浅谈基于智能硬件在阳台智能化场景中的应用

李海川 杨思民

(广东好太太科技集团股份有限公司,广东 广州511400)

1 概述

传统家庭阳台的用途主要用于衣物晾晒、堆放杂物，或者喜爱花花草草的人会将阳台打造成一个绿色小花园。而今随着智能化产品迭代更新日趋成熟且多样，应该为家居空间赋予更多的功能，特别对于寸土寸金的都市，阳台空间更应物尽其用，不该只有单一的用途。基于物联技术发展的日益成熟及当前人们对于生活品质的更高追求，本文旨在探讨通过成熟的物联技术在智能化阳台场景的应用。

2 系统整体设计分析

本设计的阳台智能化场景由智能安防、环境监测、智能晾晒、智能养护4大模块组成。通过智能音箱作为中控设备，进行智能化场景的配置、执行。系统方案构成如图1所示。

图1 阳台智能化系统

2.1 系统构成

2.1.1 中控设备

中控设备作为阳台智能化系统的心脏，需要通过它采集系统各大模块中的设备的实时状态，并对相应的设备信息进行呈现，对设备状态满足对应场景触发条件的，进行相应的场景联动控制。为此本阳台智能化系统采用带屏智能音箱作为中控设备，既可以呈现对应设备状态，也可以通过语音交互进行设备控制。同时，带屏智能音箱作为一个联网的音视频设备也可提供丰富的音视频资源。

2.1.2 智能安防模块

智能安防模块主要用于感知阳台人体活动，触发相应阳台场景及活动状态通知。本设计的阳台智能化系统选用门窗磁传感器和人体传感器作为实现智能安防模块的主要设备。

2.1.3 环境监测模块

环境监测模块主要用于感知室外环境情况，触发相应阳台场景及室外环境状态获取。本设计的阳台智能化系统选用温湿度传感器和雨水传感器作为实现环境监测的主要设备。

2.1.4 智能晾晒模块

衣物晾晒作为家庭阳台必备的标准属性，传统的衣物晾晒产品存在功能过于单一，使用不便或空间占用大等问题。如今晾晒产品日趋智能化且使用便利，作为阳台智能化必不可少的功能模块，本设计的阳台智能化系统选用智能晾衣机作为实现智能晾晒模块的主要设备。

2.1.5 智能养护模块

都市生活压力大，越来越多的人喜欢栽种一些绿色植物，来为环境增添一些生气。既能让家居环境多一些色彩同时也能让人在繁重的工作生活压力之下，缓解些许焦虑的情绪寻得一些释放。但是，绿植的养护需要花费足够的时间精力，一旦照顾不周，难免以失败告终。为此本设计的阳台智能化系统的智能养护模块采用智能绿植养护机用以解决喜欢栽种绿植，但担心无足够的时间经验照料的问题。

2.2 系统网络构成

智能化场景设备的信号传输方式可分为有线和无线两种，从纯技术的角度出发，相较于有线的传输方式，无线传输在数据传输的可靠性、工作环境限制、抗干扰性方面都不具优势，但无线传输具备的维护简单、安装简易的优点是有线传输所无法比拟的。考虑到一般家庭阳台面积相对较小，无线信号干扰相对较少，所以本设计采用无线传输作为设备间信号传输方式。

系统的网络连接方案（如图2所示），分为局域网和广域网两部分。设备之间采用ble mesh组网技术构建局域网络，通过智能中控主机连接wifi接入广域网。通过广域网本设计阳台智能化系统也可接入到云平台，实现通过手机APP远程访问。

图2 系统网络构成

2.3 硬件选型

目前市面上相同类型的智能硬件产品种类繁多，功能和性能也参差不齐，针对本设计阳台智能化系统，对各智能设备主要参数要求如下：

2.3.1 人体传感器

采用PIR传感器，探测角度小于等于120度，最大探测距离大于等于6米，通过电池供电且具备低功耗特性。支持蓝牙mesh低功耗节点模式。安装方式采用壁挂式安装。

2.3.2 门窗磁传感器

采用全极性霍尔元件，通过电池供电且具备低功耗特性。支持蓝牙mesh低功耗节点模式

2.3.3 温湿度传感器

可探测温度范围-10度至50度，可探测湿度范围10%至99%。通过电池供电且具备低功耗特性。支持蓝牙mesh低功耗节点模式。安装方式采用壁挂式安装。

2.3.4 雨水传感器

采用光学式雨量传感器，通过电池供电且具备低功耗特性。支持蓝牙mesh低功耗节点模式。

2.3.5 智能晾衣机

选型集LED照明、风干、烘干、挂重检测于一体的智能电动晾衣机。支持蓝牙mesh中继节点、朋友节点、代理节点模式。

2.3.6 智能晾衣机

该智能绿植养护机采用无土栽培技术，设备集成多种探测传感器（包括氮磷钾传感器、PH传感器、光照传感器、温湿度传感器、水位传感器），和智能控制模块（包括LED光源、水泵、温控器）。支持蓝牙mesh中继节点、朋友节点、代理节点模式。

2.3.7 智能中控

智能中控选型具备高清触控屏幕、集成智能语音交互、2.4 G WIFI、蓝牙等功能的智能音箱。支持蓝牙mesh中继节点、朋友节点、代理节点模式。

3 智能场景

本阳台智能化系统旨在通过成熟的智能硬件产品，实现多样化的阳台场景。让阳台在兼具传统阳台标准属性的同时为家居空间增添多一些新意。

场景一：智能灯光场景

场景描述：一般灯光的开启和关闭都需要人为触发开关按键，阳台作为家庭中一个不频繁出入的位置，有时开启灯光后难免忘了关闭，造成不必要资源浪费。即使想起，也需要走到阳台人为关闭开关。本场景通过简单的传感器组合实现阳台灯光在光线不足时“人到灯亮，人走灯灭”。

场景实现：以人体传感器及绿植养护机作为场景触发源，以智能晾衣机作为场景执行者。

灯光开启：如果人体传感器探测到阳台区域内有人活动时，且当前绿植养护机检测到当前阳台光线不足时。智能中控主机向智能晾衣机下发照明开启指令。智能晾衣机打开照明功能。

灯光关闭：如果人体传感器探测到阳台区域内无人活动，且当前智能晾衣机照明处于打开状态时。智能中控主机向智能晾衣机下发延时1分钟关闭照明指令。智能晾衣机1分钟后关闭照明（避免出现智能晾衣机频繁开关灯情况）。

场景二：智能绿植养护

场景描述：绿色植物作为“天然吸尘器”，既能净化空气、制造氧气和负离子、驱逐蚊虫，同时也具有观赏价值。但是植物的养护需要悉心照料，由于空闲时间不足、植物养护经验缺乏，往往导致“有心栽花花不成”的情况。本场景主要是通过智能绿植养护机实现栽种绿色植物的“懒人管理”模式。

场景实现：通过智能中控主机选择智能绿植养护机当前栽种植物类型，开启智能养护模式。智能养护模式：中控主机通过本地存储或云平台获取选中植物类型所需的各项养护参数（包括光照强度、光照时长、温湿度、栽种肥度等）后，将参数命令下发到智能绿植养护机。绿植养护机通过光照传感器、温湿度传感器、氮磷钾传感器、PH传感器、水位传感器实时监测绿植栽种的各项环境参数，并通过调节光源、温控器、营养液浓度使之满足当前所栽种的植物类型的养护条件。并实时向智能中控主机反馈当前植物栽种情况，同时中控主机通过云平台向APP推送具体信息。

场景三：智能提醒场景

场景描述：该场景主要是通过人体传感器、门窗磁传感器、温湿度传感器、雨水传感器作为触发源，向智能中控主机反馈当前参数，当传感器检测值满足场景触发条件时，智能中控主机中控主机通过云平台向APP推送消息提醒。

场景实现：

（1）雨水提醒，通过智能中控主机或APP开启雨水提醒。通过智能中控主机向雨水传感器下发相应命令。当传感器检测到“有雨”或“无雨”时主动向中控主机通知当前状态。

（2）安防提醒，通过智能中控主机或APP开启安防模式。中控主机向门窗磁传感器，人体传感器下发相应命令，当门窗磁传感器检测到“开启”状态，或人体传感器检测到“有人”时，主动向中控主机通知当前状态。

（3）温湿度提醒,通过智能中控主机或APP开启温湿度提醒。通过智能中控主机向温湿度传感器下发相应命令。当温湿度传感器检测到当前环境温湿度数据达到设置提醒值时，主动向中控主机通知当前状态。

4 结论

智能家居源于人们对高质量生活的追求，从智能单品到现在的智能化场景，未来随着人工智能技术的成熟，智能家居无感化操控也将会到来。本文从智能场景中容易被忽略的阳台场景出发，介绍了利用当前成熟的智能产品构建一个属于阳台的智能化场景。相同的产品，不同的需求，可以解锁不同的场景。合适自己的方为最好的。