the expected goal， and has a high practical value.

Key words： Android； smart home； Zigbee； intelligent gateway program

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人類的生活水平在逐漸地改善和提高，而對(duì)家以及家居的理念也不斷更新，智能家居作為現(xiàn)代化家居的發(fā)展方向之一，在近年來得到了非常廣闊的發(fā)展的空間[1-3]。目前，智能家居系統(tǒng)已經(jīng)由原來以 PC 為控制中心轉(zhuǎn)向以嵌入式家庭智能網(wǎng)關(guān)為核心的嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域。家庭智能網(wǎng)關(guān)是智能家居系統(tǒng)的核心單元[4]，本文開發(fā)了一套基于 Android 平臺(tái)家庭智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)是家庭環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分，是連接家庭內(nèi)部 ZigBee 傳感器網(wǎng)絡(luò)與家庭外部網(wǎng)絡(luò)的橋梁。

1 關(guān)鍵技術(shù)

1.1 智能網(wǎng)關(guān)程序

智能W關(guān)程序是連接Android系統(tǒng)與ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的橋梁，運(yùn)行在Android系統(tǒng)的服務(wù)層，智能網(wǎng)關(guān)程序通過3G、WiFi、以太網(wǎng)等通信方式與Android用戶控制程序相連，然后將用戶控制程序發(fā)過來的指令通過串口發(fā)給ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器解析相應(yīng)的指令后發(fā)送給各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，以此來實(shí)現(xiàn)控制傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)備的功能。

智能網(wǎng)關(guān)程序執(zhí)行的流程圖如圖1所示。

1.2 Android用戶控制程序

智能物聯(lián)網(wǎng)的用戶控制程序運(yùn)行于Android系統(tǒng)應(yīng)用層，采用JAVA語言開發(fā)。用戶控制程序通過接收用戶的輸入操作，生成相應(yīng)的控制指令然后通過3G、WiFi、以太網(wǎng)或者藍(lán)牙等通信方式發(fā)送到智能網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)[5-6]。同時(shí)，用戶控制程序還可以接收智能網(wǎng)關(guān)程序發(fā)送過來的傳感器所采集的信息以及告警指令，這樣我們可以查看得到傳感器采集信息的情況，以及可以及時(shí)處理相關(guān)的警告。Android用戶控制程序框架如圖2所示。

1.3 ZigBee

Zigbee技術(shù)是一種傳輸速率低，傳輸距離近，低功耗、低復(fù)雜度、和低成本的近距離的無線組網(wǎng)通訊技術(shù)[7]。Zigbee的通訊距離可以從75米到幾百米、幾公里、甚至更遠(yuǎn)，是一種高度可靠的無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，可包括多達(dá)65000個(gè)無線數(shù)據(jù)傳輸模塊[8]。Zigbee網(wǎng)絡(luò)的主要目的就是為了去實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)傳輸，為此，它的基本要求就是高可靠性、簡單易用和低成本。Zigbee網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)既可以中轉(zhuǎn)由其它節(jié)點(diǎn)傳送的數(shù)據(jù)，也可以進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控和采集。除此，Zigbee的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)還可以無線連接那些不參與數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓铝⒌淖庸?jié)點(diǎn)。

2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)[9-10]

本系統(tǒng)主要包含五大功能模塊：信息采集功能模塊、燈光控制功能模塊、電器控制模塊、智能窗簾模塊、智能監(jiān)控模塊。

2.1 信息采集功能模塊

打開各個(gè)節(jié)點(diǎn)板（燒寫了溫濕度節(jié)點(diǎn)映像的CC2530節(jié)點(diǎn)板）上的電源開關(guān)，等待各個(gè)節(jié)點(diǎn)板的D6燈點(diǎn)亮，說明連網(wǎng)成功。我們觸摸打開SmartHome程序，如果Zigbee網(wǎng)絡(luò)搜索成功，可以看到智慧家庭主界面，如圖3所示。在信息采集圖像模塊中主要包括：光線感應(yīng)、溫濕度、空氣質(zhì)量、火焰監(jiān)測，如圖4所示。

2.2 燈光控制功能模塊

燈光控制模塊負(fù)責(zé)開啟或關(guān)閉家居的燈光，部分代碼實(shí)現(xiàn)如下：

if （v == this.btnRayOpen） {// 臥室燈，開啟按鈕

if （btnRay == 0） {

super.sendRequest（0x0002， new byte[] { 0x05， 0x02， 0x01 }）；// 開啟命令

btnRay = 0x01； // 標(biāo)識(shí)這盞燈的狀態(tài)，0斷開，1開啟

btnRayOpen.setClickable（false）；//設(shè)置開燈按鈕不可用

btnRayClose.setClickable（true）；//設(shè)置關(guān)燈按鈕可用

}

} else if （v == this.btnRayClose） {// 臥室燈，斷開按鈕

if （btnRay == 0x01） {

super.sendRequest（0x0002， new byte[] { 0x05， 0x02， 0x00 }）；// 斷開命令

btnRay = 0x00； // 狀態(tài)位置 0

btnRayClose.setClickable（false）；

btnRayOpen.setClickable（true）；

}

}

上述代碼是開啟或關(guān)閉臥室燈的，同理，客廳、嬰兒房、衛(wèi)生間燈光的代碼與其類似。

2.3 電器控制模塊

觸摸打開電器控制圖標(biāo)，可以看到電器控制情況。觸摸打開各個(gè)房間下面的“開”按鈕，可以看到繼電器板子上相關(guān)的小燈點(diǎn)亮，如圖5所示，如果繼電器另一端連接著真實(shí)的電器，可以看到相關(guān)的電器開始工作。

2.4 智能窗簾模塊

智能窗簾模塊需要通過讀取參數(shù)響應(yīng)窗簾開啟、斷開的狀態(tài)，主要代碼如下：

if （cmd == 0x8001 && dat[0] == 0） {// 讀參數(shù)響應(yīng)

for （int i = 1； i < dat.length； /* i+=2 */） {

pid = Tool.builduInt（dat[i]， dat[i + 1]）；

i += 2；

if （pid == 0x0802） {

btnC = dat[i]；

if （btnC == 0） { // 窗簾斷開狀態(tài)

btnOpen.setBackgroundResource（R.drawable.on01）；

btnClose.setBackgroundResource（R.drawable.off02）；

} else { // 窗簾開啟狀態(tài)

btnOpen.setBackgroundResource（R.drawable.on02）；

btnClose.setBackgroundResource（R.drawable.off01）；

}

} else { return； }

}

}

2.5 智能監(jiān)控模塊

該模塊可以在用戶的 Andriod 手機(jī)或平板電腦上顯示家里攝像頭拍攝到的家里實(shí)時(shí)監(jiān)控圖像。

將模擬攝像頭電源接好，并插入s210x開發(fā)板上的JVC1的VIN1端口，點(diǎn)擊智能監(jiān)控圖標(biāo)可以看到當(dāng)前的攝像頭的監(jiān)視畫面，如圖6所示。

3 智能家居平臺(tái)控制操作

（1）把協(xié)調(diào)器模塊插到s210x節(jié)點(diǎn)板的Zigbee的兩排插槽中，然后打開協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的電源開關(guān)。

（2）確認(rèn)一下JUART的跳線是設(shè)置為Zigbee的狀態(tài)，然后開啟s210x實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的電源，打開Android應(yīng)用程序的面板，找到Android用戶控制程序，即SmartHome程序，并觸摸打開SmartHome應(yīng)用程序。

（3）如果W關(guān)部分移植成功，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)已經(jīng)下載好相關(guān)的程序，我們可以在物聯(lián)網(wǎng)綜合演示實(shí)驗(yàn)的界面上可以一次看到Toast信息：“正在搜索Zigbee網(wǎng)絡(luò)…127.0.0.1”、“網(wǎng)絡(luò)搜索結(jié)束”。

（4）按下s210x實(shí)驗(yàn)平臺(tái)屏幕下方的MENU按鍵，會(huì)彈出相關(guān)的菜單選項(xiàng)。其中“設(shè)置”內(nèi)容是默認(rèn)的Zigbee網(wǎng)關(guān)地址和視頻監(jiān)控地址。“搜索網(wǎng)絡(luò)”選項(xiàng)可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行搜索。“關(guān)于”是ZigBeen網(wǎng)絡(luò)信息。

4 結(jié) 論

綜上所述，基于Android的智能家居系統(tǒng)，極大地提高了人們的生活質(zhì)量，其功能不再僅限于簡單的設(shè)備控制和查詢，而是可以在一部手機(jī)上實(shí)現(xiàn)日常生活中的各項(xiàng)事務(wù)。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能家居在國內(nèi)的推廣和發(fā)展，利用Android手機(jī)作為智能家居手持終端的應(yīng)用開發(fā)將越來越具有商業(yè)價(jià)值和市場前景，在開發(fā)技術(shù)上也會(huì)越來越成熟[11]。

參考文獻(xiàn)

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[11]Zualkeman， I.A.A1-Ali， A.Jabbar， M.A.Zabalawi，

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篇5

關(guān)鍵詞：ZigBee；家庭網(wǎng)關(guān)；智能家居系統(tǒng)

傳感器網(wǎng)絡(luò)[1]、無線通信技術(shù)以及家庭計(jì)算機(jī)是智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。智能家居是在家居設(shè)備數(shù)字化的前提下，以家庭網(wǎng)絡(luò)化為基礎(chǔ)達(dá)到家庭智能化的目標(biāo)。家庭內(nèi)部組網(wǎng)是將一個(gè)個(gè)家居子系統(tǒng)互聯(lián)起來形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備節(jié)點(diǎn)間的信息交換和資源共享，使得智能家居系統(tǒng)成為一個(gè)有機(jī)的整體，本文從應(yīng)用角度闡述了基于ZigBee無線通信技術(shù)的智能家居系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)意義。

1 ZigBee技術(shù)

ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低速率、低功耗、低成本、高可靠性的雙向無線通訊技術(shù)。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的靈活安裝及可移動(dòng)性特點(diǎn)，使其越來越多地被應(yīng)用于智能系統(tǒng)中。現(xiàn)有的無線通信技術(shù)主要有藍(lán)牙、WiFi等，ZigBee 無線通信與它們相比如表1所示。

表1 ZigBee、Bluetooth和Wi-Fi比較

技術(shù)指標(biāo) ZigBee 藍(lán)牙 Wi-Fi

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 64000 7 32

傳輸速率（Mbit/s） 250 1 1

能耗 低 較高 高

工作頻率（GHz） 2.4 2.4 2.4

通信距離（m） 10-75 10 100

2 智能家居系統(tǒng)

與傳統(tǒng)家居系統(tǒng)孤立、靜態(tài)、被動(dòng)的特性相比，智能家居有三大優(yōu)勢：第一，是一個(gè)有機(jī)的整體。將家庭內(nèi)部各子系統(tǒng)之間聯(lián)系起來，并使家庭與外界聯(lián)系起來；第二，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)。如人們忘記關(guān)窗，每逢刮風(fēng)下雨便會(huì)擔(dān)心，如果窗戶能夠動(dòng)態(tài)的感應(yīng)到天氣變化，刮風(fēng)下雨時(shí)可以自動(dòng)關(guān)閉，人們便不會(huì)有這樣的擔(dān)心；第三，是一個(gè)能動(dòng)的系統(tǒng)。系統(tǒng)不只是被動(dòng)的接收控制指令，同時(shí)還會(huì)根據(jù)環(huán)境的變化和用戶的習(xí)慣喜好自動(dòng)做出相應(yīng)的調(diào)整，從某種程度上體現(xiàn)出智能性。

智能家居系統(tǒng)一般包括3個(gè)部分，即家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、家庭外部網(wǎng)絡(luò)以及家庭網(wǎng)關(guān)[2]。用戶可以利用智能終端、個(gè)人電腦等通過互聯(lián)網(wǎng)、3G、GPRS等網(wǎng)絡(luò)登錄到家庭網(wǎng)關(guān)，進(jìn)而通過家庭控制器（協(xié)調(diào)器）利用無線射頻技術(shù)控制設(shè)備節(jié)點(diǎn)并接受來自設(shè)備節(jié)點(diǎn)傳感器的信息。組建家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)使家里的電器、數(shù)字設(shè)備等聯(lián)系起來，配置相應(yīng)的協(xié)議使得各設(shè)備節(jié)點(diǎn)之間可以進(jìn)行信息交換和資源共享。智能家居系統(tǒng)的總體架構(gòu)如圖1所示。

2.1 家庭網(wǎng)關(guān)的作用

家庭網(wǎng)關(guān)是用來實(shí)現(xiàn)基于ZigBee協(xié)議體系構(gòu)建的家庭無線網(wǎng)絡(luò)與外部的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)、GPRS、3G之間的不同協(xié)議轉(zhuǎn)換的，完成不同網(wǎng)絡(luò)體系的互聯(lián)。從整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上看，家庭網(wǎng)關(guān)是家庭內(nèi)部無線網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的連接點(diǎn)。

2.2 分布式家庭控制網(wǎng)絡(luò)

在構(gòu)建家庭網(wǎng)絡(luò)的過程中采用基于ZigBee技術(shù)的分布式控制網(wǎng)絡(luò)[3]。在這種網(wǎng)絡(luò)中具有兩個(gè)以上的控制器，這些控制器在網(wǎng)絡(luò)中扮演著同樣重要的地位，可指定其中的一個(gè)控制器作為總的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)者。因?yàn)楦鱾€(gè)控制器是平等的且每個(gè)控制器都有自己一定有限的工作范圍，所以當(dāng)一個(gè)控制器因故障無法正常工作的時(shí)候，只是影響了它管轄下的本地設(shè)備及相關(guān)的一些非本地設(shè)備的工作，不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)陷入癱瘓而無法工作的狀態(tài)。這既是分布式控制網(wǎng)絡(luò)最突出的優(yōu)點(diǎn)，也是非常符合智能家居控制的特性。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)主要包括家庭網(wǎng)關(guān)和各設(shè)備節(jié)點(diǎn)應(yīng)用模塊的設(shè)計(jì)。

3.1 家庭網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)

網(wǎng)關(guān)的硬件設(shè)計(jì)是以 MPC850微處理器為核心構(gòu)建的，根據(jù)智能家居的實(shí)際需求實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)、RS485、USB 接口、RS232 等。具體的電路不同模塊的設(shè)計(jì)包括Flash內(nèi)存設(shè)計(jì)、串行接口設(shè)計(jì)、復(fù)位電路設(shè)計(jì)、時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)、USB接口設(shè)計(jì)和電源設(shè)計(jì)等部分。由于Flash和Boot ROM分別采用16位和8位口，Boot ROM連接WE0、Flash連接WE1。可通過RESET進(jìn)行復(fù)位，系統(tǒng)上電時(shí)復(fù)位Flash和Boot ROM。以太網(wǎng)MAC采用MPC850模塊的 SCC2。系統(tǒng)上包括以下幾種復(fù)位源：MPC850內(nèi)部復(fù)位、調(diào)試口復(fù)位、復(fù)位按鈕復(fù)位、主電源復(fù)位。家庭網(wǎng)關(guān)是5V直流電源供電，當(dāng)設(shè)備需要3.3V電源時(shí)，通過DC-DC將5V轉(zhuǎn)換為3.3V。

3.2 各設(shè)備節(jié)點(diǎn)應(yīng)用模塊的設(shè)計(jì)

采用盛方SF-CC2430模塊進(jìn)行。SF-CC2430模塊采用了德州儀器（TI）ZigBee射頻芯片CC2430-F128，片上集成了高性能8051內(nèi)核、ADC、USART等，同時(shí)支持 ZigBee協(xié)議棧。本文以窗簾自動(dòng)化控制為例，簡單介紹各設(shè)備節(jié)點(diǎn)應(yīng)用模塊的設(shè)計(jì)。該模塊實(shí)現(xiàn)窗簾的自動(dòng)控制功能，如圖2所示。通過家庭控制器（協(xié)調(diào)器）主節(jié)點(diǎn)將來自于上位機(jī)（智能終端、PC）的步進(jìn)電機(jī)控制指令發(fā)送到步進(jìn)電機(jī)控制設(shè)備分節(jié)點(diǎn)，再由設(shè)備分節(jié)點(diǎn)控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)（時(shí)間、方向以及速度等）。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

只有在用戶智能終端，如手機(jī)、個(gè)人電腦、遙控器等其他設(shè)備上進(jìn)行應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)，才能真正形成具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的整個(gè)智能家居系統(tǒng)[4]。本文以典型設(shè)備程序流程為例，討論智能家居子系統(tǒng)軟件開發(fā)的的主程序的運(yùn)行流程。圖3為家庭控制器的程序運(yùn)行流程圖。圖4為設(shè)備節(jié)點(diǎn)的程序運(yùn)行流程圖。

5 結(jié)束語

提出基于ZigBee技術(shù)的無線通信技術(shù)智能家居的解決方案，完成了系統(tǒng)架構(gòu)、硬件、軟件設(shè)計(jì)，以電動(dòng)窗簾自動(dòng)控制、家庭控制器程序流程和設(shè)備節(jié)點(diǎn)程序流程為例詳細(xì)探討了系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)。

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篇6

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展以及人們對(duì)生活要求的不斷提高，實(shí)現(xiàn)家庭智能的遠(yuǎn)程控制已經(jīng)成為必然的趨勢。國家建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)中心提出住宅小區(qū)要實(shí)現(xiàn)六項(xiàng)智能化要求，其中包括實(shí)行安全防范自動(dòng)化監(jiān)控管理：對(duì)住宅的火災(zāi)、有害氣體的泄漏實(shí)行自動(dòng)報(bào)警；防盜報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)安裝紅外或微波等各種類型報(bào)警探測器；系統(tǒng)應(yīng)能與計(jì)算機(jī)安全綜合管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能對(duì)防盜報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行集中管理和控制。但由于目前無線通訊技術(shù)的不成熟、運(yùn)行費(fèi)用高等弊端，智能家居控制器與外網(wǎng)無線通訊技術(shù)成為導(dǎo)致市場接受度低的重要因素，而GPRS系統(tǒng)的特點(diǎn)能夠很好的解決該問題。GPRS網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)是通訊公司推出的一項(xiàng)數(shù)據(jù)傳輸通信業(yè)務(wù)，在GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)，傳輸距離不受限制，通信費(fèi)用相對(duì)低廉，傳輸速率較快。本文涉及家庭智能系統(tǒng)及GPRS技術(shù)相關(guān)背景，分析了其各自基本特點(diǎn)和所要實(shí)現(xiàn)的基本功能，并在此基礎(chǔ)上提出了基于GPRS無線智能家居系統(tǒng)的總體解決方案。最后總結(jié)系統(tǒng)核心GPRS芯片軟硬件實(shí)現(xiàn)方法。

系統(tǒng)總體架構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的普及以及各種信息家電的產(chǎn)生都使得在家庭內(nèi)部對(duì)Internet的訪問不再局限于單個(gè) PC，每個(gè)家庭都將面臨如何在家庭內(nèi)部傳送 Internet 數(shù)據(jù)以及如何將各種家電設(shè)備連接起來的問題，基于此，智能家居網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。智能家居網(wǎng)絡(luò)是信息社會(huì)的基本單元。未來的家庭中，各種家電設(shè)備將組成一個(gè)家庭局域網(wǎng)，并通過智能家居控制器接入互聯(lián)網(wǎng)。智能家居網(wǎng)絡(luò)的市場發(fā)展?jié)摿O其可觀，幾家大的廠商 Intel、IBM、Microsoft 及 Sony 都早已涉及其中。

智能家居網(wǎng)絡(luò)指的是在一個(gè)家居中建立一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)，將各種家電設(shè)備互相連接起來，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有智能家居網(wǎng)絡(luò)上的家電設(shè)備的遠(yuǎn)程使用和控制及任何要求的信息交換，如音樂、電視或數(shù)據(jù)等。智能家居網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)架包括家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、智能家居控制器以及智能家居網(wǎng)絡(luò)與外部Internet網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)通信。其中，智能家居控制器是智能家庭網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要組成部分，起到核心的管理、控制和與外部網(wǎng)絡(luò)通訊作用。它是通過家庭管理平臺(tái)與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合的一個(gè)系統(tǒng)，也是連接家庭智能內(nèi)部和外部網(wǎng)絡(luò)的物理接口，完成家庭內(nèi)部同外部通信網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換功能，同時(shí)還負(fù)責(zé)家庭設(shè)備的管理和控制。

智能家居控制器一方面需要為家庭內(nèi)部布線提供通訊接口，能夠采集家庭設(shè)備的信息，并進(jìn)行處理，自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)；另一方面智能家居控制器作為家庭網(wǎng)關(guān)，也為外部提供網(wǎng)絡(luò)接口，連通家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部Internet 網(wǎng)絡(luò)，使得用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)等方式訪問家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和控制。此外智能家居控制器還應(yīng)當(dāng)具備自動(dòng)報(bào)警等功能，即當(dāng)發(fā)現(xiàn)報(bào)警信號(hào)如：有人惡意闖入，溫度超高等，控制器能立即處理并向用戶發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

如圖1所示，智能家居控制器為系統(tǒng)的核心。可采用ARM嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，能夠自動(dòng)運(yùn)行、處理數(shù)據(jù)，通過 RS485 總線管理和控制各控制終端。并且控制器通過 GPRS模塊，實(shí)現(xiàn)家庭系統(tǒng)與外部網(wǎng)絡(luò)的通訊，使用戶可以通過短信和互聯(lián)網(wǎng)等方式實(shí)現(xiàn)家庭系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，同時(shí)，控制器還通過鍵盤和顯示屏為用戶提供人機(jī)界面，方便用戶實(shí)現(xiàn)本地控制。控制終端為單片機(jī)組成若干小的控制系統(tǒng)控制各家用設(shè)備，并通過控制總線將這些小的控制系統(tǒng)組成網(wǎng)絡(luò)，連接到智能家居控制器，受智能家居控制器控制。

智能家居控制器的具體功能包括：

家用設(shè)備的數(shù)據(jù)采集：采集家用設(shè)備包括室內(nèi)溫度，燈具家電，防盜門等設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，經(jīng)控制器處理后反饋給用戶。

本地控制：用戶通過控制器上的鍵盤和顯示屏，對(duì)家用設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。

遠(yuǎn)程控制：遠(yuǎn)程用戶可以通過發(fā)送手機(jī)短信或通過互聯(lián)網(wǎng)對(duì)家庭系統(tǒng)進(jìn)行控制和查詢。

自動(dòng)報(bào)警：當(dāng)控制器檢測到非法闖入或溫度超高等報(bào)警信號(hào)時(shí)，及時(shí)觸發(fā)室內(nèi)報(bào)警裝置，并通過發(fā)送報(bào)警短信等方式及時(shí)通知用戶。 轉(zhuǎn)貼于

溫度查詢：用戶可以通過控制器查詢室內(nèi)溫度。

防盜門密碼設(shè)置：用戶可以通過本地或遠(yuǎn)程方式修改防盜門的密碼，在門外輸入正確密碼后才可打開門。

紅外家電控制：接收用戶命令，通過紅外發(fā)射電路控制電視、空調(diào)等紅外可控的家電設(shè)備。

其它燈具等開關(guān)量控制：接收用戶命令控制燈具等開關(guān)量設(shè)備。

智能家居控制器通過 GPRS模塊，實(shí)現(xiàn)家庭系統(tǒng)與外部網(wǎng)絡(luò)的通訊為系統(tǒng)核心部分，解決以前智能家居系統(tǒng)瓶頸的關(guān)鍵技術(shù)。GPRS(通用分組無線業(yè)務(wù))的簡稱，是在現(xiàn)有的GSM系統(tǒng)上新增新GGSN(網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn))和SGSN(服務(wù)支持節(jié)點(diǎn))節(jié)點(diǎn)發(fā)展出來的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。GPRS 與現(xiàn)有的 GSM 系統(tǒng)最根本的區(qū)別是，GPRS 是一種分組交換系統(tǒng)，特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹饕獌?yōu)點(diǎn)有：永遠(yuǎn)在線、按流量計(jì)費(fèi)、快速登錄、高速傳輸、覆蓋范圍內(nèi)不受限制(傳輸距離、地形、天氣等)、數(shù)據(jù)傳輸可靠等。

基于ARM及GPRS智能家居控制器的軟硬件實(shí)現(xiàn)

GPRS通信模塊安裝在智能家居控制器中，主要功能為通過GPRS網(wǎng)絡(luò)連接到Internet網(wǎng)絡(luò)，并主動(dòng)與監(jiān)控中心建立通信鏈路，進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信。GPRS通信模塊設(shè)計(jì)采用了Freescale公司生產(chǎn)的內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議的G24 GPRS OEM。該模塊尺寸小，功耗低，便于集成。

GPRS通信終端收發(fā)模塊主要由G24模塊、天線、SIM卡、相關(guān)的電平轉(zhuǎn)換電路和RS232串口組成。模塊的供電電壓為5V，可采用USB端口供電。GPRS通信模塊通過RS232串行口與智能家居控制器ARM進(jìn)行通信。 論文基于GPRS的無線智能家居系統(tǒng)方案來自66wen.com免費(fèi)

G24收發(fā)模塊采用AT指令操作，通過RS232串行口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。GPRS 網(wǎng)絡(luò)通信原理為：首先通過SGSN節(jié)點(diǎn)使通信終端模塊附在GPRS網(wǎng)絡(luò)上；然后通過GGSN節(jié)點(diǎn)由PPP(Point to Point Protocol)協(xié)議獲得一個(gè)隨機(jī)分配的IP地址，連接到Internet上；最后通信終端模塊通過Internet，按照監(jiān)控中心設(shè)定的端口號(hào)與監(jiān)控中心建立通信鏈路。軟件流程如圖2所示。

(1) 測試G24通信是否正常。首先選擇串行口并設(shè)置波特率，G24波特率的范圍為600到460800bit/s，支持自動(dòng)波特率偵聽，能夠自動(dòng)與監(jiān)控中心通訊模塊的波特率保持一致。發(fā)送“AT”，如果模塊返回“OK ”，則通信正常，否則重發(fā)。

(2)接入Internet。首先測試當(dāng)?shù)厥欠裼蠫PRS覆蓋，向模塊發(fā)送 “AT+CGPRS?”，如果返回“+CGPRS:1”，則有GPRS覆蓋，否則隔5秒鐘后再次檢測。然后發(fā)送“AT+ CGATT=1”使模塊附在GPRS網(wǎng)絡(luò)上。最后發(fā)送“AT+MIPCALL=1，cmnet”通過PPP協(xié)議建立與GGSN的無線連接，獲得一個(gè)動(dòng)態(tài)的IP地址，接入Internet。

(3) 連接監(jiān)控中心。向模塊發(fā)送“AT+MIPOPEN= ，，，， ”建立與監(jiān)控中心通信連接。如果返回“+MIPOPEN: Socket ID，1”，則說明與監(jiān)控中心建立了通信連接，如果返回“+MIPSTAT: 1，1”，則說明有物理鏈接中斷，須重新進(jìn)行連接。其中對(duì)AT+MIPOPEN指令的參數(shù)作以下說明：

Socket ID：G24通信連接的ID號(hào)，G24有4個(gè)可用Socket，每個(gè)Socket有1372Byte緩沖區(qū)。

Source Port：G24的數(shù)據(jù)傳輸端口號(hào)，其值為0~65535。建議采用1024 以上的端口號(hào)。

Destination Address：目標(biāo)端的IP地址，也就是監(jiān)控中心監(jiān)控服務(wù)器的IP地址。

Destination Port：目標(biāo)端的數(shù)據(jù)傳輸端口號(hào)，即監(jiān)控中心監(jiān)控服務(wù)器設(shè)定的傳輸端口號(hào)。

Protocol：傳輸通信協(xié)議，0表示TCP方式，1表示UDP方式。

(4)數(shù)據(jù)收發(fā)。與監(jiān)控中心建立通信連接后，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)了。發(fā)送數(shù)據(jù)用“AT+MIPSEND=1， ’Data’; +MIPPUSH=1”。“Data”表示要發(fā)送的數(shù)據(jù)，本設(shè)計(jì)采用了G24 默認(rèn)的ASCII碼編碼，須用十六進(jìn)制的ASCII碼形式表示。一旦有數(shù)據(jù)到達(dá)，G24模塊就會(huì)通過RS232串行口返回“+MIPRTCP: ，，”。其中Left是一個(gè)十進(jìn)制的數(shù)字，表示還有多少個(gè)字符在協(xié)議棧中尚未接收，如果數(shù)據(jù)全部接收，則Left為0；接收到的數(shù)據(jù)“Data”是十六進(jìn)制的ASCII碼形式。 轉(zhuǎn)貼于

(5)斷開通信連接。向模塊發(fā)送“AT+ MIPCLOSE=Socket ID”，模塊返回“OK”，表示斷開成功。

篇7

[關(guān)鍵詞]無線門鈴；避障；單片機(jī)；nRF24L01；超聲波測距；

中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）02-0112-02

第一章 緒論

1.1 課題研究背景及意義

隨著科技的發(fā)展，尤其是云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，智能家居的概念在各大媒體上頻繁出現(xiàn)，進(jìn)入大眾的視野。在我國，智能家居的概念在十余年前引入，并推向市場。隨著社會(huì)的發(fā)展、經(jīng)濟(jì)水平的提高，人們對(duì)家居質(zhì)量的追求也越來越高，要求家居舒適化、安全化、智能化，對(duì)智能家居系統(tǒng)的渴求也越來越強(qiáng)烈，對(duì)智能家居系統(tǒng)功能多樣性，便利性及特殊用途的要求也越來越高。其中，門鈴系統(tǒng)作為智能家居系統(tǒng)必不可少的一部分，其研究與發(fā)展的重要性不言而喻[1]。

2010年第六次全國人口普查顯示，我國60歲以上人口占13.26%，比2000年上升2.93個(gè)百分點(diǎn)，我國老齡化進(jìn)程逐步加快。目前，中國已經(jīng)成為世界上老年人口最多的國家，也是人口老齡化發(fā)展速度最快的國家之一。據(jù)聯(lián)合國統(tǒng)計(jì)，到本世紀(jì)中期，中國將有近5億人口超過60歲，而這個(gè)數(shù)字將超過美國人口總數(shù)。中國養(yǎng)老行業(yè)是關(guān)系到每一個(gè)人切身利益的現(xiàn)實(shí)問題，也引起了全社會(huì)的廣泛關(guān)注。中國也逐漸成為全球老齡產(chǎn)業(yè)市場潛力最大的國家之一。此外，在我國，無論是城市還是農(nóng)村，普遍存在著夫妻雙方都工作而由老人單獨(dú)在家照顧小孩的現(xiàn)象。因此，針對(duì)老年人的智能家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)將成為科技創(chuàng)新的熱門方向之一。

1.2 論文研究的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)

針對(duì)無線智能門鈴及門鈴提醒系統(tǒng)與視聽障礙老年人群的人C交互特點(diǎn)，本論文主要研究智能門鈴的無線控制系統(tǒng)及手持設(shè)備化提醒系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，針對(duì)視聽障礙老年人群的人機(jī)交互方案設(shè)計(jì)，室內(nèi)行走避障報(bào)警系統(tǒng)等方面。

（1）無線控制系統(tǒng)及手持設(shè)備化提醒系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)

無線控制系統(tǒng)是無線傳輸技術(shù)與單片機(jī)控制技術(shù)的結(jié)合，其將門上發(fā)送端接收到的按鍵信號(hào)轉(zhuǎn)化為無線信號(hào)，通過特定的無線網(wǎng)絡(luò)傳送給門鈴接收端，這就使得門鈴系統(tǒng)脫離了各種線纜的羈絆，降低布線成本，也為加入智能家居無線組網(wǎng)提供基礎(chǔ)。

門鈴提醒系統(tǒng)手持設(shè)備是在無線控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)門鈴提醒系統(tǒng)采用鋰電池供電，縮小系統(tǒng)尺寸，實(shí)現(xiàn)手持設(shè)備化。手持設(shè)備的可移動(dòng)特點(diǎn)會(huì)大大提高整個(gè)門鈴系統(tǒng)的靈活性和便利性。

（2）針對(duì)視聽障礙老年人群的人機(jī)交互方案設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)門鈴系統(tǒng)來客提醒一般形式為電子鈴聲，語音對(duì)話或視頻監(jiān)控，而視聽障礙人群一般不便于接收此類信息。因此本研究中門鈴系統(tǒng)在保留原有固定式提醒形式外，增加了可移動(dòng)手持設(shè)備上的來客振動(dòng)提醒形式，更加直觀地將信息呈現(xiàn)給視聽障礙人群，實(shí)現(xiàn)完美的人機(jī)交互。

（3）室內(nèi)行走避障報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

考慮到視聽障礙老年人群在接收到來客提醒后前去開門的過程中，會(huì)遇到室內(nèi)桌椅等各種障礙物，而這會(huì)影響老年人行走的便利性及安全性。因此，本研究汲取了目前極為熱門的汽車自動(dòng)駕駛的概念，在門鈴提醒系統(tǒng)手持設(shè)備上集成了實(shí)時(shí)障礙檢測及報(bào)警系統(tǒng)，通過與來客振動(dòng)提醒不同的振動(dòng)形式來提醒用戶注意前方障礙。

第二章 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)如圖2-1所示，整個(gè)門鈴系統(tǒng)分為門鈴發(fā)送端和手持接收端，兩部分都以STC12C5A60S2單片機(jī)最小系統(tǒng)板為控制核心。其中門鈴發(fā)送端搭載門鈴按鍵和無線發(fā)送模塊、蜂鳴器，供電系統(tǒng)可以是市電或電池；手持接收端搭載無線接收模塊、接收確認(rèn)按鍵、直流振動(dòng)電機(jī)、蜂鳴器、TFT（Thin Film Transisitor）液晶顯示屏、超聲波測距模塊、障礙報(bào)警距離調(diào)節(jié)按鍵組等，供電系統(tǒng)采用可充電鋰電池。

2.2 系統(tǒng)軟件模塊的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)軟件部分主要分為無線傳輸模塊、超聲波測距報(bào)警模塊、人機(jī)交互界面模塊等。

無線傳輸模塊實(shí)現(xiàn)兩個(gè)2.4G射頻收發(fā)模塊nRF24L01之間的數(shù)據(jù)傳輸功能；

超聲波測距報(bào)警模塊包括超聲波測距模塊HC-SR04的觸發(fā)與接收，回饋數(shù)據(jù)的處理，障礙報(bào)警距離的調(diào)節(jié)；

人機(jī)交互界面模塊包括門鈴按鍵和應(yīng)答按鍵的檢測及與無線信號(hào)的轉(zhuǎn)換，提醒系統(tǒng)振動(dòng)功能的控制，測距顯示以及液晶屏上其他友好性界面設(shè)計(jì)。

第三章 超聲波測距障礙物報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 超聲波測距模塊HC-SR04介紹

HC-SR04超聲波測距模塊可提供2cm-400cm的非接觸式距離感測功能，測距精度可達(dá)高達(dá)3mm；模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。模塊共有4個(gè)引腳，VCC供5V電源，GND接地，TRIG觸發(fā)控制信號(hào)輸入，ECHO回響信號(hào)輸出。

超聲波測距模塊基本工作原理：

（1）采用I/O口TRIG觸發(fā)測距，給最少10us的高電平信號(hào)；

（2）模塊自動(dòng)發(fā)送8個(gè)40KHz的方波，自動(dòng)檢測是否有信號(hào)返回；

（3）有信號(hào)返回時(shí)，通過I/O口ECHO輸出一個(gè)高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間。測量距離=（高電平時(shí)間*聲速（340m/s））/2。

3.2 障礙物報(bào)警距離設(shè)置

為了適應(yīng)身體健康狀況不同的老年人以及不同的家居環(huán)境，本研究設(shè)計(jì)了障礙物報(bào)警距離的用戶設(shè)置功能。設(shè)置功能硬件電路實(shí)現(xiàn)如圖3-1所示，

系統(tǒng)通過Adjust_Key選擇進(jìn)入或者退出用戶設(shè)置模式，若M入用戶設(shè)置模式，則由left和right按鍵選擇障礙物報(bào)警距離（cm）的百位、十位、個(gè)位，再由up和down按鍵對(duì)選中位數(shù)的數(shù)值進(jìn)行增減操作。系統(tǒng)將障礙物報(bào)警距離初始值設(shè)為50cm，用戶在此基礎(chǔ)上進(jìn)行操作。

總結(jié)與展望

針對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中視聽障礙老年人群應(yīng)答門鈴障礙及室內(nèi)行走安全問題，本文結(jié)合單片機(jī)控制技術(shù)、短距離無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和超聲波測距技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種手持無線智能避障門鈴系統(tǒng)，打破傳統(tǒng)門鈴提醒系統(tǒng)空間局限性，增加對(duì)老年人的安全性，給人們的生活帶來便利，系統(tǒng)還額外集成了廣場舞一鍵召集功能，該功能由一個(gè)主機(jī)和多個(gè)從機(jī)組成，主從機(jī)關(guān)系可設(shè)置，主機(jī)由舞團(tuán)團(tuán)長或召集人擔(dān)任，其他團(tuán)員為從機(jī)。當(dāng)主機(jī)發(fā)送召集信息后，從機(jī)接收信息并由團(tuán)員確認(rèn)，從機(jī)將確認(rèn)信息發(fā)送回主機(jī)。當(dāng)老人出門時(shí)，手持設(shè)備可開啟避障功能，實(shí)現(xiàn)了視聽障礙老年人群參加健身和社交活動(dòng)的便捷性，保障了老年人的身心健康。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳小波.移動(dòng)互聯(lián)門鈴的研究與開發(fā).廣東工業(yè)大學(xué)，2015.

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[4] 韋積慧.基于nRF24L01的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).吉林大學(xué)，2012.

篇8

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；智能建筑技術(shù)；傳感器聯(lián)網(wǎng)方式；

中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

一.前言

本文深刻、生動(dòng)、形象地闡述了物聯(lián)網(wǎng)概念的豐富內(nèi)涵，進(jìn)一步對(duì)物聯(lián)網(wǎng)加深理解，并深刻分析了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)智能建筑技術(shù)的影響和其在智能化建筑領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，在簡要描述我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能化建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用以及發(fā)展形勢，闡明了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能化建筑領(lǐng)域中存在著巨大的發(fā)展?jié)摿蜋C(jī)遇，表明物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代已經(jīng)來臨。

二.物聯(lián)網(wǎng)（The Internet Of things）

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，體現(xiàn)在它是信息化、工業(yè)化發(fā)展相融合的結(jié)果 ；是信息技術(shù)以及傳感 / 控制技術(shù)兩種技術(shù)相融合的產(chǎn)物 ；是物理基礎(chǔ)設(shè)施（例如 ：光、機(jī)電設(shè)備）以及 IT基礎(chǔ)設(shè)施相融合一體的架構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)到如今為止，還沒有明確的絕對(duì)定義，下面是現(xiàn)在流行對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的幾種具體描述 ：

美 國 MIT 的 Kevin Ashton 曾經(jīng)用“Internetof Things”來描述，物聯(lián)網(wǎng)就是通過網(wǎng)絡(luò)把計(jì)算機(jī)連接到真實(shí)傳感器網(wǎng)絡(luò)的世界（1999）。ITU ：物聯(lián)網(wǎng)通常是通過 RFID 及智能計(jì)算等科學(xué)技術(shù)來對(duì)進(jìn)行全世界設(shè)備互連的網(wǎng)絡(luò)（2005）。百度百科 ：物聯(lián)網(wǎng)通常是通過 RFID、紅外感應(yīng)器以及全球定位系統(tǒng)，還有激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按著約定成俗的協(xié)議，可以把任何物品跟互聯(lián)網(wǎng)連接起來，來進(jìn)行信息交換以及進(jìn)行通信，以便實(shí)現(xiàn)智能化的識(shí)別、定位以及跟蹤、監(jiān)控和應(yīng)用于管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

《物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究》報(bào)告（2010.4.8）顯示：物聯(lián)網(wǎng)通常是由能自我標(biāo)識(shí)、感知及智能的物理實(shí)體，基于通信技術(shù)而相互連接，形成的網(wǎng)絡(luò)，而且這些物理實(shí)體可以在沒有人工干預(yù)的條件下，來實(shí)現(xiàn)協(xié)同以及互動(dòng)，為人們生產(chǎn)和生活，提供智慧及集約的服務(wù) 。中國物聯(lián)網(wǎng)大會(huì)（2010.6.29）上說明：凡是以傳感器和傳感技術(shù)來感知物體的特性，按照約定的協(xié)議，來實(shí)現(xiàn)任何時(shí)候的物與物之間、人與人之間的互聯(lián)互通，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、管理的網(wǎng)絡(luò) 。

在筆者看來，所謂物聯(lián)網(wǎng)，顧名思義就是物與物之間，以及人與人的智能互聯(lián)互通。大家都知道，移動(dòng)通信網(wǎng)是一種信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)，是人和人之間的互聯(lián)，是網(wǎng)絡(luò)中俗稱的“客流”系統(tǒng) ；互聯(lián)網(wǎng)卻是虛擬的信息共享的網(wǎng)絡(luò)，是電腦和電腦之間的互聯(lián)。然而物聯(lián)網(wǎng)它卻是一個(gè)能信息感知的網(wǎng)絡(luò)，又稱傳感網(wǎng)。傳感網(wǎng)是物和物之間的互聯(lián)，屬于網(wǎng)絡(luò)中的“物流”系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接的通常是現(xiàn)實(shí)的物理世界，并非是非虛擬的世界。在物聯(lián)網(wǎng)上，不僅能對(duì)物質(zhì)的東西進(jìn)行撐控，甚至還能對(duì)人的心情發(fā)生感受。物聯(lián)網(wǎng)不僅僅是讓你了解大千世界，而且可以讓你觸摸大千世界，感受大千世界。感知到包括傳感器的信號(hào)采集以及協(xié)同處理還有智能組網(wǎng)，甚至信息服務(wù)，可以達(dá)到控制以及指揮的目的，感知是為了達(dá)到遠(yuǎn)程控制和管理。從虛擬信息空間和人人互聯(lián)發(fā)展直到對(duì)現(xiàn)實(shí)物理世界進(jìn)行感知，為信息傳輸以及信息處理，提供更為豐富的需求資源，從而掀起一波又一波的新的產(chǎn)業(yè)化浪潮。

伴隨我們國家“十二五”規(guī)劃，全國上下以物聯(lián)網(wǎng)為代表的戰(zhàn)略型的新興產(chǎn)業(yè)，逐年發(fā)展起來，并且還將成為我國大力扶持以及發(fā)展的七大戰(zhàn)略性的行業(yè)之一。根據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)的預(yù)測，我們國家將要在未來的十年間，投入大約將近四萬億，在全國范圍內(nèi)大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)業(yè)，其中的智能建筑、辦公、家居以及RFID 等產(chǎn)業(yè)必將是未來我們國家重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域。

三．物聯(lián)網(wǎng)對(duì)智能建筑技術(shù)的影響

（1）在智能建筑技術(shù)領(lǐng)域中，物聯(lián)網(wǎng)的影響是無處不在的，設(shè)備通過傳感器聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而遍及大部分子系統(tǒng)，這樣也可以說，很多子系統(tǒng)已經(jīng)是處于準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)形態(tài)或者已經(jīng)是處于物聯(lián)網(wǎng)形態(tài)。例如 ：智能家居和建筑設(shè)備監(jiān)控，以及安防、一卡通等系統(tǒng)。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)形態(tài)，有三個(gè)方面的內(nèi)容 ：具體是傳感器聯(lián)網(wǎng) 、互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議、設(shè)備網(wǎng)站。

（2）智能建筑設(shè)備傳感器聯(lián)網(wǎng)方式

智能建筑設(shè)備傳感器聯(lián)網(wǎng)方式分別是：單 向 / 雙 向 ；單 路 / 多 路 以及TCP/IP 網(wǎng)和非 TCP/IP 網(wǎng)以及設(shè)備間無直接互動(dòng) / 直接互動(dòng)。現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的有一卡通 / 視頻監(jiān)控等。復(fù)雜的有智能家居 / 建筑設(shè)備監(jiān)控等等。

（3）智能建筑的物聯(lián)網(wǎng)形態(tài)

智能建筑物聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用于家居網(wǎng)，家居網(wǎng)主要是對(duì)家電、安防、窗簾、遠(yuǎn)傳表具進(jìn)行連接。家居網(wǎng)可以是無線，也可以是通過電力載波，也可以是通過以太網(wǎng)等，絕大部分家居網(wǎng)都不是 TCP/IP 來支持的網(wǎng)絡(luò)。整個(gè)家居里面是由智能家居控制器來對(duì)這些設(shè)備的進(jìn)行控制聯(lián)網(wǎng)。每個(gè)家庭里面，通過安裝一個(gè)智能家居控制器，到小區(qū)里就可以通過以太網(wǎng)跟住戶進(jìn)行連接，住戶同時(shí)也可以反饋?zhàn)约杭依镆恍┣闆r,可以通過移動(dòng)通信網(wǎng)、也可以通過以太網(wǎng)來進(jìn)行連接。

（4）建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)形態(tài)

建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)目前常用的包括三層結(jié)構(gòu) ：管理層、控制層以及現(xiàn)場總線。設(shè)備通過傳感器聯(lián)網(wǎng)的，其特點(diǎn)是物與物、物與人，多 方隨時(shí)、實(shí)時(shí)、面向現(xiàn)場總線。現(xiàn)場總線有 LonWork/BACnet/Modbus 等等非 TCP/IP 來支持協(xié)議網(wǎng)絡(luò)。從而形成連接互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的邏輯設(shè)，以及構(gòu)建設(shè)備網(wǎng)站，來實(shí)現(xiàn)管理和監(jiān)控的功能。

（5）云計(jì)算與智能建筑

在智能建筑里面，云計(jì)算比較多的是被廣泛用于建筑群能耗計(jì)量以及節(jié)能管理系統(tǒng)中，沒必要在每個(gè)樓宇里面都布置建筑群能耗計(jì)量以及節(jié)能管理系統(tǒng)，只要通過一個(gè)云計(jì)算平臺(tái)，就可以把這些統(tǒng)一起來，就設(shè)置成一個(gè)總的能耗計(jì)量以及節(jié)能管理系統(tǒng)。這是因?yàn)樵朴?jì)算平臺(tái)實(shí)際上是互聯(lián)網(wǎng)上一種公共服務(wù)，它是直接針對(duì)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，也直接針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。智能建筑綜合通常是集成、維護(hù)以及管理系統(tǒng)。如果對(duì)智能建筑的維護(hù)管理都通過物聯(lián)網(wǎng)的話，我們的智能建筑，就取消了每個(gè)樓里面設(shè)置一套智能建筑維護(hù)管理班子，而用一個(gè)云架構(gòu)就能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，非常便利快捷。

（6）BIM 與物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)被廣泛地應(yīng)用于樓宇智能管理、物業(yè)管理和建筑物的運(yùn)行維護(hù)方面，將會(huì)發(fā)揮更大的作用。僅從建筑物外表我們不可能看到許多管線、開關(guān)閥門，因?yàn)樗际请[蔽在樓板和墻體中，遍布建筑物的各個(gè)角落，沒有圖紙，你要找到某個(gè)閥門開關(guān)是很不容易的，特別是對(duì)一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑，而圖紙通常都保存在檔案館里，很難查閱，那么我們?cè)鯓觼韺?shí)現(xiàn)對(duì)樓宇內(nèi)隱藏物體的即時(shí)查找和定位？只有把建筑物進(jìn)行數(shù)字化，構(gòu)建整個(gè)建筑信息模型（BuildingInformation Modeling，BIM），才能實(shí)現(xiàn)對(duì)其更有效的管理。BIM 是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型，也是物聯(lián)網(wǎng)的核心，象比如 BIM 確是ERP 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)一樣，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不能離不開BIM。沒有 BIM基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用就會(huì)受到極大的限制，就無法深入樓宇的核心，因?yàn)橛性S多隱藏的構(gòu)件和物體，通過 BIM 才能展示構(gòu)件的每一個(gè)細(xì)節(jié)。這種模型是三維可視。

四、結(jié)束語

本文從建筑領(lǐng)域探討了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)智能建筑技術(shù)的影響，并且通過對(duì)智能建筑聯(lián)網(wǎng)中家居網(wǎng)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、BIM模型在智能建筑領(lǐng)域應(yīng)用前景分析，對(duì)建筑行業(yè)及領(lǐng)域具有可靠的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)借鑒作用。在近年來，我國建筑領(lǐng)域競爭非常激烈，要想突破瓶頸，立足市場，必須依賴物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)創(chuàng)新，及智能化建筑技術(shù)，為開拓建筑市場前景具有現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

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篇9

 

論文首先分析了智能配用電通信網(wǎng)建設(shè)面臨的問題，明確智能配用電通信網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)研究的重要性;隨后，介紹了智能配用電通信網(wǎng)的定義、網(wǎng)絡(luò)模型和體系結(jié)構(gòu);

 

最后，在分析的基礎(chǔ)上，對(duì)智能配用電網(wǎng)的特殊應(yīng)用場景與組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了深入研究，包括光纖和EPON/GPON技術(shù)、電力線載波通信(PLC)技術(shù)、GPRS/CDMA/3G公網(wǎng)無線技術(shù)等。論文的研究成果，能夠?yàn)榇笠?guī)模智能配用電通信網(wǎng)建設(shè)，提供有力的理論指導(dǎo)。

 

1 引言

 

智能電網(wǎng)是當(dāng)今世界電力系統(tǒng)發(fā)展變革的方向，它包括發(fā)、輸、變、配、用和調(diào)度等各環(huán)節(jié)，應(yīng)用新型控制技術(shù)、信息技術(shù)和管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息的智能交流。

 

目前，我國智能電網(wǎng)建設(shè)工作已經(jīng)全面展開，隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能電網(wǎng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)也逐步發(fā)展和完善，對(duì)電力通信網(wǎng)傳輸帶寬和可靠性等方面提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。配用電通信網(wǎng)是電力通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的重要組成部分，是電力骨干通信網(wǎng)的向下延伸。

 

智能配用電通信網(wǎng)應(yīng)具備較高的帶寬和傳輸速率，以保障海量數(shù)據(jù)通信的雙向、及時(shí)、安全、可靠傳輸，而無論采用何種通信技術(shù)，均有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。因此，智能配用電通信網(wǎng)并不適合用單一的通信技術(shù)組網(wǎng)。

 

此外，配用電網(wǎng)絡(luò)是電網(wǎng)系統(tǒng)中規(guī)模最小、數(shù)量最多的末梢網(wǎng)絡(luò)，但它是一個(gè)多節(jié)點(diǎn)、多分支、多交叉的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，這樣的一個(gè)點(diǎn)數(shù)繁多、分布無規(guī)律的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特征，使得現(xiàn)有的配用電通信網(wǎng)大多為各地各部門根據(jù)實(shí)際需要分散建設(shè)，缺乏統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。技術(shù)體制和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)各地相差甚大，電力通信基礎(chǔ)資源不能得到有效利用。因此，智能配用電網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)研究的理論意義和應(yīng)用價(jià)值日益凸顯，成為一個(gè)重要的研究熱點(diǎn)。

 

2 智能配用電通信網(wǎng)定義及其網(wǎng)絡(luò)模型

 

智能配用電通信網(wǎng)是電力骨干通信網(wǎng)的向下延伸，是骨干網(wǎng)的接入層網(wǎng)絡(luò)，向下覆蓋到智能配電網(wǎng)各級(jí)站點(diǎn)、用戶智能電表及室內(nèi)通信終端、電動(dòng)汽車充電站和分布式能源站點(diǎn)等相關(guān)設(shè)備，設(shè)備數(shù)目繁多，種類多樣，且基本都處于中低壓運(yùn)營環(huán)境下。

 

由于設(shè)備有各自的用途，承擔(dān)的功能和業(yè)務(wù)種類繁多，對(duì)通信質(zhì)量和通信方式的要求也不盡相同。因此，智能配用電通信網(wǎng)是一個(gè)適用于不止一種通信技術(shù)和通信手段的通信網(wǎng)絡(luò)，并且每一種技術(shù)都根據(jù)其技術(shù)特點(diǎn)有其相應(yīng)承擔(dān)的業(yè)務(wù)和適用場景。智能配用電通信網(wǎng)是一個(gè)多種技術(shù)并存的復(fù)雜的通信網(wǎng)絡(luò)。

 

綜合智能配用電通信的需求預(yù)測、信息流量實(shí)時(shí)性與安全性的分析與計(jì)算，智能配用電通信網(wǎng)以配網(wǎng)末端邊界和用戶智能電表為分界點(diǎn)，分為配電通信網(wǎng)、用戶接入網(wǎng)和用戶室內(nèi)網(wǎng)三個(gè)層次。

 

配電通信網(wǎng)絡(luò)范圍主要覆蓋配電網(wǎng)開關(guān)站、配電室、環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)、公用配電變壓器、分布式能源站點(diǎn)、配電線路等的通信網(wǎng)絡(luò)，并向下延伸用于接入或匯聚用戶接入網(wǎng)和用戶室內(nèi)網(wǎng)的業(yè)務(wù)，主要承擔(dān)配電自動(dòng)化以及用電信息采集的遠(yuǎn)程通信等業(yè)務(wù)。

 

用電接入網(wǎng)絡(luò)范圍主要覆蓋智能用電公變出口至用戶智能電表、電動(dòng)汽車充電站、分布式能源站點(diǎn)等的通信網(wǎng)絡(luò)，并向下延伸用于接入用戶室內(nèi)網(wǎng)，主要承擔(dān)用電信息采集、雙向互動(dòng)用電、智能家居、增值業(yè)務(wù)等。

 

用戶室內(nèi)網(wǎng)范圍為用戶室內(nèi)的通信網(wǎng)絡(luò)，連接各種未來智能家居適用的智能終端設(shè)備，諸如家庭網(wǎng)關(guān)、智能交互機(jī)頂盒、IP電話、智能家電、智能家庭安全防護(hù)、智能家庭水氣表抄手等等，用于實(shí)現(xiàn)雙向互動(dòng)用電服務(wù)、智能家電控制及增值業(yè)務(wù)服務(wù)等一系列智能家居通信的通信網(wǎng)絡(luò)。

 

3 智能配用電通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

 

目前，配用電通信網(wǎng)承載的主要業(yè)務(wù)是配電自動(dòng)化業(yè)務(wù)、用電信息采集系統(tǒng)業(yè)務(wù)和智能用電業(yè)務(wù)，從業(yè)務(wù)角度，配電自動(dòng)化系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)分為骨干通信網(wǎng)絡(luò)和接入層通信網(wǎng)絡(luò)，其中骨干通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)配電主站到配電子站間的通信，對(duì)應(yīng)了圖2中的電力通信光纖骨干網(wǎng);接入層通信網(wǎng)絡(luò)主要實(shí)現(xiàn)配電子站到配電終端之間的通信，對(duì)應(yīng)于圖2中的配電通信網(wǎng);

 

用電信息采集系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)分為遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)和本地通信網(wǎng)絡(luò)。其中遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)用電主站和集中器之間的通信，對(duì)應(yīng)于電力骨干光纖通信網(wǎng)和配電通信網(wǎng)。本地通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)集中器和采集器及表計(jì)之間的通信，對(duì)應(yīng)于用戶接入網(wǎng)。智能用電業(yè)務(wù)則依靠智能電表和各個(gè)家庭智能用電終端之間的通信來實(shí)現(xiàn)。

 

4 特殊應(yīng)用場景與組網(wǎng)技術(shù)分析

 

為了深入分析智能配用電通信網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)，本文在特定的應(yīng)用場景下分析相對(duì)應(yīng)的技術(shù)。

 

4.1 EPON適用場景組網(wǎng)分析

 

基于前面提到的EPON技術(shù)特點(diǎn)和智能電網(wǎng)的建設(shè)需求和目標(biāo)，未來的智能電網(wǎng)通信網(wǎng)的架設(shè)，光纖通信將是主要通信方式。采用光纖通信方式，對(duì)于配電通信網(wǎng)建設(shè)可鋪設(shè)OPPC光纜，對(duì)用戶接入網(wǎng)的建設(shè)，根據(jù)其雙向互動(dòng)、智能家居、增值業(yè)務(wù)等特點(diǎn)，可采用PFTTH光纖專網(wǎng)通信技術(shù)，保障其信道帶寬、實(shí)時(shí)性、安全性以及可靠性。

 

智能小區(qū)用戶室內(nèi)網(wǎng)通信建設(shè)方式可采用以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)技術(shù)，在用戶室內(nèi)配置ONU終端，用戶智能交互終端、智能機(jī)頂盒、IP電話、電腦、智能家電等設(shè)備通過以太網(wǎng)借口和ONU終端互聯(lián)。實(shí)現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、有線電視、視頻等業(yè)務(wù)的信號(hào)接入，滿足智能家居和智能小區(qū)建設(shè)的要求。

 

智能電網(wǎng)骨干通信網(wǎng)建設(shè)將在很大程度上采用光纖通信，因此采用光纜來鋪設(shè)智能配用電通信網(wǎng)具有先天優(yōu)勢，EPON技術(shù)的高帶寬、安全性和可靠性方面的優(yōu)勢，將使其在經(jīng)濟(jì)條件滿足的情況下成為智能配用電通信網(wǎng)接入的首選技術(shù)。

 

在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的沿海地區(qū)和大中型城市中，可統(tǒng)一采用光纖和EPON技術(shù)來建設(shè)智能配用電網(wǎng)絡(luò)，特別是在新建小區(qū)中，不需要重新布線，一次性敷設(shè)就可完成，采用EPON技術(shù)更加符合智能配用電網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)和用戶對(duì)智能配用電通信網(wǎng)絡(luò)的越來越高標(biāo)準(zhǔn)的需求，適應(yīng)智能電網(wǎng)的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)智能城市和智能家居做更好的準(zhǔn)備。

 

4.2 電力線通信適用場景組網(wǎng)分析

 

由于智能配用電網(wǎng)絡(luò)是中低壓電網(wǎng)，需要連接大量的用電設(shè)備，這給智能配用電通信網(wǎng)的建設(shè)帶來了極大的困難。電力線載波通信(PLC)是一種現(xiàn)在比較成熟的技術(shù)，是電力系統(tǒng)的特有的通信方式，它利用電力線纜作為傳輸媒質(zhì)，通過載波傳輸語音和數(shù)據(jù)信號(hào)的通信方式，使其不需要另外架設(shè)通信線路，這種特點(diǎn)，使其在智能配用電通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中仍然有很高的應(yīng)用價(jià)值。

 

在配電通信網(wǎng)建設(shè)中可采用中壓PLC通信，承載用電配變和調(diào)度信息的通信，在用戶接入網(wǎng)建設(shè)中可采用寬帶載波，為配用電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)和集中自動(dòng)抄表系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ馈?/p>

 

在用戶室內(nèi)網(wǎng)建設(shè)中，電力貓和智能電表互聯(lián)，IP電話、電腦、智能交互機(jī)頂盒等對(duì)帶寬和數(shù)據(jù)速率要求較高的設(shè)備通過寬帶載波和電力貓、智能交互終端互聯(lián);智能洗衣機(jī)、智能空調(diào)、智能熱水機(jī)等需要傳輸控制信息的智能家電設(shè)備可通過窄帶載波與智能交互終端互聯(lián)：實(shí)現(xiàn)用戶室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的組建和信息傳輸。

 

電力線載波通信建設(shè)智能配用電通信網(wǎng)無需重新布線，建設(shè)經(jīng)濟(jì)快捷方便，因而使用范圍極廣，在現(xiàn)在配用電通信網(wǎng)應(yīng)用中依然是主流方案，但是由于其自身存在的技術(shù)缺陷，在未來智能電網(wǎng)通信網(wǎng)的建設(shè)中，它將起到一個(gè)輔助和補(bǔ)充的作用。

 

4.3 GPRS/CDMA/3G等無線技術(shù)適用場景組網(wǎng)分析

 

GPRS/CDMA/3G等公網(wǎng)無線技術(shù)在通信網(wǎng)絡(luò)組建上面的優(yōu)勢非常明顯，它通信方面的各種技術(shù)成熟度非常高，商業(yè)運(yùn)作模式也非常成熟，這使其在建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)是無需重新布線，預(yù)算、仿真、設(shè)備和商家支持方面都非常成熟，具有一套非常完整和齊全的產(chǎn)業(yè)鏈和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案。

 

鑒于公網(wǎng)無線技術(shù)的優(yōu)勢，在智能配電用通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中必然有其用武之地，在智能配用通信網(wǎng)、用戶接入網(wǎng)中均能適用，把配用電通信網(wǎng)配變、接入各個(gè)環(huán)節(jié)和設(shè)備用無線通信的方式連接起來，進(jìn)行通信。在用戶室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，可采用微功率無線技術(shù)，也可采用PLC技術(shù)。

 

適用GPRS/CDMA/3G等公網(wǎng)無線通信技術(shù)建設(shè)只能配用電通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本很低，但是需要每年向公網(wǎng)運(yùn)營商租用帶寬，使用成本較高，而且由于配用電數(shù)據(jù)信息對(duì)數(shù)據(jù)的保密性要求較公網(wǎng)數(shù)據(jù)信息高，可靠性要求難以滿足電力系統(tǒng)信息傳輸?shù)囊螅畔⑼ㄟ^公網(wǎng)接入電力專網(wǎng)時(shí)應(yīng)采取必要的安全措施，因此實(shí)際建設(shè)配用電通信網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)該以實(shí)際需要為準(zhǔn)。決定是否采用無線公網(wǎng)技術(shù)以及在何處適用無線公網(wǎng)技術(shù)來組網(wǎng)。

 

5 結(jié)束語

 

當(dāng)前有多種組網(wǎng)方式可以用來搭建智能配用電通信網(wǎng)。但是需要針對(duì)各自的場景采用合適的組網(wǎng)方式。

 

光纖和EPON、GPON技術(shù)建設(shè)智能配用電通信網(wǎng)，建設(shè)成本高、建設(shè)周期長，需要大量的光纜敷設(shè)和配套的設(shè)備建設(shè)，花費(fèi)大，但是技術(shù)明顯具有優(yōu)勢，在不考慮建設(shè)成本的情況下，一旦建成，將能滿足智能配用電通信網(wǎng)的各種業(yè)務(wù)通信需求，滿足未來智能電網(wǎng)的發(fā)展和需要，并且具有非常好的適應(yīng)性和可擴(kuò)展性。從長遠(yuǎn)角度來看，采用光纖和EPON、GPON技術(shù)建設(shè)智能配用電通信網(wǎng)價(jià)值巨大，應(yīng)當(dāng)首先選擇。

 

電力線載波通信(PLC)技術(shù)建設(shè)智能配用電通信網(wǎng)，無需重新鋪設(shè)線路、建設(shè)周期短、經(jīng)濟(jì)成本具有明顯的優(yōu)勢，但其在信號(hào)衰減和帶寬等方面的技術(shù)缺陷，導(dǎo)致其并不能完全符合智能配用電通信網(wǎng)的要求，特別是雙向互動(dòng)業(yè)務(wù)和語音、視頻等增值業(yè)務(wù)的不斷出現(xiàn)，對(duì)智能配用電通信網(wǎng)帶寬、速率等指標(biāo)提出了更高的要求。

 

電力線載波通信(PLC)技術(shù)在目前的智能配用電通信網(wǎng)建設(shè)中依然應(yīng)用范圍很廣。可作為光纖通信的主要輔助手段，并且一旦解決其技術(shù)問題之后，依然大有可為。

 

GPRS/CDMA/3G等公網(wǎng)無線技術(shù)建設(shè)周期短、成本低，但是后期運(yùn)營成本較高，并且一旦接人大量的用戶，通信質(zhì)量并不能夠得到保證，與智能配用電通信的特點(diǎn)在根本上有著一定矛盾，但在一定范圍內(nèi)。其仍然有很高的應(yīng)用價(jià)值，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇使用。

 

TD-LTE、WiMAX等技術(shù)作為無線專網(wǎng)來建設(shè)智能配用電通信網(wǎng)可靠性較高。通信量較大，具有很高的應(yīng)用價(jià)值，但是其網(wǎng)絡(luò)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)體系上還不夠完整，頻率的使用上也有一定的問題。但是發(fā)展電力無線專網(wǎng)是解決電力通信的一大關(guān)鍵，特別是在一些地區(qū)，光纖通信和電力線載波通信等有線信道力有不逮的情況下，電力通信必須依靠無線方式解決。電力無線專網(wǎng)通信將在智能配用電通信網(wǎng)建設(shè)中占有相當(dāng)?shù)谋壤?/p>

 

通過以上各種技術(shù)適用場景組網(wǎng)分析，綜合技術(shù)特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)成本和建設(shè)周期等因素，再結(jié)合智能電網(wǎng)的發(fā)展前景和要求，智能配用電通信網(wǎng)建設(shè)應(yīng)當(dāng)以光纖通信技術(shù)為主，以電力線載波通信和無線通信技術(shù)作為補(bǔ)充的方式進(jìn)行。

篇10

針對(duì)“大學(xué)生過剩”與“技工嚴(yán)重缺乏”的就業(yè)結(jié)構(gòu)型矛盾，解決問題的核心是教學(xué)方法和培養(yǎng)目標(biāo)的改革。今后，中國將以建設(shè)現(xiàn)代職業(yè)教育體系為突破口，對(duì)教育結(jié)構(gòu)實(shí)施戰(zhàn)略性調(diào)整，加大技術(shù)技能型人才的培養(yǎng)。從國家層面，本次高校改革調(diào)整的對(duì)象是1999年大學(xué)擴(kuò)招后“專升本”的600多所地方本科院校。這些高校將率先從培養(yǎng)學(xué)術(shù)型人才向職業(yè)教育轉(zhuǎn)變。嘉應(yīng)學(xué)院于2001年升為本科院校，在改革院校之列，應(yīng)做好規(guī)劃應(yīng)對(duì)學(xué)校即將到來的人才培養(yǎng)目標(biāo)和辦學(xué)定位的轉(zhuǎn)型。

2電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)方案改革目標(biāo)

廣東省高端新型電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向包括了軟件和集成電路、數(shù)字家庭以及高端消費(fèi)類電子產(chǎn)品。本次電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)方案改革應(yīng)契合產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，針對(duì)智能家電、智能家居、智能醫(yī)療和智能安防領(lǐng)域，培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才。此次電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)方案改革的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力，強(qiáng)調(diào)與產(chǎn)業(yè)的對(duì)接，強(qiáng)化學(xué)生的就業(yè)能力。為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，需要對(duì)目前電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行修訂。

3電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)方案改革思路

3.1培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)定位

以電子信息工程專業(yè)為例，研究型高校中電子信息工程專業(yè)的學(xué)生參加工作后主要從事系統(tǒng)軟硬件底層開發(fā)。硬件相關(guān)工作方面：學(xué)生通過傳感器、變送器和執(zhí)行元件等基本原理的學(xué)習(xí)，能夠從事相關(guān)基礎(chǔ)元器件的研發(fā)工作。軟件相關(guān)工作方面，學(xué)生通過操作系統(tǒng)、處理器內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)和接口電路工作原理的學(xué)習(xí)，能夠編寫硬件的底層接口程序，從事一些基礎(chǔ)的研究工作。高職高專學(xué)校培養(yǎng)的電子信息工程專業(yè)學(xué)生，需要熟悉生產(chǎn)設(shè)備的工作過程，能夠應(yīng)用和操作設(shè)備生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。應(yīng)用型高校中電子信息工程專業(yè)的學(xué)生層次處于上述兩種類型學(xué)校學(xué)生的中間，必須要實(shí)現(xiàn)差異化培養(yǎng)，具有自身不同于研究型和高職高專學(xué)生的特色，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中尋找自己的定位，這樣才能保證在未來的就業(yè)競爭中取得優(yōu)勢。應(yīng)用型高校培養(yǎng)的電子信息工程專業(yè)學(xué)生應(yīng)該熟悉傳感器、變送器和執(zhí)行元件的工作原理，了解元器件的性能參數(shù)以及影響其工作的因素，能夠根據(jù)客戶提出的設(shè)備的性能指標(biāo)和不同要求，“選擇”傳感器、變送器和執(zhí)行元件，通過合理的組合連接，形成生產(chǎn)設(shè)備，或是能夠測量某些物理參數(shù)的儀器和儀表，或者是智能家居中的控制系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等等。該類型學(xué)生主要從事的是系統(tǒng)集成工作。從目前我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展結(jié)構(gòu)來看，大部分企業(yè)還是生產(chǎn)型的，從事研發(fā)的企業(yè)和研發(fā)方面提供的工作崗位相對(duì)較少，所以對(duì)從事底層設(shè)備研發(fā)的人才需求有限，而對(duì)系統(tǒng)集成人才需求較大。

3.2工作崗位分析

根據(jù)以上分析，確定嘉應(yīng)學(xué)院電子信息工程專業(yè)的改革思路。智能化是電子信息技術(shù)發(fā)展的一個(gè)必然的趨勢。未來的儀器設(shè)備會(huì)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序和算法運(yùn)行，脫離人的控制，具有一定的智能性。基于此，確定培養(yǎng)的學(xué)生的未來的職業(yè)定位為智能電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師。廣東省電子行業(yè)發(fā)達(dá)，提供的相關(guān)產(chǎn)業(yè)崗位較多，95%以上的學(xué)生會(huì)在廣東省內(nèi)就業(yè)。就業(yè)的學(xué)生主要從事智能電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、調(diào)試和安裝工作。作為智能電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師，就業(yè)之初可以做為企業(yè)研發(fā)部門的軟件、硬件工程師，隨著相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的積累，以及自己本人的不斷努力和學(xué)習(xí)，有部分優(yōu)秀的智能電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師可以成長為產(chǎn)品的項(xiàng)目工程師。如果掌握企業(yè)的核心技術(shù)，則可以成為企業(yè)的技術(shù)負(fù)責(zé)人，只要努力，職業(yè)提升空間較大。

3.3課程模塊設(shè)置

學(xué)生要想在將來能夠勝任智能電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)和系統(tǒng)集成工作，需要掌握的知識(shí)要點(diǎn)包括信息采集、數(shù)據(jù)處理、信號(hào)轉(zhuǎn)換變換、總線接口和軟件編程等方面的知識(shí)。需要學(xué)習(xí)的模塊設(shè)置為基礎(chǔ)模塊、提高模塊和產(chǎn)業(yè)對(duì)接模塊。針對(duì)學(xué)生將來從事的智能電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作，要求學(xué)生學(xué)習(xí)的課程體系如下：基礎(chǔ)模塊包括了電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電路與數(shù)字邏輯、信號(hào)與系統(tǒng)、傳感與檢測、數(shù)字信號(hào)處理、虛擬儀器設(shè)計(jì)和C語言程序設(shè)計(jì)。提高模塊包括了應(yīng)用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化、嵌入式系統(tǒng)、微機(jī)與單片機(jī)原理和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)及應(yīng)用。產(chǎn)業(yè)對(duì)接模塊含有數(shù)據(jù)采集與智能儀器、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與實(shí)踐和智能家居等課程。基礎(chǔ)模塊電子系統(tǒng)工作的基本原理和基本的分析方法，為提高模塊的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。提高模塊中的課程主要學(xué)習(xí)由8位，16位和32位處理器內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)和編程方法和系統(tǒng)硬件描述語言，這些是智能電子產(chǎn)品的核心。而產(chǎn)業(yè)對(duì)接模塊開設(shè)的課程主要要求學(xué)生能夠根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)滿足生產(chǎn)和人民生活需要的智能電子產(chǎn)品系統(tǒng)。

4電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)方案框架

4.1通識(shí)教育課程模塊

該模塊包括國防教育、思想政治理論課、語言與技能課、體育和全校性公共任選課，總計(jì)57學(xué)分，1004學(xué)時(shí)。具體課程為軍事理論與訓(xùn)練、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、廉潔修身、基本原理概論、思想和中國特色社會(huì)主義理論體系概論、中國近現(xiàn)代史綱要、形勢與政策、大學(xué)英語I-IV，含口語與寫作）、大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、健康與心理教育、大學(xué)語文（含應(yīng)用寫作）、大學(xué)生職業(yè)發(fā)展與就業(yè)指導(dǎo)、創(chuàng)業(yè)教育、體育（含選修），公共任選課。通過通識(shí)教育課程的教授使學(xué)生掌握一定的外語、法律和國學(xué)知識(shí)，具有一定的人文情懷，成為一個(gè)道德和人格上成熟的人。

4.2專業(yè)課程教育模塊

該模塊包括專業(yè)必修課、專業(yè)選修課、畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），總計(jì)105學(xué)分，1498學(xué)時(shí)。其中專業(yè)必修課包括學(xué)生必須了解的本專業(yè)的一些基礎(chǔ)知識(shí)。其中學(xué)科基礎(chǔ)課電子類工科學(xué)生必須學(xué)習(xí)的本學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)，含30學(xué)分，總計(jì)548學(xué)時(shí)，主要課程有：大學(xué)物理及實(shí)驗(yàn)、高等數(shù)學(xué)、工程數(shù)學(xué)、概率論與隨機(jī)過程、工程制圖與AutoCAD、電子工藝訓(xùn)練、電路分析基礎(chǔ)、電路分析基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。專業(yè)基礎(chǔ)課是學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ)，是本專業(yè)不同于其他專業(yè)的基礎(chǔ)課程組合，通過專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)學(xué)生可掌握本專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)。含18學(xué)分，總計(jì)287學(xué)時(shí)，主要課程有：C語言程序設(shè)計(jì)、數(shù)字電路與數(shù)字邏輯、數(shù)字電路與數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)、通信電子線路、模擬電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)及見習(xí)。專業(yè)課程組合則是本專業(yè)的一些較為重要的課，按照不同專業(yè)方向開設(shè)不同的專業(yè)課，總計(jì)13學(xué)分，204學(xué)時(shí)。智能電子系統(tǒng)方向主要專業(yè)課程有智能電子系統(tǒng)方向、信號(hào)與系統(tǒng)、微機(jī)與單片機(jī)原理、嵌入式系統(tǒng)。專業(yè)選修課是本專業(yè)的一些特色課程，包括專業(yè)限選課18學(xué)分，28時(shí)，課程主要課程有：數(shù)據(jù)采集與智能儀器、數(shù)字信號(hào)處理原理及技術(shù)、傳感與檢測、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與實(shí)踐、虛擬儀器設(shè)計(jì)與應(yīng)用。專業(yè)任選課10學(xué)分，170學(xué)時(shí)，主要課程有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、印刷電路板設(shè)計(jì)、Matlab程序設(shè)計(jì)、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化、智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科教學(xué)最為重要的環(huán)節(jié)，需要學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)符合生產(chǎn)實(shí)際的能夠?qū)崿F(xiàn)一定功能的智能電子系統(tǒng)。畢業(yè)實(shí)習(xí)是學(xué)生畢業(yè)前進(jìn)行的直接參與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐的活動(dòng)，相當(dāng)于入職前的崗前培訓(xùn)，均為8學(xué)分，8學(xué)時(shí)。

4.3職業(yè)教育模塊

該模塊均為選修課程，包括心理學(xué)2學(xué)分，32學(xué)時(shí)；教育學(xué)2學(xué)分，32學(xué)時(shí)；教師職業(yè)技能2學(xué)分，32學(xué)時(shí)；教育實(shí)習(xí)4學(xué)分，4周。學(xué)生可以在修完此模塊后申請(qǐng)教師資格證，擴(kuò)大就業(yè)面，從而拓寬就業(yè)途徑。

5電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)方案改革內(nèi)容

5.1調(diào)整專業(yè)方向，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)業(yè)對(duì)接

緊密結(jié)合廣東省十二五規(guī)劃中高端新型電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃內(nèi)容和專業(yè)的發(fā)展方向，根據(jù)專業(yè)技術(shù)技能型人才培養(yǎng)需要，將專業(yè)方向調(diào)整為智能電子系統(tǒng)方向。為實(shí)現(xiàn)專業(yè)調(diào)整和改革的最后一公里，最終擺脫學(xué)生所學(xué)知識(shí)與到企業(yè)工作后所需能力相脫節(jié)的現(xiàn)狀，開設(shè)與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際相近的課程，如數(shù)據(jù)采集與智能儀器、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與實(shí)踐和智能家居等課程。提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，真正做到與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的對(duì)接，讓學(xué)生到企業(yè)工作后可以盡快進(jìn)入角色，找到自己在企業(yè)的一席之地。

5.2突出專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)方向課的核心地位

針對(duì)學(xué)生到企業(yè)工作后主要從事智能電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)的工作，專業(yè)基礎(chǔ)課中的核心課程設(shè)置為：數(shù)字電路與數(shù)字邏輯、通信電子線路、模擬電子技術(shù)、電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)及見習(xí)、C語言程序設(shè)計(jì)。專業(yè)方向課中的核心課程設(shè)置為：數(shù)據(jù)采集與智能儀器、數(shù)字信號(hào)處理原理及技術(shù)、傳感與檢測、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與實(shí)踐、虛擬儀器設(shè)計(jì)與應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及見習(xí)。強(qiáng)化學(xué)生在智能電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的專業(yè)技術(shù)知識(shí)，為學(xué)生將來在本行業(yè)從事技術(shù)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。讓學(xué)生在此基礎(chǔ)上，能夠有較大程度的職業(yè)上升空間，使開設(shè)的專業(yè)課程更有利于學(xué)生將來在專業(yè)技術(shù)方面的成長和發(fā)展。由于專業(yè)選修方向的調(diào)整，增加了相應(yīng)課程，如數(shù)據(jù)采集與智能儀器、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與實(shí)踐和智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)。刪除了理論性較強(qiáng)的相應(yīng)課程，如信息論基礎(chǔ)和數(shù)字圖像處理。

5.3進(jìn)一步強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

根據(jù)應(yīng)用型本科教學(xué)工作面臨的形勢和特點(diǎn)，提出加強(qiáng)和改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)工作的幾項(xiàng)措施：一是加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)師資隊(duì)伍建設(shè)，鼓勵(lì)教師從事實(shí)踐教學(xué)工作；二是推進(jìn)科學(xué)研究與實(shí)踐教學(xué)的有效結(jié)合，不斷提高教師的實(shí)踐教學(xué)水平；三是加大經(jīng)費(fèi)投入，通過優(yōu)化、整合加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心和工程訓(xùn)練中心等實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)；四是推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作，建設(shè)好大學(xué)生實(shí)習(xí)和實(shí)踐基地；五是實(shí)施好卓越工程師計(jì)劃，培養(yǎng)和造就高層次工程型人才。實(shí)踐教學(xué)是學(xué)校進(jìn)行人才培養(yǎng)的重要組成部分，可以有效提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，是與課堂教學(xué)相輔相成和互相促進(jìn)的重要方面。

6結(jié)語