基于物联网的智能家居系统设计论文.doc

报告名称： 基于物联网的智能家居控制系统设计方案
班级组号：
指导老师：
组长学号姓名：
组员学号名字：

目 录
一. 项目背景 1
二. 系统需求分析 1
1. 方便的手持设备.............. 1
2. 摄像头.............. 1
3. 门禁.............. 1
4. 空气质量检测.............. 2
5. 湿度、烟雾检测.............. 2
6. 远程控制.............. 2
三.智能家居系统功能简述 2
1.智能安防系统 2
2.智能照明系统. 2
3.智能电器控制系统. 2
4.门禁系统. 3
5.烟雾检测统. 3
6.空气质量检测系统. 3
四.智能家庭平面图 4
五. 智能家居各系统原理图 5
1.智能安防与视频监控系统 5
1.1.设备组成 5
1.2.功能 5
1.3.程序流程图 6
2.智能照明系统 7
2.1.设备组成 7
2.2.功能 7
2.3.程序流程图 8
3.智能电器控制系统 8
3.1.设备组成 8
3.2.功能 9
3.3.程序流程图 9
4.门禁系统 10
4.1.设备组成 10
4.2.功能 10
4.3.程序流程图 10
5.烟雾检测系统 11
5.1.设备组成 11
5.2.功能 11
5.3.程序流程图 12
6.空气质量检测系统 12
6.1.设备组成 12
6.2.功能 12
6.3.程序流程图 13
. 六.团队成员的分工安排 13

12

一、项目背景：
智能家居是以住宅为平台，兼备建筑、网络通讯、讯息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。

智能家居是在家庭产品自动化，智能化的基础上，通过网络按拟人化的要求而实现的。智能家居可以定义为一个过程或者一个系统，利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、无线术、将与家居生活有关的各种子系统，有机地结合在一起。与普通家居相比，由原来的被动静止结构转变为具有能动智能的工具，提供全方位的讯息交换功能，帮助家庭与外部保持讯息交流畅通。智家居强调人的主观能动性，要求重视人与居住环境的协调，能够随心所欲地控制室内居住环境。

应该注意，家居智能化与家居讯息化和家居自动化，家庭的网络化等有一定的区别。在住宅中为住户提供一个宽带上网接口，家居讯息化的条件即已具备，但这做不到家居智能化；电饭煲可定时烧饭煲汤，录象机可定时预录预定频道的电视节目，这些仅仅是家电自动化。讯息化和自动化是家居智能化的前提和条件，实现智能化还需对记录、判别、控制、反馈等过程进行处理，并将这些过程在一个平台实现集成，能按人们的需求实现远程自动控制。智能化应服务于人们的居家生活，因此应更全面、更富有人性化。

  智能家居系统，把家庭电话通信系统、家庭局域网络系统、有线、数字、卫星电视信号共享系统、音视频共享系统、背景音乐系统、安防监控门禁系统、室内智能照明系统、电器智能控制系统等八大系统控制融为一体，在保留传统手动开关的基础上，可以用遥控、定时管理、一键场景、电话远程、互联网远程等多种智能控制方式实现对室内灯光及家电的智能管理与控制，真正让您体验到数字住宅的方便、舒适、智能、环保的特性。

二、 系统需求分析：
项目概述：130平方米
1.方便的手持设备
本方案中的手持设备可以使得人们在任意时刻、任意地点对家中的任意电器进行远程控制，如提前将空调打开制冷、热水器烧好热水、电饭煲煮好香喷喷的米饭，打开洗衣机帮你提前洗好衣物，打开豆浆机磨好豆浆、开启微波炉加热食品等等，大大节省了用户的时间。
当用户在住宅时，可通过手持无线语音控制模块，控制室内家电的开关，此无线设备对于生活无法自理的人尤其适用，使人们尽享高科技带来的简便的现代生活。
2. 摄像头
室内安装有定点有线摄像头，可以实现了解室内情况，对重点区域不间断视频监控，可录像保存
3. 门禁
系统中配置了门禁功能，可对来访者进行IC卡识别，若身份未能识别，摄像头将自动采集来访者照片信息，并通过GSM模块将照片以彩信形式发送至指定手机，若检测刀火灾时，将启动门禁执行单元，GSM模块将向用户是手机发送火灾报警信息，以便用户进一步采取行动，达到安防的重要性。

4. 空气质量检测
当系统中传感器感应到空气质量异常时，如CO、CH4、H2、NH4等有害气体浓度超标时，空气质量检测与清新系统中的语音报警器将自动启动，同时臭氧发生器自动开启，换气扇同时工作，达到安防重要目的。

5. 湿度、烟雾检测
对家中装有温度要求较为严格的卧室或者客厅，系统中配置多点温度采集器和多烟雾检测器，可实时采集与检测室内的温度与烟雾浓度，当室内温度超过预设温度值时，将进行GSM短信温度异常报警，也方便用户根据实际的温度情况，以合理调整自身生活状况，同样，检测到烟雾浓度异常时，将进行GSM火灾报警。

6. 远程控制
用户除在PC端对家电进行操作，用户还可以在手持设备中设置WI-FI
接入点，运行终端软件，同样可以实现在任何时刻、任意地点对家中的任意电器进行远程控制的目的，让用户尽享无线网络带来的方便生活。

三、 智能家居系统功能简述
1.智能安防系统：24小时家庭电子安保系统时刻守护
对家庭人身、财产等安全进行实时监控，发生入室盗窃、火灾、煤气泄漏以及紧急求助，自动拔打用户设定的电话（最多8路号码），通过语音及时报告险情；全部及局部本地及远程布撤防，远程监听功能，互联网远程实时动态摄像监控与监看功能。

2. 智能照明系统：一键在手，梦幻灯光随心创造。
实现对全宅灯光的智能管理，可以用遥控等多种智能控制方式实现对全宅灯光的遥控开关，调光，（区域）全开全关等多种一键式灯光场景效果的实现；并可用定时控制、电话远程控制、电脑本地及互联网远程控制等多种控制方式实现功能，从而达到智能照明的节能、环保、舒适、方便的功能。

3. 智能电器控制系统：打个电话空调提前远程开启。
传统电器以个体形式存在，而智能电器控制系统，是把所有能控制的电器组成一个管理系统，除了可以实现本地及异地红外家电的万能遥控外，还可以用遥控、场景、定时、电话及互联网远程、电脑等多种控制方式实现电器的智能管理与控制。

4. 门禁系统
通过触摸屏可以控制密码门锁，在触摸屏上可以控制门的开关，以及可以实现主人回家时，在门开的时候，灯光自动进入系统预设的回家的模式。

5. 烟雾检测系统
火灾烟雾传感器是一种在消防管理、安全防范系统中的报警的器材，他工作可靠，体积小巧，火灾烟雾传感器把烟雾信号转换为电信号，电路设计时可以在背后设计专用的卡口以便地固定在墙上或者天花板上，使用时通过设置在厨房、卧室、书房等的烟雾传感器，实时监视各个房间的状况，以防火灾的发生。若有火灾发生，则控制器发出声光、短信等报警信号，通知家人及相关部门及时扑灭火灾，保证家居的安全。除此之外，我们还根据有人在家与否，调节烟雾传感器的灵敏度。

6. 空气质量检测系统
系统自动监测室内温湿度、有害气体、粉尘颗粒的情况，实时向家长反馈监测结果，当室内有害气体浓度超过标准值时，系统会自动启动空调、新风、空气净化器、换气扇等，净化室内环境，为家人创造一个健康、舒适的生活和学习的环境。
四、 智能家庭平面图

图 户型及基本设备分布平面图

注：1.卧室、厨房、客厅、餐厅等，每个房间中央都有吊灯，并由智能主机管理。
2.如图共有三个摄像头，分别对准三个阳台的门和屋子大门。
3.每扇玻璃都装有玻璃破碎探测器，在客厅到阳台的拉门装有红外探测器，可燃气体探测器装在厨房，二氧化碳探测器和烟雾探测器装在卧室。
4.蜂鸣器分别装在客厅和主卧。

图例
说明
图例
说明

隐形摄像头

视频式门口机

电饭煲

落地灯

冰箱

空调

洗衣机

台灯

视频服务器和智能主机、电视桌

紧急按钮

五、智能家居各系统原理图
1.智能安防与视频监控系统：
入室盗窃、抢劫、杀人案件屡屡发生，安全、防盗已经成为现代居家生活(特别是别墅)的必备系统，靠小区防范措施已远远保障不了家庭安全。
　　智能安防系统通过智能门禁、入侵报警、摄像监控，远程监控和联网报警等技术构筑多层防护网，确保家人和财产安全。
　　1.1设备组成
　　智能主机、红外探头、模拟/网络摄像机、可燃气体探测器、烟雾探测器、玻璃破碎探测器、视频服务器、紧急按钮和门禁系统。

1.2功能
视频监控录像：对重点区域不间断视频监控，可录像保存；

　　远程监控：通过手机和电脑等终端可随时查看家中监控视频画面；

　　防盗防火报警：当屋内着火或者烟雾浓度过高时，烟雾报警器会发出报警信号，尽早通知业主及小区保安家里有险情发生，及时处理；

　　保险柜安全防范：对保险柜进行监测并将警情直接反馈至用户手机；

　　自动关煤气：当发生煤气泄漏时，系统自动关闭安全阀，也可通过手机远程关闭；

　　老人远程关怀和紧急求助：老人通过本系统可随时与子女进行视频互动交流；在客厅安装紧急求助按钮，在老人生病或其他紧急情况下可一键求助，系统可立即通过短信和电话通知业主、小区、社区医院等；

1.3程序流程图

2. 智能照明系统：

2.1设备组成
智能主机、手机、电脑、平板电脑、灯
2.2功能
便捷控制：随时随地通过手机(平板电脑)对全宅照明进行控制；
　　离家模式：离家时，可自动切断全部照明电源，也可通过手机远程关闭；
　　就寝模式：就寝时，可一键全关家中所有需要关闭的照明灯具；
灯光可组合控制：用户根据喜好组合控制各房间灯具，也可根据需要将灯具与家电、安防报警等系统组合控制；
节约电费支出：可节约20-40%的电费；
延长开关寿命：非接触式控制方式大大延长开关寿命；
　 节约照明布线成本：智能无线多联控开关省去众多布线材料成本；
　 施工周期极短：智能开关与传统开关安装方式一致，加大缩短施工时间；

2.3程序流程图

3. 智能电器控制系统：

3.1设备组成
智能主机、电动幕帘控制器、红外转发器、万用内置插座(功耗型及红外型)、信息家电遥控器、中央空调控制面板。

3.2功能
1=N：一部手机(平板电脑)替代所有遥控器；
　　复杂控制简单化：省掉学习使用众多遥控器的烦恼，轻松掌控全宅电器；
　　远程开启空调地暖：通过手机和电脑等终端远程开启家中空调系统，回家即享受；
　　集中控制：手机、平板电脑控制家中所有家电设备；
　　随时随地控制：利用手机可在任何房间控制家中所有电器；
　　离家模式：离家时，可自动切断全部电源，也可通过手机远程关闭；
　　定时开关：可定时开关家中空调、窗帘、电视等家电；
　　远程控制家电：通过手机和电脑远程对家电设备进行控制；

　　智能控制厨卫家电：定时烹调、烧水，定时供断电；

3.3程序流程图

4. 门禁系统

4.1设备组成
单片机、门口机、电控锁、语音播报器、指纹感应器
4.2 功能
本系统可以通过单片机、门口机以及电控锁简单实现了家庭门锁的安防问题，其实现的功能有语音录放，指纹锁，密码锁，并且当输入10次以上的的错误密码时，会通过网络发送短信给户主，有人入侵家庭，并通知小区的保安，同时此系统还具备第二个密码输入，设定此系统前用户通过数据库保存两个密码，以防备用。

4.3程序流程图

5. 烟雾检测系统

5.1设备组成
烟雾探测器、智能主机、蜂鸣器、智能插座
5.2 功能
当屋内着火或者烟雾浓度过高时，烟雾报警器会发出报警信号，尽早通知业主及小区保安家里有险情发生，及时处理；如果是煤气泄露。导致明火的产生，那么智能主机会做出判断，对其煤气安全阀进行关闭，并且自动开启窗户进行排气。

5.3程序流程图

6. 空气质量检测系统

6.1设备组成
CO2浓度探测器、智能主机、红外转发器
6.2 功能
气体监测与报警：监测并显示室内二氧化碳和粉尘颗粒浓度状况，监测数据结果发送至平板电脑和手机等终端进行直观显示；
空气质量评估：系统将室内气体监测结果和标准健康值进行对比评估并提醒用户了解对比结果；
空气质量自动调节：当室内有害气体浓度监测结果超过标准值的时候，系统将 自行启动空调、新风、空气净化器和换气扇等设备净化室内空气。

六． 团队成员的分配和安排
通过讨论，每个人分配了各个模块的任务：
黄燕锋：负责方案的策划，以及硬件图、数据流程图的描绘，安防与监控系统模块。
卢煜东：负责电器控制系统、各个系统模块的软件流程图的设计、方案的修改
方珍妮：负责照明系统、门禁系统的设计
庾诗敏：负责烟雾探测报警系统、空气质量检测系统的设计
卢穗萍：负责楼层平面的绘画，以及家具、设备的投放位置