智能家居终端的研究与设计

2009 年 2 月,IBM 率先提出“智慧的地球”概念。2009 年 8 月,温总理提 出“感知中国”,将物联网正式列入国家新兴战略性产业。发展至今,物联网概 念已深入人心。但事实上,物联网的雏形早已出现在我们身边。如已发展多年的 的小区信息发布系统、门禁系统、楼宇对讲系统、家庭安防系统、智能家居系统 等。 住宅小区和家居的智能化正越来越广泛地为众人所接受,但接受之余,往 往发现真正使用起来总感觉并不智能!其关键原因在于,目前的物联网集中在感 知层和网络层的开发应用,而对于用户终端设备的开发重视不够。其结果是,各 个系统并不能互联,控制终端相互独立,不能互用,操作繁琐,设备冗余。对于 以用户体验为主的智能家居系统,这点尤为致命。 基于此,论文首先研究了智能家居的发展现状和趋势。接着着重对智能家 居终端进行了研究,总结了智能家居终端目前存在的主要问题。然后力求设计开 发一款性价比较高的控制终端,可完成多系统的信息输入、逻辑处理、信息输出、 智能控制等过程,并拥有良好的人机界面,可提供直观和人性化的操作。 智能家居终端硬件上采用模块化隔离设计,分为楼宇对讲总线和智能家居 总线,可灵活适用于多系统的整合控制需求。其主控芯片使用 ARM Cortex-M3 内核的 STM32,软件使用了嵌入式实时操作系统,移植了 FatFS 文件系统,支持 使用 SD 卡升级配置。辅以 TW8823 TFT 驱动芯片,实现了图形化的操作界面以及 触摸屏控制。另外选择了 Cypress CY8C21434 芯片来实现电容式触摸按键。让这 款智能家居终端拥有良好的操作体验。 智能家居终端通过了严格的软硬件及环境测试,证明其完全达到了设计之 初的基本要求,一机多用,稳定性好,可靠性高,易于操作和配置,降低了终端 成本,也让家庭装修变得简约和大方。论文最后也对该终端的不足之处进行了总 结,并对下一步的工作做了展望。

  • 2021-06-27
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基于空间变换的智慧家庭情景建模与服务映射

随着普适计算环境的日益发展,越来越多的情景感知应用进入到人们的生活当 中。从车载导航仪,到智慧楼宇系统,情景感知应用都为人们带来便捷与财富。一 般地,情景感知系统能够根据用户所在环境的特征,用户的个人需求,提供个性地, 人性化地服务。正因情景感知的这一特点,使得情景感知应用受到人们广泛青睐, 同时也成为计算机研究领域中的一大热点。 在构建情景感知应用的过程中,情景模型的构建和情景感知系统结构的设计是 两个十分基础且关键的环节,直接决定应用的整体工作效率。而面对现实中各式各 样的应用背景,一个通用的情景模型和系统架构将会使情景感知应用得到更大范围 地普及。因此,研究情景模型及相应的推理过程,开发通用的情景感知系统架构, 对于情景感知计算研究领域来说有着十分重要的意义。 本文为了解决上述两个问题,首先回顾了关于情景建模,情景推理和情景系统 架构方面的国内外研究现状,然后对这些情景感知应用进行分析,抽象出一般情景 感知应用的工作流程,归纳总结出基于空间变换的理论框架。在这一理论框架的基 础之上,本文又提出了一套新的情景模型以及对应的情景推理算法。该模型根据情 景感知应用的特点,将情景分为两层结构,分别面向服务及数据,使情景的设计更 具有针对性,同时也降低了情景模型的复杂度。此外,该模型还利用模糊理论和概 率论处理情景的不确定性,使得情景感知更为灵活。继建立模型之后,本文设计出 一套基于空间变换的情景感知系统结构,该系统具有分布式结构特征,能够并行地 推理感知情景。最后,为验证模型的正确性,推理算法的有效性和系统的可靠性, 一个以智慧家庭为背景的基于空间变换的情景感知原型系统被开发出来。经过对原 型系统运行结果的分析,可以证明基于空间变换的情景模型具有低复杂度、高灵活 度的特点,基于空间变换的情景感知系统有着较高的效率以及可扩展性。

  • 2021-06-27
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