摘要：本文討論了基于5.0嵌入式操作系統(tǒng)，以使用IntelXScale270為CPU的ARM10嵌入式實(shí)驗(yàn)箱為硬件基礎(chǔ)，以VisualStudio2005和Delphi為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。通過(guò)詳細(xì)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程，開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的軟件程序，包括嵌入式操作系統(tǒng)WindowsCE5.0的定制、應(yīng)用程序的界面設(shè)計(jì)、程序開(kāi)發(fā)和單片機(jī)系統(tǒng)的底層編程。本設(shè)計(jì)融合了嵌入式系統(tǒng)、通訊、單片機(jī)、軟件開(kāi)發(fā)等學(xué)科的知識(shí)。系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本滿足要求，并有一定的功能擴(kuò)展空間。

關(guān)鍵詞：智能家居，嵌入式系統(tǒng)，WindowsCE，VisualC++，Delphi

1緒論

目前，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，借助飛速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)，人們可以足不出戶地縱覽全球。為了適應(yīng)信息化的需求，科研機(jī)構(gòu)將智能化的理念引入小區(qū)管理，并進(jìn)一步引入家庭，從而產(chǎn)生了智能家居的概念。將手機(jī)通信和以太網(wǎng)通信技術(shù)引入智能家居的設(shè)計(jì)，恰好利用了現(xiàn)有的良好的通信條件，使在外的業(yè)主能及時(shí)了解家中的安全，提高業(yè)主的安全感，而且通過(guò)手機(jī)實(shí)時(shí)控制家電，提高了業(yè)主生活的舒適度。

本文提出了基于嵌入式系統(tǒng)ARM10的智能控制平臺(tái)的設(shè)計(jì)，功能包括了短信控制家電，傳感器探測(cè)非正常環(huán)境并且通過(guò)手機(jī)短信告知業(yè)主，以及以太網(wǎng)實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控等功能。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

摘要：針對(duì)房屋在日常中會(huì)遇到的安全使用問(wèn)題，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一套基于WSN的智能家居監(jiān)測(cè)服務(wù)平臺(tái)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)家庭內(nèi)部的環(huán)境的基本情況，為家人帶來(lái)舒心的生活環(huán)境。系統(tǒng)設(shè)備主要通過(guò)ZigBee進(jìn)行內(nèi)部網(wǎng)通信傳輸采集的數(shù)據(jù)，通過(guò)樹(shù)莓派搭建本地服務(wù)中心進(jìn)行局域網(wǎng)管理，在有網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中能夠自動(dòng)地將數(shù)據(jù)備份到服務(wù)器中。當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到家庭的環(huán)境變化時(shí)會(huì)對(duì)戶主進(jìn)行及時(shí)的安全提示，主要介紹了此套平臺(tái)架構(gòu)的設(shè)計(jì)思路。

關(guān)鍵詞：智能家居；無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；WSN；監(jiān)測(cè)平臺(tái);樹(shù)莓派服務(wù)中心；智能安全提示

隨著5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，物聯(lián)網(wǎng)得到了前所未有的發(fā)展，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生活中，智能家居設(shè)備已經(jīng)隨處可見(jiàn)。智能音箱已經(jīng)能夠正常與人對(duì)話并且按照人們的語(yǔ)音指令完成相應(yīng)的控制操作，例如，通過(guò)語(yǔ)音控制電燈打開(kāi)及關(guān)閉，調(diào)節(jié)窗簾的打開(kāi)范圍。家居是越來(lái)越智能便捷，攜帶了各類傳感器的智能小家電也不斷地進(jìn)入人們的眼簾［1］，讓我們更方便地體驗(yàn)生活。與此同時(shí)，人們更加注重生活安全衛(wèi)生，注重各種裝修材料對(duì)身體造成的影響。在家居環(huán)境中，良莠不齊的裝修材料在一定程度上對(duì)身體造成了影響。例如日常使用的柜子、家具設(shè)備均會(huì)不斷地釋放甲醛，當(dāng)其含量達(dá)到一定濃度時(shí)，對(duì)身體是有危害的［2］。在陰雨天，雨水是否會(huì)飄進(jìn)房間對(duì)地板或室內(nèi)家具造成不可逆的影響。家里的電器設(shè)備是否溫度過(guò)高而容易引發(fā)物品燃燒，空氣中是否存在令人過(guò)敏的粉塵，均需要安全的對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控［3］。目前市面上已經(jīng)存在檢測(cè)有害氣體的工具，然后往往缺乏對(duì)人們安全的智能提醒［4］。對(duì)于人們居住時(shí)間最長(zhǎng)的房屋而言，需要將室內(nèi)的各項(xiàng)環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行數(shù)字型、實(shí)時(shí)性、智能型、提醒性的智能監(jiān)測(cè)。為了更好地評(píng)估室內(nèi)居住環(huán)境，室內(nèi)有害氣體危害人體的健康［5］，本文提出了基于WSN的智能家居環(huán)境監(jiān)測(cè)服務(wù)平臺(tái)的框架。通過(guò)為建筑構(gòu)建溫度、天然氣、煤氣等傳感器的監(jiān)測(cè)［6］，由低功耗、低成本的ZigBee網(wǎng)絡(luò)［7］進(jìn)行匯集，中心設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和命令下發(fā)［8］，通過(guò)Wi－Fi發(fā)送到服務(wù)器，最后通過(guò)移動(dòng)端對(duì)其進(jìn)行查看監(jiān)控。

1智能家居監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

1．1智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

WSN的智能家居環(huán)境監(jiān)測(cè)總體功能框架主要分為監(jiān)控子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)，具體功能如圖1所示。從圖1可知，在設(shè)計(jì)上圍繞環(huán)境監(jiān)測(cè)和系統(tǒng)控制兩大模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中監(jiān)控子系統(tǒng)主要部署了網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)施，包含傳感器終端節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)、命令送達(dá)及數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。關(guān)鍵環(huán)節(jié)是數(shù)據(jù)的采集，包含對(duì)環(huán)境中慢性影響健康的氣體傳感器監(jiān)測(cè)和短期傷害性較強(qiáng)的特征監(jiān)測(cè)?；趥鞲衅黝愋秃头课萁Y(jié)構(gòu)特征，根據(jù)區(qū)域特征設(shè)置傳感器及采集周期。例如，洗手間由于其使用特性導(dǎo)致比較重的濕度和浴霸瞬間增加空氣的溫度，需要為其設(shè)置溫度、濕度、空氣質(zhì)量的傳感器，同時(shí)要求傳感器節(jié)點(diǎn)必須保證具有一定的防水性和耐熱性。洗手間在使用時(shí)采用密集采集的方式，而其余時(shí)間則采用稀疏采集模式。廚房是容易滋生細(xì)菌和各種小動(dòng)物躲藏的絕佳地方，需要對(duì)空氣濕度、地面濕度、墻面濕度、燃燒氣體進(jìn)行嚴(yán)格控制，還可以設(shè)置物體檢測(cè)傳感器。臥室是對(duì)居住環(huán)境要求最高的地方，主要監(jiān)測(cè)噪聲是否超標(biāo)、空氣濕度是否在舒服的范圍內(nèi)［9］、監(jiān)測(cè)窗戶是否出現(xiàn)飄雨的現(xiàn)象，提醒用戶及時(shí)關(guān)窗；監(jiān)測(cè)窗戶光照強(qiáng)度變化，及時(shí)調(diào)整窗簾的閉合程度。對(duì)于房屋而言，裝修材料的甲醛是威脅生命健康的重要因素之一，需要為各臥室和廳安裝甲醛傳感器。本套系統(tǒng)中主要選取空氣質(zhì)量、溫度、濕度、光照強(qiáng)度、天然氣／煤氣、甲醛等作為監(jiān)測(cè)的對(duì)象。在無(wú)線通信環(huán)節(jié)中，主要采用ZigBee在節(jié)點(diǎn)與匯集節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行近距離通信，由匯集節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)子節(jié)進(jìn)行自主組網(wǎng)、下達(dá)工作采集命令、收集傳感器數(shù)據(jù)、上傳傳感器數(shù)據(jù)等功能。由于無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)是部署在居住的環(huán)境中，可以直接使用家用電作為其主要電源，鋰電池作為其備用電源。在控制子系統(tǒng)中，主要負(fù)責(zé)接收匯集節(jié)點(diǎn)接收到的數(shù)據(jù)，將其進(jìn)行解析并保存并下達(dá)傳感器采集指令。信息數(shù)據(jù)主要通過(guò)公眾號(hào)進(jìn)行顯示，用戶在公眾號(hào)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示、命令下發(fā)、歷史數(shù)據(jù)對(duì)比等功能。

摘要：對(duì)于家用智能鏡子類產(chǎn)品的市場(chǎng)進(jìn)行全面的整合分析。以產(chǎn)品市場(chǎng)調(diào)研入手，建立產(chǎn)品檔案，并整合價(jià)格功能及技術(shù)，綜合分析家用智能鏡子產(chǎn)品的市場(chǎng)分布及趨勢(shì)變化，提煉出代表性產(chǎn)品進(jìn)行市場(chǎng)定位和價(jià)值分析，分析提出智能鏡子的發(fā)展方向。研究分析可得家用智能鏡子相關(guān)產(chǎn)品近年來(lái)在越來(lái)越多地出現(xiàn)，但其市場(chǎng)還未成熟，功能定義尚未清晰。本文通過(guò)對(duì)智能鏡子產(chǎn)品的分析，可總結(jié)出產(chǎn)品場(chǎng)景、功能、市場(chǎng)以及核心價(jià)值定義的問(wèn)題點(diǎn)，為設(shè)計(jì)制作相關(guān)產(chǎn)品提供方向性的參考，為分析家用智能鏡子及相關(guān)產(chǎn)品的研究提供了框架和方法。

關(guān)鍵詞：智能家居；智能鏡子；市場(chǎng)定位；產(chǎn)品價(jià)值；SET因素

家用智能鏡子產(chǎn)品是如今各類智能硬件產(chǎn)品之中的一個(gè)細(xì)分門類，其產(chǎn)品屬性是在家庭環(huán)境中使用，以鏡面顯示為載體的智能設(shè)備。智能鏡子產(chǎn)品屬性組成較為簡(jiǎn)單，但無(wú)論從產(chǎn)品實(shí)際功能、產(chǎn)品體量、使用環(huán)境、適用人群、價(jià)格區(qū)間，都有很大差別。真正付諸量產(chǎn)的消費(fèi)級(jí)智能鏡子產(chǎn)品，還沒(méi)有達(dá)到一定的市場(chǎng)覆蓋率，消費(fèi)者對(duì)于此類產(chǎn)品，還沒(méi)有形成統(tǒng)一的認(rèn)知。

一、家用智能鏡子產(chǎn)品概念分析和引入

家用智能鏡子是一個(gè)較新的產(chǎn)品概念，是智能系統(tǒng)的衍生產(chǎn)物。家用智能鏡子，以鏡面顯示將屏幕和鏡子的界限打破，讓承載信息的屏幕更好更無(wú)縫地融合進(jìn)人們的生活。家用智能鏡子的硬件組成分為輸入和輸出兩大塊。用戶所有的操作，對(duì)產(chǎn)品本身進(jìn)行的所有輸入指令反應(yīng)可落實(shí)為：觸控屏、按鍵、攝像頭捕捉、麥克風(fēng)……乃至一些外接的傳感器設(shè)備，諸如體脂測(cè)量、體重計(jì)、紅外光譜等。而智能鏡子給用戶所有的輸出信息媒介，則可以通過(guò)屏幕顯示、揚(yáng)聲器、燈光等等，也可以通過(guò)Wi-Fi或藍(lán)牙模塊，連接至用戶的移動(dòng)設(shè)備和云端。在以上的硬件之中，鏡面顯示是智能鏡子產(chǎn)品的基本產(chǎn)品特征，是劃分智能鏡子基本屬性的先決條件。

二、基于功能屬性的產(chǎn)品分類研究

摘要：隨著建筑工程行業(yè)的迅速發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)逐漸智能化。在現(xiàn)代高層住宅建筑設(shè)計(jì)中，智能化設(shè)計(jì)具有重要作用。設(shè)計(jì)人員需要做好建筑智能化方案規(guī)劃與設(shè)計(jì)工作，同時(shí)加強(qiáng)智能化系統(tǒng)質(zhì)量管控，從而提高建筑整體質(zhì)量。本文主要對(duì)現(xiàn)代高層住宅建筑智能化設(shè)計(jì)進(jìn)行深入分析，并提出一些合理的意見(jiàn)和措施，以期為相關(guān)人員提供一定參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑；設(shè)計(jì)方案；智能化設(shè)計(jì)；建筑功能；優(yōu)化措施

在現(xiàn)代高層住宅建筑的智能化設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員需要明確設(shè)計(jì)目標(biāo),準(zhǔn)確掌握設(shè)計(jì)要點(diǎn),保證高層住宅建筑智能化系統(tǒng)運(yùn)行高效、穩(wěn)定,進(jìn)而建設(shè)出高質(zhì)量的智能化高層住宅建筑。

1高層住宅建筑智能化設(shè)計(jì)目標(biāo)

高層住宅建筑智能化設(shè)計(jì)是為了將信息系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理等系統(tǒng)融為一體,為人們提供節(jié)能環(huán)保、高效便捷、健康安全的生活居住環(huán)境。與現(xiàn)代商務(wù)中心、商業(yè)辦公樓等的設(shè)計(jì)不同的是,高層住宅建筑智能化設(shè)計(jì)主要應(yīng)用了現(xiàn)代化信息技術(shù)以及先進(jìn)設(shè)備,對(duì)高層住宅建筑及其所在小區(qū)進(jìn)行集成化設(shè)計(jì),創(chuàng)建出更加快捷、便利的居住模式。另外,設(shè)計(jì)人員還可利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將生活服務(wù)類系統(tǒng)囊括在一個(gè)智能化的系統(tǒng)中,進(jìn)而充分發(fā)揮智能化系統(tǒng)的高效率、多功能、便利性、舒適性等優(yōu)勢(shì)?？傊?高層住宅建筑智能化設(shè)計(jì)就是為了滿足人們的生活居住需要,以提高建筑功能性、舒適性、安全性、便利性等為主要目標(biāo),結(jié)合現(xiàn)代化信息技術(shù)而開(kāi)展的一項(xiàng)設(shè)計(jì)工作。[1]

2高層住宅建筑智能化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

一嵌入式技術(shù)相關(guān)課程特點(diǎn)

嵌入式技術(shù)融合了先進(jìn)的集成電路技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)，設(shè)計(jì)學(xué)科眾多，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和專業(yè)性，是一個(gè)技術(shù)密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識(shí)集成系統(tǒng)。由于涉及多個(gè)學(xué)科的交叉，嵌入式技術(shù)課程除了包含傳統(tǒng)的應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)課程外還涵括了一些正處在發(fā)展中的新興的技術(shù)課程。嵌入式技術(shù)教學(xué)體系主要體現(xiàn)以下4個(gè)特點(diǎn)：①知識(shí)涉及面廣。嵌入式技術(shù)的理論和實(shí)踐幾乎涵蓋了計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程、通信工程等多個(gè)專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)，知識(shí)體系要求比較全面。所以嵌入式技術(shù)涉及多學(xué)科專業(yè)的相互融合，而且大多為較為先進(jìn)的新技術(shù)，知識(shí)內(nèi)容較為龐大。②課程綜合性強(qiáng)。嵌入式技術(shù)不像方向只側(cè)重于某一點(diǎn)的其他一些專業(yè)學(xué)科，其集軟硬件技術(shù)于一體，需要在課程學(xué)習(xí)的同時(shí)，進(jìn)行軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)。③課程實(shí)踐性要求高。嵌入式技術(shù)的相關(guān)課程實(shí)踐學(xué)時(shí)比例較大，通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐來(lái)解除學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的深澀難懂，通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證來(lái)加深對(duì)課程內(nèi)容的理解。實(shí)踐學(xué)時(shí)的增添，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力，同時(shí)也為省級(jí)或國(guó)家級(jí)技能大賽的嵌入式方向賽題及課外第二課堂及創(chuàng)新小組進(jìn)行知識(shí)儲(chǔ)備。④新興領(lǐng)域多，內(nèi)容較前沿。嵌入式技術(shù)的相關(guān)原理、基本技術(shù)雖然近些年內(nèi)沒(méi)有根本性改變，但是研究和應(yīng)用往往牽涉到社會(huì)生活的新興領(lǐng)域和科技研究的最新成果，需要不斷補(bǔ)充新的內(nèi)容。

二嵌入式技術(shù)課程門類建設(shè)

鑒于嵌入式技術(shù)課程授課內(nèi)容概括性強(qiáng)，講授難度大；同時(shí)高職學(xué)生的理解能力又有限，對(duì)領(lǐng)會(huì)此類課程難度更大，教與學(xué)都存在一定的問(wèn)題，所以在高職學(xué)生的培養(yǎng)過(guò)程中，需要與本科學(xué)生有很大的不同，每門課程都要強(qiáng)調(diào)實(shí)踐，注重理論與實(shí)際緊密結(jié)合。課程講授過(guò)程中注重知識(shí)的前沿性，以適應(yīng)嵌入式技術(shù)的快速更新。

1嵌入式系統(tǒng)處理器及應(yīng)用

本課程結(jié)合典型的ARM芯片，通過(guò)講授ARM的內(nèi)部架構(gòu)、ARM的指令系統(tǒng)、ARM匯編程序設(shè)計(jì)、ARM存儲(chǔ)系統(tǒng)、ARM內(nèi)部資源的C語(yǔ)言編程以及簡(jiǎn)單的嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等知識(shí)，使學(xué)生熟悉ARM嵌入式處理器結(jié)構(gòu)與簡(jiǎn)單應(yīng)用，掌握ARM系統(tǒng)的軟硬件構(gòu)成，具備基于ARM體系架構(gòu)的應(yīng)用處理器為核心進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)及相關(guān)應(yīng)用的能力。