時間：2022-07-24 16:18:54
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，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篇智能家居系統設計方案，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
易天元ETY2000系統特點
該系統以管理中心為核心，形成樓宇可視對講和家居安防報警系統兩套獨立的聯網系統，可與計算機系統相連接，實現呼叫、對講、監視、開鎖(鑰匙、密碼)，三方通話、Ic卡門禁、智能家居安防報警、智能家電控制等多種功能，達到物業綜合管理的最佳要求。每個家庭設了一臺家庭智能終端，除了具有可視對講和安防報警、信息功能，、還預留了家電控制、三表抄送等功能接口。各項功能實現了模塊化設計。
ETY2000智能家居系統中的可視對講與家居安防采用各自獨立的網絡，確保兩個系統互不干擾、互不沖突。
對講系統網絡采用開路總線設計．防雷效果好、抗干擾能力強；阻抗匹配合理、圖象清晰、穩定；室內分機內置解碼，硬編碼方式，啟動性能好；樓道中沒有CPU分機之間干擾小；安裝調試方便；多個單元、大型小區聯網靈活；
智能家居安防報警網絡采用Rs―485工業控制總線和局域網相結合，通過網關(EcG)嚴格分離上層管理網絡和下層控制網絡，保證報警系統的實時性、穩定性和網絡安全性。系統容量大，可連接1萬臺家庭安防報警主機，支持各類安防報警、控制、數據采集點達20萬以上；
實時報警、安防報警信息上傳時間小于3秒。安防報警信息、系統狀態(如各種斷線、斷路、設備故障等)及時反饋到管理中心；管理中心電腦紀錄每個住戶的撤布防動作和防區狀態，確保實時查詢和事后備查；管理中心可確認報警點的位置和狀態，電腦顯示器同時顯示住戶地址和住宅周圍的道路地形圖， 以及家庭成員基本狀況和聯絡電話。報警蜂鳴器提醒保安人員，報警信息也可以傳送到打印機上。管理中心電腦安裝數據庫，可記錄和翻查報警紀錄，顯示和記錄每個家庭智能終端的布防操作。
多住戶同時報警，報警信息先存入報警主機EHIL―c，通過網關將報警信息存入數據庫，保證不會丟失信息。控制網絡節點網關EcG具有分布式管理主機的功能，使得現場總線子系統和局域網系統的工作量和數據流量得到優化分布， 避免數據沖突和堵塞；報警防區具有防剪、防短路及防破壞功能；報警防區接口加裝自恢復過流保護裝置，防止短路造成損壞。
易天元ETY2000智能家居系統功能
a、家庭智能終端：
可視對講功能：
和門口機來訪者進行通話、觀看來訪者的圖像，遙控開鎖；
接受管理中心呼叫、呼叫管理中心并通話；
圖像監視單元門口。
訪客留影、訪客語音留言。通過#鍵提取訪客留影、訪客語音留言。
家居安防報警功能：
具有8路報警防區，可擴充1 6路或32路防區，有線、無線兼容；
可實時接收各種報警信號并及時反應到管理中心，實時將系統狀態(如斷線、短路、斷電、設備故障等等)反饋到管理中心；上報時間小于3秒。不堵塞，不丟失數據。
家居智能終端報警主機具有智能邏輯判斷，降低誤報。
無線撤布防、密碼撤布防、電話、Internet網頁撤布防。一鍵設防；
具有緊急求助按鈕；
可以通過鍵盤單獨防區布防、撤防；
有人為脅迫撤防時，撤防不聯動現場報警可將報警傳到管理中心和約定的電話(可選)
報警發生時，聯動警燈、警號和照明燈光，嚇退盜賊。
信息功能：接收中西文短信息，支持信息6條，每條71個字；
擴展家電控制功能：
家居智能終端具有8路家電控制功能，紅外遙控自學習功能；
鍵盤控制家電。快捷鍵控制方式與跟隨式漢字提示相結合。
可以擴展電話、手機遠程控制，通過語音提示對家電設備進行遠程遙控。
互聯網瀏覽器控制家電；
無線遙控器控制家電。
通過事件或時間設定程序自動控制家電電器設備。
家電控制有狀態反饋，鍵盤實時顯示家電狀態(開或關)；遠程遙控帶語音有提示。
擴展遠程抄表功能：
可擴展4路或1 6路抄表模塊聯網實現分戶(電、水、氣)抄表或樓層集中抄表；
住戶可以進行三表數據及費用的查詢
b、單元門口機：
可以。平叫室內，并進行雙向通話。
可以使用密碼或Ic卡進行開鎖，并將讀卡器數據傳送到管理中心進行統一處理。
可呼叫小區管理主機，管理主機可看到單元門口機的圖像，并實現雙向通話。
遇到火警時門口機自動開鎖。
訪客圖象抓拍(儲存留像：32幅；)。
訪客語音留言(20秒)
c、地下一層單元門口機：
可以呼叫室內，并進行雙向通話。
可以使用密碼或Ic卡進行開鎖，并將讀卡器數據傳送到管理中心進行統一處理。
可呼叫小區管理主機，管理主機可看到單元門口機的圖像，并實現雙向通話。
遇到火警時門口機自動開鎖。
d、小區管理主機：
接受家庭室內可視對講分機、單元門口主機和小區入口主機、圍墻機的呼叫，并進行雙向通話；
可看到單元門口主機的圖像。
e、小區入口門口機：
可以與小區管理主機雙向通話；可以與小區住戶分機雙向通話 。
可以使用Ic卡或密碼進行開鎖。
f、管理中心軟件：
具有完善、獨立的數據庫，具有很好的人機界面、菜單顯示，方便使用、操作和維護；
可同時處理報警信息，并具有報警地圖顯示；
系統可以單個住戶或全體住戶各類中西文短信息、通知，為物業管理公司提供一種現代而又不失人性化管理方式；
系統可以自動讀取水表、電表、煤氣表等讀數并進行統計，核算住戶的三表費用；
可以通過電話或小區管理網站進行三表費用、報警信息的查詢，可以實現遠程系統布防。
管理中心軟件可記錄住戶的設撤防操作信息。
q、家居智能弱電箱：
為使各種系統智能化的線路能統一規劃與布局、集中管理，便于各種智能化子系統線路的分配與保護，在每一個住宅單元設置一個家庭智能接線箱，作為與戶外布線系統連接的樞紐。
智能接線箱主要應用于涉及住戶戶內電話、有線電視、寬帶網絡、住宅智能化系統等的樞紐。
需求分析與布點配置
xx住宅小區一期由小高層、高層住宅樓宇組成，每戶配置智能家居終端和配套功能模塊，配置如下：
規劃設計方案；
(1)智能家居終端
每產配置智能家居終端一個；含無線布防按鈕； 擴展智能控制箱一個，安裝8路家電控制模塊一個，電話輸入輸出模塊一個。用戶可選無線遙控器等設備。智能控制箱內備用后備電源，確保市電停電后，安放系統和正常工作24小時。
(2)聯網型可視對講
在xx小區物業管理中心配置管理員主機l臺，
個主出入口各配置l臺大門口主機，均可與小區內的所有分機實現雙向語音對講。
在每一個單元的門口配置1臺單元門口主機(可選擇立柱式大堂型主機)，在有地下停車庫的單元地下室配置1臺單元門口機作為副機。主、副機均可與單元內的每一臺分機及小區管理中心實現可視對講。
根據可視對講系統聯網的需要，選配系統聯網設備。
(3)聯網型家居安防
小區物業管理中心配置安防報警管理電腦l臺，配置控制網絡節點網關3臺，每4戶配置一臺R5斗85總線網絡集線器。
預期效果：
(1)聯網型可視對講
在小區入口門口主機， 可與小區內的任一分機及管理中心主機通訊， 當來訪的客人到達大門口，首先與住戶通話，經住戶主人確認后保安人員放行。
在每個單元入口門口講主機(EDM8611c)，在地下室入口處安裝壁掛式數碼可視對講副機(EDM86llc)，主、副機均可實現對講呼叫和密碼開鎖。主、副機均可實現與小區內各住戶及管理中心通訊，雙向可視對講。
當來訪者在單元門口按下住戶相應的房間號時，被訪住戶可通過住戶智能家居終端(EHM8281-C)可觀察來訪者及門口的情況，可按“對講”鍵與來訪者免提通話，若按下開鎖按鈕，即可打開單元門口的電鎖。按下智能家居終端(EHM828l-C)“監視”鍵住戶可監視門口的情況；住戶也可與主機、管理中心實行多方面通話，也可通過c入LL鍵呼叫保安員實現報警或上報服務請求。對講動作以免提方式進行，操作方便，音質清晰。管理中心機可開啟主、副機所帶電鎖，對保護業主生命財產能起到積極作用。
(2)免提式可視對講，嵌入式安裝。
來訪者與住戶通話：來訪者通過門口機撥通住戶分機，住戶分機振鈴，同時分機顯示來訪者圖像，住戶按通話鍵可與來訪這實現雙向對講。在必要的地下室入口處設單元門口副機，功能于單元主機相同。
來訪者與管理員通話：來訪者通過門口機，可呼叫管理中心，與管理員實現雙向對講，管理中心機顯示來訪者圖像。經過確認來訪者身份，管理員可開啟來訪者所在的單元門。
管理員與住戶通話：管理中心有事通知住戶，也可通過管理機撥通住戶分機。與住戶實現雙向對講，同時不影響單元門口機和其它住戶通話。
住戶呼叫管理員：住戶按呼叫鍵，可撥通管理員主機，可與管理員實現雙向對講，同時不影響單元門口機和其它住戶通話。
門口主機與住戶通話：來訪者可在小區門口呼叫住戶，住戶在家中可與來訪對講，并可看到來訪者的圖像，同時不影響其它單元門口主機和住戶通話。
可實現二次確認功能，即住戶對住戶門外小門口機可視對講功能．；用于小區內復式房；
可實現一家并兩個住戶分機的功能；
(3)遙控開鎖功能
當確認來訪者身份后，住戶按開鎖鍵，可遙控開啟單元門放行。
管理員可通過管理機遙控開啟各樓棟門口電鎖。
密碼開鎖功能：住戶通過密碼即可開啟本樓棟大門。實行一戶一碼制，且住戶能隨時更改自己的密碼，安全方便。
來訪者進入大樓后，大門可自行關閉，確保大樓內部安全。
Ic卡開鎖功能：門口主機內置非接觸式Ic卡讀卡器和控制器，具有Ic卡識別門禁控制功能。住戶可通過刷卡直接進入大門和單元門。該卡可以在小區實施一卡通。
(4)求助報警功能
每一臺住戶分機均與管理中心機實現聯網，住戶遇緊急情況或需要物業管理部門幫助時，可按呼叫鍵向管理中心求助。
(5)監視功能
住戶監視單元門：住戶按監視鍵，分機顯示單元門情況，再按通話鍵，可監聽單元門處聲音。當遇有主、副機的情況，住戶反復按動監視鍵，分機輪流顯示主、副機的圖像。
管理員亦可通過管理機對各樓棟門口情況進行監控。
管理員可通過住宅小區管理主機，對小區內的各住宅樓宇訪客對講系統的工作情況進行監控。
(6)其他功能
停電保護：整個系統配有后備電源。當遇到停電，后備電源會自動開始工作，保證系統正常運行。
防破壞報警功能：若住宅樓入口處、小區的主要出入口被非法打開，對講主機發出報警信號和顯示報警的內容和地點。
故障隔離功能：本方案可視對講系統采用開路總線設計方式，在每一個樓層控制器、單元聯網控制器、小區聯網控制器產品內部均裝有繼電器隔離或光電隔離裝置。平時，系統被分割成一段一段，避免大面積故障的發生。同時，由于連線的縮短，使得系統受到雷擊和電磁干擾的幾率大大減小。只有在對講發生的時刻， 系統才將主機與選通的分機連通，對講結束后，系統即刻回復開路狀態。
功能概述
一臺管理主機可接looo個單元門口主機，適應小區有多個出入口的情況。一個單元門口主機可接9 9 9 9個住戶分機，適應高層建筑多戶型。系統總容量不少于9999000戶。
(1)家庭安防報警
家庭安全及防盜報警系統是為了保護住宅內的人身財產的安全而設計。通過家庭智能終端報警主機和各種報警探測器進行防盜監控和意外事故監控。智能報警主機EHII―I，具有8個獨立防區，可按駁緊急呼救、門磁、窗磁、紅外探測器、煙感探頭、煤氣探頭等報警裝置。
(2)多路報警功能
在布防狀態下，一旦發生警情，家居報警主機通過網絡向管理中心報警管理電腦發出報警信息。管理電腦具有聲光捉示并顯式報警信息，在報警管理軟件上直觀顯示報警方位、報警類型和報警住戶的信息。
由于采用了工業控制總線網絡與高速以太網相結合的方式，系統可容納10000個住戶報警主機，系統允許所有住戶同時報警，所有報警信息在3秒之內全部存入報警管理電腦數據庫，待處理，確保不丟失信息，
對于同一住戶多個防區同時報警，報警主機將觸發防區的信息全部上報至管理電腦，在電腦的戶型圖上，顯示報警防區的位置和類型。ETY2000／EuIU-C報警主機內置了邏輯刪除誤報警的功能，有利于降低誤報率。除了家庭內部的防區報警外，管理軟件對于報警主機故障、網絡故障、網關故障和軟件故障均能準確地報出故障的位置和類型。
(3)撤布防功能
具有在家／離家／部分三種布防方式，其中部分布防方式主要用于夜間休息時，部分防區將處于無效狀態， 以便于主人可以在戶內活動。住戶可通過鍵盤對防區進行設置；
布防方法包括鍵盤布防和無線按鈕布防兩種。鍵盤撤防須輸入密碼以提高系統的安全性。系統提供電話或網絡遠程布防；
布防／撤防均有延時時間，延時時間o―255秒可調。
具有防脅迫密碼，當用戶被迫解除布防，輸入防脅迫密碼，既可撤方，同時報警至管理中心。
可擴展電話模塊TIoM的方式，報警信號除聯網上傳到管理中心電腦外，還以電話語音的形式報警至用戶預先設定的電話。
(4)擴展家電控制
家居智能終端預留控制接口。和家電控制模塊連接，方便住戶擴展家電控制功能：智能鍵盤、電話遙控、無線控制器、互聯網瀏覽遙控、開關控制。除了可以控制開關類設備(如燈光)，還可以通過紅外學習器，控制空調、窗簾等。
智能家居系統可連接多達三個智能鍵盤，從而使主人可以在不同的地點控制電器。
(5)小區物業管理中心
小區住宅小區物業管理中心配置可視對講管理中心機1臺(EDM8901)，安防報警管理電腦l臺。管理中心機可與管理電腦互連，對整個樓宇可視對講系統和家居安防報警系統實行集中統一管理。
管理中心安裝有控制器，使住戶與訪客的直接溝通變成住戶、管理中心與訪客的三方溝通。在樓宇可視對講監控系統中加入管理中心控制器，相當于增強了系統的安全防范能力，也進一步提高了物業管理部門對于住宅小區的綜合治理能力。小區管理機可連接多達looo棟大樓主機及大樓管理機，實現小區管理機呼叫任何大樓管理機及任何分機，并與之通話的功能。
項目名稱：浙江東陽西山花園小區某別墅
完成時間：2011年
功能設計：全宅智能燈光控制，空調等電器遠程控制，電動窗簾門遙控控制，中央背景音樂系統，高清視頻共享系統，家庭安防報警系統，網絡視頻監控系統，可視對講門禁管理系統。
綜述：浙江東陽西山花園整體式智能家居系統，較完善地實現家庭中智能燈光，電器智能控制，電動窗簾門控制，背景音樂系統，視頻共享系統，可視對講系統，門禁指紋系統等智能控制系統的整體融合控制，可以自由實現各個智能家居子系統之間的完美融合與功能聯動，可以通過智能遙控器、墻面液晶智能觸摸面板，智能液晶觸摸屏、平板電腦、智能手機等多種人機交互界面實現對以上各子系統的統一控制與整體管理。
上海棕櫚泉別墅智能家居系統解決方案
項目名稱：棕櫚泉別墅項目
完成時間：2012年
功能設計：家庭影院系統、智能背景音樂系統、智能燈光控制系統、集團電話系統、數字電視系統、無線網絡、手機信號、紅外報警、遠程監控、滅蚊系統、KTV點歌、高清共享、電動窗簾、衛星電視等。
綜述：棕櫚泉花園別墅為龍東路一線別墅，業主向往著和比爾·蓋茨一樣的奢華智能化生活。根據業主需求，設計集專業家庭影院/KTV、智能控制、安全舒適、娛樂體驗于一體，從聲學，美學以及智能家居控制系統三方面來打造一個極具現代科技式的影院娛樂兼安防報警于一體的豪華別墅。
贛州云山綠水苑智能家居系統設計方案
項目名稱：贛州云山綠水苑
完成時間：2011年
功能設計：智能門鎖聯動、視頻監視、安防報警、門禁、可視對講、廚房對講電視、燈光控制、家電控制、背景音樂控制、電動窗簾控制、環境監測（亮度、溫濕度、CO2濃度）、集中控制和網絡遠程控制、多平臺控制、各系統之間聯動、信息服務、數碼相冊。
綜述：贛州云山綠水苑智能家居系統設計以住宅為平臺，利用綜合布線技術、電腦技術、視頻技術、數碼通訊技術及信息網絡技術、通信及控制技術管理家中設備，將家中的各種設備通過家庭網絡連接到一起，將讓用戶有更方便的手段來管理家庭設備；另一方面，智能家居內的各種設備相互間可以通訊，不需要用戶指揮也能根據不同的狀態互動運行。從而給業主創造一個高效、舒適、優雅、安全、便利、環保的居住環境，將冰冷的物業管理變為人性化的管理，讓小區管理進入一個廣博的空間。
寧波綠城桂花園智能家居系統案例解析
項目名稱：寧波綠城桂花園
完成時間：2012年2月
功能設計：中央空調、地暖、水系統、智能家居系統。
綜述：本項目戶型為三室一廳戶型，面積200平米，裝修總額180萬。其中智能化22萬元，本案采用Nico尼科智能家居系統，采用lonworks總線技術，穩定性強。智能化系統包含中央空調、地暖、水系統、智能家居四大系統。通過智能化整合，可實現如下功能：
智能燈光與窗簾系統控制、智能背景音樂系統控制、智能溫控系統控制及智能終端控制。
老房改造：打造豪宅級智能家居公寓房
項目名稱：上海某小區老房
完成時間：2012年
功能設計：智能家居系統升級改造
綜述：此次老式公寓房智能家居系統改造采用智能家居控制系統為核心，實現了燈光智能控制，電器（電視機、投影儀、高清機頂盒、N3高清播放器等）電源智能控制與紅外聯動控制，空調等暖通設備的紅外聯動及遠程控制，電動窗簾、電動投影幕、電動遮陽、電動門窗控制，中央背景音樂控制，家庭安防報警，AV視頻共享，網絡視頻監控，全宅控數字可視對講，智能門鎖控制，花園自動澆灌系統，自動防蚊噴香系統，智能家庭影院系統，智能家庭卡拉OK系統等14大智能家居控制系統功能。
花園別墅豪宅智能家居設計方案
項目名稱：花園別墅
完成時間：2012年
功能設計：Nico LonWorks智能家居系統
綜述：本項目采用全進口的Nico LonWorks智能家居系統，Nico LonWorks智能家居系統將傳統的面板開關、窗簾、插座等電器智能化，并有效地實現了對燈光、窗簾、暖通空調、視聽設備、安防、監控系統的智能控制，達到安全、節能、人性化的效果，并能在今后的使用中方便地根據用戶的需求進行變更，成為真正靈活智能控制系統。
西安中海鉑宮的比爾·蓋茨家
項目名稱：西安中海鉑宮別墅
完成時間：2012年
功能設計：四區中央家庭背景音樂系統（客廳、餐廳、三層主臥、三層主衛）、7.1聲道私人影院、私人影院的聲學設計與裝修、戶外四通道視頻監控、全宅安防報警、全宅智能化系統集成、中央空調智能化集成、中央家庭背景音樂的智能化集成、中央新風的智能化集成、安防報警的智能化集成、法國尚飛電動窗簾系統。
綜述：項目采用Contro14的整體解決方案集成了燈光、背景音樂、家電控制、中央空調、中央新風、安防監控、電動窗簾等子系統，完美應用于別墅負一層影音室、車庫：中庭花園噴泉、一層客廳、餐廳、花園；二層兒童房及客房；三層主臥、主衛、主人書房套間等區域，分別采用了美國Contro14智能控制主機、ZigBee無線調光器、無線開關及場景面板：泊聲A66中央家庭背景音樂系統：美國霍尼韋爾安防監控系統；英國美聲HiFi私人影院等。利用科技感十足，操作便捷的Contro14平臺，將智能家居各子系統完美整合集成。
城投瀚城別墅智能控制解決方案
項目名稱：城投瀚城獨棟別墅
完成時間：2012年
功能設計：燈光控制系統、電動窗簾系統、背景音樂系統、家庭安防系統、視頻監控系統、可視對講系統、溫度控制系統、家電控制系統、遠程控制系統、影院控制系統。
綜述：城投瀚城位于武漢雄楚大道南湖北岸（名都花園旁），囊括有獨棟、雙拼、聯排院墅，一梯一戶電梯直入式空中大宅及一梯兩戶南北通透板式高尚公寓等。本次智能家居控制系統通過實現對安防、燈光、電器、電動窗簾、影音等設備控制，創造一個方便、智能、時尚、溫馨、愜意的居住環境。本項目為此設計了智能中控系統，可以控制家居燈光、電器、空調等設備。
南亞之門智能家居樣板房設計方案
項目名稱：南亞之門
完成時間：2012年
功能設計：數字樓宇對講系統（可視對講、安防監控）：指紋鎖分戶門禁系統：智能家居系統（照明控制、背景音樂、視頻監控）。
綜述：本項目“南亞之門”重新定義中央豪宅，引入智慧社區智能家居功能，提升住宅品質。高333米83層的南亞之門中央塔樓，集鉑金五星級酒店、公寓式酒店、5A級寫字樓、商品質住宅、城市核心商業、休閑娛樂為一體。本項目樣板間智能化系統設計有：數字樓宇對講系統（可視對講、安防監控）：指紋鎖分戶門禁系統；智能家居系統（照明控制、背景音樂、視頻監控）。
錦繡山河獨棟別墅智能家居系統綜合應用方案
項目名稱：錦園7#獨棟別墅
完成時間：2011年
功能設計：智能家居系統
綜述：錦園7#別墅作為錦繡山河獨棟別墅的經典之作，地產開發商把該別墅作為樣板房供購房者參觀，將智能家居作為別墅標準配置的定位之一，給客人提供智能生活的親身體驗。KOTI根據用戶的喜好和日常生活習慣，在客廳、地下影院、臥室結合實際設備配置多個情景模式，同時設計出集中控制、圖形化操作、一鍵式場景模式控制系統：電影模式、會客模式、音樂模式、游戲模式、電視模式、K歌模式等，一應俱全，所有的設備都掌握在手上的平板電腦中。
南京紫金別墅智能家居系統設計方案
項目名稱：紫金別墅
完成時間：2012年
功能設計：智能控制、電動門窗、安防報警、視頻監控、背景音樂、影視集成、家庭影院以及暖通系統控制與集成。
綜述：紫金豪宅位于南京紫金山麓，別墅建筑面積約2000多平方。業主對生活品質非常講究，提出無論多少系統，墻面上只允許存在一個面板，或者同款式的多個面板，以保障墻面的美觀，產品也以國際頂級智能家居品牌為首要選擇，最終選定ABB的i-bus prion面板，將燈光、電動窗簾、中央空調、地暖、背景音樂集成一個控制面板。業主通過安裝在門廳處的觸摸屏、客廳餐廳臥室處的prion智能面板以及遙控器控制家庭燈光、空調、窗簾、地暖，一鍵控制家庭影院。
榮和大地三層復式豪宅智能家居解決方案
項目名稱：榮和大地三層復式豪宅
完成時間：2012年12月
摘 要： 針對USB攝像頭的廣泛應用，提出一種以S3C6410微處理器為核心的嵌入式視頻圖像采集系統設計方案，可將攝像
>> 基于嵌入式Linux的視頻采集系統設計 基于ARM嵌入式智能家居系統的設計與實現 基于ARM的嵌入式軟硬件系統設計與實現 一種基于ARM的嵌入式網關系統設計與實現 嵌入式視頻采集系統的實現方法研究 基于ARM的嵌入式視頻監控系統的硬件設計 基于嵌入式圖像信息采集與傳送系統的設計與實現 基于ARM 的嵌入式煤礦視頻監控系統設計 基于嵌入式技術的農田信息采集管理系統的設計與實現 基于ARM嵌入式系統的設計及其應用 基于ARM的嵌入式系統硬件設計研究 基于ARM的嵌入式系統設計研究 基于ARM內核的嵌入式檢測系統設計 基于Internet的嵌入式視頻監控系統的設計與實現 基于嵌入式Linux的視頻監控系統的設計與實現 基于嵌入式Linux視頻監控傳輸系統的設計與實現 基于嵌入式Linux的無線視頻監控系統設計與實現 基于嵌入式LINUX的網絡視頻監控系統設計與實現 基于UML的嵌入式視頻監控系統設計與實現 基于 ARM9 的嵌入式無線智能家居網關系統的設計與實現 常見問題解答 當前所在位置：l.
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關鍵詞：S3C6410；ZigBee；嵌入式技術；智能家居
中圖分類號：TP273.5文獻標識碼：ADOI：10.3969/j.issn.10036199.2017.01.015
1引言
近年來，人們對家庭居住環境的要求隨著科學技術的發展和人們生活水平的提高而越來越高。各大廠商帶動的智能設備普及化使得現代家居向著高度智能化、人性化的方向發展。
智能家居是一個居住環境，是以住宅為平臺安裝有智能家居系統的居住環境，實施智能家居系統的過程就稱為智能家居集成[1]。它是融合了自動化控制系統、計算機網絡系統和網絡通訊技術于一體的網絡化智能化的家居控制系統[2]。本文以三星公司S3C6410處理器為智能網關的核心處理器，利用ZigBee模塊、Wi-Fi模塊及多種移動終端設計了一個智能家居系統，使分立的設備通過無線介質構成一個整體，實現了防盜自動報警、燈具自動控制、家庭環境監測、遠程控制電器設備等功能，使家居更安全、舒適、節能、環保。
2系統總體設計
本文旨在構建一套能夠實時監測控制家庭環境的智能家居系統。該系統通過無線傳感器獲取家中各個房間的環境數據并傳輸至網關，用戶可用手機向智能網關請求查詢環境數據，當家庭環境發生異常時通知用戶并做出相應反應；通過網絡攝像頭實時采集家中的視頻圖像，方便用戶進行可視化管理；通過無線紅外遙控模塊，用戶可隨時用手機對家用電器等進行控制。其系統總體設計框圖如圖1所示。
根據用戶需求和實際情況本系統有以下幾個子系統：
1）智能網關控制系統：是整個智能家居監控系統的核心，負責傳感器的數據采集和控制、與手機端的交互，并對系統進行管理；
2）智能照明控制系統：通過繼電器和智能調光模塊達到對家庭燈光的控制，讓用戶可以使用手機遠程操作任意房間里燈光的開關和亮度；
3）智能家電管理系統：通過繼電器和無線紅外遙控模塊，在無須對現有家電改造的情況下實現遠程控制的功能；
4）智能環境監測系統：通過ZigBee終端設備上的溫濕度、氣體等傳感器，實時采集家庭的環境數據并通過協調器上傳至網關，當網關分析判斷有異常數據時，自動做出相應的反應并發送報告信息至用戶手機。
5）智能安防監測系統：通過ZigBee終端設備上的氣體、人體紅外感應等傳感器、門磁開關控制器等，結合網絡攝像頭，實時監測是否會發生煤氣泄漏、外來人員闖入、火災等特殊情況。當特殊情況發生時系統做出相應的反應并將情況發送至用戶手機。
3系統硬件設計
3.1智能網關模塊
智能網關是智能家居系統的總控制器，能夠實現內部網絡與網布網絡之間的通信，通過ZigBee無線通信網絡對終端設備進行實時監控和管理[3]。智能網關主要由微處理器、存儲系統、電源模塊、以太網模塊、通信模塊、網絡模塊和擴展接口等部分組成。本系統采用三星的S3C6410芯片作為智能網關的處理芯片，它是一個16/32位的微處理器，該芯片采用ARM1176JZF-S內核。以太網模塊將網關接入到Internet上，方便用戶實行遠程控制；ZigBee模塊實現網關與家庭ZigBee網絡之間的通信，能夠監控ZigBee節點。智能網關硬件結構框圖如圖2所示。
3.2ZigBee通信模塊
本系統采用ZigBee網絡拓撲結構中的星型結構。星型結構的網絡是由一個協調器和多個終端設備組成的，該網絡拓撲結構簡單，比較適用于家庭這種小范圍的室內場合。協調器主要負責創建內部無線網絡，實現數據的轉發，并通過ZigBee無線網絡與智能網關進行數據傳輸。終端節點負責接收執行協調器傳來的命令，并把采集到的信息發送給協調器[4][5]。
ZigBee模塊采用美國德州儀器公司生產的CC2530芯片，該芯片提供了一個IEEE802.15.4兼容無線收發器，使用8051CPU內核，包含了系統內可編程閃存，8KB RAM和許多其它強大的功能。CC2530具有2個USART、8位和16位定時器、看門狗定時器、8路輸入可配置的12位ADC、21個GPIO、AES128協同處理器，硬件支持CSMA-CA、強大的DMA功能等。由于其硬件設計簡單，封裝小，功耗低，在無線傳感器網絡中得到了廣泛的應用[6]。ZigBee通信模塊是組建家庭內網的基本單元，通過ZigBee通信模塊把家庭內網與互聯網連接起來，實現數據的轉發。
4系統軟件設計
4.1ZigBee無線傳感器網絡的軟件設計
由于本文采用的ZigBee無線傳感器網絡采用星型結構，該結構是由一個協調器和多個終端設備組成的，所以需要對這兩種設備分別進行軟件設計。
1）協調器的軟件設計
協調器的主要功能有：網絡的建立與維護、與家庭網關的串口通信、與終端設備的無線通信、設置外出/調溫模式以及控制協調器上的電器設備。協調器是終端設備與嵌入式家庭網關進行通信的橋梁：與終端設備通信時，協調器監聽無線數據接收緩沖區，將接收到的終端設備的數據通過串口透明傳輸的方式轉發給網關。與網關串口通信時，協調器監聽串口數據接收緩沖區，將用戶在客戶端下達的命令通過無線的方式轉發給終端設備。ZigBee協調器的工作流程圖如圖3所示。
2）終端設備的軟件設計
終端設備的主要功能有：掃描周圍的ZigBee網絡并申請加入、采集數據并發送給協調器、執行協調器的命令[7]。ZigBee終端設備的工作流程圖如圖4所示。
4.2Android手機控制端的軟件設計
Android手機端的主要功能有：與服務器建立連接、查詢家中情況、控制家中設備和對智能家居系統進行配置。手機端主要有查詢模塊、控制模塊和配置模塊，其應用請求處理流程圖如圖5所示。5結論
本文提出了基于ZigBee技術的新型智能家居檢測控制系統的設計方案，完成了系統的硬件設計和軟件設計。本系統實現了防盜自動報警、燈具自動控制、家庭環境監測、遠程控制電器設備等功能。與傳統的智能家居相比，本系統價格低廉、易于實現和維護、使用方便，有良好的應用前景。
參考文獻
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關鍵詞： 智能家居；綜合布線；電話；電視；網絡
Abstract: With the development of science and technology and the improvement of people’s living requirement, intelligentized residence has become the inevitable development trend of the modern residence. This paper detaildely introduces the Premise Distribution System of the intelligent devices, providing a comprehensive, practical, advanced and intelligent scheme of Premise Distribution System for users.
Key words: intelligentized device; Premise Distribution System; telephone; television; network
中圖分類號：G250.72 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
1 引言
隨著科學技術的發展和家庭智能化產品的出現，智能家居已逐漸走入人們的生活中，電話、寬帶上網、有線電視、安防系統、物業管理系統、家庭影院和音樂系統等已陸續走進千家萬戶。因此家居綜合布線也變得越來越關鍵，合理的布線方案將給您的生活帶來舒適和便利。
2 智能家居布線系統的特點
目前家居弱電布線線纜較多，考慮到今后使用方便、安全、美觀，避免“剪不斷、理還亂”的現象出現，智能家居布線系統日益成為現代家居裝修的一件大事，裝修時必須經過認真規劃，智能家居布線有以下幾大優點：
集成度高
智能家居布線集成了電話、電視、計算機、安防等多個系統的綜合布線工程。
可靠性強
智能家居布線系統采用星型拓撲，任何一個節點或鏈路線纜發生故障
不會影響其他節點的正常工作，保證了設備工作的可靠性、系統的穩定性和防干擾性。
方便維修和擴容
由于采用了統一的、專業化的設計方法，有利于故障檢測和維修，方便后期功能擴充。
美觀
智能家居布線系統充分考慮了家庭環境的特點，設備小、外觀漂亮，體現了超前的意識和時尚的生活品位。
3 智能家居布線系統設計思路
3.1智能家居布線規劃
目前普通住宅常用的弱電系統有：電話系統、寬帶網絡系統、有線電視系統，用戶也可以根據需要增加安防系統、物業管理系統、家庭影院和音樂系統。通過在家居布線箱內配置不同的功能模塊滿足用戶的個性化需求，同時實現家居弱電布線系統的統一管理。
在家居布線箱內增加電話交換機模塊，家里多門電話分機可隨意接聽和撥打，各分機間可轉接但不同線。
在家居布線箱內增加交換機或路由器模塊，可實現家里多臺電腦同時上網。
在家居布線箱內增加音頻模塊，一臺音響可實現多個房間共享音樂。
在家居布線箱內增加智能控制模塊，可實現遠程抄表、安防報警。
3.2 家居布線的具體方式
家居布線箱是戶內/戶外的分界點，是家居布線系統的起點，更是家居綜合布線的核心，通常安裝在門口或者距離各房間距離比較均等的位置，家居布線箱安裝高度為底邊距地0.5m，采用墻面暗裝方式。它負責將戶內/外的各種信號進行交接配置，通過統一的管理把戶內各個房間需要布的點一對一連接起來，組建起一個很完善家居布線系統。
目前，每戶家居布線箱需接入一根8芯非屏蔽雙絞線、一根電話線、一根有線電視線。電話線也可采用8芯非屏蔽雙絞線，從而實現電話和網絡互換，為后期擴容改造帶來更大的便利。家居綜合布線系統常采用星型拓撲，從家居布線箱到每個終端插座都需要一根纜線，纜線通常穿PVC管沿地面或者墻面暗敷至信息插座。
信息插座設置應在滿足當前需求的基礎上適當冗余，以滿足今后智能家居快捷升級改造的需求。
3.3 常見戶型典型配置
常見戶型信息插座典型設置原則：
電視插座：客廳、主臥分別設置一個電視插座。
電話插座：客廳、主臥、書房分別設置一個電話插座。
網絡插座：客廳、主臥、書房（或次臥）分別設置一個網絡插座。
共計：2個電視插座、3個電話插座、3個網絡插座，插座安裝高度通常為底邊距地300mm，也可根據實用情況適當調整，插座面板最好采用同一廠家同一類型的產品，滿足一致性和美觀性需求。
常見戶家居智能箱的功能模塊配置
語音功能模塊：采用1進4出或1進6出型，可進行分機轉接、免打擾設置等多種電話交換功能。
數據功能模塊：采用1進4出或1進7出自適應網絡交換機、寬帶路由器，可實現多臺電腦同時上網。
有線電視模塊：采用1進4出或1進6出有線電視分配器，可實現多個電視同時觀看。
電源模塊：給家居布線箱內有源設備供電，如電話交換機設備、網絡交換設備或路由器、電視放大器。
除了以上智能家居常用功能模塊，用戶可根據自身的需要增加音視頻分配模塊、控制模塊等。各功能模塊和家居布線箱的尺寸可根據實際需求定制，市場上有多種產品可供選擇。
4.智能家居布線實現的功能
靈活布線：通過家居布線箱的管理，可隨意增減電話、網絡數量，還可實現網絡與電話功能互換。
多臺電腦同時上網：一條網絡線的費用可實現多臺電腦同時上網，避免相互干擾。
有線電視信號的分配放大：一根有線電視進線可實現多臺電視獨立觀看節目。
方便控制：在家居布線箱內對家里任一房間內的電話、電視、網絡信息號進行通斷控制。
用戶根據自身的需求還可實現影音共享、遠程抄表、家居安防等功能。
5.結論
家居布線是衡量家居智能化程度的重要標志，是智能家居的“神經系統”，是智能家居得以實現的“信息傳輸高速公路”。所以，選擇一套先進的家居布線系統是非常必要的，希望本設計方案能對您的弱電裝修起到一定的指導作用。
參考文獻：
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【關鍵詞】智能門禁；STM32；指紋；密碼鎖
0 引言
隨著計算機控制技術的發展以及人們生活水平的提高，智能家居已成為現代家居生活發展的方向，而智能門禁系統是智能家居發展的方向之一，T禁系統憑借其獨特的優越性在安防系統中得到了飛速的發展和廣泛的應用[1]。目前門禁管理系統中應用較多的是機械鎖及IC卡電子密碼鎖，但人們對門禁系統的要求越來越高，不僅要求門禁系統安全可靠，而且追求方便實用。各種依靠指紋、虹膜及人臉等生物特征識別方式的電子鎖，逐漸開始應用到人們的生活中[2-4]。結合技術與成本等方面的考慮，本文提出一種智能門禁系統設計方案，通過指紋和密碼識別方式進行雙重保護，方便使用的同時又提高了安全性，具有一定的實用價值。
1 系統方案設計
系統整體設計框圖如圖1所示。以STM32單片機、觸摸屏、指紋識別模塊等器件為核心，實現指紋和密碼開鎖等功能。系統的主控芯片為STM32F103C8T6，可以控制FPM10A指紋模塊與MINI DGUS觸摸屏的正常工作。在觸摸屏上輸入的密碼和在指紋模塊上輸入的指紋都正確時，系統控制繼電器進行開鎖。同時通過片內資源IIC接口與外設存儲器AT24C02進行通信，控制外設存儲器存/取用戶信息，達到斷電保護的作用。管理員可以根據需求進行相應設置（增加、修改密碼、刪除用戶），整體功能滿足正常密碼鎖的需求。
2 系統實現
2.1 主控芯片控制功能的實現
STM32F103C8T6最小系統由主控芯片及電源模塊、晶振電路、復位電路、調試電路等構成。電源模塊不僅要對STM32F103C8T6最小系統供電，也要對其他模塊供電，提供3.3V和5.0V的電壓。晶振電路采用8MHz晶振，通過CPU內部倍頻后達到72MHz的工作頻率。調試電路由JTAG下載口和串口1組成，程序通過JTAG下載到CPU，通過USART1在PC機串口助手輸出調試信息，極大地方便了系統開發。
在本文設計的指紋密碼鎖系統中，使用了單片機的多個控制引腳完成系統的CPU和模塊的通信與控制功能。使用串口2實現與觸摸屏通信，使用串口3實現與指紋模塊通信，通過輸出高低電平控制蜂鳴器報警，并通過控制引腳與開鎖電路連接，控制開鎖的過程。
2.2 指紋密碼鎖功能的實現
系統采用光學觸控式指紋辨識模塊FPM10A，它集成了先進的光學式指紋傳感器，搭配完整的指紋識別算法進行指紋識別，具有采集指紋、存儲指紋模板并進行指紋匹配的功能，認假率低于0.001%（在安全等級為3時），能滿足大部分應用場合的安全性要求。在采集指紋時，需要連續采集兩次指紋，并將兩次采集到的特征信息合成為用戶的指紋，存儲至系統模板中，從而為指紋識別提供匹配模板。指紋庫中存儲的每個指紋模板都有唯一的ID號，采集指紋時，將指紋模板的ID號存放在用戶基本信息中，指紋匹配時不僅要在指紋庫中搜索與待識別的指紋信息相同的指紋模板，還要檢查該指紋模板的ID號與用戶基本信息的ID號是否一致，只有兩者保持一致，指紋匹配才算成功。
觸摸屏在系統中完成密碼開鎖操作和界面顯示的功能，MINI DGUS觸摸屏配套了相應的PC軟件DGUS_SDK_V5.01，可以利用該軟件完成界面設置、管理員及用戶信息錄入、修改、刪除及密碼識別等相關配置，可以很好地降低開發難度，方便系統功能的實現。同時系統在密碼多次不匹配時采用蜂鳴器電路進行報警，若通過觸摸屏輸入的密碼與通過指紋識別模塊錄入的指紋均正確時，系統通過單片機控制繼電器開鎖，系統開鎖流程如圖2所示。
3 結論
本文介紹了基于STM32單片機的指紋密碼鎖設計方案及實現過程，系統以高性能單片機、觸摸屏及指紋識別模塊等器件為核心實現了各功能電路。通過測試表明，系統在輸入正確的密碼與指紋時能夠實現開鎖功能，并能完成增加用戶、刪除用戶及修改用戶密碼等功能，為智能門禁系統提供了有利參考。
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關鍵詞：智能家居；身份驗證；數據加密；數字簽名
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）17-0179-03
Abstract： Smart home as the current hot IOT applications， we are looking forward to it brings intelligent life. At the same time， it should be aware of its potential security risks. The main purpose of this paper is to research on the security scheme of smart home system. In the user authentication， using the double factor authentication mode based on the Device MAC and dynamic password， combined with digital signature technology， to prevent the intrusion of illegal users. After the authentication is passed， the system assigns permissions for each role. In the data transmission of different security levels， using different encryption schemes to protect the security of data communication in smart home system. In the home system， each security module of the program design， they are interrelated and mutually cooperate. Theoretically， this strategy to meet the needs of home security.
Key words： smart home； authentication； data encryption； digital signature
在這個信息化、數據化的互聯網通信大時代，物聯網正以各種形式出現在我們日常生活中的各個方面，正逐漸改變我們生活和工作方式[1]。物聯網通俗點理解就是互聯網基礎上形成的物物相連的網絡，是指通過在物體內嵌入感應芯片，采用RFID射頻技術，無線傳感技術，紅外感應技術和跟蹤定位技術，將這物體與互聯網連接，實現對物體信息的實時采集、處理、傳輸和監控管理等功能。
智能家居作為物聯網的一個重要應用，目前各大IT界巨頭，家電大佬們紛紛涉足，展開了一場家居市場的爭奪戰，由此可見，智能家居的前景是十分可觀的。智能家居實際上是以家居環境為基礎，通過物物相連的無線傳感網絡來管理我們的衣食住行，實現人們家居生活的智能化、安全化和時尚化。我們可以想象：在未來的某一天，當你下班回到家里，隨著智能門禁系統的安全開啟，家里的燈光緩緩點亮，空調、熱水器根據你的體溫自動控溫，背景音樂緩緩響起，一個控制器或者一部手機就可以操控家中所有的電器[2]。而當你在外工作時，你也可以打開手機或者電腦遠程查看家居環境，操控家里的電器設備……這樣的生活正是智能家居正在努力實現的方向。
當人們沉浸在對智能家居生活的美好設想中時，它所存在的安全隱患卻給人們當頭一棒。不久前，蘋果公司固若金湯的IOS系統深陷XcodeGhost感染門事件后，這就不得不引發我們對智能家居系統的擔憂。根據惠普的調查報告，十大著名的智能家居產品存在不同的250個安全隱患。令人震驚的是，在黑帽子安全大會上，黑客輕松的破解了Nest恒溫器的安全防范，使恒溫器變成了可以掌握家居一切動向的“監視器”。而英國早前就曝出了被攻擊的家庭攝像頭泄漏用戶隱私數據的事件[3]。智能家居出現的這一系列的安全問題，引發人們思考：我們該怎樣對待智能家居？或許智能家居的未來，亟待解決的是如何加強安全性這一課題。
1 智能家居系統架構的分析
目前，智能家居大多采用ZigBee無線傳感網絡實現家居與互聯網連接，實現實時數據共享。ZigBee是普遍認為安全性能很好的低功耗協議，被定義為一種基于自動化控制的無線數傳技術[4]。本系統的設計方案中，主要采用基于ZigBee無線傳感網絡來采集智能家居的環境信息，系統整體架構如圖1所示。
整個智能家居系統主要由ZigBee無線傳感網絡、智能網關和遠程終端控制平臺三大部分組成。其中，ZigBee無線傳感網絡和智能網關是智能家居的硬件平臺，所有家居數據的采集、處理和傳輸都由它們實現。ZigBee無線網絡主要由協調器、路由器和終端節點組成，其中協調器是網絡中的核心設備，負責整個無線傳感網絡的組建、配置、管理和維護；路由器負責數據包的轉發，并執行最佳的路由策略；終端設備主要負責數據的采集和傳輸[5]。在家居的硬件平臺中，智能網關是系統中最核心的設備，不僅負責控制ZigBee無線網絡的正常工作，完成信息傳輸和指令控制；還要控制與Internet連接，實現與遠程終端設備的數據實時傳輸、指令的接收與實現等操作。智能網關作為家居系統的核心部件，是實現ZigBee無線傳感網絡與互聯網連接的中間橋梁。
2 智能家居的安全性模型分析
智能家居系統目前大多采用Linux、Android系統，由于其系統的開放性，存在很多難以預料的安全隱患。智能家居根據組網的方式不同，采用的設備、協議的標準不一，也會出現一些安全隱患。本文主要將系統劃分成家居環境模塊、數據模塊和控制指令三個安全模塊進行結構分析，如圖2所示。
2.1家居環境的安全性
智能家居負責管控人們家居生活的各種電器和智能門禁系統，相當家庭智能化的大管家。目前智能家居行業缺乏一個統一的行業安全標準，大多數智能家居生產廠商的產品安全性能不夠強，暴露出諸多的硬件設備的安全隱患。如果黑客或不法分子對設備硬件的漏洞遭進行攻擊，獲得了家居的控制權的話，后果是不堪設想的。家居的安防系統一旦被破解，智能家居相當于是“大門敞開”的，人們的生命財產都將受到嚴重的威脅，這是不容忽視的。
2.2 數據的安全性
數據是信息的一種表現形式。在任何通信系統的設計中，都必須強調數據的安全性。在智能家居通信中，采集和上傳的數據是有關用戶家居和用戶身份的重要信息，因此，保障數據的安全性顯得尤為重要。在整個智能家居系統中，數據的安全性包括用戶的賬戶信息、隱私數據和普通數據這三個部分。
2.2.1 用戶登錄賬戶的安全性
用戶的賬戶信息是識別用戶身份的重要憑證，也是用戶登錄家居系統的一把關鍵“鑰匙”。首先，在家居系統中，需要合法用戶進行身份信息的注冊，系統會依據用戶的身份級別，給每個合法用戶分配相應的系統操作權限。用戶身份界別越高，獲得的管理權限就越高。因此，在系統中，用戶的賬戶信息是至關重要的。一旦高級別賬戶的密碼信息泄露，對整個系統的危害是相當大的。因此，在智能家居系統中，必須要保證每一個用戶的賬戶信息的安全，防止非法用戶登錄系統。
2.2.2 通信數據的安全性
在這個IT化的大時代，數據的安全或更勝于金錢，這是由數據的具體價值來決定的。在智能家居系統中，數據是用戶信息的具體體現，由ZigBee模塊收集上傳的數據都是家居中的隱私數據，關系到家居信息或者用戶的各種隱私信息，這也是黑客用盡手段想要竊取的“肥肉”。在通信過程中的數據需要進行適當的變換處理，讓攻擊者無法知曉其真實含義。
2.3 控制指令的安全性
在整個智能家居系統中，用戶可以通過遠程終端或者內網設備進行訪問或者控制。在內網控制時，由于ZigBee網絡本身的安全性，指令傳輸的安全有一定的保障。而在外網的遠程終端進行指令控制時，由于Internet的開放性，就會遭受到諸多的攻擊，因此，在指令傳輸過程中的安全亟待解決。
3 智能家居系統安全性方案設計
在智能家居系統中，將由外及內采取一系列的安全機制，確保整個通信過程的安全性。首先，在用戶使用系統之前，終端設備登錄環節需進行身份合法性的驗證。在用戶成功登錄后，實行級別化“角色-權限”模式，即根據該用戶的角色級別，為其開放對應的功能權限。在數據傳輸過程中，根據數據的隱私級別，采用不同的加密方式，確保重要數據的安全性。智能家居系統安全方案如圖3所示。
3.1 身份驗證環節
在用戶設備登錄系統之前，需要進行設備身份驗證，在這個環節中，主要采用基于雙因子認證模式，結合數字簽名技術，防止非法用戶的入侵。所謂雙因子認證模式，即采用“設備MAC地址+動態口令”機制。整個身份驗證的過程包括兩部分：設備首次注冊和設備登錄驗證。
3.1.1 設備首次注冊
用戶終端設備第一次登錄智能家居系統之前，需要在智能網關上進行設備的首次注冊，通過家居主人的許可，將設備的原始MAC設備編號存儲在智能家居后臺的數據庫中，根據主人確認并設置的角色，為其分配相應的系統操作權限。同時，在用戶終端設備上安裝動態口令校驗軟件。
3.1.2 設備登錄驗證
當設備首次注冊完成后，再次登錄系統將會實行身份驗證。用戶設備驗證時，智能網關和用戶設備之間的信息傳輸均采用單向散列函數進行加密處理。單向散列函數的安全性在于其產生散列值的操作過程具有較強的單向性。并使用數字簽名技術對賬戶信息進行簽名，確保身份驗證過程中登錄信息的完整性和安全性。設備身份驗證過程如圖4所示。
（1）用戶終端設備首先需要向智能網關發送身份驗證的請求，智能網關收到請求后，做出響應，開放認證系統。
（2）用戶將本設備的MAC編號使用MD5算法生成MAC摘要，并對數據的真實性進行簽名，攻擊方無法偽造，發送的信息也具備不可抵賴性。
（3）智能網關在接收到經過數字簽名后MAC信息后，首先通過比對數據庫用戶設備MAC編號，在驗證數字簽名簽名的真實性。如果驗證通過，則生成本次驗證登錄的動態口令，采用MD5算法生成動態口令摘要，發送給用戶終端設備。
（4）用戶設備在收到動態口令摘要后，調用在設備注冊時安裝的口令校驗軟件，計算得到本次登錄的動態口令，并發送給智能網關驗證。
（5）智能網關設備驗證動態口令，如果驗證成功，則為該用戶設備開放相應的角色權限，可以進行數據傳輸。
圖4 用戶設備身份驗證過程圖
3.2 數據加密環節
在智能家居系統中，對所有傳輸的數據進行級別劃分，級別越高，采用的加密手段就越復雜。對于用戶的賬戶登錄信息這類數據，屬于Ⅰ級加密數據，級別最高，使用MD5算法和AES加密技術進行處理，并進行數字簽名，以保證數據在傳輸過程中的安全性、完整性和不可否認性。控制指令屬于Ⅱ級數據，包括對系統做出的一系列的控制操作，必須保證使用該功能的是合法用戶，因此采用MD5算法和數字簽名保證控制指令的安全傳輸[6]。系統里隱私數據屬于Ⅲ級數據，采用MD5算法和AES加密算法進行加密處理。最后，對于一些普通數據的傳輸，進行速度較快，加密效率高的AES算法進行處理。
在智能家居系統中，日志審查和分析模塊具有很高的價值。日志可以記錄系統的運行狀態，各種系統的運行參數；記錄用戶終端設備登錄、訪問的系統的時間、IP地址和執行的一系列操作；記錄當前系統響應和處理的用戶請求的具體描述等。通過日志記錄，可以定期進行的分析和審計[7]，它的具體功能有如下幾點：
（1）通過日志分析工具，管理員對日志記錄進行安全分析對比，實現日志的審查，使管理員實時掌握系統的運行情況。
（2）系統管理員通過日志的審查，及時了解到當前系統的運行狀態和安全狀態，分析當前系統的安全級別，進行入侵檢測，實現入侵危機的自動預警。
（3）如果系統遇到運行或安全故障，管理員通過對系統日志的故障分析，能夠對故障進行高速定位，繼而啟動故障應急預案，及時恢復系統正常功能。
4 結論
本文在基于物聯網的智能家居系統中，對整體的安全方案進行了分析與設計，采用了一系列的安全策略保障系統的安全性。各個安全模塊之間相互聯系，相互作用，共同實現系統的安全性。但本文仍有不足，有待在今后的研究工作中對各個安全模塊更加細節化，并投入到實際環境中進行調試。
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關鍵詞：智能插座；紅外學習；二次上電
中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）32-0180-01
目前國內家用電器中電視、空調等家電大多采用紅外遙控的方式，其通電后僅處在待機模式，需要通過紅外遙控器使其工作。而市面上在售的智能插座僅能夠通過控制插座的開關來達到控制家電的通斷電的目的，對于設備通電后的二次上電無能為力，并不能實現真正的智能控制，從而大大限制了使用場景[1]。本文提出了一種基于STC單片機的帶紅外遙控功能的智能插座設計方案，該智能插座能夠對家電的紅外控制器按鍵進行學習，其具有存儲共計128個按鍵、掉電保存等特性，能夠實現大部分主流家用電器的紅外控制，解決了現有智能插座的二次上電問題，拓展了其使用場景，極大便利了日常生活。
1 系統整體框架
1.1 系y工作的基本原理
整個系統由主控制器、WIFI模塊、紅外學習模塊、OLED顯示器、溫濕度傳感器構成[2]。其系統整體框架如圖1所示，該智能插座系統的工作流程如下：
圖1 系統的整體框架
1） 紅外學習過程。在系統運行的狀態下，通過手機APP利用WIFI模塊向主控制器發送學習指令，主控器將指令傳送至紅外學習模塊，紅外模塊進入學習模式，此時將設備的遙控器對準紅外學習模塊，按下電源鍵，此時該設備的電源鍵的紅外碼值就被被紅外學習模塊記錄并存儲。學習完成后，通過手機APP向主控制器發送紅外發射指令，主控制器將指令傳輸至紅外學習模塊，紅外學習模塊發射紅外信號，設備做出相應動作，學習成功。
2） 設備控制過程。完成學習的智能插座，在接入設備后，在手機APP端點擊插座開關按鈕，主控制器接收指令后，驅動三極管，使繼電器吸合從而使插座導通，完成一次上電。然后在手機APP端的設備遙控界面點擊剛剛進行學習過的按鈕，向主控制器發送指令，主控制接收指令后，驅動紅外模塊發射紅外信號，控制設備啟動，完成二次上電。
1.2 系統的基本功能
1）插座控制，該智能插座系統，通過I/O口驅動三極管來控制繼電器的吸合和斷開，從而達到可以控制插座通斷的功能。
2）紅外遙控，通過紅外學習模塊實現對家電紅外遙控器按鍵的學習和存儲，再通過紅外發射器發射紅外信號，從而達到可以控制家電二次上電的目的。
3）定時功能，通過手機APP可以設定插座的工作區間，在指定的時間打開或關閉設備。
2 軟件功能實現以及測試效果
本智能插座系統通過安卓手機APP進行遠程控制，手機APP采用易安卓平臺進行開發，易安卓是在易語言的基礎上向移動平臺過渡的過程中誕生的，其于2013年6月，定位于基于安卓系統下的APP開發的全中文安卓編程語言，本語言的安卓APP代碼編寫非常符合國人的編程思維，極易上手。易安卓平臺可以進行可視化編程，避免了傳統Eclipse需要大量代碼以及難以理解的問題，編寫一些簡單的安卓APP非常迅速，大大縮短開發時間[5]。
易安卓提供了大量組件進行應用，除了傳統的文本框、按鈕之外，還提供了與安卓契合的網絡模塊、傳感器模塊等，可以隨意調用，只需將組件拖入到可視化界面后，即可進行編程。易安卓的程序、屬性、架構與Eclipse一致，各模塊調用的外部圖片、音樂、連接等資源會在其左側的屬性區記錄，而每個模塊組件的事件發生位置也是可設定的，其事件列表在屬性區下方，通過設定事件，即可完成各功能在對應時間點的動作。
手機APP運行時的界面如圖2所示，打開手機APP，手機APP會首先檢測手機WIFI的狀態，連接WIFI后，軟件會對WIFI的SSID進行匹配，匹配成功，則進入主界面，在主界面中可以看到當前插座的運行狀態，點擊紅外遙控設置可以進入紅外遙控的操作界面，控制插座學習或發射紅外信號。
3 總結
經過測試，該插座能夠兼容市面上大部分可以由紅外控制的家用電器，解決了目前智能插座只能控制家電一次上電的問題，而且其模塊化的設計，大大簡化了系統設計過程，成本低廉、安裝簡單，也不需要過高的用戶學習成本，具有良好的推廣前景和使用價值。
參考文獻：
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關鍵詞：智能家居；iOS；消息推送；Xcode
中圖分類號：TP311.1 文獻標識碼：A
1 引 言
近年來，安防監控技術己經由原來的單一控制發展為現在多種控制方式相結合的形式。在安防監控技術不斷發展的影響下，監控系統也由原來的模擬系統逐漸發展成為集網絡化、數字化、智能化于一體的多信息平臺監控系統。隨著移動智能終端應用的日漸普及，通過移動終端獲取家居環境的實時信息已成為智能家居安防應用領域的開發熱點[1]。iOS（蘋果公司移動操作系統）設備在中國移動智能終端市場的占有率逐年上升。因此，在基于iOS的平臺上有針對性地開發一種智能家居報警系統，將方便更多用戶“隨時隨地”防范和保護家居環境[2]。
2 總體方案設計
總體設計方案如圖1所示，該報警系統主要包括ZigBee數據采集端、報警管理服務器端、iOS移動客戶端三個子系統[3]。數據采集端通過串口與報警管理服務器端相連接，負責采集家居環境中的監控信息，并根據硬件智能控制機制采取相應報警操作。iOS移動客戶端負責報警信息的推送以及報警操作的控制，通過WLAN/GPRS網絡與報警管理服務器端相連接。報警管理服務器端負責轉發和處理信息采集端發送的報警信息，以及響應移動客戶端的操作信息。數據采集端和報警管理服務器端僅做簡要介紹，本文將詳細介紹基于iOS的移動客戶端開發。
3 系統設計與實現
3.1 ZigBee數據采集端設計與實現
數據采集系統采用ZigBee無線節點采集并發出報警信息，利用人體熱釋電紅外傳感器（HCSR501人體感應模塊）實時感應人體入侵信息，利用門磁開關模塊（KTMC8）感應門或窗的被動開啟操作。該數據采集方案利用了ZigBee自組網無固定基礎設施的優勢以及多源傳感器信息融合的特點，能夠保證家庭環境信息感知的實時性與準確性。
3.2 報警管理服務器端設計與實現
報警管理服務器采用的是Tomcat 8.0 服務器。Tomcat 8.0服務器是一種免費的開放源代碼的Web應用服務器，運行時占用的系統資源小，擴展性好，適用于小型應用服務端。
3.3 iOS移動客戶端軟件設計與實現
移動客戶端是基于iOS移動終端進行開發的，報警信息的可通過文字和圖像等信息承載手段來實現。考慮到其他不利因素，如終端設備不穩定的網絡速度和信息處理的載荷變化等，本文中基于iOS平臺的智能家居報警系統采用文本信息推送的形式報警信息。終端收到推送消息后，提醒用戶可在終端采取相應的報警操作，如開燈、拍照、撥打電話等。
3.3.1 開發平臺
iOS是由蘋果公司開發的移動操作系統，主要應用對象為蘋果公司出品的相關移動設備。該操作系統具有簡單易用的界面、強大的功能以及超強的穩定性，據Kantar Worldpanel ComTech的全球智能手機季度銷售報告顯示，在2015年第二季度國內的移動終端設備領域，iOS設備占據了24.4%的份額[4]，創歷史新高，越來越多的移動端用戶選擇使用iOS設備。與Android平臺相比，應用iOS系統的移動終端設備以視圖優先為原則，使用較少的框架，保證了開發者對硬件最有效的使用。同時，iOS系統具有較高的安全性[4][5]，所以這類設備的優勢主要體現在良好的用戶體驗和較為安全的使用環境。
iOS移動客戶端的開發使用的是蘋果公司提供的非開源集成開發環境Xcode 6.1，編程語言采用的是ObjectiveC。智能家居報警程序的前期調試在Xcode模擬器上完成，后期測試與調試在真機上完成。
3.3.2 軟件主程序架構設計
首先進入移動端程序，用戶需要登錄對應賬戶。移動端通過WLAN/GPRS實時接收報警管理服務器端發送的報警消息，如有報警消息，用戶可根據不同的報警消息采取相應的報警操作。如果當前報警操作已完成，則再次進入接收推送消息的狀態。按照上述方式，程序循環執行，圖2給出了軟件主程序流程圖。
3.3.3 主界面設計
如圖3所示，移動終端應用程序主界面包括監控區域、情景設置、監控詳情和其它四個功能模塊。
1.監控區域：刪除或添加對指定房間的監控；
2.情景設置：對不同的監控區域設置不同的監控條件，包括離家、回家和休息三種監控狀態設置。此外，用戶也可以添加其他自定義的報警操作；
3.監控詳情：以圖片形式顯示監控區域畫面，用戶基于此監控畫面可采取人為報警操作；
4.其它：提供移動端程序的相關信息，如用戶登錄、關于軟件、版本更新等功能。
3.3.4 報警消息推送設計
該移動客戶端使用iOS消息推送機制實現報警消息的推送[7]，該消息推送機制是在應用程序APP、APP服務端（Your Server）與APNS（Apple Push Notification Service）服務器之間完成的。消息推送流程如圖4所示，推送流程功能說明如下：
1.應用程序（APP）通過iOS系統向Apple Push Notification Service（APNS服務器）注冊消息推送服務并申請Device Token（設備標識）；
2.APNS 服務器將Device Token 發送給APP；
3.APP將Device Token發送給Your Server （APP服務端）；
4.APP服務端向APNS 服務器發送推送消息；
5.APNS 服務器將推送消息發送給APP。
移動端報警消息推送提示界面如圖5所示。
3.3.5 用戶報警操作設計
用戶報警操作界面如圖6所示，當移動端設備收到APNS服務器發送來的推送消息后，用戶根據推送消息及時采取相關報警操作，如點擊“燈光”按鈕，實現對監控區域燈光的開關控制功能。點擊“拍照”按鈕，實現拍照記錄監控區域的功能[6]。點擊“報警電話”按鈕，實現撥號報警功能。上述操作均在iOS移動客戶端實現，用戶通過操作移動端，經過報警管理服務器端將相關操作信息轉發到數據采集端，最終數據采集端實現相應的操作，達到家庭環境智能家居安防的目的。
4 系統分析與測試
軟件測試是程序開發的重要環節，同時也是保障應用程序正常運行的關鍵。本文開發的程序分別在Xcode Simulator（Xcode模擬器）和iOS真機設備兩個平臺進行了測試。包括延時測試和iOS設備兼容性測試兩部分內容。
圖7 延時測試
延時測試，包括入侵報警消息推送延時和安防操作延時，此處延時包括硬件延時和軟件延時的總和。由測試統計結果可知，不同的延時均達到了系統的要求，延時測試結果如圖7所示。
iOS設備的兼容性測試包括該報警系統軟件對當前國內iPhone主流機型的兼容性，經測試，該移動客戶端能夠兼容目前iPhone主流機型。iOS設備兼容性測試結果如表1所示。
經過不斷的測試與改進，智能家居報警系統的延時和設備兼容性均達到設計要求。
5 結 論
本文設計的基于iOS平臺的人員入侵報警系統，著眼于智能家居安防的需求，可應用于多種不同的場景，如家庭、倉庫、小型超市、個體商店等[8]。結合ZigBee節點的無線組網優勢，實現了不同監測區域的靈活布網。面向iOS移動客戶端進行開發，使持有iOS設備的用戶能夠使用該系統，這將增加智能家居安防系統的目標用戶。因此，該系統的設計，較好的適應了智能家居安防系統的需求，適應了智能家居行業的發展方向。
未來工作將根據ZigBee無線網絡的特點，進一步優化iOS移動終端的性能，增加更多的監控措施，幫助用戶獲得更完美的使用體驗。
參考文獻
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【關鍵詞】無線控制；遠程控制；溫度控制；安防控制；能源管理
1.引言
近年來隨著人民生活水平和知識層次的不斷提高，人們也將注意力越來越多的放在了生活環境的安全性、舒適性和便利性上，因此也就產生了對家居智能化的需求；與此同時，在科學技術方面，計算機控制技術與電子信息通訊技術的飛速發展也促成了智能家居系統的出現。開發智能家居相關產品不僅能夠滿足人們生活的需要，對整個社會信息化進程的推動作用也不可忽略。
我們基于上海未來伙伴機器人有限公司創新套件設計了一套智能家居控制系統，利用結構部件、連接部件和傳動部件以及傳感器完美得組合在一起，通過能力風暴控制器、單片機系統、無線模塊、GSM模塊等，實現了家居的無線控制、遠程控制、溫控、安防控制等功能，使人們的生活更加便捷、安全、舒適。
2.系統總體設計方案
家居智能的基本目標是，將家庭中各種與信息相關的通信設備、家用電器和家庭安防裝置連接到一個家庭智能化系統上進行集中或者異地的監視、控制和家庭事務性管理，并保持這些家庭設施與住宅環境的協調。根據智能家居所需要的功能，我們按照與家庭所處位置的遠近，將系統歸納為遠程控制、無線遙控控制和本地集中控制三種控制方式。
遠程控制通過手機發送短信形式進行控制，此方案主要用到GSM模塊和單片機，手機發送指令到GSM模塊的SIM卡，然后根據用戶的指令來控制家電設備或者接收報警信號并向用戶報告。使人們身在外地就可了解家中的各種狀態。
無線控制功能是通過無線發射接收模塊實現近距離控制功能，主要包括對家電的近距離控制和接收報警信號，節省了無線通信不必要的費用，也省去了花在綜合布線上的費用和精力。其主要電路由51單片機模塊電路、無線發射接收電路、能力源控制器、AS-UⅢ智能機器人組成。
“自動+手動”控制包括路燈、太陽能草坪燈、走廊燈控制的自動控制，可節約能源。空調、花園澆水、窗簾是采用“自動+手動”控制，既可以自己通過按鍵控制開關，也可以自動控制。
3.硬件電路設計
3.1 無線控制系統
用戶通過終端控制器發射指令，由接收系統對電飯煲、熱水器、排風扇進行開關控制。用戶通過終端控制器發射相關指令，接收系統對大門、車庫門、房門也可進行開關。采用AT89C51單片機，通過功能按鍵選擇以上的開關控制，由12864液晶顯示器進行顯示相關狀態，同時蜂鳴器起到報警的作用，使用2400bit/s無線模塊實現近距離無線控制。無線終端控制器的框圖如圖1（左圖）所示。接收系統通過解碼實現對家用電器、門等控制。同時門上安裝磁敏傳感器檢測門的位置，使門實現自動開關功能。接收系統的框圖如圖1（右圖）所示。
無線終端器的電路原理圖見圖2所示，電源為5V直流電，12864液晶顯示器中RP1可以調節顯示器的亮度，S1-S6為無線終端控制器的功能選項按鈕，S7為單片機復位按鈕。AY1為蜂鳴器，當單片機20腳輸出低電平時，Q1導通，蜂鳴器開始鳴響。2400bit/S為無線模塊，當接收到無線信號時，單片機進行解碼，并通過12864與蜂鳴器顯示相關數據。
3.2 遠程控制系統
用戶通過手機發送短信，GSM模塊接收到手機的指令，通過單片機進行遠程控制電飯煲、浴室熱水器、浴室換氣扇等的開關。控制系統框圖如圖3所示。
手機發送指令給GSM指定號碼，從而實現遠程控制的功能。指令表見表1。
3.3 “自動+手動”控制
3.3.1 溫控系統
臥室內，用戶可以“手動”設定空調的溫度，使室內的溫度控制在人體舒適度范圍之內，當室內溫度和設定溫度有偏差時，就會“自動”啟動空調開關，并且會自動進行制冷或制熱的選擇。控制框圖如圖4所示。
3.3.2 自動灑水系統
通過傳感器檢測土壤濕度，土壤干燥時啟動灑水系統為花草澆水，當濕度達到一定值時，灑水機停止工作，或人為進行灑水系統的開關。控制系統的框圖如圖5所示。
3.3.3 風力發電系統
當風力達到一定時，風力發電系統自動工作，由存儲裝置儲存電能，供電給用電器。
3.3.4 自動太陽能草坪燈系統
白天，通過屋頂上的4塊太陽能板進行蓄電，晚上，電池給草坪燈進行供電，控制器采用5251專用芯片進行光線檢測、升壓驅動。
3.3.5 燈光控制系統
利用光敏傳感器檢測太陽光，當白天接收到太陽光時，路燈滅。晚上接收不到太陽光時，路燈點亮；利用聲音傳感器檢測走廊聲響，當有人走過發出聲音時，傳感器接收到信號，走廊燈亮，延時10秒后，走廊燈熄滅；利用光敏傳感器檢測環境明亮程度，當早上接收到太陽光時，電機正轉，窗簾打開；晚上光線比較弱時，電機反轉，窗簾關閉，框圖如圖6所示。
3.4 安防系統
本系統設計的安防系統包括防火系統、防盜系統和緊急求救系統。框圖如圖7所示。
利用溫度傳感器檢測室內溫度，當發生火災時，溫度升高，啟動報警功能，房屋周圍4個LED燈閃爍，喇叭聲音報警，同時滅火系統（噴水）啟動。并通過無線模塊向終端控制器發送一個信號，終端控制器報警以及時提醒房主，同時，GSM模塊也向房主發送短信進行提示。
利用紅外反射、接收裝置安裝在門上，當大門關閉時，如果有人進入，啟動報警，無線控制終端顯示盜賊進入，并報警，提醒房主及時處理，同時，GSM模塊也向房主發送短信。
當別墅內人員（尤其是弱勢群體的老人和小孩），出現緊急情況時，按下呼叫按鈕，啟動緊急呼叫系統，報警器會發出“嗚嗚～”的報警聲，同時GSM模塊也向房主發送短信，表示家中有緊急情況。
4.軟件程序設計
本系統用的軟件主要采用上海未來伙伴機器人有限公司提供的VJC流程圖編程和單片機C語言編程相結合，VJC流程圖編程更加直觀形象，流程圖采用模塊化編程的形式，接近人類自然語言，流程圖程序的形式與標準流程圖完全一致，簡單易學，是學習單片機C語言編程的基礎。編譯好的流程圖下載到能力源控制器，然后進行程序的調試，最后實現其功能。
4.1 走廊燈路燈程序
4.2 風力發電與自動灑水
5.制作和調試
本系統利用上海未來伙伴機器人有限公司創新套件設計了一套智能家居控制系統，將結構部件、連接部件和傳動部件以及傳感器完美得組合在一起，搭建成一套家居系統的框架，再通過能力風暴控制器、單片機系統、無線模塊、GSM模塊等，實現了智能家居控制系統。實物如圖10所示，經過調試，系統都完成了以上功能。
6.總結
本套智能家居控制系統具有以下創新點：
（1）無線控制和遠程控制相結合，既能進行近距離無線遙控控制也能進行遠距離控制。
（2）具有太陽能、風力發電裝置，為晚上草坪燈供電，起到了很好的節能作用。
本套智能家居控制系統通過模擬實物制作和調試，都能達到智能家居的功能，達到預期的效果。在應用到實際家庭中，也能實現這些功能。因此對開發智能家居控制系統有一定的借鑒意義。
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關鍵詞 創新 智能照明裝置 實踐
中圖分類號：TU113.66 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.01.075
Practice and Exploration of Innovation Project
on Intelligent Lighting Device
CHEN Jianxue， WANG Yujiang， WANG Xiaojun， MA Chao， LIU Xichang， KONG Xiangying
Abstract This paper introduces the experience of how to execute the innovation experiment project in college application education， that is， a practical intelligent lighting device project. Also， the method of improving the innovation ability of college students is discussed under various open platforms in information industry and technology.
Key words innovation; intelligent lighting device; practice
0 引言
創新是素質教育的關鍵。高等教育作為知識創新和技術創新體系的基礎，其責任就是要培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才。培養大學生的創新實踐能力，是高等學校教育的重要內涵，是學生自身發展和社會經濟發展的要求。通過歷年創新項目的實施，表明在自動化、計算機、電子信息等相關領域中，結合信息領域新技術和工程實際問題的創新項目，有效地培養了本科生的創新意識和實際動手能力。本文結合智能照明裝置創新項目，探討創新項目實施的一些具體經驗。
1 創新項目的提出
智能家居是當前最熱的研究方向之一，在電子設備和智能手機越來越普及的時代，智能家居的各種開發創意越來越受到重視。智能家居的照明控制系統，就是根據某一區域的功能，每天不同的時間、室外光亮度或該區域的用途來自動控制照明，是整個智能家居的基礎部分。在智能照明系統中，用于燈光照明控制時能對電燈進行單個獨立的開、關、調光等功能控制，也能對多個電燈的組合進行分組控制，方便用不同燈光編排組合形式營造出特定的氣氛。智能照明系統中接入各種傳感器對燈光進行自動控制，實現智能調光，燈具的光線自動地由暗逐漸到亮，或由亮逐漸到暗。智能照明系統應用在智能建筑中，不僅能營造出舒適的生活、工作環境以及現代化的管理方式，而且還具有一定的節能效果。
從學校大學生的實際情況出發，不能選擇需要投入大量精力和資金的工業智能照明裝置的技術路線，必須考慮一年以內可以完成并且可以控制成本的解決方案。為此，首先收集了 市場上智能照明工業產品的相關信息。
飛利浦推出的Hue LED智能照明解決方案代表了較為先進的技術水平，支持1600萬種顏色變化以及開放式的開發接口和社區支持，使用高速32位STM方案并支持TI2530 Zigbee，操控軟件上對接IOS蘋果APP或者Android系統，但是其高昂的成本和售價也阻礙了產品的大規模推廣。美國售價199美元起，包括一組3個LED燈加連接到路由器的Bridge設備，每額外添加一個LED燈的價格是59美元，額外添加一個Bridge設備的價格是50美元。整套系統在歐洲和英國的價格更為昂貴。在上海正式向中國市場時，初始套裝售價1689元起。以上的價格均不包括家用路由器成本、手機端的軟硬件成本。這樣，項目組從盡可能降低成本的角度切入，參考Hue LED的產品方案來進行創新項目的設計。
Arduino是目前較為流行的電子互動平臺，基于單片機系統開發，具有使用簡單、功能多樣、價格低廉等優點，廣泛應用于電子系統設計和互動產品開發方面。Arduino接口眾多，各種配件較為齊全，開發調試和部署都非常方便，已經出現非常多地使用arduino來作為智能家居開發基礎設備的應用。本智能照明系統以極低成本方式實現部分Hue系統的智能照明功能，采用arduino單片機接受溫度和超聲波等傳感器所測量的數據，根據環境的溫度或物體的距離來實現燈光的自動調節。
2 創新項目的具體設計和實施
在創新項目的立項階段，需要創新項目組成員的共同努力。這個階段，項目組成員的知識面、技能基礎和技術眼光，往往在很大程度上決定了項目后續實施的順利程度。這個階段，對項目組成員的要求是能把握住整個項目的整體方向和技術路線，充分收集相關的技術資料和文獻，思考問題，解決問題，提高自身的創新能力和實踐能力。
在大量閱讀相關文獻后，創新項目組確定了智能家居照明裝置的硬件設計方案。智能家居照明系統包括燈光模塊、核心模塊和檢測模塊。燈光模塊為Arduino Mega單片機所連接的全彩LED模塊;核心模塊為Arduino Mega單片機;檢測模塊由溫度傳感器、超聲波傳感器、熱釋電人體紅外線傳感器共同組成。項目基于arduino單片機，連接溫度、超聲波等傳感器，分別采集環境溫度、物體距離等數據，通過PWM信號輸出控制全彩LED的R、G、B三原色。
硬件方案定型之后，項目組成員對智能家居照明裝置進行創新創意設計，根據前期的軟件基礎和準備進行軟件功能的設計，這時候培養了學生將創新思想落實到具體產品中并加以設計實現的能力。經過項目組團隊的充分討論，決定該項目的產品功能設計大致如下：系統中arduino功能設計為4層，模版配色功能及智能感知功能。
第一層次為簡單實現Hue系統的主要功能，即提供幾種固定的智能燈光配置，設想以2個LED燈泡為例，arduino以預設的調色方案去控制2個LED燈泡，比如家庭閱讀方案（亮黃、亮白組合）或者夜燈方案（弱白色為主）。配置操控界面可以在Android手機上開發實現。Arduino板卡和Android手機通過藍牙或者WiFi進行通訊。這一功能的設計主要還是立足于模仿飛利浦的Hue系統功能，側重點在于以極低成本實現智能照明的基本功能，從這個層面上說，學生們提出的如果能以低成本實現主流功能，其實也是某種意義上的技術創新。
第二層次，在arduino上加裝溫度傳感器，如DHT11溫度傳感器，實現根據環境的溫度來自動開關燈或者自動調節燈的亮度。溫度高時，可以開啟冷光燈來補充光源，溫度低時，可以開啟熱光燈來補充電源。
第三層次，在arduino上加裝超聲波傳感器，初定為US-100帶溫度補償的超聲波模塊，可以同時測距測溫。這樣可以實現arduino對人體的自動感知功能，該功能設計為夜間探測到人體后自動亮燈，并且隨著人體的走近逐步自動加亮LED燈，待夜間行動人體逐漸遠離之時，arduino又會自動逐步減弱LED發光強度直至滅燈。
第四層次，在arduino上加裝熱釋電紅外傳感器，通過熱釋電紅外傳感器采集室內是否有人等信息送到arduino，arduino根據這些信息對照明設備進行開關操作，從而實現照明控制，以達到節能的目的。
在這個功能的設計中，項目團隊的創新意識得到了充分發揮。大家仔細研究了市面上的智能照明產品之后，認為現有的很多產品功能比較復雜，比較注重細分人群的需求，如加入光照和音樂的配合因素、加入手勢對配色的影響、實現遠程配置照明等。對于一個低成本的智能照明裝置，可以考慮夜間人起夜時的自動照明需求，從這個常見的需求出發，設計出產品的自明、靜音功能，然后很自然地進一步設計出人體探測、無級變光、智能節電功能。
在整個項目的實施過程中，指導老師比較注重有意識培養學生的團隊意識、領導能力和合作精神。在設計過程中，項目組團隊需要合理安排計劃進度、人力分配，各個成員的分工配合，不同技術方向上的知識準備和攻關。這里涉及到很多知識，比如arduino的開發、傳感器的原理研究等，對于還在學習基礎知識的大學生來說，也是一個很好的學習機會。
作為一個創新項目，除了做出成型的樣機，還有一定的學術要求，本項目還具體要求、專利申請和軟件著作權申請。論文的撰寫、專利申請和軟件著作權的申請，對學生而言，也是很好的鍛煉機會。整個過程中，基本做到了緊張有序，每個人都得到了充分鍛煉。
3 總結
本智能照明裝置創新項目涉及到arduino開發、LED燈光配置、傳感器原理等知識和技能，在功能上初步實現了Hue系統的設想，并且在智能感知調光功能上有所創新，成本極為低廉，是一次非常好的創新實踐機會。回顧整個項目，從預研、立項、設計到實施，項目組成員廣泛閱讀了大量的技術資料，成功完成了智能照明裝置樣機的接線、編程和調試，并完成了論文的撰寫和專利、軟件著作權的申請，極大地鍛煉了學生的動手能力和科研能力，項目組團隊的創新意識得到了充分發揮。本次創新項目實踐中，還可以進一步加大產品的市場實踐環節。可以考慮讓學生去做一定的產品市場調查、產品市場推介或者聯系行業內廠家的工作，可以更好地體會創新產品的成果轉化過程和難度。
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拓展零售渠道改善渠道結構
對于任何商家，渠道都是至關重要的。在系統集成銷售中，空調、采暖爐、凈水器等產品都是半成品，必須把它做成一個系統，才能夠用，整體的銷售周期比較長，還涉及到很多隱蔽性施工，與家裝結合非常緊密，所以渠道有其特殊性。好享家目前的銷售渠道主要包括以下幾類：
一是家裝公司，由于系統集成行業的專業性強，很多消費者不了解，需要依靠家裝公司或設計師幫助他們進行推薦。所以，家裝公司的信息獲取在系統服務商的上游，也就成為系統集成非常重要的銷售渠道，服務商與安裝公司合作，行業通用的是傭金制方式，雙方相互推單。
二是門店零售，2011年以前，很少有服務商會開零售門店，好享家的旗艦店開業之后，以主題式商品陳列、體驗式商品銷售，打造了全新的舒適系統集成銷售模式，對行業還是有很大觸動的。現在南京市場很多服務商都開始重視形象建設，畢竟消費者對服務商的實力還是很看重的，而門店也是公司實力體現的一種形勢。同時，門店豐富的產品線展示，不僅能夠體現出服務商的專業度，更能夠增加消費者的體驗效果，遠比看電腦設計圖更能影響消費者。
三是個人設計工作室，個人工作室的優勢就是提供一對一的個性化家裝服務，往往是集設施、施工及內部裝飾于一體完成，很多高端顧客裝修時都會選擇個人工作室。如果說裝飾公司做的是量和面，而個人工作室做得是精和高，目前智能家居系統集成的消費群主要還是以高端消費人群為主，因此，個人工作室也是非常好的零售渠道。
四是售樓處也可以作為一個渠道，但開發商一般不太愿意為服務商提供客戶資料，除非服務商有更多的資源投入，作為提供資源方的形式合作，由開發商出面進行客戶的邀約工作。還有與開發商的樣板房合作等，系統銷售的渠道也是多種多樣。顧客在哪里，渠道就要開拓到哪里，因此，怎么樣去找到自己顧客就顯示了服務商的零售能力。
目前對每個服務商來講裝修公司都是非常重要的渠道，份額占比通常較高。單一渠道占比越高就意味你的風險越高，拓展渠道對服務商來講能夠更好地改善渠道結構，降低經營風險。例如，有的服務商家裝公司渠道的銷售占比高達到70%左右，2013年，家裝行業生意較好，業務量明顯上升，好享家也呈現出了良好發展的勢頭。好享家目前家裝公司渠道占比是50%左右，2013年上半年已經超額完成上半年的銷售目標，主要增長就來自零售門店銷售。門店零售雖然并不是很高，但增長快，穩定性強。因此，好享家也希望進一步在系統集成零售連鎖店業務上有所發展。畢竟企業要想做大做強，必須要掌握第一手的客戶信息，要建立與消費者面對面溝通的渠道。
但對零售市場的拓展，也取決于消費者對系統集成的接受度。就如同家電產品一樣，上世紀90年代初，家電還是高端消費品。隨著行業發展，消費者收入的提高，以及家電零售業的發展，購買家電越來越方便。家居系統集成也會如此，以前消費者裝修時，注重的裝飾性，現在更強調功能性。即家里的房子更有哪些功能，制冷、制熱、空氣凈化、水處理、除塵、新風、智能化等等，慢慢的消費者已經開始有這樣的意識，主動來選擇相應的功能。特別是對中央空調、中央采暖、中央凈水、智能系統已經有了一定的概念，但市場中還沒有如蘇寧、國美這樣大的系統集成銷售渠道，讓消費者可以很方便的找到，去購買他所需要的系統。所以，發展系統集成零售連鎖門店對服務商來講也是一個機會。好享家的旗艦店開業之后，就吸引了很多行業人士、社會人士對家居系統集成的關注度，如設計院、機關團體等都過來參觀過，對提升服務身零售品牌有著很重要的意義。
必須要有主動營銷的能力
從2012年開始，很多品牌商開始直接找到好享家，一方面是好享家在當地已經有了一定的影響力，另外方面也是品牌商越來越重視系統集成市場。在合作品牌的選擇上，好享家每個系統只選少數幾個合作品牌，一是整體市場份額沒有那么大，多品牌操作，每個品牌都賣不了多少，品牌不會重視。二是現在家居系統集成主要還是屬于高端消費，品牌定位要求也比較高。產品與復雜的設計與施工的配合，才能夠用很好地運行起來，而且運行起來后期還有很多維護工作。畢竟好享家涉足系統集成服務領域的時間并不是很長，相關的技術及經驗積累還不豐富，因此，品牌商的技術優勢和技術支持能力非常重要，而目前市場中具備這樣服務支持能力的品牌也并不是很多。
家居系統集成涉及的面廣，每個小系統中又會涉及不同的配置，把全部系統都做齊不具備可行性，在經營上必須要有自己的重點。目前，空調與采暖系統是家裝中的基礎應用部分，其次是凈水系統，再次是智能家居系統。智能家居系統又由家庭影院、智能燈光、智能監控、可視對講等，大系統中又有很多的小系統，對戶型的要求也較高，基本是以別墅用戶為主。目前，好享家以上述四個大系統的銷售為主，平均的客單價在7～8萬元。
由于大部分消費者還并不太了解系統集成，所以零售門店中自然客流較少，占比在10%左右。最初，考慮到這個行業不透明，行業利潤較高，為了盡快提升零售影響力，擴大銷售規模，好享家曾采用價格策略啟動市場。畢竟好享家有家電零售的背景，有供應商基礎，與供應商的合作模式比其他小企業也要成熟，可以拿到更好的政策。但做系統集成與家電銷售不同，家電銷售管理主要就是進銷存，即使有售后安裝服務，流程也比較短，是賺進銷差價，看資金周轉率。但服務商的服務流程非常長，服務成本高、服務人員的成本高，贏利模式與家電完全不同。
而且系統銷售與家電零售賣場不同，如果是大賣場，通過打廣告可能消費者就能夠到門店中來。但系統集成零售店，打廣告只能夠是提高公司品牌影響力，對銷售的影響非常小。一是消費者都不知道系統的概念，你告訴消費者在做活動，可以便宜一萬、二萬元沒有任何意義。二是即使消費者有系統的概念，從拿到新房鑰匙到裝修，再到裝修風格、設計方案確定等，遷涉的環節多、周期長，可能要一二個月，很難因為一個廣告去改變他整體的安排。
因此，好享家在2011年調整策略，又回歸到中等報價，同時加大做小區活動、網絡推廣的力度，多角度拓展業務。事實也證明，服務商不是坐商，一定要是行商。目前好享家在南京的旗艦店，除系統展示零售以外，會經常性舉辦各種活動，通過邀約的方式將目標消費者邀請到門店內。由于家居系統集成的受眾面還很小，所以做活動必須要結合更多的異業資源，將裝修涉及的材料商、設備商引入展廳內共同做活動，借助他們的力量約到有需求的顧客。另外，還要充分利用互聯網資源，特別是要與一些小區論壇的專業版主做好溝通。但在互聯網渠道，重點是利用網絡把客戶資源集中，用戶需求信息集中，做品牌推廣的意義更大一些，達成銷售并不是主要目的。
必須要建立團隊流程化管理
做系統服務與顧客溝通的周期長，好享家做過相關的測算，顧客購買產品之后，到系統完工，平均最少要接觸5次以上。而且整個銷售過程中，不是一個人就可以完成，而是要有一個團隊配合完成。因此，流程化管理非常重要。例如，零售部分，先是銷售階段，主要負責與顧客的接觸、談判及接單，銷售人員要負責方案的設計及報價。第二個階段是在設計環節，要根據客戶房屋的具體情況做設計及報價，顧客滿意以后簽合同，進入第三個施工階段，由項目經理掌控進度和對施工質量把控。第四個階段是施工完成之后的系統調試，調試之后交付顧客使用。最后還有使用之后是檢修、維護、回訪等。期間涉及的人員非常多，協調工作很多。因此，在整體銷售過程中，產品銷售只占30%，設計施工及服務要占70%，真的是三分產品七分服務。
好享家有三大事業部，零售事業部、對公事業部和服務事業部。系統集成的服務其實是工程項目，不是安裝與維修，所以服務事業部也比較復雜，有施工，就必須要有項目經理負責工程的協調，有監理對工程質量監督把關，后期的維護保養調試安裝等都是服務的內容。所以，好享家的服務事業部又分為工程部、監理部、維保部、客服部四大版塊。
系統集成能力是服務商的核心競爭力，這就決定了它不可能是一個能夠快速發展的行業，對企業的基本功要求非常高。因為，系統集成服務這個行業并沒有相應的標準，單件的產品有標準、裝修有標準、施工有標準，但整體的系統集成服務沒有標準，對于用戶來講，什么樣的系統是好的，必須要使用后才知道。所以，用戶使用的實踐會來檢驗你的方案，你的系統設計有沒有問題、安裝是不是規范、使用的材料是不是符合國家的相關標準等，有沒有安全的隱患等，都會影響到消費者的滿意度，用戶的口碑是好的衡量標準。因此，服務商必須要有設計能力、施工管理能力，物料的管理必須要有中央工廠的能力，這些基本功如果不到位，不可能發展起來。畢竟做工程不出問題不可能，但出了問題必須要馬上改進，甚至賠了很多的錢，才能把口碑建立起來，每個企業都是一步一步走過來的，發展到現在的優秀服務商，如成都美景、武漢廣華、杭州艾爾柯、上海永樂樓宇等，前期都做了大量的投入，培養人才，改良工藝等。
特別是專業人才的培養，不僅需要理論知識，對實踐的要求更高，做到某一個系統專業比較容易，但做到全系統專業就非常難，這也需要服務商真正把產品、家居環境以及消費者需求研究透，一定是需要一個高科技含量的團隊，這個團隊中有對不同系統進行專項研究的業務人員，同時他們又都是互動的，這樣才會為消費者提供更深層次和專業的解決方案。現在好享家每年都有校招計劃，從大學中招聘專業的人才，放到一線做定點培養。
