家居智能化

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家居智能化范文第1篇

來源：同城裝修網

很多人對智能家居的關注認識可能都來自對國外富豪們智能豪宅的介紹，主人的汽車剛進入院門，感應器已經把信息傳送到控制中心，而房間內的燈光、空調、音響都相應進入預定工作狀態。只要在門口略微停頓，指紋監測儀、瞳孔識別器等設備已經把身份進行識別了，選擇應該開門或者是給主人的手機上發送有陌生人來訪的短信息……這一切都不是科學幻想小說中的情景，現有的技術已經完全可以實現了。現在各種家用電器的智能化程度越來越高，在上班之前可以給電飯煲定時，在你回來之前把飯煮好，對空調器進行定時，在你下班之前把室內的溫度調節得舒爽怡人……

在智能家居之前其實人們也提出過智能家庭、網絡家庭等一系列類似的概念，而隨著技術的進步和人們對居住環境品質要求的提高，現在的智能家居已經開始逐漸地集成了安全防范與報警、電氣自動化控制、網絡接入等功能，其目的就是讓使用者能更加安全愜意地置身其中。

而由一些諸如奇勝電器等傳統電氣和工控企業推出的方案非常重視電氣自動化的實現，對家居的控制主要由感應器和供電控制中心來完成，具有更為成熟穩定的運行品質，但給人的感覺還是不夠聰明，比如對一盞燈的控制大多是關閉和打開兩種方式，而無法實現根據自然光和作息時間的不同來真正智能調節。

家居智能化范文第2篇

現代家庭娛樂、通信、安全防護的需求在不斷增長，依賴現有的網絡資源加上智能控制終端可遠程遙控自動化控制各種家用電器設備、并提供智能報警功能，這都需要有一個完整的、統一的家庭布線網絡。家庭綜合布線就成為迫切的需求，所以使用規范的家用布線系統逐漸成為繼水、電、氣之后第四種必不可少的家庭基礎設施。

一、智能家居綜合布線

智能家居是一個典型的集計算機、通訊和消費在一起的3C（Computer， Communication 和 Consumer）系統，是一個巨型網絡的末端，它的最起始的功能構思源自將電話、電視、光盤影碟機、數碼相機、計算機以及各種各樣的家用電器 / 設備的互聯，以實現設備之間的信息交換機遠程控制及監測。目標就是盡最大可能為人們提供方便、快捷、安全及高效率的生活環境。要完成這樣一個復雜系統，智能綜合布線系統要優先考慮。

智能家居綜合布線系統是指將電視、電話、電腦、自動報警裝置等通過中央控制器進行集中控制的電子系統，即家庭中由這些線纜連接的設備都可由一個設備集中控制。由于它們傳輸電壓不高，故像這類線纜組成的系統被稱為弱電布線系統。一般的綜合布線系統主要由信息接入箱、信號線和信號端口組成，如果將綜合布線系統比作家居的神經系統，信息接入箱就是大腦，而信號線和信號端口就是神經和神經末梢。終端設備就是接受這些信號的神經元，把這些應用在家居的不同地點，就構成了一個家庭智能綜合網絡系統（圖1）。

二、家居裝修綜合布線

計算機技術、通訊技術、自動化技術等多學科的交叉發展和相互融合使得家庭的電話、電視、計算機等設備通過智能化綜合布線管理系統將電、水、氣等設備連成一體，并與互聯網相連，從而達到自主控制、管理并實現如家庭防盜、防災、報警，通過互聯網遠程控制家用設備等強大的功能，并且隨著網絡綜合業務的發展，將會實現如網上購物，家庭辦公，遠程教育，遠程醫療等，使家庭能真正高享受的工作、學習和娛樂，因此，以智能化綜合布線管理系統為基礎所構建的家庭網絡應該包括寬帶互聯網和家庭控制網絡等幾方面，寬帶是家庭對外的橋梁，實現與外界的溝通和互動，控制網絡則對各種家電設備進行控制，起到補充作用。家庭在進行綜合布線時，要有一定的超前意識，要將家庭網絡預先建立起來，以迎接即將到來的家庭智能化，相對的弱電線纜越來越多，如果使用智能化綜合布線管理系統預先暗埋全部弱電線纜，則可省去了以后拉明線的麻煩，又能保證了家庭裝修的美觀和一致。與傳統的布線方式比較，采用智能綜合布線系統進行家居布線采用統一控制和管理，設備使用、管理和維修十分方便。擴展性強，能靈活組合，增加新的設備或家電，可以馬上接通使用。采用智能化綜合布線管理系統一方面滿足了當前的需求，另外也完全能適應未來智能化家居生活的需要。

三、綜合布線工程實例

以一套三房兩廳兩衛的戶型為例，在規劃方案中整個居室中信息點有35個，信息面板28個，各種規格線纜、集中控制器、安防設備若干。具體分布如下圖二所示。

其中：這套方案可實現的功能如下：1.客廳、主臥、書房、兒童房均安裝有線電視接口，可以單獨觀看有線電視節目；2.可以通過客廳的遙控接收裝置控制房間內的音響、影碟機、電動窗簾等可遙控設備；3.客廳、主臥、書房、兒童房等均有五類網絡線到達，可選擇在不同的位置上網；也為網絡家電的接入使用預留了接口。通過網絡交換機，可組成家庭局域網，從而實現資源共享，網絡游戲等功能；4.用戶可隨時按需對每條線路進行調整及管理。例如：家長可以隨時切斷任何一條線路的輸出，以確保學童在學習時間內不能使用電話、電視、計算機等；可將某條線路由電話改為數據，從而改變了使用功能等等；5.如果選擇成型的信息家電與智能家庭系統連接，包括網絡家電（網絡冰箱、網絡微波爐等）則可實現整個居室的集中控制；6.選用嵌入式智能控制設備作為安防的控制中心，當室內發生緊急情況（火災、盜竊等），控制中心將信息已短信的方式告知，直至收到確認信息才停止發送。

四、實施過程

（一）工程前期準備。

家庭智能化建設應以實用為主，設計適當超前，根據實際需求和消費能力，選擇解決方案。工程前期的準備對整個工程來說至關重要。從家用電器、設備的擺放到布線的設計及施工，要精確定位，不能有半點馬虎。首先就是設計居室的平面圖，在圖上將所設計的信息點進行標識，并粗略計算出各種線纜的長度。因為各種線纜要預埋在地下或墻體內長期使用，無法隨意更換，因此，線纜的質量就顯得尤為重要。如果家裝預算不夠寬裕，在采購智能化綜合布線管理系統時，可以先在設計位置安裝一個標準型“智能家居分線箱”，并規劃、鋪好足夠的線路，組建起基礎的智能家居布線系統，這樣既可以馬上使用，將來還可以方便地更換、配置功能更強大的智能分線箱。

（二）開始工程施工。

根據設計平面圖，將所有需要準備的線材進行分類，在線材的兩端貼上相應的標簽。進行線材路線的統一分類，并按照實施計劃將它們安排好。綜合布線管理系統要根據建筑圖及使用選擇合適的地點。弱電線路要采用星型布線，從交換、分頻設備向各個端口放射。所有的接頭都在最后制作，很多特種接頭，在穿線之前最多只能做出一個，如果兩個都做就無法穿過管線。三室一廳的房間一般可在客廳、主臥、次臥留網絡、電話、電視接口。在廚房要留出控制線，如果房間更多，可以選擇預留。音頻、視頻有所不同，雖然也能分頻共享，但在家里基本上同一時間只能為一個終端提供信號。視頻設備包括信號源（VCD、DVD、錄像機、攝像機、電視盒、衛星接收機、電腦甚至游戲機）和播放終端（電視、電腦、監視器、投影儀等）。視頻輸入輸出的線纜和接口種類很多，主要有15 PIN接口、RCA接口、S端口、分量視頻端口等。如果使用投影儀，視頻信號源和播放終端不放在一個地方，就要事先布線，如果不是太影響美觀，設備之間直接用線纜連接最好。布線時暗盒中的線纜要留10公分左右的頭，接插頭時如果出錯，還可以挽回。從布線施工簡單、維護方便考慮，最好各種設備放在同一個地方。如果你對日后的弱電走線還沒有考慮清楚，可以布置好管道和暗盒，管道里預先放好鐵絲，一頭留在暗盒里蓋上空白面板；一頭留在配電箱中，方便以后擴展。

家居智能化范文第3篇

關鍵詞： 物聯網； 智能化家居系統； 軟件； ZigBee通信模塊

中圖分類號： TN948.64?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2016）20?0061?03

Abstract： The design scheme of intelligent home control system based on ZigBee， in which S3C2440 is taken as the central controller of home gateway， and ZigBee and GPRS communication technologies are used， is proposed by means of deep analysis of application occasions and technical features of the system to achieve the overall management and remote communication， and show the characteristics of intelligent home humanization and intelligentization. The test result shows that the receiving data accuracy of the system is 98.93%， 99.88% and 99.93% corresponding to the test time of 1 h， 10 h and 20 h， which indicates that the system is stable and reliable， and the communication accurate rate is high.

Keywords： Internet of Things； intelligent home system； software； ZigBee communication module

隨著人們生活水平的提高，人們的生活方式和精神追求發生明顯變化。物聯網技術的發展及應用，成功掀起一場信息技術和產業革命，為智能化發展提供重要支撐。智能家居是指借助計算機、通信、傳感等技術把家居環境中各種設備相互連接，集合各項功能為一體的系統[1]。物聯網智能化家居系統是以住宅為載體，通過無線聯動方法控制各種設備，從而實現自動化、智能化家居管理功能，為人們提供安全、便捷的生活空間做出重要貢獻。

1 物聯網智能化家居系統設計方案

1.1 分析智能家居系統的需求

現階段，我國智能化家居行業發展并不成熟，國內并未制定統一的行業設計標準作為參照[2]。設計的智能家居系統必須遵循用戶的需求和以家居環境為依據，從而滿足不同類型用戶的需求。智能化家居系統必須滿足下列標準：

（1） 保證數據傳輸的可靠性，無線數據傳輸的信息要保障安全可靠，促使中央控制中心對內實現對其家居模式信息的處理[3]。

（2） 成本低廉。智能化家居系統要考慮普及推廣效果，根據多數消費者的消費能力展開設計，選擇的技術、硬件均在消費者能夠承受的范圍內。

1.2 物聯網智能家居系統總體設計

物聯網智能化家居系統主要包含家庭網關、硬件、軟件、無線通信單元等部分[4]。家庭網關作為整個家居系統的關鍵環節，不單單承擔著內部和外部網絡的相互通信，也借助無線通信網絡對設備終端開展實施監控及管理[5]。家居環境內各類智能用電器借助無線網絡實現連接，達到交換信息的目的。家居安保系統把門禁控制、防火、防盜等系統合理結合，確保人們家居環境的安全。在室內安裝的各個傳感器采用ZigBee技術與ARM控制器相互連接，如果傳感器檢測到室內存在異常情況，借助ZigBee無線通信網絡及時通知ARM控制器，由該控制器依據不同信號開展針對性處理[6]。本次設計的智能化家居系統還配備友好用戶界面，本界面可以展現系統內各個部件的運行情況，便于用戶實時查詢家居設備運行情況。

2 設計智能化家居系統硬件設計

本設計中使用三星公司生產的S3C2440微處理器芯片。這種芯片是CPU設計ARM920T內核，與普通的單片機比較，其運行速度更快，可以滿足系統對實時性的需求[7]。同時，這種芯片設置兩通道SPI、三通道UART、USB主設備芯片，便于及時擴展設備。因此，本設計中，在S3C2440芯片上添加電源模塊、報警模塊、以太網模塊、按鍵與顯示模塊等設備。S3C2440芯片包含相應的內存管理單元（MMU），能夠更好地運行Linux嵌入式操作系統，這種設計具有功耗低、性能好等優點，完全滿足設計要求[8]。硬件系統結構見圖1。

2.1 GPRS通信模塊

家居智能化范文第4篇

何為智能辦公家具

1.智能化辦公家具的界定及其本質

何為智能化辦公家具？智能化辦公家具是在傳統家具設計的基礎上，結合人工智能、控制論、系統論、信息論等新的科學技術，通過一定的測試從而達到能自動實現某些特定的功能，已達到讓人們辦公時更加的輕松智能效率高的目的 。其涉及的領域也非常寬廣，但是在人工智能的研究領域，大家對此尚有分歧，面對各大企業因為利益而對產品智能這一概念的濫用，我們有必要首先對辦公家具智能化提出一個精確正確的定義。

通過對現有的智能辦公家具的比較分析，智能辦公家具所表達的智能和試驗意義上的機器智能有很大的區別。它和人類所擁有的智慧并不一致，凡是對辦公家具的材料和結構工藝進行優化重構，其能夠取代人來完成的部分功能的操作，或者新的功能，這就說明它具有了一定程度的智能。往小了說，智能辦公家具的功能性，除了在技術上必須取得一定的進步之外，更需要在人們對生活的態度，工作場合的需求以及周圍環境的影響等多方面考慮，從設計的最開始，就該將“以人為本”為主要的設計理念，絕對不可以超越人們的需求和消費能力。它應該做到最基本的要求就是具有人情味。它的存在價值是將人們從復雜繁瑣的生活中解脫出來，讓人們有更多的時間去發展自身優勢。

2.智能辦公家具實例

智能型辦公家具到目前為止，雖然幾乎處于一個實驗性的開發階段，大多是概念設計，功能性也比較單一，但是其融合高科技的設計方向卻吸引了很多人的關注。 智能化家具的常見形態主要有“智能化辦公家具”“智能化民用家具”“智能化公共家具”等。其中智能化辦公家具主要是對傳統的辦公用品進行重新設計和再開發，摒棄傳統家具的弊端，對其進行高新技術的改革，使得辦公人員能從繁雜的環境中解放出來。

比如智能文件柜，使用者僅僅只需要將儲存于文件柜中的重要的文件分等級劃分進行編碼存放，在取出時輸入相應的密碼，文件便會自動推出。

智能化辦公家具的產品設計方法探究

科學技術日新月異，商品經濟日益成熟。現代設計中不斷的有新的探索也使得人們對精神世界和物質世界有了更深層次的要求，人們的審美理念，和生活方式，也得到了質的提高。辦公家具作為一種和人們生活、工作環境緊密結合的工業產品，對其進行再設計時必須遵守工業設計的幾個原則。

1.功能性原則

產品的功能性是設計時的核心問題，除了滿足人與物的生理關系外，應該對其本質也有更加重視。只能家具的功能性設計需要打破傳統的家具設計時的思維定位，進行新的創新設計。將關注的重點轉移到未來產品的功能上。根據旁觀者的優勢，發現消費者的潛在需求，進行可實現的功能性設計。

2.美觀原則

未來的智能型辦公家具，勢必與傳統的純木質家具區別開來，現代化的科學技術機械設計使得家具的外形具有不固定性。筆者認為，設計師應在考慮到各種材質結合的難點的同時進行產品的造型和形態的美的創新設計。

3.人性化原則

家居設計中人性化設計原則是包含了生理和心里量大因素，要考慮到人的生理要素和心里要素甚至人的欲望、價值觀念、生活意識等，從而使智能家具的產品與人類達到高度協調。

4.安全性原則

任何產品都必須保證其安全性為第一。

5.方便性原則

如果不能給使用者提供方便，反而使活動更加繁雜，那么這個產品無疑是失敗的。為了便于使用者的使用，在設計智能家具時必須讓人們感覺到便捷，這也是工業設計的本質之一。

6.耐用性原則

工業設計類產品都存在組件摩擦老化等一系列問題，智能型辦公家具也不例外。因此在設計智能型家具的同時，我們應該考慮其合理的結構布局，使之更加耐用。

7.經濟性原則

智能型家具與傳統型家具不同的地方是增加了許多現代化設計，需要和專業的制造商合作，出現了不可避免的社會生產費用，因此，這一系列因素必然會增加其成本，所以需要設計者對此進行合理的優化，以降低成本。

辦公家具智能化的發展趨勢

像這種智能型家具都是得益于建筑設計的發展而發展的，國外關于智能化辦公家居的設計遠早于我們國家。在美國及歐洲的一些發達的國家出現了第一棟智能型建筑后，人們對產品智能化開始產生極大的興趣，各種方案孕育而出，到目前為止智能化家居在國外已經得到了廣泛的應用。其中最著名的莫過于世界首富比爾蓋茨的家，它已經成為了智能型家居設計中的一個堪稱教科書的安利。

智能化家居是科技發展的產物，是高新型技術產品，研究智能化家具必須摒棄傳統的家居設計，加大科研的經濟預算，重視科研的高素質人才的引進，尤其是產品設計、機械自動化、人工智能等前沿領域的人才和具有豐富經驗的老技師。建立具有傳統和現代相結合的有實力的研發部門，并且與科學技術發展在前沿的公司進行合作，從而創造出真正的智能化家具設計品牌。

結語

家居智能化范文第5篇

關鍵詞：智能家居；分時電價；粒子群算法

1 概述

隨著智能電網的快速發展和智能家居的廣泛應用，家庭用電優化調度成為目前智能家居中的一大研究熱點。居民的用電態度也隨著家庭智能化的變化而改變，愿意嘗試新的用電方式來節約用電成本和減少能源消耗[1-2]。因此，研究智能家居用電優化調度對電網側和居民側雙方均有重要意義。

智能家居用電優化調度是通過家庭能源管理系統（Home Energy Management System，HEMS）[3]進行管理和控制的。優化調度算法是家庭能源管理系統的核心，通過控制家電負載的運行，實現對不同來源的能源使用的調度，提升家居的節能性、便利性、以及舒適性等，還可以通過需求響應措施調整家庭用電確保電網穩定可靠運行[4]。

在現有研究中，家電設備大多被分為可調度負載和不可調度負載，可調度負載的工作模式以及參與需求響應方式是家電優化調度需要考慮的關鍵因素；用戶舒適度是家電優化調度考慮的重要因素，優化調度要在保證用戶舒適度的前提下，減少用電成本和能源消耗。

在上述研究基礎上，本文分析了可調度負載的工作方式，考慮了影響用戶舒適度的兩個重要因素，建立了計及舒適度的優化控制數學模型，基于分時電價，提出了一種改進的粒子群用電優化調度算法。

2 家庭用電負載分類

根據家庭用電負載運行特性和調度的可行性，把家居負載分為：不可調度負載和可調度負載。不可調度負載的用電時間被調整會嚴重影響用戶的舒適度，而且運行時間并不確定。這類負載有供娛樂方面的負載（電視、電腦、音樂播放器等）、普通照明、微波爐等與用戶行為意識關系密切，且難以控制其開關的設備。可調度負載有固定的工作周期且使用時間具有彈性，可調度負載又可以分為不可中斷負載和可中斷負載，不可中斷負載的工作時間具有連續性，一旦開始工作必須完成為止，洗衣機、洗碗機、電飯煲等屬于這類型的負載；可中斷負載在允許的時間范圍內隨意開停，使用時間具有靈活性，只需在特定的時刻完成運行即可，如空調、熱水器等。

3 用電優化模型

3.1 可調度負載模型

3.2 舒適度建模

影響用戶舒適度的因素很多，而最能影響用戶舒適度的是溫度。溫度偏離用戶希望的范圍就會使用戶感到不適。

溫度的舒適度指數可用（5）式表示：

用戶在調度電器的時候會面臨等待，一旦等待時間超出用戶能忍受的范圍，嚴重影響用戶的舒適度。假設用戶希望負載的工作時間為[b，c]，調度后的工作時間為[d， d+l]，d和l分別表示調度后的開啟時間和工作時長，用戶等待時間舒適度指數用（6）式表示：

3.3線性規劃模型

在提出的模型中，用T表示優化調度區間，將其分為等長的n個時隙，t∈T=[1，2，3…，24]，時隙長度為1h。在用戶家庭中，有多種類型的可調度負載，用a表示一個負載，A=[a1，a2，...，an]表示一個負載集。根據提供的分時價格，用戶決定負載a的調度區間。假設在整個過程中負載的實際功率都等于額定功率，負載a消耗的電量用向量Ea=[E1a，...，ETa]表示，向量中的ETa為負載a在時隙t的電量消耗。在時刻t消耗的能耗可用（7）式表示：

式中：Et，a為負載a在時刻t的能耗；St，a為負載a在時刻t的開關狀態；pt為時刻t的電價。

綜合以上，智能家居用電優化調度模型的目標函數為：

式中：w1和w2分別為電費與舒適度權重，w1+w2=1。

4 用電優化調度模型算法

本文采用改進的粒子群算法進行求解，負載的用電方式是粒子群算法的決策變量。對約束條件進行處理，以罰函數的方式加入到目標函數中。

4.1 算法步驟

采用粒子群算法的流程圖如圖1所示。

4.2 參數設置

（1）粒子群參數設置：種群大小為10；學習因子c1和c2都為2；迭代次數為500；初始慣性權重為1；最終慣性權重為0.5。

（2）分時電價（來自紐約ISO網站）信息，如圖2所示。

（3）可調度負載信息如表1和表2所示。

5 仿真實驗與結果分析

以工作日為例，用戶8：00-18：00上班不在家。家電一天內的未調度和調度后的能耗和電費分別如圖3和圖4所示。

在圖2分時電價中， 7：00-15：00是高電價時段。從圖3未使用調度算法和使用調度算法能源消耗比較來看，使用調度算法很好的響應了分時電價，使得家庭負載集中用電時間有效的避開了用電高峰和電價高峰，提高了電網側的穩定性，而且保證了用戶的舒適度。

從圖4中未使用調度算法和使用調度算法的電費比較來看，使用調度算法比未使用調度算法電費減少14.5%，有效的減少了用戶電力成本，驗證了算法的有效性。

6 結束語

本文針對可調度負載建立了體現用戶用電行為的動態模型，考慮了影響用戶舒適度的兩個重要因素，結合分時電價，以最小化用電費用為目標函數，兼顧舒適性要求。仿真結果表明，該模型和算法能有效地避免用電高峰和電價高峰，實現削峰填谷，減少用電費用，保證舒適度。

參考文獻

[1]張延宇，曾鵬，臧傳治.智能電網環境下家庭能源管理系統研究綜述[J].電力系統保o與控制，2014，42（18）：144-154.

[2]王春梅，李揚.計及用戶舒適性的家庭智能用電調度優化[J].電網與清潔能源，2016，32（4）：58-62.

[3]劉經浩，賀蓉.一種基于實時電價的HEMS家電最優調度方法[J].計算機應用研究，2015，32（1）：132-137.

[4]高思遠.智能家居能源調度算法研究[D].河北工程大學，2015.