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智能家居系统范文第1篇
传感器
运动传感器
人会产生红外辐射。在正常的体温下，人类在红外区域会有强烈辐射，波长为9.4μm。热电传感器是由陶瓷材料构成，暴露在红外辐射下其表面会产生电荷。这个属性可以用于运动检测。PIR传感器还可以从振动、无线电干扰、阳光等触发错误检测。为了避免这种双传感器连接的相位差，共同连接到这两个传感器的任何激励相互抵消了。当身体经过传感器前面时，它激发第一个传感器，然后第二个。于是有一个变化标志身体从传感器一侧移动到另一侧的差分输出。这一变化标志也可以用来检测运动，可用于人员检测，增加一个滤波窗口可以限制8～14μm范围的外来辐射，这是对人体辐射最敏感的范围。为了提高传感器的范围和探测角度，使用了菲涅耳透镜。它把到来的红外辐射集中到传感器。菲涅耳透镜孔径较大并且焦距较短。图3说明了PIR传感器的接口电路。
PIR传感器可用于以下用途：控制走廊光或其他任何不需要持续发光的区域从而节约用电：通过监测PIR传感器内两个感应区域之间的差分输出来指导感应。
门传感器
门传感器可以使用电容式感应实现，可以检测板间两块金属极电容的变化并转化为计数、可以从这些计数值检测到门的打开和关闭。
可以在门顶端部分附加一个小金属板，电容感应芯片可以安装在靠近门的墙上。当门关上时，由于金属靠近电容将增加。使用这种方法，我们甚至可以检测到非常轻微的开门。
另一种检测门是否打开或关闭的方法是使用磁簧开关。磁簧开关有两个密封在玻璃内的金属簧片。可以由一个磁簧开关、微控制器和RF模块构成一个完整的无线模块。门后钻一个洞，这个完整的模块插在里面。在门上放置一块磁铁，可以靠近传感器。根据接近传感器和磁体的接近程度，检测门的位置。
玻璃破碎传感器
这种传感器是用来侦测任何通过窗户的入侵。有多种玻璃破碎传感器，他们的工作原理也不同，可以基于成本和需求进行选择。基本传感器安装在玻璃本身，他们通常有一个麦克风，其监控来自玻璃的噪声与振动。如振动超过固定阈值，这些传感器触发输出。一些传感器可以调试到玻璃破碎频率，使用复杂的运算法则可以从多块玻璃中找到那块破碎的。通过声音和震动并行处理，也可以精确检测到玻璃打破的时间。
光感应传感器
这种传感器可以用来根据环境控制走廊灯光强度。可以使用一个LDR测量环境光。LDR是一种光敏电阻，其电阻会根据入射光的变化而变化。在图6的电路中，ADC输入电压会根据入射光而变化，经过处理后，走廊灯的光强度可以改变。如果是LED灯，可以采用LED驱动芯片控制，如果是白炽灯，其强度可以通过改变晶体管的点弧角来控制。通常使用内嵌FET或内嵌FET控制器的片上系统来控制LED灯。限制在绿色实现区域可由PPSoC实现，它是一种由赛普拉斯生产的内嵌FET的LED控制芯片。
湿度传感器
湿度传感器可以用来控制花园浇水装置。他们可以固定在土壤中，在设定的时间内可以基于土壤的水位打开洒水装置。这既可以节约用水又可确保植物及时浇水。
温度／烟雾传感器
温度传感器可以用于当温度上升超过某一特定值时打开风扇，也可以用于控制风扇强度。锅炉的烧水时间也可以通过外部温度动态控制。
烟雾传感器用于在早期阶段检测火灾，可以安装在靠近厨房等任何容易起火的区域。检测到烟火时，它会触发报警并打开洒水装置。
在紧急情况下，例如短路、火灾等，安全出口方向道路上的灯光可以使用备用电池点亮。
窗户传感器
Reed传感器可以安装在一扇窗，磁铁安装在另一扇。电路类似于玻璃传感器。为了具有隐藏性，防止传感器被外界破坏，小型激光光源可以安装在一面而光电二极管安装在另一方面，如果有人试图闯入，光线将被中断，会对这个事件触发报警。
在智能家居方面还有很多其他种类的传感器非常有用，如气体传感器、水位传感器、红外传感器等。这些传感器接口简单，我们留给读者来研究并应用于家庭。传感器之间的通讯
不同传感器和处理单元之间的恰当信道保证了信号在房子内的正确通讯。连接传感器有不同的媒介，有线和无线，他们都有利有弊。最好的方法是根据需要来权衡，诸如传感器距离，成本和便于使用等方面。
电力线通讯(PLC)
电力线通讯(PLC)是利用家中已有的输电线路实现数据传输的通讯方式，能减少布线工作和成本。数据可以在交流或直流线路传输。要传送的数据使用频移键控，经过高频信号调制，然后耦合到现有电力线。市场上已经有专门的芯片，负责在器件本身调制。外部电路用于放大收发的数据。要耦合调制数据到现有的电力线路就需要变压器。用户使用CENELEC协议，125-140KHz的频率用于调制。cENELEC协议保证了在一个时间只能有一个设备通信，从而提高了可靠性。用于PLC的芯片遵循这个协议，数据可以很容易通过电力线传输。
PLC设备可以和其他设备安装在家里的不同地点。电子设备可直接通过接口电路与PLC器件连接。
蓝牙与PLC
智能手机或手提电脑可以作为十个通用遥控器控制家里所有的设备，所需要的就是一个蓝牙模块连接到PLC设备。蓝牙发送信号使用AT命令，一旦手机或电脑与这个调制解调器同步，那么无论从手机感应到什么数据，蓝牙调制解调器都会收到。接下来蓝牙调制解调器会把信号传送到PLC设备。PLC设备将进行数据解码并根据命令通过电力线传送。家里所有连接的PLC设备都会收到那些信号，其中一个是目的地，它将对信号进行解码并给出相应的输出信号。电子设备可以通过继电器或晶体管与PLC设备连接，这取决于设备类型。
用户控制
控制必须直观和方便，这样用户可以在任何时间用最少的遥控数目进行控制。
通过手机 我们可以使用手机通过发送消息或拨打号码来控制电器和按下按钮(DTMF音调)。从手机发送短信就能激活／关闭任何特定的设备。短信发送和接收必需用到GSM调制解调器、GSM调制解调器执行AT指令。AT指令是一套预定义的指令，GSMN制解调器可以识别。GsM调制解调器可以通过UART和微控制器连接，来自和去往GSM调制解调器的AT指令在微控制器中编码／解码，因此功能可以实现。另一种方式是使用手机应用程
序GuI在后端发送短信，这样用户可以很容易地操作电器。如果在家里面手机应用程序会选择蓝牙，在外面的话可以通过GSM通信。
DTMF音调
DTMF代表双音多频。手机的每个按钮对应唯一的频率，这些音调可以使用DTMF解码芯片解码，或者内嵌在一种先进的片上系统芯片。可以在单片机内定义不同的功能，根据DTMF音调输入可以触发相应的功能。使用DTMF音调任何手机都可以用来控制家居，甚至固定电话线也可以作相同的用途。用户可以发送DTMF音调或拨打家庭固定的SIM卡号码，或通过蓝牙发送音调。甚至一个笔记本也可使用蓝牙来发送DTMF音调。图11为DTMF音调处理框图。
通过互联网
可以为用户登录创造一个安全的网站。登入网站后，它将给用户显示一个GUI，这个界面会根据家中电器的不同而不同。用户可以打开／关闭或控制电器其他方面。用户已经选择了的任何选项都将储存在GuI中，并立刻将此信息发送到短信网关，短信网关会回发短信到连接在GSM调制解调器的用户SIM。GSM调制解调器将解码这条信息并把它送到控制器，控制器会进行相应工作。
反馈
如果我们使用移动电话／互联网控制电器，得到确认是非常重要的。这有许多原因，有可能某些设备没有工作，例如没有供电，电器故障等。所以当我们打开设备时，继电器可以使用备用电池开机，但电器还将继续保持关的状态。
电流互感器可以用作得到反馈的一个方法。每当任何电器打开时，电流将会从线中开始流到连接的那台设备。可以感应到电流来监控设备的状态。一些语音命令例如开、关等可以存储在能够储存声音的芯片中，这声音可以通过手机传送，把声音输出连接到麦克风线路。
安全措施
为提高家居安全，除了先前已经讨论过的传感器，还可以添加如下设备。
1.门上相机，每当探测到有人时，其会拍照并存储，照相机可使用PIR传感器触发。
2.同样的、家里面的相机也可以打开并通过电子邮件发送实时照片，这样家里没人时可以检测有无人员闯入。
3.安全钥匙。使用指纹扫描／人脸识别。
4.电子锁或双安全门。
不同模式
只需一次触摸，整个家就可以根据不同需求设置为不同的模式，包括家庭影院模式、出门模式、度假模式、夜间模式、白天模式等。
使用片上系统实现
智能家居系统范文第2篇
【关键词】STC12C防盗远程控制家居安全
1 研究背景
智能家居，亦称智能住宅，英文Smart Home，是将家庭相关的通讯设备、家用电器和家庭保安装置，通过总线技术连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理。
智能住宅的概念起源于美国，其在美国的发展也是最为迅猛的。随后欧洲、韩国、日本、新加坡等国家住宅智能化也飞速发展。
据中国住宅与城乡建设部数据显示,中国有建筑总面积400多亿平方米,每年新增建筑面积20多亿平方米,预计到2020年新增建筑面积约300亿平方米,达到700多亿平方米。随着住房面积的增加，智能家居面临的机会也在加大.据权威部门，预测到从2012-2015年,建筑智能行业产值将保持20%以上的增长速度,到2015年将达到1345亿元的产值。
2 系统功能及总体设计方案
（1）一键布防：可以通过手机控制安防系统的状态；
（2）危险检测：通过红外热释电传感器、微振动传感器、火光传感器、烟雾传感器等检测家居常见的危险状况；
（3）报警系统：当检测到异常情况时，通过SIM300模块进行手机提醒，并立即拉起警报；
（4）显示模块：系统外置一块液晶显示屏用作系统工作状态的信息显示。本系统的核心SIM300无线通信技术以控制安防系统的状态，当遇到异常情况时,通过手机通知的方式告诉房主，并启动报警系统。本产品配有液晶屏显示，方便用户观察当前安防状态。
3 技术分析及创新
3.1 GPRS通信模块
在设个产品设计中GPRS通信模块采用的是SIMCOM公司的推出的三个频段设计的GSM/GPRS模块SIM300，适合于开发GSM/GPRS等相关无线应用产品，应用及其广泛，现在很多高科技产品都有它的身影，常见的如我们的手机，刷卡付现的无线POS机，还有一些应用如无线MODEM卡，无线数据传输业务。
SIM300模块具有一套标准的AT命令集，包括一般命令、呼叫控制命令、网络服务相关命令、电话本命令、短消息命令、GPRS命令等。而在本系统的设计中SIM300模块与GPRS模块的互相通信是通过串口COM端口连接，通过处理其AT命令，来实现系统与模块的数据传输。
3.2 主模块
SIM300接口电路板，排布了所需基础电路，安装了供电电源装置,电平转换器等。接口电路板可以实现SIM300的无线通信，从而达到与手机无线接收端互相通信的功能，接收呼叫以及短信的接收发送，通过串口通信控制，判断AT命令，确定是否有电话及短信。整体的主控由CPU完成，当CPU对收发的信息进行分析及完成处理后，会做出相应的应答和接下来的处理命令。
3.3 无线通信模块
为了使该系统很方便的应用在当前的各类家居中，系统中的防盗报警单元与主控CPU之间的通信采用无线方式。模块选择当前应用较为广泛的nRF24L01通信模块。该模块是一款新型单片射频收发器件，工作于2.4GHz~2.5GHz ISM频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合了增强型ShockBurst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。
本系统中模块通过4线SPI通信方式与系统CPU进行数据通信。各种传感器模块将探测信号输出至无线通信子模块，由子模块的nRF24L01通过无线方式与主控CPU之间完成信息交换。无线传感器探测通信子模块采用锂电池单独供电，可以方便的放置在距离主机较远的家居门窗等位置，使该系统的实用性大大增强。
3.4 防盗报警模块
本产品的报警模块采用红外线的热感知系统，通过传感器对屋内的温度变化做出反应，发送信号给主控端，主控端即CPU进行分析处理，发出下一步的处理命令。从而告知远程的屋主，及时报警。
3.5 创新之处
（1）无线控制:与有线控制相比，在任何移动通信网络覆盖范围内都可以通过手机进行远程控制，解决布线难问题。而且，采用手机无线控制方式，可以节省大量布线资源及线路老化维修等问题的烦恼，具有明显的优势。
（2）传感器控制：相比于红外遥控必须进行光信号直线传输，控制距离有限且受障碍物的限制。基于SIM300的无线控制装置突破空间距离的局限性，且不必单独制作红外遥控器，仅需在我们常用的手机上编辑一条短息指令即可轻松遥控。
4 市场前景分析
随着科技进步，盗贼作案的手法日益翻新，许多高性能的锁具被攻破，用时不到20秒。然而，安防意识薄弱和防盗报警手段的落后，给不法分子带来可趁之机。据警方一份调查显示，只有不到10%的家庭安装了防盗报警器械，其中很多也因年久失修，维护不当，多数常常发生误报和漏报。
在国家“十二五”发展规划中，将安防规划单独列明，明确指出要“加强公共安全体系建设。适应公共安全形势变化的新特点，推动建立主动防控与应急处置相结合、传统方法与现代手段相结合的公共安全体系。”预计到“十二五”末期，我国的安防产业规模将实现翻一番的总体目标。
同时，随着3G技术的迅猛发展与广泛应用，通过有效的信息传输，将家庭安防、智能控制系统高度集成，为家庭用户提供高技术的智能化手段，以实现快捷、高效的超值服务。随着物联网时代的到来，云计算的崛起，智慧城市的建设，人们对智能家居的立场也从最初的观望转到逐步接受并体验、使用的阶段使智能家居系统由观念认知转化为现实的具体项目。可见，智能家居正在构成一种新兴的产业，有着广大的市场需求动力。
参考文献
[1]张宏亮.基于GSM的智能家居控制系统设计[J].科技致富向导,2011(11).
[2]邓富,郑晓军.M2M技术在智能家居中的应用[J].数字社区&智能家居,2008(11).
[3]曹淑宽.基于SIM300的无线LED显示屏控制系统设计[J].现代计算机(专业版),2011(17).
[4]SIM300C hardware AN_V1.06.pdf SIM300C_SEPC.pdf.SIM300C-EVB_UGD_ V1.01.pdf.
作者简介
李喜乐（1992-），女，吉林省长春市人。西南交通大学通信工程专业在读学生。
杨润耀（1993-），女，河北省高邑县人。西南交通大学 通信工程专业在读学生。
刘志文，男，湖北省人。西南交通大学通信工程专业在读学生。
智能家居系统范文第3篇
【关键词】新风系统 多模式换气 MSP430F149
随着生活水平的提高和保健意识的增强，人们对室内空气品质的要求越来越高。但是目前大气污染严重，雾霾现象出现越来越频繁；并且许多装修材料，在不同程度上含有对人体健康造成危害的元素。因此引入新风系统改善室内空气质量，提高舒适度势在必行。但是目前的新风系统并不完善，对空气的过滤是通过安装不同的过滤网，不能有效滤除空气中的有害物质；而且系统工作模式单一，需24小时不间断工作才能实现换流，达不到节能环保要求。
而本系统设计的智能居家新风系统有所改进，不仅能够实现空气的自动换流，还可根据不同场合对空气质量的需求，选择不同的工作模式；而且利用高压静电场能除尘杀菌这一特性，能对空气有效滤除。
1 系统总体设计
本系统主要由活性炭，轴流风扇，高压集尘腔，电源模块和控制单元模块组成。控制单元模块选用MSP430F149单片机，其用来检测按键然后控制系统的工作模式，处理结果通过LCD液晶屏显示。系统总体设计结构如图1所示。
1.1 净化除尘设计
该系统净化过程为空气先经过活性炭进行除臭，除湿和初步除尘，然后通过轴流风扇将经活性炭初步除尘后的空气送到高压集尘腔进行最终除尘、杀菌。其中高压集尘腔包括高压电源模块和集尘器。高压电源模块主要用于产生高压电场，使空气快速被电离，产生大量正负离子，形成正负离子流与空气中的污染粒子碰撞结合，使污染粒子带上正电荷或者负电荷，然后在静电场力的作用下被吸附到集尘器的正负极板上。
1.2 4种工作模式
为保证系统的工作模式多样化，增强其实用性。本系统设计了4种工作模式：白天、夜间、聚会、休眠。用户可根据对空气质量的需求，选择不同的工作模式。下面对4种工作模式做了详细介绍。由于轴流风扇额定净化量为400立方米每小时，故每种工作模式的空气净化量由系统的工作时间决定。
在白天模式下，系统每工作1小时休息1小时，适用于白天日常家居生活，每周期性工作一次能为室内带来400立方米的新鲜空气。在夜间模式下，系统每工作0.5小时休息0.5小时，适用于夜晚日常家居生活，每周期性工作一次能为室内带来200立方米的新鲜空气。在聚会模式下，系统持续工作，适用于聚会时家里人较多或室内空气烟尘较多等对新鲜空气需求量较大的情况下。该模式是对白天模式和夜间的升级，系统每工作1小时为室内带来400立方米的新鲜空气。在休眠模式下，系统每工作1小时休息5小时，适用于家中几天或长期无人居住的情况下，每周期性工作一次可以为室内带来400立方米的新鲜空气。
2 硬件设计
本系统主要包括MSP430F149控制电路，整流变压电路，稳压电路，人机接口电路，继电器控制电路。硬件总体框图如图2。
2.1 单片机控制电路
本系统采用了MSP430F149单片机，其具有低功耗，高运算速度，内部集成12位高精度ADC，自带3个捕捉/比较定时器等特点，所以作为系统的核心控制部分非常适合。
2.2 电源设计
本系统电源系统采用220V交流输入，然后分别为继电器和变压整流部分供电。通过变压整流将220V交流电压转为9V的交流电压，然后通过全桥整流和LM7805稳压电路得到5V电压，为继电器，键盘和LCD液晶供电；最后通过AMS1117稳压电路得到3.3V稳压电路，为MSP430F149单片机供电。
2.3 人机接口电路
人机接口部分包括按键电路和液晶显示。其中按键电路包括4个独立按键，分别与单片机的4个I/O口相连，检测目标按键，从而使单电机执行系统的相应工作模式。液晶部分采用HB12864，其与微处理器的通信方式有串行和并行两种方式，但为简化电路，本系统设计采用串行通信模式。
2.4 继电器控制电路
继电器控制电路的作用是通过单片机控制轴流风扇和高压电源在不同工作模式下的启停。系统工作时，单片机控制定时器开始定时，在定时范围之内改变P43的输出，开关管的导通，继电器也随之导通，轴流风扇和高压电源开始工作。
3 软件设计
本系统设计的智能居家新风除尘系统软件部分主要包括主程序，独立按键程序，液晶显示程序和定时器程序。主要功能模块包括：初始化系统时钟、定时器初始化、按键扫描、液晶显示、工作模式设定、按键中断、定时器中断。其中主程序主要是关闭看门狗，初始化系统时钟、串口、液晶、定时器，开中断；然后调用按键程序，进行按键扫描，调用显示程序；调用定时器函数，然后输出低电平，使继电器导通，系统工作。当调用按键中断函数时，按键会重新扫描，切换新的工作模式。
4 结论
本文针对已有新风除尘系统的不足，设计了一套智能居家新风除尘系统，该系统具有除尘、杀菌、除湿、除臭、调节室内温度等功能。同时为满足不同家庭在不同环境下对空气质量的需求，本系统设计了4种工作模式：白天、夜间、聚会、休眠，增强了系统的实用性。经实验测试，该系统操作简单，稳定可靠，能够实现对室内空气的除尘、杀菌、除湿、除臭。
（通讯作者：周妍）
参考文献
[1]邱晓波.民用建筑舒适性空调新风系统设计[J].中华居民，2013（03）：3-4.
[2]雷维.住宅新风系统设计探讨[J].房地产导刊，2013（12）：96.
[3]孙福全.住宅新风系统设计探讨[J].黑龙江科技信息，2010（13）：255.
[4]刘小斌，田爱军.智能环保节能新风系统设计[J].工业仪表与自动化装置，2014（01）：109-112.
智能家居系统范文第4篇
智能家居系统产业在我国得到快速发展。如何设计出安全完整性等级高的系统产品和工程应用项目,使该系统能更好地提升人们的现代化居住条件是一个非常重要的课题,本文阐述了功能安全通用概念和智能家居系统功能安全的特点和设计对策。
智能家居系统在欧美国家已有近二十年的发展历史,其产业形态和系统设计已日臻成熟。欧洲也已拥有成熟的技术标准、产品的标准和产品认证模式。与之相比,智能家居在我国起步较晚,2000年智能家居的概念才传到深圳和内地。随着我国住宅产业的高速发展,智能家居也得到了迅猛发展。一方面新建的高端住宅项目都进行了智能家居系统的设计,并将智能家居系统作为住宅销售的卖点加以宣传推广;另一方面,在国外许多专业智能家居厂商迅速抢占中国市场的同时,国内本土智能家居系统产品的厂家也得到了快速的成长。
在智能家居的市场推广中,我们发现,无论是发展商提出的智能家居的需求,还是工程商设计智能家居系统以及国产智能家居系统的研发、推广,都还停留在“功能”至上的阶段。大家对系统的研发和应用都以求“全”、求“新”、求“奇”为主要特征。然而,一个完整的智能家居系统往往由许多子系统构成,需控制的设备种类也日新月异。要在短时间内研发出所有的子系统往往是不现实的。除了像Bticino这样专注智能家居的品牌能提供较全的子系统外,就连许多国外品牌也只是能提供智能家居系统中的一部分子系统。因此,部分工程设计往往是由二个或多个品牌的子系统集成的。
就电子通讯来说,功能实现的同时,我们还必须重视由此而产生的安全问题。严格地说,只要是由电子、电气构成的系统都存在功能安全问题,无论是一个简单的小系统还是一个复杂的大系统,对系统集成的大系统就更需要进行功能安全的设计、检测和评估。而这一点,目前的绝大多数智能家居系统的工程项目设计和系统研发是欠缺的,有的甚至尚无功能安全的设计理念和意识。下面,我们详细的来探讨智能家居系统的功能安全设计。
一、智能家居系统功能安全的概念和意义
功能安全是指与受控设备(EUC)和EUC控制系统相关的总体安全部分,它取决于电气、电子、可编程电子(E/E/PE)安全相关的系统机能、其它技术安全相关的系统和外部风险降低实现的功能。
对智能家居系统而言,功能安全是指避免因应用或操作智能家居系统而引发不可接受的伤害风险,这些伤害的来源包括:正常操作时、合理可预见的误操作时、系统或产品出现故障时、暂时性的干扰时等。
对于因应用或操作智能家居而引发的不可接受的伤害风险是指对财产或环境的破坏而直接或间接地导致对人体健康的损害或人身损伤,既包含人员面临的火灾或爆炸等短期危险,也包含有毒物质的释放等对人体有长期影响的危险。
二 、智能家居系统功能安全生命周期的实现
功能安全涉及到智能家居系统及产品从研发到工程应用的各个层面,需要从产品的生命周期的层面来考虑功能安全的实现,也可以称作功能安全的生命周期。一般情况下,我们可以依据下图功能安全的各个阶段来设计。
智能家居系统是一种通过公共通信方式连接起来的分布式多重应用的总线系统,该系统的控制功能包括开关、开环控制、闭环控制、监控和系统管理。智能家居系统是由复杂的硬件、通信传输介质、各种应用软件等技术的综合实现的。其系统硬件和软件的功能安全生命周期的实现可按下图的流程来管理。
三、智能家居系统的风险和安全完整性
1. 根据智能家居系统当今行业的水准,并依据伤害的严重程度、暴露在危险中的人数、暴露在危险中的频率和持续时间,我们设定以下以允许风险为基础的功能安全规范要求:
(1)系统的功能安全取决于网络的性能以及连接的所有控制器、执行器或其他设备的性能。
(2)网络或系统中任何部件的故障不会引起该系统产品或受控设备的不安全。
(3)在工作条件下,单独的控制器、执行器或其他设备不应只依赖于系统。
(4)在工作条件下,任何产品与其它智能家居产品或系统的系统交互作用都不会引起系统的不安全操作。
2. 安全完整性等级(SIL)是指用于规定分配给E/E/PE安全相关系统的安全功能的安全完整性要求,SIL设4个等级,1-4个等级由低到高排序,SIL4是最高等级。 确定SIL等级需要先根据ALARP(在合理的情况下风险降至最低的原则)来确定容许风险,并根据实际的系统特点和经济投入及安全法规来对风险进行分级。风险等级的意义见下表:
为了达到允许风险的目标,我们也可以讲一系定的风险后果分配,允许频率如下表:
一般情况下,我们对智能家居系统的安全完整性等级(S1L)设计可以根据允许风险和硬件、软件的失效率来综合确定。(具体的计算和设定方法限于篇幅,本文从略)
四、智能家居系统中涉及功能安全的危险来源和危险事件
1. 根据智能家居系统的系统结构和系统特性,我们分析了智能家居系统中设计功能安全的危险来源如下:
(1)材料和结构的特性;
(2)系统的可靠性;
(3)正常操作可能引起的危险;
(4)与其他产品无意识的交互作用;
(5)与其他厂商的智能家居系统的交互作用;
(6)异常条件;
(7)可预见的误用,包括未授权和恶意的代码下载,以及非故意的配置修改;
(8)系统或产品的使用寿命;
(9)应用环境可能引起的危险。
2. 根据危险来源和智能家居系统的应用特性,我们分析概括了一下危险事件:
(1)电源失效;
(2)总线短路;
(3)总线上过压;
(4)市电过压;
(5)绝缘损害(温度、浪涌、机械);
(6)错误连接;
(7)过高温度;
(8)火灾;
(9)机械冲击、振动;
(10)腐蚀;
(11)电磁干扰;
(12)扰的通信;
(13)污染;
(14)部件或产品的寿命终止;
(15)合理可预见的误用;
(16)软件失效;
(17)过载;
(18)可靠性的丧失;
(19)材料的断裂(机械地);
(20)不正确的设计/结构;
(21)损坏设备和子系统间的交换;
(22)远程控制;
(23)执行器同时接收到两处指令;
(24)系统失效。
五、智能家居系统中涉及功能安全的设计对策
智能家居系统范文第5篇
【关键词】云计算 智能家居 优势 系统设计
众所周知，智能家居系统已经成为了当前乃至今后我国家居系统行业发展的一个重要方向，基于这一发展趋势来说，如何确保智能家居更加安全、更加舒适的提供其应用的服务也就成了当前相关人员研究的一个重点问题，尤其是针对于云计算的研究水平不断提升来看，在智能家居系统中恰当的引入云计算模式确实具备着较大的优势，不仅仅能够确保其服务质量越来越安全，越来越舒适，还能够在经济方面具备较大的优势，因此，在今后的智能家居系统设计中充分合理的应用云计算技术是极为必要的。
1 基于云计算的智能化家居系统优势
就当前我国智能家居系统的发展趋势来看，已经逐渐的抛弃了原有的控制模式下的家居系统构建，转而兴起了以物联网为基础的智能化家居系统，在这种物联网模式下的家居系统构建中，云计算必然能够发挥其应有的作用，具体来说，云计算的应用作用，也就是其应用的主要优势体现在以下几个方面：
（1）首先，在智能化家居系统中应用云计算能够有效地提高生活的安全性，随着智能化技术的不断普及，尤其是智能家居系统的逐步深化，其在安全性方面的表现也逐渐的引起了人们的关注，尤其是对于云计算的应用来说，其对于确保整个智能化家居系统环境的安全性更是具备着极大的优势，比如在自动报警方面的设置就能够针对家居环境中可能出现的一些瓦斯扩散等问题进行详细的监控，避免安全事故的发生；
（2）其次，在智能化家居系统中应用云计算还能够在更大程度上确保其整个家居环境的舒适性，其最为主要的表现方面就是对于家居环境湿度和温度的有效监控和调节，通过实时控制能够在较大程度上保障整个家居环境中的温度和湿度都能够在较大程度上满足人们的基本需求，进而保障人们始终处于舒适的状态之下；
（3）再次，给予云计算的智能家居系统在提升人们生活便利性方面也具备着较为突出的作用，这种便利性的提升主要表现在对于家居系统中的一些智能化电器设备的远程操控上，通过物联网就可以把家居系统中的一些设备和手机或者是掌上PC等设备进行有效地共联，进而保障这些设备能够在较大程度上准备的被这些便携设备操控，提升了控制的便捷性，加强了人们生活的便利，减少了生活中的一些麻烦；
（4）另外，基于云计算的智能家居系统还能够在较大的社区范围内提升其管理的水平和效率，尤其是对于整个社区内部的供电效率存在着较大的积极作用，比如当整个社区存在一定的供电紧张问题时，就可以根据每一个住户中智能家居系统所表现出来的用电状况和需求进行恰当的设计，优先保障一些急需用电的设备的建筑，避免因为电力中断造成较为严重的后果，这也是通过云计算来实现的；
（5）最后，云计算技术在智能家居系统中的应用价值还在较大程度上体现在其对于一些数据的收集和统计上，尤其是能够针对整个智能家居系统的使用状况进行综合的统计和分析，进而就可以发现其中存在的一些不足，并且还可以针对这些不足提出一些恰当的解决办法，最终针对其智能家居系统进行优化升级，提升其技术的发展和进步。
2 基于云计算的智能家居系统设计
2.1 智能家居系统对于云计算引入的必要性
针对当前的智能家居系统进行分析可以发现，其最为关键的一个部位就是家庭主控制器，家庭主控制器直接操控着整个智能家居系统中的各项设备，从这一点上来看，对于家庭主控制器的计算能力和存储能力的要求就比较高，而对于以往的家庭主控制器来说，其很难满足这一基本要求，而通过相应的试验可以发现，云计算技术的应用却能够在较大程度上解决这一问题的出现，能够更好地促使家庭主控制器实现其应用的控制效果，对于控制水平的提升也具备较强的价值，其可靠性和可用性都得到了较好的加强。
2.2 基于云计算的智能家居系统总体构架
基于云计算的智能家居系统主要包括云平台、家庭网管和移动终端应用系统等三个组成部分，具体来说，云平台的构建主要是采用IaaS和PaaS综合运用来实现，它们两者各自负责不同的功能，对于云平台中的上层系统构建和虚拟机群中的服务给予相应的满足，此外，在整个的云计算模式下的智能家居系统中，用户还可以通过WebOS来查验自身的一些家电使用状况，进而更好地了解家居系统的运行状况，保障其整个智能家居系统运行的准确性。
2.3 基于云计算的智能家居系统应用特点
基于云计算的智能家居系统在应用过程中所体现出来的主要特点有以下几项：
（1）首先，其服务性特别突出，尤其是对于服务水平的提升极为明显。
（2）其次，计算能力的提升是云计算应用最为直接的一个特点。
（3）再次，高层次编程模型的应用也是极为关键的。
（4）最后，其应用的经济性也是一个重要的表现特点。
3 结束语
综上所述，基于云计算的智能家居系统在当今社会发展中所体现出来的优势越来越明显，尤其是在安全性、舒适性、便捷性以及经济性上的重大优势更是在较大程度上促进了该技术的发展和进步，但是作为一种新技术手段来说，虽然云计算在当前我国现有的研究中已经具备了一定的价值，但是对于其应用到智能家居系统中仍然存在着很多的问题需要去克服，尤其是如何充分的体现云计算的诸多优势更是今后相关智能家居系统设计人员需要思考的一个中心问题所在，基于这一点来看，进一步的研究智能家居系统和云计算的协调性和共通性是极为重要的，尤其是加强对于云计算的研究依然是极为必要的，当然，这种基于云计算的智能化家居系统发展必然会为将来的家居系统进步提供源源不断的动力和发展潜力。
参考文献
[1]岳敬华.基于云服务的智能家居系统的研究与设计[D].杭州电子科技大学，2014.
[2]韩增锟.基于Web技术的智能家居远程监控系统[J].微型机与应用， 2012（03）.
[3]张永刚，王斌.物联网技术在智能家居中的应用[J].智能建筑与城市信息，2012（02）.
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