一种智能家庭起居室系统的设计

山东工业技术 / 2018年10月11日 15:06

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摘 要:智能家居的目标是用多种方法和设备来提高人们的生活质量,使家庭变得更舒适、安全有效。本文介绍了一种集激光光敏、温控、遥控、红外发射与接收等技术于一体的综合性的智能起居室系統,并运用GPRS模块和智能移动设备实现远程监控,为人们提供了一个安全、舒适、便捷、高效、智能的家庭居住环境。

关键词:智能化;家居;远程监控;自动化;多功能

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.129

1 前言

随着我国综合国力的不断增强,人民生活水平大幅提高,人们在努力提高经济收入的同时,对生活质量和起居环境的关注度也越来越高,人性化、智能化家居环境,成为人民群众美好的追求。另外,高科技的发展改变了人们的生活习惯,提高了人们的生活质量,却使得传统的家居模式正逐渐不能满足现代家庭生活的需要,智能化家居也正是在这种形势下应运而生。智能家居的目标是用多种方法和设备来提高人们的生活质量,使家庭变得更舒适、安全有效,其日渐兴起给人们的家居生活带来了全新的感受。家居智能化成为一种趋势,开发智能化家庭控制系统己成为当前的迫切需要。

起居室(Living room)是供居住者会客、娱乐、团聚等活动的空间。作为家庭活动中心,起居室需要整合多种功能,要满足娱乐、休闲以及待客等多种需要。起居室的智能化,直接影响到人们的生活质量、生活品味、生活方式以及生活舒适度。基于上述事实情况,本文设计了一种智能家庭起居室系统,为人们提供了一个安全、舒适、便捷、高效、智能的家庭居住环境。

2 智能家庭起居室系统的组成

本系统共包括六个子系统模块:控制与监测子系统、窗口防盗报警子系统、自动关门子系统、室灯遥控子系统、温控排风子系统和降水报警子系统。六个子系统通过动力控制器和数据传输设备链接为一个有机整体。系统构成如图1所示。

控制与监测子系统由GPRS模块、智能移动设备等部分构成。其中,智能移动设备包括手机、平板电脑和笔记本电脑。

窗口防盗报警子系统由光敏传感器、寻迹(红外发射器)、逻辑模块、延时脉冲模块、警报器和开关等电子元器件构成。

自动关门子系统由激光感应器、光敏传感器、逻辑模块、舵机模块等部件构成。

室灯遥控子系统由遥控器、红外接收器、LED灯等器件组成。

温控排风子系统由热敏电阻、电机、排风电扇等器件组成。

降水报警子系统由雨水触头(雨水敏感器)、阻性元件(降水传感器)、雨水提示器等器件组成。

3 智能家庭起居室系统的工作原理

本文所设计的智能家庭起居室系统是一个集防盗、防热、自动、遥控于一体的系统,并具有远程监控功能。各个子系统构成一个完整的智能家居系统,同时,又做到了独立工作,独立运转,互不干扰,科学高效。该系统结构简单,便于安装,安全性高,可操作性强,成本较低,适合于广大居民家庭。

3.1 控制与监测子系统的工作原理

控制与监测子系统是智能家庭起居室系统的监控中心,主要通过GPRS模块和智能移动设备的联合作用,实现信息的采集、传输和远程管理的功能,对其他五个子系统实现远程信息把握,确保家居主人不在家的情况下也能获得家庭的相关信息。

3.2 自动关门子系统的工作原理

人从门前经过进出房屋,挡住激光感应器,将信号传递给光敏电阻,光敏电阻收到信号后,舵机转动,控制门开关。可以达到人过门关、绝对隐私的效果。

利用逻辑模块的置0、置1的功能,将光敏电阻、舵机和开关链接起来,可以通过开关来选择打开或关闭该子系统。

3.3 窗口防盗报警子系统的工作原理

一般而言,盗窃事件多发生在夜晚,所以该子系统的设计主要采用了红外发射器原理,主要用于夜晚的防盗预警,可以达到人过铃响,许久方毕的效果。

寻迹模块安装在居室窗户上,高度可根据具体情况进行调节。当盗贼接近窗户时,寻迹模块根据和目标的距离作出响应,从而探测到目标。探测到目标后,发出信号,延时模块将高电平运用,并输出曾学习过的延时时间,警报器发出警报。

同样利用逻辑模块的功能,将寻迹模块、警报器和开关链接起来,可以通过开关来关闭警报器的蜂鸣声,从而结束报警。

3.4 温控排风子系统的工作原理

温控排风子系统的核心部件是热敏电阻,其阻值可以根据温度的不同而改变,当温度升高时,阻值变小,排风系统开始工作,使室内温度降低,提高室内的宜居程度;反之,温度降低时,阻值变大,排风系统停止工作。

3.5 室灯遥控子系统的工作原理

室灯遥控子系统设置较为简单,主要就是利用红外接收器学习的特定信号控制灯亮灯灭,可以达到遥控开关灯、方便你我的效果,适合追求舒适的“懒人”使用。

3.6 降水报警子系统的工作原理

雨水敏感器安装在窗户外壁,当雨水淋到雨水敏感器上,雨水报警系统的电路通过信号传输线和阻性元器件开始工作,将信息传递给雨水提示器,雨水提示器发出降水警报,提醒主人关闭窗户,以防止雨水进入家中。

4 智能家庭起居室系统的功能拓展及有益效果

本系统的进一步拓展在于:(1)本系统可以方便地添加其他智能子系统,进一步丰富完善系统功能。(2)本系统中的任一子系统均可单独安装使用。(3)本系统中的某些子系统可实现功能的转移,例如,将降水报警子系统用于医院病人护理的排尿监测报警。(4)本系统亦可在工业现场、办公场所等其他地点安装使用,实现工场、办公场所的智能化。

本系统的有益效果如下:

(1)集激光光敏、温控、遥控、红外发射与接收等技术于一体,具有较强的实用性,智能性和可操作性,是一种新型多功能的智能家居系统,将在较大程度上为人们起居生活带来舒适、便利与安全保障。

(2)具有实时监视功能,当有危及安全事件发生时,可提供报警,从而可有效避免危及安全的事故进一步扩大。

(3)通过现行覆盖面广的GPRS移动网络与智能移动设备实现连接,无需铺设专用电缆或光纤,可显著降低投资成本。

(4)通过GPRS移动网络,可将监测点的状态信息传送至智能移动设备,便于远程监控管理。

(5)系统采用模块化集成方式,既便于根据实际需要灵活布置监测点,又便于后期维护及升级时更换部件。

5 结语

本文介绍了一种集激光光敏、温控、遥控、红外发射与接收等技术于一体的综合性的智能起居室系统,并能够通过GPRS模块和智能移动设备实现远程监控、预警,可有效降低投资成本,具备可靠性高、布置灵活、可移植性强、易于实现等优点,具有较好的实用价值和应用前景。

参考文献:

[1]李宏伟.基于GPRS的智能家用多功能安全监控系统[D].黑龙江大学,2008.

[2]陈永志,张玮,刘振永.简易家用安全报警及控制系统的设计[J].石家庄学院学报,2011,13(03):73-78.

[3] 杨成菊.家居红外防盗报警器的系统设计探讨[J].中国科技投资,2013(26):61-62.

作者简介:岳毅然(2000-),男,河北邯郸人,学生。endprint

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