基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一、項(xiàng)目背景：智能家居是以住宅為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)通訊、訊息家電、設(shè)備自動(dòng)化，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。智能家居是在家庭產(chǎn)品自動(dòng)化，智能化的基礎(chǔ)上，通過網(wǎng)絡(luò)按擬人化的要求而實(shí)現(xiàn)的。智能家居可以定義為一個(gè)過程或者一個(gè)系統(tǒng)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、綜合布線技術(shù)、無線術(shù)、將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)，有機(jī)地結(jié)合在一起。與普通家居相比，由原來的被動(dòng)靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇?dòng)智能的工具，提供全方位的訊息交換功能，幫助家庭與外部保持訊息交流暢通。智家居強(qiáng)調(diào)人的主觀能動(dòng)性，要求重視人與居住環(huán)境的協(xié)調(diào)，能夠隨心所欲地控制室內(nèi)居住環(huán)境。應(yīng)該注意，家居智能化與家居訊息化和家居自動(dòng)化，家庭的網(wǎng)絡(luò)化等有一定的區(qū)別。在住宅中為住戶提供一個(gè)寬帶上網(wǎng)接口，家居訊息化的條件即已具備，但這做不到家居智能化；電飯煲可定時(shí)燒飯煲湯，錄象機(jī)可定時(shí)預(yù)錄預(yù)定頻道的電視節(jié)目，這些僅僅是家電自動(dòng)化。訊息化和自動(dòng)化是家居智能化的前提和條件，實(shí)現(xiàn)智能化還需對(duì)記錄、判別、控制、反饋等過程進(jìn)行處理，并將這些過程在一個(gè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)集成，能按人們的需求實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。智能化應(yīng)服務(wù)于人們的居家生活，因此應(yīng)更全面、更富有人性化。智能家居系統(tǒng)，把家庭電話通信系統(tǒng)、家庭局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、有線、數(shù)字、衛(wèi)星電視信號(hào)共享系統(tǒng)、音視頻共享系統(tǒng)、背景音樂系統(tǒng)、安防監(jiān)控門禁系統(tǒng)、室內(nèi)智能照明系統(tǒng)、電器智能控制系統(tǒng)等八大系統(tǒng)控制融為一體，在保留傳統(tǒng)手動(dòng)開關(guān)的基礎(chǔ)上，可以用遙控、定時(shí)管理、一鍵場(chǎng)景、電話遠(yuǎn)程、互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程等多種智能控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)燈光及家電的智能管理與控制，真正讓您體驗(yàn)到數(shù)字住宅的方便、舒適、智能、環(huán)保的特性。二、系統(tǒng)需求分析：項(xiàng)目概述：130平方米1.方便的手持設(shè)備本方案中的手持設(shè)備可以使得人們?cè)谌我鈺r(shí)刻、任意地點(diǎn)對(duì)家中的任意電器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，如提前將空調(diào)打開制冷、熱水器燒好熱水、電飯煲煮好香噴噴的米飯，打開洗衣機(jī)幫你提前洗好衣物，打開豆?jié){機(jī)磨好豆?jié){、開啟微波爐加熱食品等等，大大節(jié)省了用戶的時(shí)間。當(dāng)用戶在住宅時(shí)，可通過手持無線語音控制模塊，控制室內(nèi)家電的開關(guān)，此無線設(shè)備對(duì)于生活無法自理的人尤其適用，使人們盡享高科技帶來的簡(jiǎn)便的現(xiàn)代生活。2.攝像頭室內(nèi)安裝有定點(diǎn)有線攝像頭，可以實(shí)現(xiàn)了解室內(nèi)情況，對(duì)重點(diǎn)區(qū)域不間斷視頻監(jiān)控，可錄像保存3.門禁系統(tǒng)中配置了門禁功能，可對(duì)來訪者進(jìn)行IC卡識(shí)別，若身份未能識(shí)別，攝像頭將自動(dòng)采集來訪者照片信息，并通過GSM模塊將照片以彩信形式發(fā)送至指定手機(jī)，若檢測(cè)刀火災(zāi)時(shí)，將啟動(dòng)門禁執(zhí)行單元，GSM模塊將向用戶是手機(jī)發(fā)送火災(zāi)報(bào)警信息，以便用戶進(jìn)一步采取行動(dòng)，達(dá)到安防的重要性。4.空氣質(zhì)量檢測(cè)當(dāng)系統(tǒng)中傳感器感應(yīng)到空氣質(zhì)量異常時(shí)，如CO、CH4、H2、NH4等有害氣體濃度超標(biāo)時(shí)，空氣質(zhì)量檢測(cè)與清新系統(tǒng)中的語音報(bào)警器將自動(dòng)啟動(dòng)，同時(shí)臭氧發(fā)生器自動(dòng)開啟，換氣扇同時(shí)工作，達(dá)到安防重要目的。5.濕度、煙霧檢測(cè)對(duì)家中裝有溫度要求較為嚴(yán)格的臥室或者客廳，系統(tǒng)中配置多點(diǎn)溫度采集器和多煙霧檢測(cè)器，可實(shí)時(shí)采集與檢測(cè)室內(nèi)的溫度與煙霧濃度，當(dāng)室內(nèi)溫度超過預(yù)設(shè)溫度值時(shí)，將進(jìn)行GSM短信溫度異常報(bào)警，也方便用戶根據(jù)實(shí)際的溫度情況，以合理調(diào)整自身生活狀況，同樣，檢測(cè)到煙霧濃度異常時(shí)，將進(jìn)行GSM火災(zāi)報(bào)警。6.遠(yuǎn)程控制用戶除在PC端對(duì)家電進(jìn)行操作，用戶還可以在手持設(shè)備中設(shè)置WI-FI接入點(diǎn)，運(yùn)行終端軟件，同樣可以實(shí)現(xiàn)在任何時(shí)刻、任意地點(diǎn)對(duì)家中的任意電器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的目的，讓用戶盡享無線網(wǎng)絡(luò)帶來的方便生活。三、智能家居系統(tǒng)功能簡(jiǎn)述1.智能安防系統(tǒng)：24小時(shí)家庭電子安保系統(tǒng)時(shí)刻守護(hù)對(duì)家庭人身、財(cái)產(chǎn)等安全進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，發(fā)生入室盜竊、火災(zāi)、煤氣泄漏以及緊急求助，自動(dòng)拔打用戶設(shè)定的電話（最多8路號(hào)碼），通過語音及時(shí)報(bào)告險(xiǎn)情；全部及局部本地及遠(yuǎn)程布撤防，遠(yuǎn)程監(jiān)聽功能，互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)攝像監(jiān)控與監(jiān)看功能。2.智能照明系統(tǒng)：一鍵在手，夢(mèng)幻燈光隨心創(chuàng)造。實(shí)現(xiàn)對(duì)全宅燈光的智能管理，可以用遙控等多種智能控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)全宅燈光的遙控開關(guān)，調(diào)光，（區(qū)域）全開全關(guān)等多種一鍵式燈光場(chǎng)景效果的實(shí)現(xiàn)；并可用定時(shí)控制、電話遠(yuǎn)程控制、電腦本地及互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制等多種控制方式實(shí)現(xiàn)功能，從而達(dá)到智能照明的節(jié)能、環(huán)保、舒適、方便的功能。3.智能電器控制系統(tǒng)：打個(gè)電話空調(diào)提前遠(yuǎn)程開啟。傳統(tǒng)電器以個(gè)體形式存在，而智能電器控制系統(tǒng)，是把所有能控制的電器組成一個(gè)管理系統(tǒng)，除了可以實(shí)現(xiàn)本地及異地紅外家電的萬能遙控外，還可以用遙控、場(chǎng)景、定時(shí)、電話及互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程、電腦等多種控制方式實(shí)現(xiàn)電器的智能管理與控制。4.門禁系統(tǒng)通過觸摸屏可以控制密碼門鎖，在觸摸屏上可以控制門的開關(guān)，以及可以實(shí)現(xiàn)主人回家時(shí)，在門開的時(shí)候，燈光自動(dòng)進(jìn)入系統(tǒng)預(yù)設(shè)的回家的模式。5.煙霧檢測(cè)系統(tǒng)火災(zāi)煙霧傳感器是一種在消防管理、安全防范系統(tǒng)中的報(bào)警的器材，他工作可靠，體積小巧，火災(zāi)煙霧傳感器把煙霧信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電路設(shè)計(jì)時(shí)可以在背后設(shè)計(jì)專用的卡口以便地固定在墻上或者天花板上，使用時(shí)通過設(shè)置在廚房、臥室、書房等的煙霧傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)視各個(gè)房間的狀況，以防火災(zāi)的發(fā)生。若有火災(zāi)發(fā)生，則控制器發(fā)出聲光、短信等報(bào)警信號(hào)，通知家人及相關(guān)部門及時(shí)撲滅火災(zāi)，保證家居的安全。除此之外，我們還根據(jù)有人在家與否，調(diào)節(jié)煙霧傳感器的靈敏度。6.空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)室內(nèi)溫濕度、有害氣體、粉塵顆粒的情況，實(shí)時(shí)向家長(zhǎng)反饋監(jiān)測(cè)結(jié)果，當(dāng)室內(nèi)有害氣體濃度超過標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)空調(diào)、新風(fēng)、空氣凈化器、換氣扇等，凈化室內(nèi)環(huán)境，為家人創(chuàng)造一個(gè)健康、舒適的生活和學(xué)習(xí)的環(huán)境。四、智能家庭平面圖Sm10WPm10WPHHH2m玄關(guān)餐廳客廳廚房陽臺(tái)主臥次臥臥室臺(tái)陽浴室衛(wèi)生間14m7m2m圖戶型及基本設(shè)備分布平面圖注：1.臥室、廚房、客廳、餐廳等，每個(gè)房間中央都有吊燈，并由智能主機(jī)管理。2.如圖共有三個(gè)攝像頭，分別對(duì)準(zhǔn)三個(gè)陽臺(tái)的門和屋子大門。3.每扇玻璃都裝有玻璃破碎探測(cè)器，在客廳到陽臺(tái)的拉門裝有紅外探測(cè)器，可燃?xì)怏w探測(cè)器裝在廚房，二氧化碳探測(cè)器和煙霧探測(cè)器裝在臥室。4.蜂鳴器分別裝在客廳和主臥。圖例圖例說明圖例說明H隱形攝像頭S視頻式門口機(jī)電飯煲落地?zé)舯淇照{(diào)洗衣機(jī)臺(tái)燈視頻服務(wù)器和智能主機(jī)、電視桌WP緊急按鈕五、智能家居各系統(tǒng)原理圖1.智能安防與視頻監(jiān)控系統(tǒng)：智能主機(jī)以智能主機(jī)以太網(wǎng)手機(jī)電腦門口機(jī)MC電控鎖攝像頭CP緊急按鈕門磁、窗磁CM紅外探測(cè)器H可燃?xì)怏w探測(cè)器煙霧報(bào)警器玻璃破碎探測(cè)器S視頻服務(wù)器入室盜竊、搶劫、殺人案件屢屢發(fā)生，安全、防盜已經(jīng)成為現(xiàn)代居家生活(特別是別墅)的必備系統(tǒng)，靠小區(qū)防范措施已遠(yuǎn)遠(yuǎn)保障不了家庭安全。智能安防系統(tǒng)通過智能門禁、入侵報(bào)警、攝像監(jiān)控，遠(yuǎn)程監(jiān)控和聯(lián)網(wǎng)報(bào)警等技術(shù)構(gòu)筑多層防護(hù)網(wǎng)，確保家人和財(cái)產(chǎn)安全。1.1設(shè)備組成智能主機(jī)、紅外探頭、模擬/網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、可燃?xì)怏w探測(cè)器、煙霧探測(cè)器、玻璃破碎探測(cè)器、視頻服務(wù)器、緊急按鈕和門禁系統(tǒng)。1.2功能視頻監(jiān)控錄像：對(duì)重點(diǎn)區(qū)域不間斷視頻監(jiān)控，可錄像保存；遠(yuǎn)程監(jiān)控：通過手機(jī)和電腦等終端可隨時(shí)查看家中監(jiān)控視頻畫面；防盜防火報(bào)警：當(dāng)屋內(nèi)著火或者煙霧濃度過高時(shí)，煙霧報(bào)警器會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，盡早通知業(yè)主及小區(qū)保安家里有險(xiǎn)情發(fā)生，及時(shí)處理；保險(xiǎn)柜安全防范：對(duì)保險(xiǎn)柜進(jìn)行監(jiān)測(cè)并將警情直接反饋至用戶手機(jī)；自動(dòng)關(guān)煤氣：當(dāng)發(fā)生煤氣泄漏時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉安全閥，也可通過手機(jī)遠(yuǎn)程關(guān)閉；老人遠(yuǎn)程關(guān)懷和緊急求助：老人通過本系統(tǒng)可隨時(shí)與子女進(jìn)行視頻互動(dòng)交流；在客廳安裝緊急求助按鈕，在老人生病或其他緊急情況下可一鍵求助，系統(tǒng)可立即通過短信和電話通知業(yè)主、小區(qū)、社區(qū)醫(yī)院等；1.3程序流程圖智能智能主機(jī)玻璃破碎探測(cè)器是否觸發(fā)報(bào)警是否緊急按鈕是否觸發(fā)否是報(bào)警紅外探測(cè)器是否觸發(fā)否是報(bào)警可燃?xì)怏w探測(cè)器是否觸發(fā)否向戶主手機(jī)發(fā)送短信手機(jī)、電腦、平板電腦手機(jī)、電腦、平板電腦萬維網(wǎng)智能主機(jī)視頻服務(wù)器指令判斷否是操作攝像頭是否有人入侵是報(bào)警并發(fā)送短信否2.智能照明系統(tǒng)：手機(jī)、電腦、平板電腦手機(jī)、電腦、平板電腦萬維網(wǎng)智能主機(jī)燈2.1設(shè)備組成智能主機(jī)、手機(jī)、電腦、平板電腦、燈2.2功能便捷控制：隨時(shí)隨地通過手機(jī)(平板電腦)對(duì)全宅照明進(jìn)行控制；離家模式：離家時(shí)，可自動(dòng)切斷全部照明電源，也可通過手機(jī)遠(yuǎn)程關(guān)閉；就寢模式：就寢時(shí)，可一鍵全關(guān)家中所有需要關(guān)閉的照明燈具；燈光可組合控制：用戶根據(jù)喜好組合控制各房間燈具，也可根據(jù)需要將燈具與家電、安防報(bào)警等系統(tǒng)組合控制；節(jié)約電費(fèi)支出：可節(jié)約20-40%的電費(fèi)；延長(zhǎng)開關(guān)壽命：非接觸式控制方式大大延長(zhǎng)開關(guān)壽命；節(jié)約照明布線成本：智能無線多聯(lián)控開關(guān)省去眾多布線材料成本；施工周期極短：智能開關(guān)與傳統(tǒng)開關(guān)安裝方式一致，加大縮短施工時(shí)間；2.3程序流程圖手機(jī)、電腦、平板電腦智能主機(jī)手機(jī)、電腦、平板電腦智能主機(jī)燈判斷開關(guān)開開燈關(guān)燈3.智能電器控制系統(tǒng)：電腦手機(jī)電腦手機(jī)平板電腦萬維網(wǎng)智能主機(jī)窗簾智能插孔空調(diào)LED液晶顯示器洗衣機(jī)3.1設(shè)備組成智能主機(jī)、電動(dòng)幕簾控制器、紅外轉(zhuǎn)發(fā)器、萬用內(nèi)置插座(功耗型及紅外型)、信息家電遙控器、中央空調(diào)控制面板。3.2功能1=N：一部手機(jī)(平板電腦)替代所有遙控器；復(fù)雜控制簡(jiǎn)單化：省掉學(xué)習(xí)使用眾多遙控器的煩惱，輕松掌控全宅電器；遠(yuǎn)程開啟空調(diào)地暖：通過手機(jī)和電腦等終端遠(yuǎn)程開啟家中空調(diào)系統(tǒng)，回家即享受；集中控制：手機(jī)、平板電腦控制家中所有家電設(shè)備；隨時(shí)隨地控制：利用手機(jī)可在任何房間控制家中所有電器；離家模式：離家時(shí)，可自動(dòng)切斷全部電源，也可通過手機(jī)遠(yuǎn)程關(guān)閉；定時(shí)開關(guān)：可定時(shí)開關(guān)家中空調(diào)、窗簾、電視等家電；遠(yuǎn)程控制家電：通過手機(jī)和電腦遠(yuǎn)程對(duì)家電設(shè)備進(jìn)行控制；智能控制廚衛(wèi)家電：定時(shí)烹調(diào)、燒水，定時(shí)供斷電；3.3程序流程圖電腦、手機(jī)、平板電腦電腦、手機(jī)、平板電腦智能插口判斷是通電否洗衣機(jī)洗衣服是通電否空調(diào)啟動(dòng)否是制冷/制熱制冷開啟制冷制冷/制熱開啟制冷制熱調(diào)節(jié)溫度液晶顯示器判斷是否指令是否執(zhí)行指令窗簾判斷可燃?xì)怏w探測(cè)器、二氧化碳探測(cè)器是否觸發(fā)否開判斷開關(guān)執(zhí)行拉下指令關(guān)執(zhí)行拉起指令電飯煲判斷開關(guān)煮飯開關(guān)4.門禁系統(tǒng)單片機(jī)語音錄放單片機(jī)語音錄放門口機(jī)電控鎖4.1設(shè)備組成單片機(jī)、門口機(jī)、電控鎖、語音播報(bào)器、指紋感應(yīng)器4.2功能本系統(tǒng)可以通過單片機(jī)、門口機(jī)以及電控鎖簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)了家庭門鎖的安防問題，其實(shí)現(xiàn)的功能有語音錄放，指紋鎖，密碼鎖，并且當(dāng)輸入10次以上的的錯(cuò)誤密碼時(shí)，會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送短信給戶主，有人入侵家庭，并通知小區(qū)的保安，同時(shí)此系統(tǒng)還具備第二個(gè)密碼輸入，設(shè)定此系統(tǒng)前用戶通過數(shù)據(jù)庫保存兩個(gè)密碼，以防備用。4.3程序流程圖設(shè)置工作模式設(shè)置工作模式單片機(jī)語音錄放門口機(jī)輸入密碼判斷開關(guān)開打開電控鎖關(guān)閉電控鎖判斷密碼是否正確正確指紋識(shí)別否輸入錯(cuò)誤計(jì)數(shù)判斷密碼是否超過10次否是向戶主發(fā)送短信指紋是否匹配是打開電控鎖輸入2號(hào)密碼否密碼是否正確是5.煙霧檢測(cè)系統(tǒng)智能主機(jī)煙霧探測(cè)器智能主機(jī)煙霧探測(cè)器蜂鳴器智能插座煤氣安全閥發(fā)送短信給戶主5.1設(shè)備組成煙霧探測(cè)器、智能主機(jī)、蜂鳴器、智能插座5.2功能當(dāng)屋內(nèi)著火或者煙霧濃度過高時(shí)，煙霧報(bào)警器會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，盡早通知業(yè)主及小區(qū)保安家里有險(xiǎn)情發(fā)生，及時(shí)處理；如果是煤氣泄露。導(dǎo)致明火的產(chǎn)生，那么智能主機(jī)會(huì)做出判斷，對(duì)其煤氣安全閥進(jìn)行關(guān)閉，并且自動(dòng)開啟窗戶進(jìn)行排氣。5.3程序流程圖設(shè)置工作模式智能主機(jī)設(shè)置工作模式智能主機(jī)煙霧探測(cè)器CO2濃度及濕度探測(cè)器是否觸發(fā)否是蜂鳴器關(guān)閉電源煤氣安全閥發(fā)送短信到戶主是否觸發(fā)是開啟換氣扇否空氣凈化器6.空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)智能主機(jī)CO2智能主機(jī)CO2濃度探測(cè)器戶主手機(jī)換氣扇空氣凈化器6.1設(shè)備組成CO2濃度探測(cè)器、智能主機(jī)、紅外轉(zhuǎn)發(fā)器6.2功能氣體監(jiān)測(cè)與報(bào)警：監(jiān)測(cè)并顯示室內(nèi)二氧化碳和粉塵顆粒濃度狀況，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)送至平板電腦和手機(jī)等終端進(jìn)行直觀顯示；空氣質(zhì)量評(píng)估：系統(tǒng)將室內(nèi)氣體監(jiān)測(cè)結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)健康值進(jìn)行對(duì)比評(píng)估并提醒用戶了解對(duì)比結(jié)果；空氣質(zhì)量自動(dòng)調(diào)節(jié)：當(dāng)室內(nèi)有害氣體濃