時(shí)間：2023-05-30 09:03:09
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇家居安全，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：安全 物聯(lián)網(wǎng) 預(yù)警 逃生
中圖分類號(hào)：TB472
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：1003-0069（2016）01-0072-02
物聯(lián)網(wǎng)（IOT）是在“互聯(lián)網(wǎng)概念”的基礎(chǔ)上，將其用戶端延伸和擴(kuò)展到任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信的一種網(wǎng)絡(luò)概念。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)針對(duì)各行各業(yè)的影響也正日益體現(xiàn)出來，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的各種跨界設(shè)計(jì)也層出不窮。使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新設(shè)備、新系統(tǒng)會(huì)影響家居設(shè)計(jì)，因此應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是家居環(huán)境設(shè)計(jì)的大勢(shì)所趨。在這樣一個(gè)背景下，研究如何利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，發(fā)展家居環(huán)境設(shè)計(jì)，找到大眾最關(guān)心的問題之一――安全性設(shè)計(jì)作為研究突破口，把物聯(lián)網(wǎng)作為家居安全性設(shè)計(jì)的技術(shù)手段，更好地保證大眾的安全。
一 研究背景
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)這幾年在中國發(fā)展迅速。特別是目前各地在建或建成的智慧城市，如智慧無錫、智能青島等，都讓物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)影響著人們的生活，甚至是改變了人們的傳統(tǒng)生活方式。、總理專門對(duì)物聯(lián)網(wǎng)作出重要指示，要讓物聯(lián)網(wǎng)更加促進(jìn)生產(chǎn)、走進(jìn)生活、造福百姓。各地針對(duì)性地出臺(tái)《十二五信息化戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》都在把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)落實(shí)到人們生活的方方面面中去。在這樣一個(gè)技術(shù)背景條件下，把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到民眾的生活中去，方便民眾、保障民眾、服務(wù)民眾成為當(dāng)下物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究方向。例如，智能墻面和眾多的未來可以通過科技實(shí)現(xiàn)的家居室內(nèi)設(shè)施、設(shè)備中的安全性指標(biāo)導(dǎo)入到應(yīng)用APP中，來更好地保障人們的安全。
隨著社會(huì)發(fā)展，在安全層面上引申開去，涉及到有關(guān)安全的涵蓋，已從最初的安全的設(shè)計(jì)，到現(xiàn)在人們?cè)絹碓疥P(guān)心如何更好體現(xiàn)安全，隨時(shí)隨地感到安全，甚至是掌握安全。而在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下，可以通過安全設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化和智能化，來實(shí)現(xiàn)安全數(shù)據(jù)的監(jiān)控、報(bào)警甚至是智能引導(dǎo)。在家居空間設(shè)計(jì)中，只是對(duì)安全做了最基本的規(guī)范，在實(shí)際設(shè)計(jì)與施工中，往往是為了創(chuàng)造某種效果或理念，忽視潛在的安全隱患。公安部消防局統(tǒng)計(jì)，2014年全國共接報(bào)火災(zāi)39.5萬起，死亡1817人，受傷1493人，直接財(cái)產(chǎn)損失43.9億元。這使得安全問題迫在眉睫地?cái)[在設(shè)計(jì)師的面前，由于物聯(lián)網(wǎng)的快速便捷，可以使人們通過物聯(lián)網(wǎng)，隨時(shí)隨地掌握家中的動(dòng)向，及時(shí)預(yù)防甚至是幫助他們逃離，以保障財(cái)產(chǎn)及生命安全。接入物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備，預(yù)警，逃生三個(gè)層面的設(shè)計(jì)理念下產(chǎn)生的家居設(shè)計(jì)的改變。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安全的統(tǒng)一性接口、系統(tǒng)等對(duì)傳統(tǒng)家居設(shè)計(jì)提出了新的要求。而預(yù)警、逃生等接人物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備也勢(shì)必帶來家居空間的跨界設(shè)計(jì)改變。（圖1）
二 研究現(xiàn)狀
家居空間從一開始就建立在人在室內(nèi)空間中是否安全這個(gè)前提來展開的。對(duì)于居住的安全性，我們一直把這個(gè)焦點(diǎn)給了建筑設(shè)計(jì)師，而隨著新技術(shù)的運(yùn)用，業(yè)主本身參與到室內(nèi)設(shè)計(jì)的成分越來越大，這個(gè)安全的概念就可以分成兩個(gè)部分，前期是傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)師的樓宇安全，后期是設(shè)計(jì)師對(duì)于家居室內(nèi)人身以及財(cái)產(chǎn)的使用安全。由此我們有必要討論一種全新的設(shè)計(jì)理念――安全性設(shè)計(jì)。在室內(nèi)設(shè)計(jì)中，我們也有相應(yīng)的傳統(tǒng)安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，一些固定場(chǎng)所走廊位的寬度、插孔的安裝位置等，這些保障了在設(shè)計(jì)后的安全使用。但這是具體設(shè)計(jì)過程的單一安全設(shè)計(jì)，現(xiàn)實(shí)中往往在設(shè)計(jì)過程中為了體現(xiàn)某些概念或設(shè)計(jì)新意，對(duì)這些考慮不全面，設(shè)計(jì)安全性因而得不到有效實(shí)施。這就要由設(shè)計(jì)安全性發(fā)展為安全性設(shè)計(jì)，所以我們強(qiáng)調(diào)從源頭開始，從設(shè)計(jì)的角度提前考慮安全性。從“設(shè)計(jì)安全性”這個(gè)室內(nèi)設(shè)計(jì)中的一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，上升到“安全性設(shè)計(jì)”，把安全性作為室內(nèi)設(shè)計(jì)的整個(gè)前提和基礎(chǔ)。在新技術(shù)，新手段的幫助下，更好地實(shí)現(xiàn)安全性設(shè)計(jì)。
傳統(tǒng)的家居安全性和物聯(lián)網(wǎng)下的家居安全性是既有聯(lián)系又有區(qū)別的兩個(gè)概念，傳統(tǒng)的家居設(shè)計(jì)一般注重基本的安全規(guī)范、單個(gè)物體或個(gè)人的安全，而往往不重視統(tǒng)一的，協(xié)調(diào)性的預(yù)警式安全，對(duì)于智能化的家居系統(tǒng)沒有統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)智能設(shè)備成為可能，由此上升到設(shè)計(jì)層面的是在家居空間這樣私密性比較高的空間設(shè)計(jì)中，帶來了安全信息的時(shí)刻掌握和人群的聯(lián)網(wǎng)合作式的存在，而由此帶來新的安全的設(shè)計(jì)模式。把安全因素通過數(shù)據(jù)和圖形，家居中的設(shè)備安全運(yùn)行、環(huán)境的預(yù)警、甚至是通過智能家居指導(dǎo)與協(xié)助逃生的設(shè)計(jì)理念下，改變?nèi)藗冊(cè)诩揖釉O(shè)計(jì)中只關(guān)心設(shè)計(jì)的材料安全、施工安全這些單一的家居安全現(xiàn)象，在家居設(shè)計(jì)的層面上，綜合成一個(gè)全新的設(shè)計(jì)理念――基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的家居安全設(shè)計(jì)。即通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)考慮人在空間中的安全，通過人與設(shè)備的聯(lián)系，再通過設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)，形成安全數(shù)據(jù)查看、安全預(yù)警、逃生指導(dǎo)等，更好保障人的安全。保障的概念不局限于人的生命，也包含了，人對(duì)于在空間中一切合理的安全因素，涵蓋了人的生命以及財(cái)產(chǎn)的安全、健康，和由此帶來的有保障的心理感受。
目前在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)條件下，家居安全性上還是存在諸多問題，主要有以下幾個(gè)方面：
1 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。人們一直注重設(shè)備安全，但只限于對(duì)單個(gè)設(shè)備的安全性上考慮。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備由于生產(chǎn)廠商的標(biāo)準(zhǔn)不一致，導(dǎo)致開發(fā)的APP種類眾多，使用繁瑣。甚至物聯(lián)網(wǎng)家居設(shè)備本身的安全漏洞，會(huì)導(dǎo)致人們隱私受到威脅。因此，制定統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)不光針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使用安全，而且包括物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備其本身的安全性制定。
2 沒有形成系統(tǒng)的預(yù)警安全機(jī)制。國內(nèi)家居設(shè)計(jì)在關(guān)注入使用空間的時(shí)候，對(duì)待預(yù)警設(shè)計(jì)顯得不夠重視。相對(duì)于傳統(tǒng)的防盜和預(yù)警設(shè)計(jì)，老式的安全門鎖或者報(bào)警器，在如今的城市中顯得作用越來越微弱。同時(shí)，人們?cè)谧非蟾咂焚|(zhì)舒適生活的同時(shí)，對(duì)防盜與報(bào)警設(shè)計(jì)相對(duì)顯得不太重視。但當(dāng)下的社會(huì)現(xiàn)狀，人們不得不關(guān)注自身的人身、財(cái)產(chǎn)安全，為此凸顯預(yù)警設(shè)計(jì)的重要性。而當(dāng)下的科技手段，遠(yuǎn)程遙控、視頻監(jiān)控都已經(jīng)和家居設(shè)備結(jié)合起來。（圖2）但各種接入口眾多，其標(biāo)準(zhǔn)也不統(tǒng)一。沒有統(tǒng)一性接口設(shè)計(jì)，可以讓這些設(shè)備并入網(wǎng)絡(luò)，形成系統(tǒng)的預(yù)警和防盜報(bào)警系統(tǒng)。
3 對(duì)物聯(lián)網(wǎng)下的逃生安全機(jī)制不夠重視。家居設(shè)計(jì)中往往注重人在空間中的舒適度，空間的功能設(shè)計(jì)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的比重很大。而家居空間設(shè)計(jì)中逃生這個(gè)概念，在當(dāng)下的中國可以說是既火熱又發(fā)展緩慢。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下，家居中智能設(shè)備可以發(fā)揮指導(dǎo)逃生和協(xié)助逃生的作用。同時(shí)政府在眾多的公共性物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)下，也沒有專門針對(duì)民眾逃生與救護(hù)的APP平臺(tái)開發(fā)，使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在逃生等安全性問題上缺乏其強(qiáng)大的應(yīng)用。
人們對(duì)安全性認(rèn)識(shí)只是分散在家居設(shè)計(jì)各個(gè)其他的研究領(lǐng)域，人們可能大多數(shù)討論的是單個(gè)產(chǎn)品或一個(gè)產(chǎn)品領(lǐng)域的安全設(shè)計(jì)，如電器的安全，材料的安全等，而對(duì)空間的安全早在上世紀(jì)90年代雖有提及，但研究過于分散，而且沒有上升到主流設(shè)計(jì)理念的地位。而在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下，相繼提出了智能建筑、低炭建筑等一系列和家居設(shè)計(jì)相關(guān)的理論，但是作為家居設(shè)計(jì)中重要的安全性設(shè)計(jì)并沒有很好地與之結(jié)合。現(xiàn)實(shí)中，物聯(lián)網(wǎng)下的綠色建筑、智能建筑都對(duì)安全性研究不足。所以研究通過物聯(lián)技術(shù)下的設(shè)備安全、防盜預(yù)警、逃生為出發(fā)點(diǎn)的家居安全性設(shè)計(jì)，在如今的社會(huì)環(huán)境中顯得尤為重要。
三 研究意義
1 現(xiàn)實(shí)意義。目前以梁志天等一批國內(nèi)優(yōu)秀的室內(nèi)設(shè)計(jì)師在個(gè)性與室內(nèi)舒適程度上有所成就，他們?cè)诎踩陨弦沧隽艘欢ǖ目紤]，但他們并沒有把安全性設(shè)計(jì)作為家居設(shè)計(jì)為重要目的來考慮所做的方案。這就具有了研究安全性設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)意義。而國內(nèi)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究與應(yīng)用，則過多的是在純技術(shù)手段上，如張春紅教授研究的關(guān)于通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的前景，不少專家學(xué)者，提出了低炭建筑、智能建筑，但是從家居生活中利用物聯(lián)網(wǎng)保障人和財(cái)物的安全，使得基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的安全得到充分保障，在家居設(shè)計(jì)中則較少考慮。
2 理論意義。從二十世紀(jì)七八十年代提出的綠色設(shè)計(jì)到現(xiàn)在的可持續(xù)設(shè)計(jì)，再到基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能設(shè)計(jì)，都無一例外地提出了安全、規(guī)范。但在這些紛繁的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)流派中，由現(xiàn)狀來看，對(duì)于家居設(shè)計(jì)則要以安全性設(shè)計(jì)作為其基礎(chǔ)或是支柱。家居設(shè)計(jì)是一個(gè)四維設(shè)計(jì)，它要通過時(shí)間來檢驗(yàn)是否合理的設(shè)計(jì)體系。在長時(shí)間的使用中，安全性設(shè)計(jì)作為一個(gè)重要指標(biāo)，顯得尤為突出。家居空間中全面地考慮安全在家居設(shè)計(jì)中應(yīng)作為終極目標(biāo)，所有的設(shè)計(jì)都應(yīng)該圍繞這個(gè)主題而展開。針對(duì)家居安全性設(shè)計(jì)，我們所使用的條件和手段也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)。特別是在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)重視與推廣的大前提下，利用國家物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，使我國的家居設(shè)計(jì)走在設(shè)計(jì)潮流的前列。
關(guān)鍵詞：無線傳感器；網(wǎng)絡(luò)；智能家居；安防系統(tǒng)
智能家居安防系統(tǒng)的使用過程中，比較注重?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，根據(jù)安防系統(tǒng)智能化的需求，營造無線傳感環(huán)境，優(yōu)化安防系統(tǒng)的使用環(huán)境，避免出現(xiàn)通信或傳輸問題。無線傳感器構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，適用于智能家居的安防系統(tǒng)，提供高效率的工作條件，保障智能建筑的安全。
1 系統(tǒng)軟件與硬件
在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境內(nèi)，智能家居安防系統(tǒng)，需要具備相應(yīng)的軟件與硬件，以便實(shí)現(xiàn)安防功能。
1.1 軟件
基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居安防系統(tǒng)內(nèi)，軟件連接了兩者之間的關(guān)系，采用軟件系統(tǒng)，促使無線傳感器網(wǎng)絡(luò)條件，可以支持智能家居安防系統(tǒng)的運(yùn)行。簡(jiǎn)單分析軟件的應(yīng)用，如：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的軟件，應(yīng)該采用多形式組合的方式，應(yīng)用到智能家居安防系統(tǒng)內(nèi)，通過組網(wǎng)控制的方式，提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多的服務(wù)方式，規(guī)劃好無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行頻段，連接安防系統(tǒng)與軟件，除此以外，還需要專門用于數(shù)據(jù)處理的軟件，此類軟件需要在PC上進(jìn)行數(shù)據(jù)的管控、維護(hù)，實(shí)時(shí)顯示無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)，保證智能家居安防系統(tǒng)的真實(shí)性，PC上，通過數(shù)據(jù)處理軟件，顯示智能家居安防系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，基本是以圖表、數(shù)字的方式實(shí)現(xiàn)，還需配置波形存儲(chǔ)的工具，記錄系統(tǒng)的信息。
1.2 硬件
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的智能家居安防系統(tǒng)，硬件主要包括兩個(gè)部分，分別是中央處理器和GPRS模塊[1]。分析如：（1）中央處理器，需要具備足夠的處理能力，支持智能家居安防系統(tǒng)的操作，智能家居安防系統(tǒng)，在選擇中央處理器時(shí)，先要確保其與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的相適應(yīng)性，利用無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，支持中央處理器的運(yùn)行，再將中央處理器應(yīng)用到智能家居的安防系統(tǒng)內(nèi)，中央處理器在處理各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息時(shí)，還要具備控制的作用，實(shí)現(xiàn)快速的信息處理，按照智能家居安防系統(tǒng)的要求，增加I/O接口，以便接入功能性設(shè)備，集成外設(shè)控制器，控制好智能家居的安防系統(tǒng)；（2）GPRS通信模塊，為了提高智能家居安防系統(tǒng)的傳輸效率，GPRS通信模塊，需要設(shè)計(jì)好無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)設(shè)置，保持20～40kbps的速率，而且維持穩(wěn)定的傳輸過程，GPRS模塊，保持連續(xù)在線的狀態(tài)，避免在安防系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，引起信號(hào)中斷的問題，提供安全的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境，管理好無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的IP，優(yōu)化智能家居安防系統(tǒng)的運(yùn)行過程。
2 系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)
首先基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居安防系統(tǒng)，功能實(shí)現(xiàn)時(shí)，需要完成控制中心、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的相關(guān)布設(shè)工作，利用計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、通信模塊等，實(shí)現(xiàn)安防系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，根據(jù)功能的要求，布置好傳感器的節(jié)點(diǎn)，以便收集智能家居內(nèi)的信息，傳感器節(jié)點(diǎn)的布置，要嚴(yán)格按照功能指示進(jìn)行，不能遺漏功能位置。
然后在系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，布設(shè)門牌號(hào)和節(jié)點(diǎn)號(hào)，編寫出節(jié)點(diǎn)的位置，對(duì)應(yīng)智能家居的門牌號(hào)[2]。房間內(nèi)，不限制節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，主要是按照實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是智能家居安防系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)時(shí)，要以所有的運(yùn)行節(jié)點(diǎn)為對(duì)象，做好統(tǒng)計(jì)、收集的工作。門牌號(hào)與節(jié)點(diǎn)號(hào)，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的關(guān)鍵，遵循統(tǒng)一規(guī)劃的原則。
最后是數(shù)據(jù)處理的過程，輔助實(shí)現(xiàn)智能家居安防系統(tǒng)的功能。數(shù)據(jù)處理，在實(shí)現(xiàn)功能方面，發(fā)揮重要的作用，表現(xiàn)在三個(gè)方面，分析如：（1）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，傳感器布設(shè)在對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)位置，用于收集室內(nèi)的溫度、適度等信息，控制好室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，傳感器收集的數(shù)據(jù)信息，通過sink節(jié)點(diǎn)，發(fā)送到智能家居安防系統(tǒng)的相應(yīng)模塊；（2）智能家居安防系統(tǒng)的控制中心，會(huì)將數(shù)據(jù)信息，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫內(nèi)，數(shù)據(jù)信息在存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)，便于傳送和調(diào)用；（3）智能家居安防系統(tǒng)，按照室內(nèi)要求規(guī)劃數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)好后期的應(yīng)用參數(shù)，實(shí)現(xiàn)智能化的預(yù)測(cè)，便于及時(shí)發(fā)送控制指令，以免影響智能家居安防系統(tǒng)的運(yùn)行。
3 系統(tǒng)的安防應(yīng)用
結(jié)合智能建筑，分析智能家居安防系統(tǒng)在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境內(nèi)的實(shí)際應(yīng)用，例舉安防的功能，如下：
3.1 門禁識(shí)別
門禁識(shí)別，是智能家居安防系統(tǒng)的首要應(yīng)用，識(shí)別中，分為兩種情況，第一類是業(yè)主，即持有身份ID進(jìn)出，業(yè)主自身信號(hào)，經(jīng)過人體熱釋電開關(guān)，傳送到門禁系統(tǒng)內(nèi)，系統(tǒng)識(shí)別后主動(dòng)協(xié)調(diào)控制器，開啟門鎖進(jìn)入；第二類是不具備有效身份的客人，門禁系統(tǒng)會(huì)以視頻攝像的方式，獲取客人的人臉圖像，發(fā)送到安防系統(tǒng)控制中心的客戶端，向業(yè)主發(fā)送短信，業(yè)主自行識(shí)別后選擇遠(yuǎn)程控制，開啟門鎖。
3.2 火災(zāi)報(bào)警
火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的運(yùn)行，關(guān)系到智能建筑家居的安全性。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中安防系統(tǒng)的火災(zāi)報(bào)警部分，在智能建筑環(huán)境內(nèi)，設(shè)計(jì)了多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，用于檢測(cè)建筑內(nèi)的火災(zāi)數(shù)據(jù)，傳感器內(nèi)部，具有檢測(cè)火災(zāi)的數(shù)據(jù)標(biāo)注，如果檢測(cè)數(shù)據(jù)，超過設(shè)計(jì)的閾值，傳感器會(huì)傳遞火災(zāi)報(bào)警信息，由系統(tǒng)內(nèi)的協(xié)調(diào)器，將信息發(fā)送到智能家居的服務(wù)器，通知業(yè)主[3]?；馂?zāi)報(bào)警系統(tǒng)案例中，火災(zāi)報(bào)警信息，經(jīng)過GMS Modem發(fā)送報(bào)警短信，促使業(yè)主可以接受到報(bào)警短信，第一時(shí)間處理。
3.3 遠(yuǎn)程燈光
智能家居安防系統(tǒng)內(nèi)，安裝了客戶端軟件，服務(wù)于智能建筑的業(yè)主。目前，現(xiàn)代智能家居控制內(nèi)，系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程燈管控制，專門利用客戶端軟件，遠(yuǎn)程操作室內(nèi)燈光。例如：業(yè)主控制家庭內(nèi)的燈光，客戶端軟件上，提供了操作圖形，根據(jù)圖形上的燈光圖像單擊即可，此時(shí)客戶端檢測(cè)到業(yè)務(wù)單擊圖形的操作指令，指令信息進(jìn)入到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，進(jìn)而到達(dá)系統(tǒng)的服務(wù)器，經(jīng)過一系列的協(xié)調(diào)后，控制室內(nèi)的燈光，按照指令打開燈光。
3.4 手機(jī)遠(yuǎn)程
智能家居安防系統(tǒng)內(nèi)，遠(yuǎn)程控制是指利用手機(jī)對(duì)家居室內(nèi)進(jìn)行控制，例如：發(fā)送客人到訪信息，當(dāng)家居主人沒有電腦操作客戶端時(shí)，就采用手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，傳送到智能家居的數(shù)據(jù)門鎖位置，指示打開。手機(jī)遠(yuǎn)程控制的應(yīng)用，考慮到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的需求，信息具有格式方面的要求，采用中文簡(jiǎn)體的方法，一來降低記憶的難度，二來實(shí)現(xiàn)手機(jī)信息遠(yuǎn)程的規(guī)范性。
3.5 數(shù)據(jù)記錄
智能家居安防系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄，需要由數(shù)據(jù)庫來完成，數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)，要符合無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，保證數(shù)據(jù)庫能夠記錄各項(xiàng)控制指令，為安防系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持[4]。例如：某實(shí)驗(yàn)?zāi)M狀態(tài)下的數(shù)據(jù)記錄，該實(shí)驗(yàn)中，模擬了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境內(nèi)的智能家居安防系統(tǒng)運(yùn)行，采用了SqlSever 2000數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，專門記錄智能家居的活動(dòng)事件，包括門禁系統(tǒng)觸發(fā)、遠(yuǎn)程門鎖控制、窗戶侵入報(bào)警等，而且要記錄好每個(gè)活動(dòng)事件的日期時(shí)間、事件類型、事件來源、事件詳細(xì)。
4 結(jié)束語
智能家居安防系統(tǒng)，對(duì)安全性、穩(wěn)定性的需求比較大，采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以為智能家居安防系統(tǒng)，構(gòu)建所需的運(yùn)行環(huán)境，進(jìn)而提高安防系統(tǒng)的運(yùn)行水平，符合智能建筑的各項(xiàng)要求，也能減輕智能建筑安防管理的壓力，減少安防管理的事故率。
參考文獻(xiàn)
[1]周濤.基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居安防系統(tǒng)[D].太原理工大學(xué)，2011.
[2]賀軼.基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D].中南大學(xué)，2013.
摘 要：本文分析了家居安防控制要求，設(shè)計(jì)了基于PLC的紅外遙控、PLC控制和繼電器控制的硬件電路，選擇了系統(tǒng)的主要器件，提供了PLC控制器的主要流程圖，并編寫了程序，最終驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性?；赑LC的家居安防系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大，具有廣泛的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：家居安防系統(tǒng)；紅外遙控；PLC
0前言
家居智能化就是由一個(gè)智能化系統(tǒng)構(gòu)成安全、舒適和便利的信息化居住空間，從而適應(yīng)人們?cè)?1世紀(jì)信息社會(huì)中的快節(jié)奏和與外部世界保持完全開放的生活環(huán)境。由于我國城市人口膨脹，外來人口的增加及煤氣和大量家用電器設(shè)備使用中的不安全因素等[1,2]。對(duì)小區(qū)居民的生命和財(cái)產(chǎn)造成了很大威脅，一方面是人引起的破壞（如盜竊、搶劫等），另一方面是自然災(zāi)害引起的破壞（如火災(zāi)、煤氣泄漏等）。人們?cè)絹碓狡惹幸蟛捎糜行У拇胧┮詽M足日益增長的安全防范需要[3,4]。
目前，所采用的防盜門和在窗戶上加裝防盜網(wǎng)等安全防范措施，難以滿足現(xiàn)在人們防止外來威脅的要求。為了更有效保證居民的生命和財(cái)產(chǎn)的安全，在住宅和住宅小區(qū)內(nèi)引入了智能化的手段進(jìn)行安全防范管理。智能住宅的安全防范系統(tǒng)是由安全對(duì)講系統(tǒng)、防盜報(bào)警系統(tǒng)、防火（火災(zāi)報(bào)警）系統(tǒng)和防煤氣泄漏系統(tǒng)等組成，該安全防范系統(tǒng)是家庭、住宅小區(qū)防范外來侵害和自然災(zāi)害的一種最重要的、最有效的手段，它大大提高了居民自身的安全感，它已成為社會(huì)治安的一個(gè)重要組成部分[5,6]。因而，安全防范系統(tǒng)是智能家居自動(dòng)化系統(tǒng)中必不可少的一個(gè)子系統(tǒng)，它為人們創(chuàng)造出一個(gè)安全舒適的生活環(huán)境。
1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
該系統(tǒng)采用紅外遙控、傳感器自動(dòng)控制和手動(dòng)控制三種控制方式?？刂茖?duì)象有電燈、電控鎖、門窗電機(jī)、排風(fēng)扇和滅火水閥，通過控制這些對(duì)象達(dá)到手動(dòng)/遙控開門、手動(dòng)/遙控開窗/關(guān)窗、防火、防盜、防煤氣中毒和防風(fēng)雨的目的。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
關(guān)鍵詞：智能家居；安防系統(tǒng)；ZigBee
中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）17-0160-05
Abstract：This paper discusses the development status and trend of smart home security system，analyzes the shortcomings of the current smart home security system，and analyzes the ZigBee technology，designed the overall architecture of the security system and the hardware part. The data transmission is a specific condition.According to the test data analysis of the transmission distance of ZigBee， the ZigBee can realize the information transmission function of the ordinary family，and verify the feasibility of the scheme.
Key words：Smart Home；Security system；ZigBee
1 引言
進(jìn)入新世紀(jì)以來，科學(xué)技術(shù)水平快速發(fā)展，人們生活水平也隨之迅速提高，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在一定程度上面正潛移默化的改變?nèi)藗兊纳罘绞剑F(xiàn)在，人們正逐漸開始要求自動(dòng)化、智能化的生活，人們對(duì)于家居的要求程度逐步提高，智能化、自動(dòng)化、人性化、逐步成為當(dāng)今的人們對(duì)生活家居一種新的要求。目前智能信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、電子信息技術(shù)正在逐步應(yīng)用于生活的各個(gè)領(lǐng)域，我們的衣食住行與其關(guān)系越來越緊密，其應(yīng)用領(lǐng)域包括智能家居領(lǐng)域。伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與通信技術(shù)的發(fā)展與普及，家居生活進(jìn)入了一個(gè)新階段。智能家居產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，家居設(shè)備的智能化已經(jīng)成為了一種趨勢(shì)，在不久的將來會(huì)走入千家萬戶。
智能家居是人們的一種居住環(huán)境，讓家庭更加安全、節(jié)能、智能、便利和舒適，智能家居是建立在普通生活技術(shù)上的，與普通家居相比，智能家居具有的特點(diǎn)：操作隨意性，服務(wù)便利性，功能擴(kuò)展性，系統(tǒng)可靠性。
自從世界上第一幢智能建筑于1984年在美國出現(xiàn)后，美國、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國家先后提出了各種智能家居安防系統(tǒng)方案，近來，以美國摩托羅拉公司及微軟公司等為首的一批國際著名企業(yè)，先后躋身于智能家居安防系統(tǒng)的研究與開發(fā)中，3COM公司也一直在通過因特網(wǎng)向用戶宣傳智能家居安防系統(tǒng)這一概念，并積極研發(fā)家用無線網(wǎng)關(guān)等網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。此外托馬杜多媒體公司、Intel公司、韓國三星公司、新加坡科技電子公司、日本松下電器公司等知名企業(yè)也紛紛投身于于智能家居安防系統(tǒng)的研發(fā)工作中。
本文在分析了國內(nèi)外智能家居系統(tǒng)以及智能家居安防系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，針對(duì)當(dāng)前智能家居安防系統(tǒng)的不足，提出了基于Zigbee技術(shù)的智能家居安防系統(tǒng)組網(wǎng)的解決方案，增強(qiáng)了系統(tǒng)的人機(jī)互交性。闡述了系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計(jì)，采用星型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)搭建系統(tǒng)，溫度檢測(cè)、一氧化碳監(jiān)測(cè)等模塊進(jìn)行論證和設(shè)計(jì)。安防系統(tǒng)經(jīng)過研究對(duì)比，選用無線單片機(jī)CC2530。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，ZigBee能很好地實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)、一氧化碳檢測(cè)及報(bào)警功能，且系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。
2 系統(tǒng)架構(gòu)
2.1 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥x型
ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)支持3種功能設(shè)備，分別為協(xié)調(diào)器、路由器、以及終端設(shè)備。
a）ZigBee協(xié)調(diào)器的主要作用是負(fù)責(zé)發(fā)動(dòng)和配置網(wǎng)絡(luò)。Zigbee協(xié)調(diào)器還能支持關(guān)聯(lián)，同時(shí)設(shè)計(jì)以及執(zhí)行其他程序活動(dòng)，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)之間保持正常的通信，且信息傳輸也能協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。
b）ZigBee路由器主要負(fù)責(zé)多個(gè)設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)及數(shù)據(jù)傳輸，將信息從一個(gè)設(shè)備傳送到另一個(gè)設(shè)備。ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)議規(guī)定，在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中允許有多個(gè)ZigBee路由器共同存在。
c）ZigBee終端設(shè)備主要用來執(zhí)行其他的相關(guān)功能，通過使用ZigBee網(wǎng)絡(luò)能夠與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
2.2 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用需要，ZigBee網(wǎng)絡(luò)可以構(gòu)成成三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及樹狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。本文是采用星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)件智能家居系統(tǒng)。如圖1所示。
2.3 網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
（1）內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)
本文采用星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來進(jìn)行家庭無線網(wǎng)絡(luò)的搭建，家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)分為終端的信息采集節(jié)點(diǎn)、安防系統(tǒng)兩類設(shè)備。其中安防系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)的控制中心，其作用是負(fù)責(zé)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的建立，且將終端節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)發(fā)給無線路由器。終端節(jié)點(diǎn)的功能是監(jiān)控周圍的環(huán)境信息、采集家庭環(huán)境數(shù)據(jù)，例如溫度、電濕度、一氧化碳濃度，并對(duì)數(shù)據(jù)處理，然后把數(shù)據(jù)傳輸給協(xié)調(diào)器，執(zhí)行安防系統(tǒng)傳送來的控制信息。
（2）網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)
網(wǎng)關(guān)是家庭網(wǎng)絡(luò)的核心，是處于廣域網(wǎng)和家庭網(wǎng)絡(luò)中間的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，作為入口節(jié)點(diǎn)，它應(yīng)具有網(wǎng)關(guān)和服務(wù)器的功能，一方面，網(wǎng)關(guān)要支持TCP協(xié)議議并能提供服務(wù)，從而允許客戶遠(yuǎn)程訪問它，以ARM微處理器為中心建立網(wǎng)關(guān)硬件平臺(tái)，對(duì)外通過寬帶接入公共網(wǎng)絡(luò)，對(duì)內(nèi)將家用電器及其他聯(lián)網(wǎng)設(shè)施通過家庭內(nèi)部無線局域網(wǎng)連接成一體，用戶通過遠(yuǎn)端PC就能接收家里環(huán)境信息。網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示：
網(wǎng)關(guān)從功能結(jié)構(gòu)上主要是處理遠(yuǎn)程用戶控制信息。家庭內(nèi)部信息網(wǎng)的通信協(xié)議比較簡(jiǎn)單，要實(shí)現(xiàn)它與外部TCP/IP的互聯(lián)，必須實(shí)現(xiàn)協(xié)議的轉(zhuǎn)換，這是網(wǎng)關(guān)一個(gè)非常重要的作用。從結(jié)構(gòu)上來看，網(wǎng)關(guān)就是外部TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與家庭內(nèi)部信息網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)連接點(diǎn)，網(wǎng)關(guān)并不只是一個(gè)簡(jiǎn)單的協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備，更是一個(gè)對(duì)外的家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)控制接口。
3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
3.1 ZigBee無線單片機(jī)CC2530
CC2530是一個(gè)超低消耗功率的真正系統(tǒng)單晶片，它將微控制器、主機(jī)端及應(yīng)用程序整合在一個(gè)元件上。CC2530可讓主控以及從屬式節(jié)點(diǎn)以很低的成本來構(gòu)建，它擁有很低的睡眠模式功率消耗和不同工作模式之間很短暫的轉(zhuǎn)換時(shí)間，適用于所有超低消耗功率系統(tǒng)。
3.2 ARM處理器
ARM架構(gòu)具有極高的性價(jià)比和代碼密度，并且在實(shí)時(shí)中斷響應(yīng)以及功耗方面比其他微處理器更有競(jìng)爭(zhēng)力，因此ARM架構(gòu)是智能家居系統(tǒng)中比較理想的平臺(tái)。
3.3 GPRS模塊
GPRS是以GSM技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的一項(xiàng)高速數(shù)據(jù)處理技術(shù)。它采用分組交換技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信。與GSM技術(shù)的數(shù)據(jù)通信方式相比，GPRS采用了4種編碼方式，數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá)到171.2Kbps。它還可以保證始終處于在線狀態(tài)，即在無需數(shù)據(jù)通信的狀態(tài)下仍保持與網(wǎng)絡(luò)的連接。此外，GPRS核心網(wǎng)絡(luò)層采用了IP技術(shù)，可以與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)無縫接入。
3.4 供電電源電路
ZigBee節(jié)點(diǎn)設(shè)備為終端節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)以及協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)三類。三類設(shè)備的功能、工作環(huán)境、工作時(shí)間都不一樣，其中協(xié)調(diào)器任務(wù)最重，工作時(shí)間最長，工作環(huán)境相對(duì)較好；路由器任務(wù)最輕，大部分時(shí)間處在休眠狀態(tài)，但是路由器工作條件惡劣，工作在野外或者其他更加惡劣的環(huán)境中?；谏厦娴脑?，本設(shè)計(jì)采用了兩種供電方案：一種是使用開關(guān)電源供電，另外一種是采用干電池組來供電。這里選擇了MAX8860EUA芯片和API117芯片來提供1.25V電壓，對(duì)芯片和芯片的設(shè)備進(jìn)行供電，其具體的電路原理圖如圖3所示：
3.5 接口電路設(shè)計(jì)
本文的串口電路使用了MAX3232芯片，實(shí)現(xiàn)RS-232串口數(shù)據(jù)電平的轉(zhuǎn)換，與家居網(wǎng)關(guān)連接后，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集傳輸工作。圖4為串口轉(zhuǎn)換的電路設(shè)計(jì)。
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
4.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境
智能家居安防系統(tǒng)選用CC2530芯片作為安防系統(tǒng)的核心組成部分，軟件部分則采用ZigBee2006協(xié)議棧來實(shí)現(xiàn)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)與模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸，開發(fā)環(huán)境采用IAR System公司推出的IAR Embedded Workbench for 80517.60。本文采用IAR Embedded Workbench用于Z-stack協(xié)議棧的開發(fā)，它是一種高精密度、方便使用的嵌入式集成開發(fā)環(huán)境，集成了匯編工具、編譯器、庫管理器、工程管理器等多種開發(fā)常用的工具。對(duì)于不同的芯片，IAR開發(fā)環(huán)境內(nèi)置了相對(duì)應(yīng)的代碼優(yōu)化器。支持眾多知名半導(dǎo)體公司的微處理器。IAR Embedded Workbench不僅具有編譯下載的功能，還可以跟編程器相結(jié)合，進(jìn)行單步調(diào)試跟蹤監(jiān)測(cè)片上寄存器、Flash數(shù)據(jù)等信息。Z-Stack實(shí)際上是幫助程序員方便開發(fā)ZigBee的一套系統(tǒng)。Z-stack使用瑞典公司IAR開發(fā)的IAR Embedded Workbench作為它的集成開發(fā)環(huán)境。
4.2 協(xié)調(diào)器應(yīng)用程序設(shè)計(jì)
網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的主要任務(wù)是啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行首先要運(yùn)行協(xié)調(diào)器。協(xié)調(diào)器首先選擇一個(gè)信道和一個(gè)網(wǎng)絡(luò)ID，用于識(shí)別網(wǎng)絡(luò)身份，然后再對(duì)Z-stack協(xié)議棧初始化，并打開中斷。隨后將整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)，所有的終端節(jié)點(diǎn)接入?yún)f(xié)調(diào)器。
協(xié)調(diào)器在完成網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建后，立刻等待信息中斷，當(dāng)出現(xiàn)中斷信息，首先進(jìn)行的是判斷該中斷信息是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息中斷還是網(wǎng)絡(luò)管理信息中斷，如果是數(shù)據(jù)信息中斷，在本地儲(chǔ)存數(shù)據(jù)信息并管理。最終將應(yīng)答信息傳送給網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)。若該中斷信息為管理層中斷信息，對(duì)該中斷進(jìn)行處理，最后產(chǎn)生應(yīng)答信息傳送給網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，最終完成信息的應(yīng)答過程，協(xié)調(diào)器工作詳細(xì)流程如圖5所示。
4.3 ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)軟件設(shè)計(jì)
4.3.1 溫濕度采集節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)
溫濕度采集節(jié)點(diǎn)的工作流程圖如圖6所示：開始后首先對(duì)溫濕度采集節(jié)點(diǎn)初始化處理，定時(shí)采集周圍環(huán)境中的溫濕度數(shù)據(jù)，若采集到的數(shù)據(jù)有效，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并發(fā)送到協(xié)調(diào)器，由協(xié)調(diào)器將數(shù)據(jù)傳送給主控中心。
4.3.2 煙霧傳感器程序設(shè)計(jì)
采用型號(hào)為MQ-2的粉塵傳感器檢測(cè)周圍煙霧濃度，MQ-2可以檢測(cè)空氣中的丙烷、氫氣等有害氣體，它價(jià)格低廉，使用時(shí)間長。MQ-2粉塵傳感器工作流程圖如圖7所示，開始后，首先進(jìn)行初始化，然后檢測(cè)周圍環(huán)境中有害氣體濃度，如果氣體的濃度超過了閾值則進(jìn)行第二次確認(rèn)，第二次確認(rèn)濃度超過了閾值，然后發(fā)送報(bào)警信息，繼續(xù)輪回，檢測(cè)周圍氣體濃度，若兩次檢測(cè)氣體濃度有一次確認(rèn)并沒有超過閾值，則返回繼續(xù)檢測(cè)有害氣體濃度。
4.3.3 安防報(bào)警系統(tǒng)軟件流程設(shè)計(jì)
通過傳感器對(duì)獲取的進(jìn)行檢測(cè)。單片機(jī)讀取數(shù)值，經(jīng)過比較判定是否超出閾值，若超出閾值則通過GPRS進(jìn)行報(bào)警相應(yīng)的報(bào)警，否則繼續(xù)對(duì)溫濕度、粉塵濃度、一氧化碳濃度等數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)。其中溫度的閾值為60℃，在空氣中一氧化碳的濃度一般為5ppm以內(nèi)，設(shè)定當(dāng)一氧化碳濃度大于300ppm的時(shí)候進(jìn)行報(bào)警，粉塵濃度為80ppm的時(shí)候，或者有人進(jìn)入室內(nèi)的時(shí)候進(jìn)行報(bào)警。安防報(bào)警系統(tǒng)流程圖如圖8所示。
5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
5.1 安防系統(tǒng)溫度監(jiān)測(cè)報(bào)警實(shí)驗(yàn)
無線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由多個(gè)獨(dú)立的終端節(jié)點(diǎn)、一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器和一臺(tái)PC機(jī)組成星形網(wǎng)絡(luò)。其中，傳感器節(jié)點(diǎn)分布于需要檢測(cè)的區(qū)域，負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)的感知和處理，并通過無線射頻信號(hào)發(fā)射出去；協(xié)調(diào)器接收各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)出的無線射頻信號(hào)，通過RS-232的串口線送入PC主機(jī)；PC主機(jī)負(fù)責(zé)存儲(chǔ)及對(duì)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理。
只要在該平臺(tái)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)應(yīng)用層的程序就能實(shí)現(xiàn)無線溫度監(jiān)測(cè)，無需設(shè)計(jì)物理層、MAC層和網(wǎng)絡(luò)層的代碼。每隔10秒進(jìn)行一次溫度采集，兩次溫度采集期間節(jié)點(diǎn)進(jìn)入休眠狀態(tài)，以減少功耗。某一時(shí)刻對(duì)節(jié)點(diǎn)1加熱，溫濕度監(jiān)測(cè)界面如圖9所示。
從圖10可以看出，在60秒左右時(shí)，采集的數(shù)據(jù)明顯地增大。而節(jié)點(diǎn)2在時(shí)刻采集環(huán)境溫度，可以看出，采集到的數(shù)據(jù)基本為一直線。當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)大于設(shè)定的閾值，蜂鳴器報(bào)警，且手機(jī)收到一條報(bào)警信息。
將一支一氧化碳傳感器節(jié)點(diǎn)先置于室外30分鐘，再置于辦公室中。辦公室環(huán)境溫度30℃，面積30m3。在200秒時(shí)候放入一個(gè)為完全燃燒的煤炭，觀察一小時(shí)內(nèi)室內(nèi)一氧化碳濃度的變化，相應(yīng)的變化曲線圖如圖12所示。當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)大于設(shè)定的閾值的時(shí)候，蜂鳴器報(bào)警且設(shè)定的手機(jī)收到一條報(bào)警信息。
分析：從圖11中可以看到一氧化碳傳感器節(jié)點(diǎn)響應(yīng)過程的曲線，在第180秒的時(shí)候一氧化碳濃度迅速增大，后趨于平穩(wěn)，可以看到該傳感器能很迅速的響應(yīng)到濃度變化，當(dāng)350s打開窗戶后，一氧化碳濃度逐漸下降，最后穩(wěn)定。說明該系統(tǒng)在一定程度上能較好的監(jiān)測(cè)室內(nèi)一氧化碳濃度。
6 結(jié)束語
本文提出了基于ZigBee技術(shù)的智能家居安防系統(tǒng)的研究，智能家居是未來家居的發(fā)展方向，選擇了具有明顯優(yōu)勢(shì)的ZigBee方式組建智能家居安防網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)其硬軟件進(jìn)行闡述。最后對(duì)智能家居安防系統(tǒng)系統(tǒng)穩(wěn)定性及安防系統(tǒng)溫度、粉塵、一氧化碳監(jiān)測(cè)部分分別進(jìn)行了測(cè)試和分析。傳統(tǒng)的、舊式的智能家居安防系統(tǒng)一般采用有線方式組網(wǎng)，本文采用了基于ZigBee技術(shù)的智能家居安防系統(tǒng)的研究，將有線轉(zhuǎn)化為無線，增強(qiáng)了系統(tǒng)的簡(jiǎn)潔性；融合了多種傳感器，系統(tǒng)的擴(kuò)展性提高了；將GPRS技術(shù)應(yīng)用到安防系統(tǒng)中，用戶能在最短的時(shí)間內(nèi)接收?qǐng)?bào)警信息。
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記者:萬總您好,非常感謝您接受我刊的專訪。首先祝賀馳通達(dá)集團(tuán)成立十一周年,眾所周知馳通達(dá)是國內(nèi)較早進(jìn)入防盜報(bào)警行業(yè)的民族安防企業(yè),旗下的夜狼安防,目前已成長為家居安防的首選品牌之一,請(qǐng)您給我們簡(jiǎn)單介紹一下集團(tuán)的品牌戰(zhàn)略。
萬騰馳:非常感謝《數(shù)字社區(qū)&智能家居》雜志社一直以來對(duì)夜狼安防的支持。深圳市馳通達(dá)電子有限公司致力于于安防產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn),一直以來為夜狼安防提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。夜狼安防作為集團(tuán)的一個(gè)旗幟性的品牌,專注于品牌建設(shè)、市場(chǎng)營銷和售后服務(wù)等工作,經(jīng)過多年的不懈耕耘,贏得了廣大客戶的一致好評(píng)。夜狼安防的成功同樣得益于集團(tuán)的各單位部門的通力協(xié)作與配合,各集團(tuán)部門雖然分工不同,但都是集團(tuán)不可缺少的一員。
記者:據(jù)統(tǒng)計(jì),家居安防在歐美一些發(fā)達(dá)國家和地區(qū),已成為一種較為普及的家庭服務(wù)項(xiàng)目,而在中國普及率還很低,作為專業(yè)的家居安防廠商,您對(duì)目前國內(nèi)的家居安防市場(chǎng)現(xiàn)狀是如何看待?
萬騰馳:這一現(xiàn)象與人們對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)知度有極大的關(guān)聯(lián)。目前,國內(nèi)市場(chǎng)還有許多普通消費(fèi)者對(duì)市場(chǎng)上智能報(bào)警產(chǎn)品并不了解。我們通過長時(shí)間,大量的市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)國內(nèi)的市場(chǎng)需求是非常巨大的,而在各地區(qū)從事此類銷售和服務(wù)的專業(yè)單位相對(duì)來說還是較少。因此,作為廠家我們也意識(shí)到應(yīng)該大力培養(yǎng)區(qū)域市場(chǎng)熱度,普及智能報(bào)警系統(tǒng)的功能和應(yīng)用知識(shí),提高區(qū)域市場(chǎng)的服務(wù)質(zhì)量,從而提升人們對(duì)家居安防市場(chǎng)的認(rèn)知。
記者:目前,大多數(shù)家居安防廠商將目標(biāo)鎖定在住宅小區(qū)、別墅群,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益白熱化,而隨著國家對(duì)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的提出,農(nóng)村安防市場(chǎng)必將成為一塊新蛋糕,您是如何看待農(nóng)村安防市場(chǎng)的?
萬騰馳:我國的農(nóng)村安防也是一項(xiàng)重要的工程,其實(shí)安防都是為了保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全,只不過應(yīng)用環(huán)境會(huì)有所差異,市場(chǎng)瓶頸集中在消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)知度不夠。夜狼安防未來也將有針對(duì)性的加大對(duì)農(nóng)村安防市場(chǎng)的宣傳,普及產(chǎn)品知識(shí);在產(chǎn)品研發(fā)方面,設(shè)計(jì)更適合農(nóng)村市場(chǎng)的產(chǎn)品;特別是服務(wù)方面的工作,會(huì)投入更大的人力、物力,盡可能為農(nóng)村市場(chǎng)提供更好的服務(wù)。
記者:夜狼安防多次榮獲“中國安防十大民族品牌”榮譽(yù)稱號(hào),產(chǎn)品亦多次獲得業(yè)內(nèi)大獎(jiǎng),在如今國內(nèi)外品牌林立的安防市場(chǎng)上,夜狼安防是如何堅(jiān)持走自己的民族品牌之路?
萬騰馳:在此也非常感謝各媒體朋友和主辦方對(duì)夜狼安防的肯定。多年來,夜狼安防堅(jiān)持民族品牌的建設(shè),在形象設(shè)計(jì)方面,夜狼安防一直采用具有中國文化特色的黃色和紅色;在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面,應(yīng)用功能和操作習(xí)慣上都根據(jù)中國人的習(xí)性進(jìn)行設(shè)計(jì);在社會(huì)責(zé)任方面,夜狼安防一直大力支持黨建文化的建設(shè),目前已成立馳通達(dá)黨支部,企業(yè)的經(jīng)營理念緊密地結(jié)合黨的號(hào)召,努力承擔(dān)服務(wù)社會(huì)的責(zé)任。
記者:據(jù)了解,夜狼安防十分注重提升產(chǎn)品使用價(jià)值及客戶滿意度,在提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的同時(shí)不忘服務(wù),請(qǐng)問,夜狼安防采取了那些措施來提升產(chǎn)品的使用價(jià)值?
萬騰馳:其一,夜狼防盜報(bào)警系統(tǒng)提供的最高三年保修服務(wù),并在2009年開展了“行業(yè)產(chǎn)品以舊換新活動(dòng)”,充分體現(xiàn)出夜狼安防對(duì)售后服務(wù)的重視,解決了客戶在使用過程中遇到的產(chǎn)品問題;其二,夜狼通過多種增值用品的形式,提高產(chǎn)品的價(jià)值,全方位地關(guān)懷客戶,如夜狼安防的文化雨傘、指甲鉗、文化衫、保險(xiǎn)服務(wù)等;此外,夜狼安防全方位的品牌宣傳,現(xiàn)已形成了極大的品牌價(jià)值,使得客戶可將夜狼安防的產(chǎn)品作為高價(jià)值的禮品形式進(jìn)行贈(zèng)送。
記者:隨著3G時(shí)代的到來,傳統(tǒng)安防產(chǎn)品已不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的家居安防需求,無線監(jiān)控、手機(jī)視頻監(jiān)控將成為未來家居安防的潮流,應(yīng)對(duì)這一改變,夜狼安防將采取那些舉措?
萬騰馳:夜狼安防一直以來都非常重視新產(chǎn)品的研發(fā)工作,在產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新方面,一直都處于行業(yè)領(lǐng)先地位。夜狼在2009年就已推出了3G視頻監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng),在2009年CPSE安博會(huì)、高交會(huì)隆重亮相。此外,具有代表性的防盜報(bào)警聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)當(dāng)手機(jī)接到報(bào)警提示后,馬上訪問網(wǎng)絡(luò)相機(jī),即可遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)況。
關(guān)鍵詞：火災(zāi)報(bào)警；智能家居；發(fā)展趨勢(shì)
中圖分類號(hào)：X928.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
隨著計(jì)算機(jī)、多媒體等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們的生活水平得到了顯著的提高，居住環(huán)境也得到了前所未有的改善，人們開始逐步的進(jìn)入數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的智能社會(huì)。與此同時(shí)，人們對(duì)小區(qū)和住宅的安全要求也不再僅僅局限于能擋風(fēng)避雨和保暖避寒，對(duì)其安全性的要求也不斷增強(qiáng)?；馂?zāi)防范是智能樓宇安全防范中非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，樓宇的安全性是現(xiàn)代建筑行業(yè)質(zhì)量檢驗(yàn)中非常重要的一點(diǎn)，樓宇火災(zāi)的報(bào)警主要依靠的是智能樓宇安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)。
智能家居及其火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
智能家居的概況
智能家居最早出現(xiàn)在美國，所謂的智能家居是指利用先進(jìn)的綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)，把與家居生活相關(guān)的各個(gè)方面和子系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來，通過優(yōu)化、統(tǒng)籌人們的生活，幫助人們有效的安排生活和工作時(shí)間，提高家庭生活的可靠性和安全性，甚至可以為家居能源費(fèi)用節(jié)省資金?？偟膩碚f，智能家居是以住宅為基礎(chǔ)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)備自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)通信、信息家電等有機(jī)結(jié)合的環(huán)保、安全、舒適、便利的居住環(huán)境。智能家居系統(tǒng)有以下幾個(gè)特征：一是為家庭提供一體化、綜合化的服務(wù)；二是為家庭提供多媒體信息服務(wù)；三是家庭中擁有完備的安保、監(jiān)控、信息化服務(wù)等設(shè)備和系統(tǒng)；四是家庭與社會(huì)之間具有高度的溝通能力和服務(wù)能力等。
最早出現(xiàn)的智能家居中的安防設(shè)備功能單一，而且相互獨(dú)立，例如緊急呼叫系統(tǒng)、紅外線防盜器等等，這一些裝置只能完成一種特定的任務(wù)，設(shè)備與設(shè)備之間沒有邏輯和電氣關(guān)系。各個(gè)設(shè)備的專用線也是相互獨(dú)立、互不干擾的，這樣就無法實(shí)現(xiàn)家居中各個(gè)設(shè)備的統(tǒng)一管理和控制。在智能家居中，會(huì)把與家庭生活相關(guān)的各種通訊設(shè)備、家用電器以及家庭安防報(bào)警設(shè)備連接到一個(gè)家庭系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)各種家具設(shè)備之間的互聯(lián)和信息交換，通過總的家庭信息管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭事物的集中管理和遠(yuǎn)程監(jiān)控。
智能家居網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通常會(huì)通過小區(qū)局域網(wǎng)可以與小區(qū)物業(yè)管理中心進(jìn)行信息之間的交流。家庭內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)信息流由復(fù)雜的音頻視頻等多媒體信號(hào)、設(shè)備控制類信號(hào)以及簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集類信號(hào)等組成。設(shè)備控制類信號(hào)指的是家用電器的開關(guān)控制，對(duì)水、氣、電管道電磁閥的信號(hào)控制等等；數(shù)據(jù)采集類信號(hào)主要是指水電氣暖四表的數(shù)據(jù)采集，可燃?xì)鈭?bào)警和火災(zāi)報(bào)警一般是脈沖量和開關(guān)量的信號(hào)，也可以歸類于數(shù)據(jù)采集類信號(hào)。
智能家居中探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展情況
家居探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)指的是在客廳、臥室等地方安裝感煙探測(cè)器，從而構(gòu)成家庭失火的一道防線。在現(xiàn)在的家居安全中，家居探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)似乎游離在家居安防之外，使得家庭的火災(zāi)探測(cè)和報(bào)警形成了一個(gè)重大的安全隱患，這不是技術(shù)問題，而是人為問題，因?yàn)榫湍壳拔覀兯莆盏募夹g(shù)，住宅火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)是比較容易建構(gòu)和實(shí)施的。在現(xiàn)實(shí)中，住宅火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)難以實(shí)施的原因包括：智能家居產(chǎn)品的生產(chǎn)商不愿意參與到麻煩頗多的火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，因?yàn)榘惭b消防產(chǎn)品的施工單位必須要有消防專項(xiàng)施工資質(zhì)以及報(bào)警線路不能與數(shù)字家庭的綜合布線共用等等；政府主管部門在法規(guī)層面上也沒有對(duì)住宅安裝火災(zāi)探測(cè)器給予足夠的關(guān)注和重視。所以，住宅火災(zāi)報(bào)警沒有與智能家居實(shí)現(xiàn)同步的發(fā)展。
住宅火災(zāi)報(bào)警的幾種類型和發(fā)展趨勢(shì)
獨(dú)立式的家居火災(zāi)感煙報(bào)警系統(tǒng)
獨(dú)立式的家居火災(zāi)感煙報(bào)警系統(tǒng)有單點(diǎn)報(bào)警器和互聯(lián)式報(bào)警器兩種，這種報(bào)警系統(tǒng)只適用于沒有集中的物業(yè)管理的住宅。獨(dú)立式的家居火災(zāi)感煙報(bào)警探測(cè)器的功能和特點(diǎn)有：具有手動(dòng)復(fù)位、手動(dòng)測(cè)試、靈敏度自動(dòng)補(bǔ)償以及電池更換提醒的功能；它內(nèi)置低耗、高效能的的微處理器，采用傳感器光學(xué)迷宮、光電感煙的方式，可以選擇獨(dú)立或者聯(lián)網(wǎng)的方式，與控制器實(shí)現(xiàn)通訊。近年來，日本開發(fā)出了一種新的用于火災(zāi)報(bào)警器的電池，它是一種圓筒形的鋰電池，具有壽命長、高功率以及大容量的特點(diǎn)，它的預(yù)計(jì)壽命可達(dá)到10年之久。
火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)
相對(duì)于公共建筑中安裝的火災(zāi)探測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)，以家庭為單位的防盜、防火系統(tǒng)更適合在家庭中使用和維護(hù)。還有一種綜合的安防運(yùn)作系統(tǒng)，把家庭或商鋪安裝的監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)連接到24小時(shí)專業(yè)監(jiān)控的安防中心，而不是連接到小區(qū)的物業(yè)管理部門，當(dāng)遇到火災(zāi)或者是非法進(jìn)入者的時(shí)候，把信息直接傳送到專業(yè)監(jiān)控的安防中心，而不需要經(jīng)過小區(qū)的物業(yè)管理部門等中間環(huán)節(jié)，節(jié)約救助的時(shí)間。
（三）火災(zāi)報(bào)警與智能家居聯(lián)網(wǎng)
傳統(tǒng)獨(dú)立式的感煙火災(zāi)報(bào)警器雖然可以在居室發(fā)生火災(zāi)時(shí)能夠喚醒熟睡中的人，使人們能夠逃離危險(xiǎn)。但是，對(duì)于那些因?yàn)樽砭贫杷譀]有家人在身邊的人，傳統(tǒng)獨(dú)立式的感煙火災(zāi)報(bào)警器無法起到報(bào)警的效果。相比之下，智能家居防護(hù)系統(tǒng)會(huì)把煤氣泄漏檢測(cè)器、感煙探測(cè)器和大多數(shù)的防盜產(chǎn)品連接在一起，一旦發(fā)生火災(zāi)及盜竊，報(bào)警信息可以引發(fā)所有的聲音響起、電話遠(yuǎn)程告警等，保證人們及時(shí)得到救助?；馂?zāi)報(bào)警與智能家居聯(lián)網(wǎng)是未來住宅火災(zāi)報(bào)警的發(fā)展趨勢(shì)和主要形式。
結(jié)語：
智能家居的不斷發(fā)展，帶動(dòng)了許多行業(yè)的快速發(fā)展，徹底改變了人們的工作方式和生活方式。智能家居能夠給人們提供一個(gè)安全、可靠、舒適的家居環(huán)境，成為現(xiàn)代人的追求和建筑商投資興建的重點(diǎn)。長期以來，國家對(duì)于家庭中安裝火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)沒有硬性的要求，又加之在住宅安裝安防系統(tǒng)比較復(fù)雜和麻煩，使得許多的建筑企業(yè)在建設(shè)住宅樓時(shí)，不會(huì)安裝火災(zāi)探測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，導(dǎo)致住宅火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)不能與智能家居的發(fā)展同步，影響了智能家居的安全性和可靠性。所以，相關(guān)部門應(yīng)該著手制定相關(guān)的法律法規(guī)，提高建筑商和居民的安全意識(shí)，努力促進(jìn)住宅火災(zāi)報(bào)警與智能家居建設(shè)的同步發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：智能家居；Zigbee；3G網(wǎng)絡(luò)；安全監(jiān)控
引言
隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展及人們生活水品的提高，越來越多的人不再滿足于傳統(tǒng)的家居生活方式，開始期望出現(xiàn)一種依托現(xiàn)代科技的全新的家居體驗(yàn)，智能家居技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生[1]，無論在傳統(tǒng)家居還是智能家居中，安全問題一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)問題之一。而一般的家居控制僅擁有家庭局域網(wǎng)絡(luò)，只能在家庭內(nèi)部進(jìn)行監(jiān)控[2]。本文在此基礎(chǔ)之上研究并設(shè)計(jì)了一種基于Zigbee及3G網(wǎng)絡(luò)的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)家居系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，并且能夠通過移動(dòng)終端實(shí)時(shí)的了解家庭內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)，提高家居生活的安全系數(shù)。
1系統(tǒng)架構(gòu)
本文研究設(shè)計(jì)的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)采用Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)加3G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，家居內(nèi)部的各種環(huán)境數(shù)據(jù)例如溫度，濕度等以及各家用電器的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)通過Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳送至嵌入式主控芯片，由嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析處理，在此基礎(chǔ)之上，添加視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過在大門，陽臺(tái)等存在安全隱患的地方安裝攝像頭，進(jìn)行視頻監(jiān)控，進(jìn)一步提高家居安全系數(shù)。視頻數(shù)據(jù)也一并送至嵌入式主控系統(tǒng)，進(jìn)行壓縮、編碼等處理。為了方便人們?cè)谕獬龅臅r(shí)候可以實(shí)時(shí)的了解家庭情況，本文將嵌入式系統(tǒng)收集并處理之后的各家居數(shù)據(jù)通過3G網(wǎng)絡(luò)接入Internet，用戶可以通過聯(lián)網(wǎng)的手機(jī)、平板電腦等隨身攜帶的移動(dòng)終端實(shí)時(shí)的了解家庭內(nèi)部環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對(duì)家居系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。系統(tǒng)框圖如圖1所示。
圖1 智能家居監(jiān)控系統(tǒng)
2硬件設(shè)計(jì)
2.1 Zigbee無線局域網(wǎng)設(shè)計(jì)
Zigbee又被稱為紫峰技術(shù)，是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議。一般這個(gè)協(xié)議規(guī)定的通信技術(shù)是一種傳輸距離較短且功耗較低的無線通信技術(shù)。其主要特點(diǎn)是低復(fù)雜度、低功耗、近距離、低成本、自組織、低數(shù)據(jù)傳輸速率。主要適合應(yīng)用于各類自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，可以嵌入到各種設(shè)備中。簡(jiǎn)而言之，ZigBee技術(shù)就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。
本文采用的Zigbee技術(shù)為CC2530片上系統(tǒng)解決方案，CC2530是由德州儀器開發(fā)的一種典型的Zigbee技術(shù)解決方案，眾所周知，Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)需要一系列的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為支撐，本文采用的CC2530能夠建立起一個(gè)強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，但是所需要的成本相對(duì)于其他解決方案來說有很大優(yōu)勢(shì)，同時(shí)CC2530具有一些不同的運(yùn)行模式，切換不同的運(yùn)行模式可以有效地降低系統(tǒng)功耗，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性有著重要意義。
2.1.1Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>
采用何種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將決定局域網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)之間消息的傳遞方式。常見的Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有三種：星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、樹型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥x定一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)作為協(xié)調(diào)器，其周圍的相鄰終端節(jié)點(diǎn)均只與中心節(jié)點(diǎn)相互通信，中心節(jié)點(diǎn)作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心，需要分析處理所有的數(shù)據(jù)，必須連續(xù)不間斷供電。樹型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫抢寐酚善鲗?duì)星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥龅囊恍┭a(bǔ)充即底層的若干個(gè)終端節(jié)點(diǎn)連接至路由器，各路由器再連接至協(xié)調(diào)器。通信時(shí)各終端的數(shù)據(jù)首先匯集到路由器，再由路由器傳送至協(xié)調(diào)器。網(wǎng)狀拓?fù)浼礃湫屯負(fù)渲械穆酚晒?jié)點(diǎn)可以與其附近的其他路由節(jié)點(diǎn)相互通信，信息傳輸方式更加復(fù)雜多變。三種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2 三種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
通過對(duì)上述各拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析，結(jié)合本文設(shè)計(jì)需求可知本文更加適合采用星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
2.1.2無線傳感網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
終端節(jié)點(diǎn)是整個(gè)智能家居系統(tǒng)最基礎(chǔ)的部分，由傳感器采集模塊和Zigbee精簡(jiǎn)功能設(shè)備集成而成。終端節(jié)點(diǎn)接收到協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)發(fā)送來的數(shù)據(jù)采集命令之后，將傳感器采集到的家居環(huán)境數(shù)據(jù)經(jīng)無線傳感網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，再由具有全設(shè)備功能的協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)傳送至嵌入式系統(tǒng)。
常規(guī)的家居環(huán)境數(shù)據(jù)采集傳感器如溫度傳感器，濕度傳感器，煤氣濃度檢測(cè)傳感器等都有成熟的電路，本文設(shè)計(jì)中只需將傳感器模塊與Zigbee模塊結(jié)合即可組成無線傳感器。無線傳感器結(jié)構(gòu)如圖2所示。在本文的星型Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?，無線傳感器作為終端節(jié)點(diǎn)只需與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)之間相互通信，接收協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)發(fā)送的命令，并將傳感器采集的數(shù)據(jù)傳送至協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)。無線傳感器結(jié)構(gòu)如圖3所示。
圖3無線傳感器結(jié)構(gòu)
2.2 監(jiān)控視頻采集處理
在大門、陽臺(tái)、客廳等室內(nèi)一些必要的地方安裝基于USB接口的數(shù)字?jǐn)z像頭，將采集到的視頻數(shù)據(jù)通過USB接口直接送到嵌入式系統(tǒng)中進(jìn)行壓縮及編碼處理。數(shù)字?jǐn)z像頭可以直接將采集的模擬視頻信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)。數(shù)字視頻信號(hào)與模擬視頻信號(hào)相比具有抗干擾能力強(qiáng)，頻譜效率高，圖像失真少等優(yōu)點(diǎn)。目前市場(chǎng)上的攝像頭基本以數(shù)字?jǐn)z像頭為主，購買及安裝使用非常方便。嵌入式主控系統(tǒng)在接收到攝像頭發(fā)送的數(shù)字信號(hào)并進(jìn)行壓縮處理之后將視頻數(shù)據(jù)通過3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至用戶的移動(dòng)終端，方便用戶隨時(shí)通過視頻圖像了解家居內(nèi)的安全狀況。
3監(jiān)控系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)
本文系統(tǒng)平臺(tái)采用ARM-Linux系統(tǒng)，其內(nèi)核功能與Linux操作系統(tǒng)非常相似，并沒有本質(zhì)區(qū)別，驅(qū)動(dòng)程序需要實(shí)現(xiàn)的功能也一樣。只是在內(nèi)核編譯時(shí)，需要移植到ARM上的Linux系統(tǒng)所采用的編譯器以及一些頭文件和部分庫文件會(huì)依賴于具體的ARM處理器結(jié)構(gòu)。解決這一問題只需在Makefile文件中制定即可。
3.1視頻采集壓縮功能實(shí)現(xiàn)
本文視頻采集功能的實(shí)現(xiàn)依靠USB攝像頭，其正常工作需要在ARM-Linux中配置相關(guān)的驅(qū)動(dòng)程序。Linux中關(guān)于視頻設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序常用的是Video4Linux。它提供了一系列的接口函數(shù)供視頻設(shè)備編程時(shí)調(diào)用。
首先將驅(qū)動(dòng)程序模塊編譯成.O目標(biāo)文件，放在內(nèi)核的/lib/modules/目錄下，使用depmod a命令將此模塊變成可加載模塊。在調(diào)用攝像頭功能時(shí)，使用insmod命令調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序中int init-module（void），設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開始初始化，初始化結(jié)束，攝像頭便能正常工作。攝像頭被正常驅(qū)動(dòng)之后，便是對(duì)視頻數(shù)據(jù)的采集工作。圖4為視頻采集工作流程圖。
圖4 視頻采集流程
完成對(duì)視頻的采集之后，為了便于視頻數(shù)據(jù)在3G網(wǎng)絡(luò)中傳輸，還需要對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，以適應(yīng)3G無線網(wǎng)絡(luò)帶寬。H.264視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)是JVT（Joint Video Team 視頻聯(lián)合工作組）提出來的一種新的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，在圖像質(zhì)量相同的前提下，H.264數(shù)據(jù)壓縮比與MPEG-2相比高出2-3倍，比MPEG-4相比高出1.5倍到2倍。因此，經(jīng)過H.264標(biāo)準(zhǔn)壓縮后的視頻數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求更低，更適于帶寬非常緊張的無線網(wǎng)絡(luò)。
3.2 3G網(wǎng)絡(luò)傳輸功能實(shí)現(xiàn)
本文設(shè)計(jì)的3G網(wǎng)絡(luò)部分的主要功能是將嵌入式主控系統(tǒng)收集并處理之后的監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)及各類家居安全數(shù)據(jù)以無線的方式接入互聯(lián)網(wǎng)，并發(fā)送至用戶的手機(jī)等移動(dòng)終端。3G模塊接入方式采用WCDMA制式，選用能夠滿足監(jiān)控視頻傳輸帶寬需求的華為E1750無線上網(wǎng)卡它支持上行最高速率HSUPA 5.76Mbps；支持下行最高速率HSDPA 7.2Mbps，數(shù)據(jù)傳輸非?？?。
為使3G網(wǎng)卡在ARM-Linux下能夠正常工作，必須配置驅(qū)動(dòng)信息。
首先在/driver/usb/serial/p12303.c
中加入3G無線網(wǎng)卡的ID信息：
{USB-DEVICE（HUAWEI_VENDORID），HUAWEI_PRODUCT_ID））
在/driver/usb/serial/p12303.h中加入：
#define HUAWEI_VENDOR_ID 0xl2dl
#define HUAWEI_PRODUCT_ID 0xl001
然后，將Linux內(nèi)核重新編譯。
在內(nèi)核/dev目錄下建立新的字符節(jié)點(diǎn)
Mknod/dev/ttyUSB0 c 188 0
Mknod/dev/ttyUSB1 c 188 1
Mknod/dev/ttyUSB2 c 1 88 2
接下來交叉編譯3G虛線網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)的移植工具usb-modeswich，它是一種轉(zhuǎn)換USB設(shè)備工作模式的工具。usb-modeswich.setup文件中加入以下程序：
#Huawei E1750
#Contributor：Anders Blomdell，Ahmed Soliman
DefaultVendor=0x12dl
DefaultProduct=0x1446
TargetVendor=0xl2dl
TargetProduct=0x1001
#only for reference and0.x versions
MessageEndpoint=0x0l
MessageContent=”55534243123456780000000000000011060000000000000000000000000000”
HuaweiMode=0
運(yùn)./usb_modeswitch即可切換3G網(wǎng)卡的工作模式，進(jìn)行3G撥號(hào)上網(wǎng)。
實(shí)驗(yàn)室條件下，在基于Linux操作系統(tǒng)的嵌入式平臺(tái)基礎(chǔ)之上連接USB攝像頭，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為實(shí)驗(yàn)室的WCDMA3G網(wǎng)絡(luò)，終端為一個(gè)普通的安卓系統(tǒng)智能手機(jī)。測(cè)試了包括燈光控制、溫濕度采集等10個(gè)節(jié)點(diǎn)，最遠(yuǎn)距離協(xié)調(diào)器13米，結(jié)果表明，在Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)內(nèi)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，沒有出現(xiàn)掉線的情況，能夠有效的采集并傳輸測(cè)試的數(shù)據(jù)。3G通信網(wǎng)中也能夠高效的傳輸視頻等信息數(shù)據(jù)。圖5為實(shí)驗(yàn)室條件下手機(jī)終端接收到的監(jiān)控畫面。
圖5 移動(dòng)終端監(jiān)控畫面
4 總結(jié)
本文研究設(shè)計(jì)了一個(gè)基于Zigbee及3G無線網(wǎng)絡(luò)的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了Zigbee網(wǎng)絡(luò)采集的各種室內(nèi)安全數(shù)據(jù)和攝像頭采集的視頻監(jiān)控畫面一并通過3G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至用戶移動(dòng)終端。為用戶提供了一個(gè)家居安全監(jiān)控平臺(tái)。3G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用也契合了當(dāng)下高速發(fā)展的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，具有很高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
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關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能社區(qū)；關(guān)鍵技術(shù)
1 研究背景
智能社區(qū)，又稱數(shù)字社區(qū)，或稱智能小區(qū)，英文表達(dá)有Intelligent Community，Intelligent Residential District，日本的說法叫Smart Community等。是指在社區(qū)地域范圍內(nèi)，以住宅小區(qū)為平臺(tái)，有意識(shí)的綜合利用各類信息通信基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)手段將網(wǎng)絡(luò)通信、智能家居、家庭安防、電子政務(wù)、遠(yuǎn)程教育和醫(yī)療、物業(yè)管理、增值服務(wù)等整合在一個(gè)高效的系統(tǒng)當(dāng)中，提供最適合的能源解決方案，涵蓋包括水資源、電力、交通、物流、醫(yī)療、電信等于人們生活和生產(chǎn)相關(guān)的所有公共基礎(chǔ)設(shè)施和社會(huì)資源，為社區(qū)內(nèi)各類群體提供服務(wù)，滿足社區(qū)發(fā)展的各類需求，提高居民生活質(zhì)量，推動(dòng)和諧社區(qū)的構(gòu)建。
對(duì)于社區(qū)業(yè)主而言，一般期望住宅小區(qū)的智能化系統(tǒng)能帶來以下幾方面的體驗(yàn)：（1）高度的安全性和可控性；（2）舒適的人性化居住環(huán)境；（3）實(shí)現(xiàn)“三網(wǎng)融合”；（4）提供智能電網(wǎng)服務(wù)；（5）家居智能化；（6）方便快捷的網(wǎng)上政務(wù)辦理和電子購物平臺(tái)；（7）智能信息化的物業(yè)管理模式；（8）提供其他的醫(yī)療、教育、購物、文化、娛樂等遠(yuǎn)程服務(wù)。
2 關(guān)鍵技術(shù)的選擇
2.1 傳感技術(shù)部分
從智能社區(qū)的技術(shù)架構(gòu)和應(yīng)用架構(gòu)出發(fā)，對(duì)設(shè)備感知層和網(wǎng)絡(luò)層的互聯(lián)技術(shù)，目前現(xiàn)階段采用的技術(shù)包括：RFID（Radio Frequency Identification）技術(shù)，包括RFID空中接口、RFID編碼技術(shù)、RFID集成技術(shù)等；M2M技術(shù)（machine to machine）包括近距離無線通信技術(shù)、空中接口、M2M架構(gòu)技術(shù)、MTC通信技術(shù)等。應(yīng)用層應(yīng)采用智能處理和計(jì)算技術(shù)，重點(diǎn)包括SOA（Service-oriented architecture，面向服務(wù)架構(gòu)）架構(gòu)、云計(jì)算、應(yīng)用軟件中間件等。感知識(shí)別技術(shù)正在向低成本、低功耗、新型化、微型化、智能化、綜合化和高可靠性發(fā)展。在傳感器網(wǎng)絡(luò)方面，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)成為主流。共性技術(shù)包括虛擬化技術(shù)、資源管理技術(shù)、QOS（Quality of Service）技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理和設(shè)備管理技術(shù)、無線干擾技術(shù)等。
因此可通過寬帶或3/4G網(wǎng)絡(luò)為接入載體，依托由WIFI技術(shù)、RF無線傳輸技術(shù)、傳感器技術(shù)、嵌入式智能及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換等技術(shù)組成的家庭內(nèi)部物聯(lián)網(wǎng)。解決現(xiàn)代家庭無線寬帶覆蓋、家居安防、家居智能、家庭娛樂、咨詢服務(wù)、電子商務(wù)等功能需求。
2.2 網(wǎng)絡(luò)部分
（1）在社區(qū)外網(wǎng)接入上采用PON技術(shù)。PON（無源光網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)是一種新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，其中衍化而成的EPON和GPON技術(shù)，將以太網(wǎng)和PON技術(shù)相結(jié)合，采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、無源光纖傳輸，在以太網(wǎng)之上提供千兆級(jí)數(shù)據(jù)、語音及視頻的綜合業(yè)務(wù)接入。EPON目前可提供上下行對(duì)稱的1.25Gb/s的帶寬。它在物理層采用了PON技術(shù)，在鏈路層使用以太網(wǎng)協(xié)議，利用PON的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)的接入。特點(diǎn)是：低成本、高帶寬、擴(kuò)展性強(qiáng)、兼容現(xiàn)有以太網(wǎng)。光信號(hào)通過分光器把光纖線路終端（OLT）一根光纖下行的信號(hào)分成多路給每一個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU），每個(gè)ONU上行的信號(hào)通過光耦合器合成在一根光纖里給OLT，如圖4所示。因此EPON技術(shù)中包括無源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。無緣網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括單模光纜、無源分光器/耦合器、適配器、連接器和熔接頭等。無源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備簡(jiǎn)單穩(wěn)定、使用壽命長、易于維護(hù)。
（2）戶內(nèi)組網(wǎng)部分可采用：（1）無后備電源方案，即AP（Access Point，無線訪問節(jié)點(diǎn)、會(huì)話點(diǎn)或存取橋接器）與弱電箱的路由器由家庭220V電源直接供電，該方式無線AP可安裝在家庭任意位置；（2）集中供電方式（可配備后備電源），即樓道弱電井對(duì)AP、弱電箱直接供電，要求電源功率較高，無線AP必須安裝到指定位置。相比之下方案1更靈活一些。隨著國家加快推進(jìn)電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)融合的腳步，采用PON和AP技術(shù)可以很好在技術(shù)上趨向一致，網(wǎng)絡(luò)層上可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，形成無縫覆蓋，業(yè)務(wù)層上互相滲透和交叉，應(yīng)用層上趨向使用統(tǒng)一的IP協(xié)議，向用戶提供多樣化、多媒體化、個(gè)性化的服務(wù)。
（3）智能社區(qū)解決方案還包含可視對(duì)講功能，通過八芯雙絞線即可實(shí)現(xiàn)可視對(duì)講，并增加戶戶通話功能，另外打破傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的鋪設(shè)，可沿用小區(qū)現(xiàn)有局域網(wǎng)，既節(jié)省施工時(shí)間和施工步驟，又降低了工程成本。
3 結(jié)語
將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在智能社區(qū)當(dāng)中，可以給住戶帶來明顯的生活質(zhì)量改善，提高效率，增強(qiáng)家居安全性，打造智慧化居住環(huán)境。筆者相信在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐下，在運(yùn)營商、地產(chǎn)公司、電商公司、社區(qū)物業(yè)公司等各方面合作建設(shè)和經(jīng)營下，必將迎來智能社區(qū)數(shù)字化家園的美好明天。
[參考文獻(xiàn)]
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[3]賈雪松，周悅.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)研究[A].現(xiàn)代建筑電氣，2012（9）.
隨著生活水平的提高和居住環(huán)境的改善，人們對(duì)住宅小區(qū)的數(shù)字化和智能化也提出了更高的要求。在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，智能小區(qū)的管理系統(tǒng)除了可以實(shí)現(xiàn)可視對(duì)講、家居安防外，更可以實(shí)現(xiàn)家電控制、多媒體、IP可視電話等功能，真正實(shí)現(xiàn)家庭生活智能化。冠林公司在通過長期的市場(chǎng)調(diào)研和開發(fā)的基礎(chǔ)上，推出了集可視對(duì)講、家居安防、門禁控制、信息、多媒體、電器控制、IP電話等功能于一體的AH8000數(shù)字化智能家居系統(tǒng)。這套系統(tǒng)運(yùn)用了目前最先進(jìn)的TCP/IP數(shù)字網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，通過全數(shù)字化傳輸，利用智能終端、電腦、手機(jī)對(duì)家中的電器設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程管理，是一個(gè)名副其實(shí)的智能小區(qū)專家。目前AH8000數(shù)字家居系統(tǒng)已經(jīng)在北京世紀(jì)星城、鄭州綠城百合公寓，長沙綠城桂花城等眾多大型社區(qū)中得到成功應(yīng)用，受到眾多房地產(chǎn)商和業(yè)主的青睞。
基本功能篇
1.對(duì)講
AH8000數(shù)字家居系統(tǒng)的第一項(xiàng)基本功能就是對(duì)講功能。除了常規(guī)的可視對(duì)講、開鎖等功能外，AH8000數(shù)字家居系統(tǒng)還提供了監(jiān)視功能。當(dāng)您身處幽靜豪宅時(shí)，可以對(duì)門前、梯口、小區(qū)口及公共區(qū)域進(jìn)行全方位監(jiān)控，讓盜賊無處遁形。
當(dāng)住戶不在家時(shí)或是住戶不愿意被打攪時(shí)，來訪者可以根據(jù)語音提示，留下其圖像和聲音的影像資料，住戶可以及時(shí)獲知來訪者留存的信息。
在住戶之間實(shí)現(xiàn)戶戶可視通話，是AH8000數(shù)字家居系統(tǒng)為住戶提供的人性化服務(wù)。小區(qū)內(nèi)任意兩臺(tái)室內(nèi)智能終端可以通過呼叫對(duì)方的房號(hào)，進(jìn)行雙向可視通話，這樣您不用出門在家就可以串門，鄰里的交流更便捷。當(dāng)您遇到緊急情況需要小區(qū)物業(yè)中心幫忙時(shí)， 您也可以通過呼叫中心，與中心取得聯(lián)系和幫助。
2.報(bào)警
AH8000數(shù)字家居系統(tǒng)的第二項(xiàng)基本功能就是報(bào)警功能，它可是起到了電子警察全天候24小時(shí)保家護(hù)院的功能，室內(nèi)智能終端機(jī)提供了8個(gè)有線/無線防區(qū)，您可以根據(jù)具體需要設(shè)置各個(gè)防區(qū)的報(bào)警功能是否起用，使安防報(bào)警的控制更加個(gè)性化。
同時(shí)您還可以根據(jù)需要預(yù)先設(shè)置好布防、撤防、局防的時(shí)間、防區(qū)類型等，這樣人性化的功能設(shè)置非常方便。時(shí)間一到，守護(hù)如約而至。
當(dāng)發(fā)生緊急情況時(shí)，您按下室內(nèi)智能終端機(jī)上“緊急呼叫鍵”或者遙控器上的“緊急求救鍵”，系統(tǒng)立即將報(bào)警信息傳送到報(bào)警中心。
3.信息
AH8000數(shù)字家居系統(tǒng)的第三個(gè)基本功能是信息功能，可作為全新的媒體平臺(tái)，體驗(yàn)更全面及時(shí)的資訊套餐，享受物業(yè)更加快捷優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
您可以在室內(nèi)智能終端機(jī)上接收管理中心發(fā)送的小區(qū)公告、費(fèi)用查詢、會(huì)所服務(wù)、上門維修、家政服務(wù)、投訴建議、小區(qū)商鋪、天氣預(yù)報(bào)等信息； 終端機(jī)也可以接收事先注冊(cè)的手機(jī)發(fā)送的短信息，還可以接收到從其他終端、管理中心、冠林平臺(tái)發(fā)來的多媒體信息，如圖片、動(dòng)畫、MP3等，內(nèi)容生動(dòng)且豐富。
4.家電控制
AH8000數(shù)字家居系統(tǒng)在對(duì)家庭電器設(shè)備的控制方面也有超人一等的設(shè)計(jì)，擺脫時(shí)間、空間的束縛，對(duì)家中的燈光、窗簾、空調(diào)、電視等進(jìn)行隨意控制，享受自由控制樂趣。
在室內(nèi)智能終端上可以輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)燈光的全開/全關(guān)、區(qū)域燈光的開/關(guān)和燈光的調(diào)光。不必在各個(gè)房間來回穿梭就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)所有空調(diào)的開/關(guān)/調(diào)溫，對(duì)室內(nèi)各區(qū)域窗簾的開/關(guān)等。
Ah8000數(shù)字家居還提供了一鍵式情景控制功能，您可以根據(jù)需要和個(gè)人愛好，將家里的燈光設(shè)置為各種模式，如：“會(huì)客模式”、“就餐模式”、“夜間模式”、“節(jié)電模式”等，營造出您想要的或溫馨或浪漫的家居氣氛。
5.電話
AH8000數(shù)字家居系統(tǒng)第五個(gè)基本功能是電話功能。由于有強(qiáng)大的互聯(lián)網(wǎng)的支持，AH8000數(shù)字家居系統(tǒng)通過電話系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，智能終端機(jī)可作為電話機(jī)，撥打普通電話，一機(jī)多能，方便實(shí)用。還可撥打IP電話、VOIP（網(wǎng)絡(luò)可視）電話，可以很方便的讓您與世界各地的朋友面對(duì)面的交談。
6.娛樂和便利功能
AH8000數(shù)字家居系統(tǒng)還提供了豐富的娛樂和便利功能，支持MP3/MP4等主流格式的音視頻播放，讓您體驗(yàn)精彩的多媒體盛宴。同時(shí)具有本機(jī)拍照、本機(jī)錄音、三表查詢、電梯召喚及事件提醒等功能，為您帶來舒適便利的生活體驗(yàn)。
智能生活篇
前面介紹的只是AH8000數(shù)字家居系統(tǒng)的主要基本功能，真正體現(xiàn)出它智能化方面的是聯(lián)動(dòng)控制功能和遠(yuǎn)程控制功能。
首先，AH8000數(shù)字家居系統(tǒng)可以根據(jù)您的需要開啟報(bào)警聯(lián)動(dòng)功能。當(dāng)您外出時(shí)，可以對(duì)室內(nèi)智能終端機(jī)開啟報(bào)警聯(lián)動(dòng)操作，這樣當(dāng)有人非法入侵時(shí)，室內(nèi)智能終端會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)本機(jī)自帶的攝像頭對(duì)室內(nèi)進(jìn)行錄像，室內(nèi)的燈光亮起，同時(shí)聯(lián)動(dòng)警鈴進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警。
同時(shí)您可以通過室內(nèi)智能終端機(jī)設(shè)置聯(lián)動(dòng)對(duì)講功能，這樣當(dāng)您外出時(shí)，智能終端會(huì)自動(dòng)進(jìn)入留影留言狀態(tài)，保存來訪者的音像信息。當(dāng)您回到家中，對(duì)室內(nèi)智能終端機(jī)進(jìn)行撤消聯(lián)動(dòng)操作時(shí)，室內(nèi)智能終端可以聯(lián)動(dòng)取消自動(dòng)留影留言狀態(tài)，家里的電器設(shè)備自動(dòng)進(jìn)入您預(yù)先設(shè)定好的回家模式。
您還可以根據(jù)需要通過室內(nèi)智能終端機(jī)開啟局部聯(lián)動(dòng)功能。夜間休息時(shí)，室內(nèi)智能終端機(jī)能聯(lián)動(dòng)對(duì)講功能自動(dòng)進(jìn)入免打擾模式。同時(shí)，聯(lián)動(dòng)開啟紅外感應(yīng)，實(shí)現(xiàn)人來燈亮、人走燈滅。確保您的私人空間無人打擾。
您還可以根據(jù)需要通過室內(nèi)智能終端機(jī)開啟刷卡聯(lián)動(dòng)功能。當(dāng)您外出歸來，持IC卡在公共智能終端機(jī)，如梯口機(jī)、區(qū)口機(jī)刷卡時(shí)，室內(nèi)智能終端機(jī)能自動(dòng)解除報(bào)警。
AH8000數(shù)字家居系統(tǒng)加強(qiáng)了人性化的設(shè)計(jì)，突出智能化功能，通過聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了智能家居系統(tǒng)的功能擴(kuò)展。除此之外，它還具備了遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程管理的優(yōu)勢(shì)，這是冠林公司在數(shù)字家居系統(tǒng)智能化設(shè)計(jì)上邁出的前瞻性的一步。
遠(yuǎn)程管理篇
AH8000數(shù)字家居系統(tǒng)中報(bào)警功能最突出的一點(diǎn)就是可以遠(yuǎn)程啟動(dòng)智能終端進(jìn)行戶內(nèi)報(bào)警探頭的布/撤防操作，不論您身在何處都可以用手機(jī)或電腦輕松地對(duì)家中的智能終端進(jìn)行安防控制。
如果您不在家時(shí)發(fā)生了盜賊非法入侵、煤氣泄露或者火災(zāi)等緊急情況時(shí)，智能終端會(huì)自動(dòng)通過短信和語音通知主人的手機(jī)，同時(shí)彈出報(bào)警電子地圖，并記錄中心數(shù)據(jù)庫中；上報(bào)管理中心及聯(lián)動(dòng)110報(bào)警中心，小區(qū)保安將會(huì)上門查詢，110民警會(huì)立即出動(dòng)，同時(shí)，智能終端將報(bào)警情況記錄下來，方便您日后的查詢。
您也可以在單位或出差途中，通過電腦遠(yuǎn)程監(jiān)看老人孩子在家中的情況；當(dāng)您下班或出差回來還未到家時(shí)，您可以通過手機(jī)或者授權(quán)管理中心遠(yuǎn)程控制室內(nèi)智能終端機(jī)進(jìn)行撤防。
AH8000數(shù)字家居系統(tǒng)已經(jīng)突破傳統(tǒng)意義上的一般安防系統(tǒng)，成功地實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程的手機(jī)及電腦控制、無線遙控，又可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)操作，是真正意義上的智能電子警察。
此外，AH8000數(shù)字家居系統(tǒng)超前的設(shè)計(jì)理念和強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支持，可以非常方便地對(duì)家里的電器設(shè)備等進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。您可以通過手機(jī)、電腦隨意控制家里的燈光，還可以用手機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)家中的燈光、空調(diào)、煤氣、窗簾等的預(yù)約開關(guān)操作，有如一個(gè)貼心的智能管家，帶給您溫馨舒適的智能家居生活。
當(dāng)然，我們也能通過手機(jī)、電腦遠(yuǎn)程預(yù)約電源插座開關(guān)的操作，有效的監(jiān)測(cè)電源插座的工作狀況，起到了既節(jié)能又安全的作用。
數(shù)字家居系統(tǒng)還提供了呼叫轉(zhuǎn)移功能，當(dāng)業(yè)主外出時(shí)，如果有訪客呼叫，室內(nèi)智能終端機(jī)可以將呼叫轉(zhuǎn)移到業(yè)主手機(jī)上，您就不用擔(dān)心有重要客人找不到您了。
擴(kuò)展功能篇
當(dāng)然，數(shù)字家居系統(tǒng)的許多功能是可以根據(jù)您的要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)的，沒有做不到，只有想不到，冠林公司永遠(yuǎn)在數(shù)字化智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)中以滿足用戶的需求作為今后開發(fā)新產(chǎn)品的追求目標(biāo)和責(zé)任。
當(dāng)您的家用電器發(fā)生故障時(shí)，室內(nèi)智能終端機(jī)會(huì)自動(dòng)給家電生產(chǎn)廠家以E-mail的形式發(fā)送故障報(bào)告，這樣一來可以根據(jù)您的家電故障情況及時(shí)給予修理。
如果您的單元梯口的信報(bào)箱有收到信件時(shí)，室內(nèi)智能終端機(jī)會(huì)自動(dòng)提醒業(yè)主查收，讓您及時(shí)接收來往信件而不必?fù)?dān)心空跑。
AH8000數(shù)字家居系統(tǒng)將室內(nèi)智能終端機(jī)設(shè)計(jì)為家庭娛樂控制終端，可以控制戶內(nèi)的音視頻設(shè)備，這樣您就可以無線遙控家中的電視、音響等設(shè)備。
AH8000數(shù)字家居系統(tǒng)還面向未來3G網(wǎng)絡(luò)，可以將訪客的“留影”以彩信的形式發(fā)送到業(yè)主手機(jī)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化傳遞信息。
關(guān)鍵詞：安防系統(tǒng); JESS; 智能家居; 傳感器
中圖分類號(hào)：
TN711-34; TP277
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：1004-373X(2012)05
-0134
-03
Design of smart home security system based on JESS
GONG Yuan-peng, DING Xiang-qian, WANG Xiao-dong
(School of Computer Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, China)
Abstract：
An expert system of security alarm monitoring for smart home filed based on JESS was designed according to the tendency development of security market worldwide and the deep-level development of security technology. The technology of the expert system based on JESS, embedded technology and wireless sensor is introduced. It mainly includes access control subsystem, steal precaution subsystem, fire alarm subsystem and gas leak subsystem. The expert system based on JESS rules engine is developed by Java, which is able to detect whether the family members and family situation in a safety state according to the various scenes within a family. Finally the system is proved by the simulation results.
Keywords： security alarm monitoring; JESS; smart home; sensor
收稿日期：2011-10-08
基金項(xiàng)目：2011年國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“數(shù)字家庭服務(wù)關(guān)鍵支撐技術(shù)研發(fā)應(yīng)用示范”(2011BAH16B03)
0 引 言
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和人們收入的不斷增加，人們開始越來越關(guān)注生活條件的安全性和生活質(zhì)量的可靠性，個(gè)人用戶對(duì)家庭安全需求的增長越來越快。與此同時(shí)，傳統(tǒng)的機(jī)械式或單純依靠人為控制和操作的安防系統(tǒng)在實(shí)際的使用中暴露出了很多隱患和不足，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到人們對(duì)智能生活的要求；隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，智能化數(shù)字家庭在人們對(duì)美好生活的呼聲中迅速崛起，而安防系統(tǒng)作為整個(gè)數(shù)字家庭系統(tǒng)安全的重要組成部分，其可靠性、智能性和安全性將直接影響到數(shù)字家庭系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)［1-2］。
因此，本文提出了基于JESS專家系統(tǒng)的智能家居安防系統(tǒng)。
1 技術(shù)綜述
1.1 JESS和其工作原理
JESS是在1995年由美國Sandia國家實(shí)驗(yàn)室成員開發(fā)的一個(gè)規(guī)則引擎, 是一種使用Java語言編寫的腳本環(huán)境。它強(qiáng)大的腳本語言能力能夠?yàn)橛脩籼峁┧械腏ava的API。JESS小巧、靈活, 并且是已知規(guī)則引擎中最快的［3］。
JESS采用產(chǎn)生式規(guī)則作為基本的知識(shí)表達(dá)模式,其核心包括事實(shí)庫、規(guī)則庫、推理機(jī)三大部分［3］。其中推理機(jī)由模式匹配、沖突集、執(zhí)行引擎組成, 規(guī)則庫與事實(shí)庫則組成知識(shí)庫。執(zhí)行引擎按一定優(yōu)先級(jí)激活沖突集當(dāng)中的規(guī)則, 修改事實(shí)庫。循環(huán)這個(gè)過程, 直到事實(shí)庫無變化推理結(jié)束。其中事實(shí)包括簡(jiǎn)單事實(shí)和對(duì)象事實(shí)，匹配是指JESS通過模式匹配語言對(duì)事實(shí)行操作，而JESS中的規(guī)則庫是中心數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)了各個(gè)領(lǐng)域模擬人類問題求解的產(chǎn)生式規(guī)則［4-6］。
1.2 傳感器
傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出信號(hào)的器件或裝置。傳感器種類是非常繁多的，例如本文用到防燃?xì)庑孤蹲酉到y(tǒng)則采用氣體傳感器，當(dāng)檢測(cè)到空氣中燃?xì)獾臐舛瘸^閾值的時(shí)候，傳送信號(hào)給專家系統(tǒng)，從而觸發(fā)報(bào)警。
1.3 無線傳感技術(shù)
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域大量的智能微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成,其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對(duì)象的信息,并發(fā)送給觀察者或控制中心，無線傳感網(wǎng)絡(luò)是以無線的方式進(jìn)行通信的,需要低功耗、短距離的無線通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。本文采用ZigBee 技術(shù),其擁有一套非常完整的協(xié)議層次結(jié)構(gòu),具有低功耗、 低成本、 延時(shí)短、 網(wǎng)絡(luò)容量大和安全可靠等特點(diǎn)，完全滿足本系統(tǒng)的需求。
2 系統(tǒng)架構(gòu)
2.1 系統(tǒng)特性
依據(jù)住戶家庭內(nèi)部安防的需求，本系統(tǒng)可劃分為如下子系統(tǒng)：門禁子系統(tǒng)、防盜報(bào)警子系統(tǒng)、防火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)、防燃?xì)庑孤┳酉到y(tǒng)。故系統(tǒng)具有以下特征：
(1) 系統(tǒng)的自動(dòng)性
通過相對(duì)應(yīng)的傳感器，系統(tǒng)能夠?qū)彝?nèi)部的狀況進(jìn)行時(shí)時(shí)刻刻的自動(dòng)檢測(cè)。門禁子系統(tǒng)能夠檢測(cè)整個(gè)家庭的門窗的開閉情況；防盜報(bào)警子系統(tǒng)能夠檢測(cè)家庭是否遭到暴力入侵；防火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)能夠檢測(cè)火災(zāi)和煙塵；防燃?xì)庑孤蹲酉到y(tǒng)能夠檢測(cè)空氣中天然氣的濃度等。
具體的本文僅以防火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)為例進(jìn)行如下說明：通常情況下，當(dāng)有意外火災(zāi)發(fā)生時(shí)，室內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧，同時(shí)產(chǎn)生大量的煙霧，因此，通過感煙探測(cè)器檢測(cè)室內(nèi)煙霧的濃度或檢測(cè)室內(nèi)溫度，就能夠判斷家庭內(nèi)部是否發(fā)生火災(zāi)，從而能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情，傳送信號(hào)給專家系統(tǒng)，通過專家系統(tǒng)報(bào)警，從而最大限度的降低火災(zāi)造成的損失。
(2) 系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和安全性
系統(tǒng)能夠根據(jù)檢測(cè)到的異常狀況做出實(shí)時(shí)的反應(yīng)，保證家庭內(nèi)部和人員的安全。例如當(dāng)防燃?xì)庑孤蹲酉到y(tǒng)檢測(cè)到空氣中天然氣的濃度偏高會(huì)自動(dòng)關(guān)閉天然氣閥門并能夠開窗及時(shí)通風(fēng)，待恢復(fù)正常后再關(guān)閉窗戶。
(3) 系統(tǒng)的可控性
系統(tǒng)的工作狀態(tài)可劃分為全布防狀態(tài)、半布防狀態(tài)和撤防狀態(tài)。主人可根據(jù)具體的情況進(jìn)行靈活的配置。全布防狀態(tài)適用于家中無人時(shí)，所有設(shè)備均設(shè)防。半布防狀態(tài)可對(duì)一定防護(hù)區(qū)進(jìn)行布防，適用于家中人員處于睡眠狀態(tài)或只在單一區(qū)域進(jìn)行活動(dòng)的狀態(tài)。撤防狀態(tài)：撤防狀態(tài)適用于家中有人活動(dòng)時(shí)，所有設(shè)備均處于撤防狀態(tài)，所有活動(dòng)信息均不會(huì)被設(shè)備采集。這樣靈活的配置可以提高系統(tǒng)的靈活性和避免錯(cuò)誤報(bào)警。
(4) 系統(tǒng)的可升級(jí)性
系統(tǒng)的控制是由自定義的專家系統(tǒng)來控制，有利于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。
2.2 系統(tǒng)組成
本系統(tǒng)主要有三個(gè)功能模塊：專家系統(tǒng)模塊、識(shí)別模塊(主要是傳感器模塊)，以及執(zhí)行設(shè)備模塊(包括自動(dòng)報(bào)警機(jī)、語音電路、各輸入輸出設(shè)備、門禁設(shè)備等)。如圖1所示。
專家系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的“心臟”，由它來接收和處理檢測(cè)到的信號(hào)，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)則與事實(shí)匹配，做出及時(shí)的響應(yīng)，并且還要協(xié)調(diào)各模塊各設(shè)備的正常工作。
前端探測(cè)器主要是指?jìng)鞲衅?，主要是?fù)責(zé)對(duì)探測(cè)區(qū)域內(nèi)異常情況發(fā)生時(shí)各種參數(shù)(門窗的開閉、室內(nèi)煙霧濃度、天然氣濃度等)的檢測(cè)，將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將實(shí)際參數(shù)通過無線傳送的方式傳遞給專家系統(tǒng)。
輸入輸出設(shè)備包括鍵盤、報(bào)警蜂鳴器、按鈕或開關(guān)、各類指示燈等。鍵盤用于用戶密碼的輸入、修改、預(yù)存短信通知的電話號(hào)碼的輸入等。報(bào)警蜂鳴器和各類指示燈用于聲音報(bào)警和系統(tǒng)不同工作狀態(tài)的指示。按鈕或開關(guān)用于電路的調(diào)試及布防狀態(tài)的選擇等。
語音設(shè)備：主要用于門禁系統(tǒng)。
短消息模塊：主要將異常狀況通過短消息發(fā)送給住戶。
無線通信模塊負(fù)責(zé)專家系統(tǒng)與傳感器之間的信息傳輸任務(wù)。
電源電路配合后備電源完成緊急情況下的系統(tǒng)供電，防止因?yàn)闀簳r(shí)的斷電而造成的安防失控。
3 實(shí)驗(yàn)的仿真模擬
3.1 判別匹配規(guī)則的推理機(jī)制
本系統(tǒng)的專家系統(tǒng)是使用JESS規(guī)則語言來描述判決規(guī)則的，用JESS來描述的判決規(guī)則都具有LHS和RHS兩部分構(gòu)成的統(tǒng)一形式。其中LHS部分是由不同的模式構(gòu)成，這些模式是用來匹配規(guī)則引擎中的事實(shí)，而RHS部分匹配完成后的執(zhí)行動(dòng)作。例如LHS部分描述的是判斷燃?xì)馐欠癯^閾值的判決規(guī)則，RHS部分則描述的是諸如打開窗戶通風(fēng)、發(fā)出報(bào)警信號(hào)、短信通知戶主等執(zhí)行動(dòng)作。對(duì)于同一個(gè)判決規(guī)則，只有LHS中所有的模式都與事實(shí)(即傳感器傳送過來的信號(hào))匹配時(shí)，該規(guī)則才能被激活，RHS的動(dòng)作才能夠執(zhí)行［7-10］。
根據(jù)上述描述，系統(tǒng)收到判決請(qǐng)求時(shí)，判決規(guī)則在規(guī)則引擎中的執(zhí)行流程描述如下：
當(dāng)專家系統(tǒng)接收到檢測(cè)設(shè)備傳送的請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，規(guī)則引擎毀在判決事實(shí)緩沖區(qū)中自動(dòng)生成一個(gè)refact事實(shí)。
如果refact事實(shí)與映射規(guī)則中的第N個(gè)模式nfact成功匹配，則映射規(guī)則被激活。
映射規(guī)則nfact的RHS動(dòng)作被執(zhí)行，將執(zhí)行指令傳送給執(zhí)行設(shè)備。
3.2 邏輯表示和推理
在系統(tǒng)中，規(guī)則的實(shí)施需要相應(yīng)的上下文支持。例如：“當(dāng)專家系統(tǒng)接收到識(shí)別設(shè)備傳送的觸發(fā)信號(hào)時(shí)，專家系統(tǒng)會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的信息和知識(shí)基礎(chǔ)將信號(hào)轉(zhuǎn)化為(“怎么了？”)的問題，隨后將產(chǎn)生的“問題”傳送到規(guī)則引擎中進(jìn)行事實(shí)的匹配［10］：
(1) 識(shí)別設(shè)備(觸發(fā)信號(hào))∧控制設(shè)備(接收信號(hào))；
(2) 控制設(shè)備(執(zhí)行)∧控制設(shè)備(傳送信息給控制設(shè)備)∧識(shí)別模塊(接收信息)；
(3) 識(shí)別設(shè)備(標(biāo)識(shí)信息，數(shù)據(jù)庫和知識(shí)庫)∧控制設(shè)備(探測(cè)和識(shí)別的信息)；
(4) 控制設(shè)備(信息)∧執(zhí)行設(shè)備(檢測(cè)結(jié)果，執(zhí)行命令)
上述過程也可以使用下列公式表示：
i∈I,c,Cr∈C,e∈Ee,d∈D,k∈K
［identify(i)∧pass(i,c)∧judge(c)∧pass(c,i)∧
compose(i,d,k)∧result((i,d,k),r)∧
pass(r,Cr)∧judge(Cr)execution(e)］
3.3 判別規(guī)則執(zhí)行機(jī)制的驗(yàn)證
實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景：實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景包括防火子系統(tǒng)，防盜子系統(tǒng)和防天然氣子系統(tǒng)。當(dāng)響應(yīng)的傳感器接收到傳感器的“異常檢測(cè)信號(hào)”，信號(hào)會(huì)立即傳送給專家系統(tǒng)，由專家系統(tǒng)根據(jù)事先設(shè)定的規(guī)則做出響應(yīng)。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)中所描述數(shù)據(jù)，主要包括兩種類型，一類是對(duì)基本事實(shí)的聲明(是對(duì)家庭內(nèi)部各種數(shù)據(jù)正常情況的模擬)，另一類是各種規(guī)則(判決規(guī)則和映射規(guī)則，即對(duì)各種突況臨界值的界定和判斷)的定義，限于篇幅，本了最大程度的精簡(jiǎn)，僅給出基本事實(shí)的聲明和判決規(guī)則來模擬現(xiàn)實(shí)生活。
實(shí)驗(yàn)環(huán)境：一臺(tái)PC機(jī)(2.26 GHz的CPU，2 GB內(nèi)存)，操作系統(tǒng)Microsoft Windows 7，規(guī)則引擎JESS(Ver 7.1p4)等。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^上述實(shí)驗(yàn)，演示上述判決規(guī)則的抽象執(zhí)行流程，用仿真模擬的方式來證明該專家系統(tǒng)是可靠的。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：本次實(shí)驗(yàn)中，為了便于理解實(shí)驗(yàn)過程，在對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)文件的處理上，不管是聲明事實(shí)，還是定義規(guī)則等，本文都做了最大程度的精簡(jiǎn)，僅使用關(guān)鍵的概念斷言事實(shí)(即模擬的各種突發(fā)狀況)。實(shí)際情況復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)可以在此基礎(chǔ)上，通過添加各種詳細(xì)的斷言事實(shí)來完成。本實(shí)驗(yàn)僅僅是模擬，但根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的描述，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是正確的，符合預(yù)定的判斷，判決規(guī)則的有效性得到了驗(yàn)證，從而證明本文設(shè)計(jì)的判決規(guī)則的執(zhí)行流程是可實(shí)施的。輸出結(jié)果見圖2。
4 結(jié) 論
基于JESS專家系統(tǒng)的智能家居安防系統(tǒng)，運(yùn)用了控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)室內(nèi)全方位、立體的、完善的火災(zāi)探測(cè)、門窗防撬、防燃?xì)庑孤兜戎悄馨卜缊?bào)警自動(dòng)化等功能，可靠性高、使用簡(jiǎn)單、成本低廉，能夠滿足一般的家庭需求。該系統(tǒng)充分利用了局域網(wǎng)內(nèi)通信上的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了報(bào)警迅速、實(shí)時(shí)檢測(cè)等功能，還能對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行軟件升級(jí)和整合新的功能模塊，滿足智能家居未來發(fā)展的需求。所以，隨著無線通信技術(shù)、Internet技術(shù)的發(fā)展，該系統(tǒng)還可以用在銀行、圖書館、大型超市等需要安防的地方，應(yīng)用極其廣泛，具有可開發(fā)性和可拓展性。
參 考 文 獻(xiàn)
［1］錢代友,徐玉波.業(yè)務(wù)智能引領(lǐng)安防系統(tǒng)新變革：安防系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)初探［J］.中國安防,2007(10):110-112.
［2］羅明璋,張明云.移動(dòng)終端:家庭安防系統(tǒng)發(fā)展的軸心［J］.安防科技應(yīng)用與實(shí)踐，2010(3)：30-31.
關(guān)于開關(guān)插座的遺憾
插座少。偌大的樓梯間沒有一個(gè)插座，后期鋪地板時(shí)切割機(jī)必須從衛(wèi)生間拉線。想想以后用吸塵器也是不方便，
廚房燃?xì)庠钆栽O(shè)計(jì)了一個(gè)電飯煲的插座，沒量尺寸，結(jié)果櫥柜復(fù)測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)它正在一個(gè)灶眼的上方?？紤]到以后這是個(gè)安全隱患，只好將灶移位，使得操作臺(tái)縮小：
為了安全起見，廚房門旁的上端，最好裝個(gè)插座，以便今后放煤氣報(bào)警器。這個(gè)千萬不能省；
臥室的頂燈最好是雙控的，門旁一個(gè)，床邊一個(gè)，省得大冬天躺在床上了再起來關(guān)燈：
我家裝修的時(shí)候考慮了很多插座，可現(xiàn)在全被擋在家具后面，根本用不到；
多路開關(guān)的控制當(dāng)初沒有好好想，有些混亂。
解決方案：博悅無線開關(guān)
其實(shí)這里只需要用到一個(gè)小小的無線智能開關(guān)即可解決問題，那就是博悅的無線智慧家居解決方案。雖然我們是因?yàn)橐粋€(gè)小小的開關(guān)解決方案找到了博悅(Broadvi)智慧家居公司，但實(shí)際上博悅公司具有一整套家居控制方案。我們先說說他是如何解決這個(gè)開關(guān)問題的。因?yàn)椴偟漠a(chǎn)品是不需要布線的，無線且無源的，所以，任何時(shí)候你都可以給家里增添開關(guān)或插座，而不會(huì)破壞任何家居美觀。也就是說，使用博悅的智慧控制方案，上面的“抱怨”統(tǒng)統(tǒng)都可以得到解決。
博悅的無線解決方案采用了一種B20自供電無線智能控制技術(shù)，B20是綜合了微能量手機(jī)和無線智能控制的全新技術(shù)。通過收集日常生活中無處不在的機(jī)械能、光能、熱能甚至是無線電波能量并轉(zhuǎn)換成電能，用于給無線開關(guān)或傳感器供電。其室外傳輸距離300米，室內(nèi)30米(具體受室內(nèi)墻體和金屬屏蔽影響較大)，如果發(fā)現(xiàn)信號(hào)屏蔽厲害，可以采用無線收發(fā)器進(jìn)行無線信號(hào)中繼，來改善無線通信效果。
也就是說，你可以把開關(guān)像遙控器一樣拿在手里，在家里走來走去。除了控制燈光，還可以對(duì)某個(gè)燈具進(jìn)行明亮調(diào)節(jié)，甚至還可以控制自動(dòng)窗簾、空調(diào)等電器。
臺(tái)式電腦發(fā)展至今，性能已經(jīng)不是用戶關(guān)注的唯一指標(biāo)，面對(duì)用戶需求的變化，各個(gè)廠商都變著花樣想要做出“不一樣”的臺(tái)式電腦。隨著新興的HTPC、超迷你電腦陸續(xù)上市，臺(tái)式電腦正在經(jīng)歷一個(gè)求變、求異的過程，但此時(shí)方正卻推出了外觀相對(duì)正統(tǒng)的卓越I500系列作為自己的主打產(chǎn)品，那么看上去平平常常的I500有多大的能耐可以擔(dān)此大任呢？《微型計(jì)算機(jī)》又是為何對(duì)它如此感興趣呢？原來它與眾不同的地方在于具有一個(gè)方正自主開發(fā)的獨(dú)立于Windows操作系統(tǒng)之外的系統(tǒng)，通過這樣一個(gè)系統(tǒng)它首創(chuàng)了網(wǎng)上銀行功能并且強(qiáng)化了系統(tǒng)恢復(fù)和安全功能。現(xiàn)在，方正卓越I500（5451）的測(cè)試樣機(jī)抵達(dá)了《微型計(jì)算機(jī)》編輯部，接下來我們就為大家剖析一下I500的特色系統(tǒng)是否實(shí)用，是否好用。
君子若蘭
當(dāng)然，在試用之前我們還是要先關(guān)注一下I500的外觀。這款臺(tái)式電腦的設(shè)計(jì)主題是蘭花，不僅在機(jī)箱前面板的滑蓋上印了蘭花的圖案，還特別制作了一個(gè)君子若蘭的Windows Vista系統(tǒng)主題和機(jī)箱上的蘭花圖案相互呼應(yīng)。美中不足的是在顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)等外設(shè)的設(shè)計(jì)和搭配方面沒有和機(jī)箱完美地結(jié)合，由于蘭花的元素沒能出現(xiàn)在它們身上，使得設(shè)計(jì)主題沒有得到很好的貫徹。
I500機(jī)箱前面板的上下滑蓋設(shè)計(jì)頗有特色，看慣了各種平開、上開、側(cè)開的前面板設(shè)計(jì)以后，這個(gè)滑蓋設(shè)計(jì)讓我們覺得很是新鮮?；w采用下滑打開、上推關(guān)閉的設(shè)計(jì)，阻尼適中，滑動(dòng)時(shí)手感不錯(cuò)，滑蓋上的蘭花圖案和金屬質(zhì)感的裝飾條令這一大塊黑色面板不至于單調(diào)。當(dāng)然，這也幾乎是I500機(jī)箱上唯一的裝飾。總的來說，I500給人一種踏實(shí)穩(wěn)重的感覺，雖然個(gè)性不足，卻也十分耐看，像極了暗香襲人的君子蘭。
為人所不能為
說完了外觀之后，讓我們言歸正傳。I500最大特點(diǎn)就是其自帶的由方正開發(fā)的獨(dú)立系統(tǒng)，I500首創(chuàng)的網(wǎng)上銀行功能和強(qiáng)大的系統(tǒng)安全功能都必須借助這個(gè)系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)。它的最大特點(diǎn)是完全獨(dú)立于Windows操作系統(tǒng)之外，不受Windows系統(tǒng)漏洞的影響。在這個(gè)系統(tǒng)的支撐下，I500擁有了一系列的獨(dú)家功能，下面我們就為大家詳細(xì)介紹。
1.首創(chuàng)網(wǎng)上銀行系統(tǒng)
網(wǎng)上銀行系統(tǒng)是I500的最大賣點(diǎn)，因?yàn)檫@個(gè)系統(tǒng)在國內(nèi)是方正首先的，目前國內(nèi)的PC廠商中，將其投入實(shí)際運(yùn)用的也只有方正一家。網(wǎng)上銀行系統(tǒng)的基礎(chǔ)正是上文提到的由方正自主開發(fā)的獨(dú)立系統(tǒng)，以強(qiáng)調(diào)安全性為訴求。從本質(zhì)上講，它就是在這個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)之下的一個(gè)集成了多家銀行的網(wǎng)上銀行鏈接的瀏覽器。進(jìn)入網(wǎng)上銀行系統(tǒng)的方法有兩種，一是在進(jìn)入Windows操作系統(tǒng)之前按下相應(yīng)的功能鍵直接進(jìn)入；二是在Windows操作系統(tǒng)下點(diǎn)擊網(wǎng)上銀行的按鈕重啟后進(jìn)入。
I500的網(wǎng)上銀行系統(tǒng)幾乎涵蓋了所有的國家銀行和主流的商業(yè)銀行，可以滿足絕大部分用戶的需求，使用非常便捷。由于在獨(dú)立的系統(tǒng)下運(yùn)行，在Windows操作系統(tǒng)中橫行的病毒和木馬在這個(gè)系統(tǒng)中都會(huì)失去作用，據(jù)方正的工程師介紹，目前還沒有發(fā)現(xiàn)可以在這個(gè)系統(tǒng)中運(yùn)行的病毒，因此它的安全性是相當(dāng)高的。
由于是“第一個(gè)吃螃蟹的人”，方正推出的這個(gè)系統(tǒng)還是存在一些不足的。首先，它只支持各個(gè)銀行之間的網(wǎng)上轉(zhuǎn)賬業(yè)務(wù)，但是并不能支持像支付寶這樣的網(wǎng)上中介支付服務(wù)，這就使它的應(yīng)用大大受到限制。畢竟，對(duì)于家庭用戶而言，在網(wǎng)上購物時(shí)，用到中介支付的情況非常多。其次，在Windows操作系統(tǒng)下進(jìn)入網(wǎng)上銀行系統(tǒng)的時(shí)候必須重新啟動(dòng)電腦，這勢(shì)必會(huì)使用戶中斷正在進(jìn)行的工作或者娛樂。
雖然網(wǎng)上銀行系統(tǒng)還有一些不夠完善的地方，但是它的安全性是值得稱道的。在這個(gè)系統(tǒng)中訪問各個(gè)銀行的網(wǎng)頁也十分方便，如果今后能夠支持網(wǎng)上支付并且在進(jìn)入這個(gè)系統(tǒng)時(shí)可以不必重啟電腦的話，對(duì)用戶而言會(huì)更加實(shí)用。
2.強(qiáng)大易用的系統(tǒng)恢復(fù)和安全功能
作為一臺(tái)家用電腦，系統(tǒng)恢復(fù)和必要的安全功能是必不可少的。I500的此類功能相當(dāng)強(qiáng)大。在Windows系統(tǒng)下，用戶可以打開“方正家居安全一鍵通”這個(gè)軟件來進(jìn)行系統(tǒng)備份恢復(fù)、殺毒、硬件檢測(cè)等操作；當(dāng)用戶不能進(jìn)入Windows操作系統(tǒng)的時(shí)候，還可以通過鍵盤上相應(yīng)的功能鍵進(jìn)入相應(yīng)的模式實(shí)現(xiàn)這些功能。
I500的系統(tǒng)備份恢復(fù)功能非常強(qiáng)大且十分易于使用，全程圖形化界面和詳細(xì)的注釋讓用戶能夠清楚的了解每一項(xiàng)功能的具體效果，可以有效減少誤操作情況的出現(xiàn)。在Windows操作系統(tǒng)下，用戶可以在方正附贈(zèng)的“方正家居安全一鍵通”軟件中實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的備份、恢復(fù)以及刪除備份的操作。在系統(tǒng)備份方面，方正提供了“增量備份”功能，使得每一次備份都只備份現(xiàn)階段系統(tǒng)和前一次備份不同的部分，以此來達(dá)到節(jié)約硬盤空間的目的。同時(shí)，增量備份方案使得原廠備份變得十分重要。因?yàn)橛脩粢坏⒃瓘S備份刪除，就無法使用后來的備份了。如果此時(shí)用戶的系統(tǒng)依然可用，那么用戶可以再次使用備份功能，軟件會(huì)自動(dòng)生成原廠備份；如果此時(shí)系統(tǒng)已經(jīng)不能使用，用戶就必須用附贈(zèng)的系統(tǒng)恢復(fù)光盤進(jìn)行系統(tǒng)還原了。除此之外，在Windows系統(tǒng)不能使用的時(shí)候，用戶還可以通過鍵盤右側(cè)的功能鍵進(jìn)入一鍵救護(hù)模式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)。在這個(gè)模式中，方正提供了自動(dòng)和手動(dòng)兩種救護(hù)模式，在自動(dòng)模式下，I500在進(jìn)行系統(tǒng)還原之前會(huì)先備份桌面和我的文檔中的數(shù)據(jù)，然后再對(duì)C盤的數(shù)據(jù)進(jìn)行還原，在系統(tǒng)還原之后會(huì)把之前備份的文件還原到桌面上的相應(yīng)的文件夾中。而手動(dòng)救護(hù)的功能則更加強(qiáng)大，它可以讓用戶自行選擇在C盤任意位置的文件進(jìn)行備份，并將它們也還原到桌面上，再由用戶進(jìn)行整理。即使在無法進(jìn)入系統(tǒng)的情況下也能輕松地備份自己的重要數(shù)據(jù)，當(dāng)然前提是你得知道它們都在什么位置，而且你的系統(tǒng)當(dāng)中至少要存在原廠備份。
在病毒防護(hù)方面，I500附送了金山毒霸殺毒軟件并提供了一年的免費(fèi)使用期。不僅如此，I500還提供了兩種殺毒模式，既可以在Windows操作系統(tǒng)下進(jìn)行病毒查殺，也可以在進(jìn)入系統(tǒng)之前，按下鍵盤右側(cè)的超級(jí)殺毒按鍵進(jìn)入獨(dú)立的系統(tǒng)進(jìn)行殺毒。在這個(gè)系統(tǒng)下，殺毒軟件不會(huì)受到Windows系統(tǒng)漏洞的影響并且可以在系統(tǒng)無法啟動(dòng)的情況下進(jìn)行殺毒，避免用戶在還原之后再次中毒。但是，超級(jí)殺毒系統(tǒng)目前僅支持金山毒霸這一款殺毒軟件，如果用戶自行安裝其它的殺毒軟件是無法使用這一功能的。
“方正家居安全一鍵通”軟件還提供了獨(dú)特的保險(xiǎn)箱功能用于存放用戶的重要數(shù)據(jù)。保險(xiǎn)箱是一塊特殊的安全備份區(qū)域，即使是系統(tǒng)崩潰、或進(jìn)行磁盤格式化，存放在保險(xiǎn)箱中的數(shù)據(jù)也是安全的，保險(xiǎn)箱的容量可以由用戶在512MB到10GB之間調(diào)節(jié)。
另外，I500的硬件檢測(cè)功能也相當(dāng)有特色。通常在電腦出現(xiàn)故障的時(shí)候，普通用戶很難判斷是軟件的問題還是硬件的故障，有了硬件檢測(cè)功能，用戶就可以清楚地了解電腦的硬件是否存在問題，有利于在客服電話中幫助售后人員盡快找到“病根”，對(duì)癥下藥。進(jìn)入硬件檢測(cè)界面的方法同樣有兩種：一是通過附贈(zèng)的“方正家居安全一鍵通”軟件中的硬件檢測(cè)按鈕進(jìn)入該界面；二是在進(jìn)入Windows之前按鍵盤右側(cè)的相應(yīng)功能鍵進(jìn)入。
I500的諸多系統(tǒng)恢復(fù)和安全功能給我們留下了很深的印象，其豐富的內(nèi)涵令我們刮目相看。相比在一定程度上受限的網(wǎng)上銀行功能，I500的系統(tǒng)備份恢復(fù)功能和安全功能則顯得無懈可擊，全程圖形化的中文操作界面讓對(duì)電腦不太了解的用戶也能夠輕松使用。當(dāng)然，如果進(jìn)入系統(tǒng)的速度能再快一些就更好了。
場(chǎng)景飛梭，性能按需分配
場(chǎng)景飛梭功能是方正I500的另一個(gè)亮點(diǎn)。場(chǎng)景飛梭實(shí)際上是一個(gè)通過切換不同的場(chǎng)景來控制電腦的工作狀態(tài)的軟件，它棲身于Windows邊欄之中，提供普通模式、文本模式、游戲模式、電影模式和夜間下載模式這五個(gè)場(chǎng)景可供選擇。在不同的場(chǎng)景下，軟件會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)顯示器的亮度和對(duì)比度、CPU的工作頻率、機(jī)箱內(nèi)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，同時(shí)還會(huì)在相應(yīng)模式中打開或關(guān)閉杜比音效，切換不同的桌面背景。在呈現(xiàn)給用戶差異化的感官體驗(yàn)的同時(shí)，使整機(jī)的性能根據(jù)用戶的使用情況合理分配，在特定的情況下實(shí)現(xiàn)靜音節(jié)能或提升性能的目的。雖然不同的模式都有自己預(yù)設(shè)的參數(shù)，但是用戶可以在場(chǎng)景管理器中自行調(diào)節(jié)各個(gè)場(chǎng)景中的參數(shù)，使之最大程度地契合自己的使用習(xí)慣。
特別值得一提的是，在夜間下載模式下I500會(huì)默認(rèn)關(guān)閉顯示器，而且CPU會(huì)工作在較低的倍頻狀態(tài)，CPU散熱器和機(jī)箱風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速也會(huì)降到最低。配合機(jī)箱內(nèi)部特有的防震棱，此時(shí)，I500的工作噪音最低可以降至25dB左右，用戶即使通宵下載也不會(huì)影響睡眠，同時(shí)不會(huì)浪費(fèi)不必要的能源，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。在夜間下載模式下，用戶只要晃動(dòng)一下鼠標(biāo)就可以讓顯示器亮起來，但是顯示器此時(shí)不會(huì)恢復(fù)夜間模式下的預(yù)設(shè)亮度，而是保持在最低亮度。這樣，用戶在半夜查看下載進(jìn)度的時(shí)候，低亮度顯示會(huì)讓用戶的眼睛受到盡量小的刺激。并且，顯示器會(huì)在用戶停止操作后很短的時(shí)間內(nèi)關(guān)閉，以達(dá)到最大程度的節(jié)能效果。
盡管許多顯示器本身也有模式設(shè)定，但是普通用戶并不會(huì)經(jīng)常進(jìn)行調(diào)節(jié)，而CPU的運(yùn)行頻率的調(diào)節(jié)對(duì)于他們而言更是相當(dāng)復(fù)雜的事情。因此，I500的場(chǎng)景飛梭功能可以讓用戶以一種直觀的、易懂的方式去分配電腦的性能，在杜絕性能的浪費(fèi)的同時(shí)滿足了用戶在多種運(yùn)用環(huán)境下的不同需求。
家用多面手
雖然是我們拿到的測(cè)試樣機(jī)是I500系列當(dāng)中配置最低的一款產(chǎn)品，但是I500（5451）配備的英特爾Core 2Duo E7200的CPU、2GB DDR2內(nèi)存、GeForce 9300 GE的顯卡依然可以提供足以滿足日常使用需求的性能。它的性能測(cè)試成績(jī)表如下，可以看出在PCMark Vantage的測(cè)試中，I500的表現(xiàn)中規(guī)中矩。
在實(shí)際游戲測(cè)試中，I500（5451）可以完美運(yùn)行CS和魔獸爭(zhēng)霸這一類大眾游戲，但是在應(yīng)付新近推出的大型3D游戲略顯吃力，在極品飛車10當(dāng)中，在1280×960這樣的分辨率下必須關(guān)閉大部分的特效，才能獲得接近30fps的流暢幀率。當(dāng)然，I500并非定位于游戲運(yùn)用，其配備的GeForce 9300 GE顯卡能有這樣的性能表現(xiàn)也屬正常。
由于I500定位于普通家庭用戶，功能強(qiáng)大的MCE多媒體遙控器自然必不可少，同時(shí)還配備了帶有抗菌涂層的鍵盤鼠標(biāo)。此外，其附帶的遙控器還支持電視錄制功能，I500的高配版的產(chǎn)品中標(biāo)配了電視模塊，結(jié)合遙控器可實(shí)現(xiàn)電視錄制功能。
