自适应智能家居控制系统的设计探析

梅弘业 西北民族大学电气工程学院

近年来，计算机网络系统和自动化控制系统的发展迅猛，与各行各业均有融合，而创建自适应智能家居控制系统是利用智能家庭网络完成智能化、自动化，以无线传输模式分布式集中控制家居用电设备，使人们的生活更为简捷、舒适、安全、高效，本文就自适应智能家居控制系统的设计思想、软硬件设施、调试过程等展开讨论，促进智能家居系统的全面发展。

1 自适应智能家居控制系统的相关设计思想

智能家居在我们日常生活中出现的频率不断增加，自适应智能家居控制系统可以更好的对其进行管理和使用，其中涉及到丰富的计算机网络系统和自动化控制系统的相关概念，且整个设计基于分布式控制理论思想。整个设计输入的主要节点为人机交换界面，对象为家用电器控制端，各节点处于同等位置，即对等式控制网络[1] ，利用无线方式进行数据传输，可随时控制端节点改变网络状态，即使某个节点发生故障也不会造成整个系统瘫痪，抗毁性极强。

2 自适应智能家居控制系统的硬件设施

如下图1所示，整个系统包括人机交换界面、无线数据模块、终端核心控制器等部分，下面对其进行详细介绍：

图1 自适应智能家居控制系统硬件结构

第一是人机交换界面，此界面为多功能显示屏幕，可用来监控管理和处理各种信息，可以很好的连接操作人员与机器设备，一些触摸屏外形优美、功能强大、支持各种格式，还具备完善的校准功能，很适合应用于家庭智能控制。

第二是无线模块，该模块需选用符合工业应用标准的无线数据通信设备，可实现远距离通信、抵抗干扰、灵活组网等功能，促使多个设备间数据共享，形成网状网络结构，Zig Bee技术是常见的新型传感器网络，具有高速率、高准确性、低成本等优点，很适合应用于家庭智能控制等自动控制领域。

第三是控制器，此部分的核心为单片机，借由其完成与无线接收模块的数据传输，最终达到控制终端家用电器设备。

第四是自适应智能灯光系统，灯光控制是智能家居中重要的部分，可为居住者带来舒适的居住氛围，可通过PWM脉宽调制技术控制灯光，利用光敏电阻感应外界光线并调整室内灯光。

3 自适应智能家居控制系统的软件设施

软件设施决定了自适应智能家居系统的功能，通常包括人机界面、控制器和通信协议的设计，当系统开始运行后，首先会进入人机界面，借由自适应搜索处于运行状态的家用电器，操控触摸屏进行电器选择，开发软件为Touch Win，其界面窗口包括开机界面、电器搜索界面、各电器控制界面等[2]，设计要求是简单易学，具有可操作性，满足用户需求。然后进入到无线模块和终端控制单片机模块，前者进行数据传输，后者对接收数据进行识别和处理，最终实现家用电器的控制，将所有参数传输显示到触摸屏，其中包括控制终端软件设计和通信协议设计，前者需要在Code Warrior软件进行开发，采用多线程应用，更好的储存信息并加快开发速度，编写中需要运用C语言，主要完成数据采集、处理和返回三模块的编写，无线数据的采集部分使用同步串行通信方式，并采用适合的转换芯片、单片机以提升软件精度；后者需对人机界面与控制终端两部分进行通信协议设计，更好的实现触摸屏和控制终端的无线传输，对不同的功能设置相应的ASCⅡ码，以便程序运行。

4 系统调试

整个系统设计结束后，需要进行调试工作，确保软硬件运行顺畅，首先是硬件部分，需要对电路进行检测，由触摸屏传输无线数据，检测终端单机片和光敏电阻，后者要分别在遮光和光照条件下进行，并且进行电压测试，绘制光敏电阻端电压与调制波输出关系图。其次是软件调试，上文中提到的Touch Win，不仅作为触摸屏开发软件，还带有在线模拟功能，可在电脑上进行所有功能的模拟，进而快速准确的完成测试。测试结束后，统计实际操作成功率，判断其综合性能是否与设计要求相符合，如果出现问题，则需要即使进行修正。

5 小结

智能家居是现代社会发展的必然趋势，也会为我们的生活带来更多的便捷和乐趣，提升生活质量，对此采用自适应智能家居控制系统是目前较为前沿的选择，其中运用的分布式智能控制理念使整个系统形成有序网络，搭配软件和硬件设施，实现了家居电器的智能化控制，建议大力推广。并且未来可增添更为生活化的配件，对已有软硬件继续开发，增加不同用户的针对性，记录用户的喜好并进行针对性的改良，以开启更为舒适的智能家居时代。

[1] 胡泽，谢小辉，葛亮.自适应智能家居控制系统的设计[J].现代电子技术，2016，12( 12) : 112-114

[2] 高康，杨杰，杨绍刚.智能家居控制系统的研究与设计[J].机械与电子，2014，37( 38) : 247-248