序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇智能家居論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

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基于ZigBee的智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計

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基于Cortex—A9的智能家居控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實現(xiàn)

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智能家居實訓(xùn)室在高校的建設(shè)與實踐

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基于Cortex—M3的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

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篇(2)

關(guān)鍵詞：智能家居；設(shè)計；多功能；人性化

智能家居系統(tǒng)別稱智能家庭局域網(wǎng)，其基本功能包括防盜報警系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)、電視對講門禁系統(tǒng)、煤氣泄露探測系統(tǒng)等眾多功能系統(tǒng)。我國的智能家居設(shè)計起步較晚，與西方國家存在較大差異。

一、智能家居的概念

智能家居別稱智能住宅，英文名稱為“Smart Home”。其是一個以住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ⒆詣踊悄芑谝惑w的高效、舒適、安全、便利，安裝有智能家居系統(tǒng)的居住環(huán)境。智能家居集成是利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、綜合布線技術(shù)、安全防范技術(shù)、音視頻技術(shù)、自動控制技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)備產(chǎn)品集成。它的目標是通過互聯(lián)網(wǎng)等信息通信技術(shù)手段，通過遠程控制終端來實現(xiàn)對家居電器等的智能控制，使其能夠按照人們的意愿設(shè)定工作運行，而不論距離的存在。智能化是智能家居的兩大特點之一，其另一大特點就是遠程控制。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，特別是無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)可提供遙控、家電控制、防盜報警、電話遠程控制、計算機控制等多種功能和手段，讓生活變得更加舒適、簡單和安全。

智能家居因為受產(chǎn)品生產(chǎn)商的限制。使其短時間內(nèi)無法實現(xiàn)統(tǒng)一的標準協(xié)議，所以一般都是一個商家單獨做系統(tǒng)研發(fā)方案的。其中比較具有影響力的一次是2007年微軟推出的“未來之屋”的一個方案，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于日常家居生活的一個典型案例。當人們進人房屋時，安全系統(tǒng)會對進入者的面部進行掃描，確認身份后才會打開房門。冰箱的液晶顯示器能夠智能的列出保存的食物清單，廚房水槽可以能夠根據(jù)使用者身高不同而調(diào)節(jié)高度，而排風機可以檢測油煙濃度，已作出是否需要開啟的決定。除了這些，每個房間的裝修風格墻、壁顏色和溫度，都可以根據(jù)使用者的喜好自由更換。

二、國內(nèi)外智能家居發(fā)展狀況

智能家居起源于20世紀80年代初，隨著大量電子家用電器的面市，家居生活電子化開始實現(xiàn)；80年代中期，通過把家用電器、安全防范設(shè)備與通信設(shè)備各部分獨立的功能用途整合成一體，形成了家居生活自動化的概念；到80年代末，隨著通信信息技術(shù)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了利用總線技術(shù)把家居生活中各種家電、通信、安防設(shè)備進行管理與監(jiān)控的商用系統(tǒng)，其在當時被美國稱為Smart Home，也就是現(xiàn)在智能家居的雛形。智能家居進入21世紀后，其發(fā)展是多樣化的，技術(shù)實現(xiàn)的方式也更加豐富了。總的來講，智能家居發(fā)展過程大概包括四個階段。第一階段主要是利用兩芯線、同軸線進行家庭組網(wǎng)，實現(xiàn)了窗簾、燈光控制等功能。第二階段主要利用RS-485線、部分利用IP技術(shù)進行組網(wǎng)，實現(xiàn)安防、可視對講等功能。第三階段實現(xiàn)了家庭智能控制的系統(tǒng)化，控制主機產(chǎn)生，功能包括控制、安防等業(yè)務(wù)。第四階段全部利用IP技術(shù)，末端設(shè)備利用zigbee等技術(shù)，智能家居功能提供采用“云”技術(shù)，達到了可以根據(jù)用戶需求實現(xiàn)個性化，以及定制。近年來，物聯(lián)網(wǎng)成為了全世界關(guān)注的熱點話題，全球公認為其是繼互聯(lián)網(wǎng)之后最有價值的科技創(chuàng)新。物聯(lián)網(wǎng)通過射頻識別（RFID）、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備，按制定的協(xié)議把所有物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來進行信息通訊以及交換，來實現(xiàn)智能化跟蹤、管理、識別、監(jiān)控和定位。物聯(lián)網(wǎng)的科技創(chuàng)新也為智能家居引入了新的定義，也擴大了其展領(lǐng)域。

在國內(nèi)開發(fā)智能家居的公司中，其家庭內(nèi)部組網(wǎng)中多采用有線方武（如X-10），但是利用無線通信的。 大多是自己制定簡單的協(xié)議，并沒有使用比較成熟的比較適用于智能家居的協(xié)議。國內(nèi)早期典型的智能家具系統(tǒng)有：海信的智能家居控制系統(tǒng)、科龍集團研制的智能網(wǎng)絡(luò)家居系統(tǒng)等。他們的產(chǎn)品因為帶有不同的標準，為產(chǎn)品的相互兼容帶來無法避免問題。2005年6月，以海爾為首的 “e家佳”和聯(lián)想牽頭的“閃聯(lián)”同時被信息產(chǎn)業(yè)部確定為推薦性標準，從而拉開了數(shù)字家庭競爭的序幕。到目前為止，智能家居系統(tǒng)的發(fā)展有了很大的進展，其功能也越來越多樣化，其產(chǎn)品的兼容性問題也得到了很大的改善。

三、智能家居的特點

1、節(jié)約能源：在不需要時，能源系統(tǒng)可以自動關(guān)閉，這樣可以減少能源的浪費，減低使用能源的費用。

2、操作方便：智能家居系統(tǒng)提供遠程遙控接口。智能家居系統(tǒng)還可以把重復(fù)的工智能化。在您外出時，還可以控制家電。

3、安全性高：智能家居系統(tǒng)在緊急情況下可以防御壞人或報警。您可以在任何地方可以監(jiān)控家里的安全狀態(tài)，這樣可以保證您住宅的安全。

4、改變生活方式：您可以在家辦公，進行遠程會議，孩子在家里上課，主婦在網(wǎng)上逛街等。生活中的大部分都可以利用互聯(lián)網(wǎng)在家進行，不受時間地域的限制。智能化的生活工作方式與以往的生活工作方式有了很大區(qū)別。智能家居可以給人們帶來更為簡單快捷的生活，在現(xiàn)在這個生活、工作節(jié)奏越來越快的社會，智能家居也可以為人們減少繁瑣家務(wù)、節(jié)約時間，讓人們有時間去休息，去教育子女，去鍛煉身體和進修，使人們的生活工作質(zhì)量有了很大的提高。

四、智能家居的控制

智能家居應(yīng)該不需要依賴復(fù)雜的集成和布線，而是能夠感知環(huán)境、感知人，并且隨著互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人與物、物與物的溝通將變得不再困難。手機不應(yīng)該是控制器，而應(yīng)該只是這些“管家們”和人溝通的一個管道。智能家居控制系統(tǒng)是由各個子系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)組合而成的，要根據(jù)需要，減少或者增加子系統(tǒng)，以滿足需求。另外，可以設(shè)置各種控制模式，如離家模式，回家模式，下雨模式，生日模式，宴會模式，節(jié)能模式等，極大滿足生活品質(zhì)需求，即插即用，特別用無線的方式，可以快速部署系統(tǒng)。

通過上述內(nèi)容簡要介紹了智能家居設(shè)計的內(nèi)容，分析了其在國內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀，詳細指出了其特點與有效控制形式，希望通過本論文能推動智能家居的發(fā)展。

參考文獻：

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關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能家居；課程建設(shè)；項目式教學

中圖分類號：g712文獻標識碼：a文章編號：1672-5727（2014）07-0107-03

“智能家居”的概念自20世紀80年代被提出后，進入21世紀才引起社會的廣泛關(guān)注。隨著智能家居技術(shù)的不斷成熟、產(chǎn)品不斷完善、市場不斷發(fā)展，人們對它由陌生變熟悉，逐漸地由“遠觀”到真正應(yīng)用于家庭生活。正是因此，以往對智能家居的定義已經(jīng)不夠準確而詳盡，現(xiàn)在非常有必要重新審視智能家居的定義，以適應(yīng)智能家居行業(yè)的新發(fā)展。特別是“物聯(lián)網(wǎng)”概念提出以后，學術(shù)界開始大量探討與物聯(lián)網(wǎng)智能家居相關(guān)的概念、技術(shù)及標準，產(chǎn)業(yè)界也開始在多個領(lǐng)域加強對智能家居技術(shù)的應(yīng)用，數(shù)百所高等院校相關(guān)專業(yè)都開設(shè)了“智能家居”課程。

目前物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀與當初的互聯(lián)網(wǎng)非常相似，今天的互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)形成了巨大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模并衍生出很多行業(yè)。作為物聯(lián)網(wǎng)最主要、最重要的組成部分，物聯(lián)網(wǎng)智能家居也將經(jīng)歷這樣一次升級。家用電器的數(shù)量遠遠超過電腦、手機的總和，如果再加上各種諸如智能眼鏡和智能手表之類的無線傳感器、控制器，數(shù)量上就會是傳統(tǒng)電腦及手機的幾十倍甚至上百倍，可以說，單單一個物聯(lián)網(wǎng)智能家居的市場可能就是傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)及移動互聯(lián)網(wǎng)總和的幾十倍以上。從某種程度上來講，離開了智能家居，智慧城市或者智慧地球就失去了存在的基礎(chǔ)，可以說智能家居將成為物聯(lián)網(wǎng)最主流的應(yīng)用市場。

課程開發(fā)

為了體現(xiàn)工學結(jié)合的辦學特色，我院在開設(shè)“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)”之初，就堅持以職業(yè)崗位能力為核心的人才培養(yǎng)模式，開發(fā)了體現(xiàn)工學結(jié)合的課程體系，并根據(jù)技術(shù)領(lǐng)域和職業(yè)崗位的人才需求，突出專業(yè)技能的培養(yǎng)，形成了“理論與實踐相融合，以職業(yè)崗位作業(yè)流程為導(dǎo)向”的模塊化課程體系。通過開設(shè)一體化的專業(yè)實踐技能課程，將理論與實踐相結(jié)合，加強學生的綜合技能訓(xùn)練；推進課程與企業(yè)崗位技能需求相互融合，與就業(yè)崗位相互銜接，突出培養(yǎng)學生的實際操作經(jīng)驗；將職業(yè)資格、職業(yè)技能教育與院校日常教學相結(jié)合，大力推進實務(wù)專題、頂崗實習，培養(yǎng)學生專業(yè)崗位的實踐能力。

物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用包括智能交通、智能大棚、智能電網(wǎng)、智能家居、智能醫(yī)療等等，對于具有交通行業(yè)背景的院校而言，一般要開設(shè)“智能交通”課程；對于農(nóng)業(yè)類院校而言，一般應(yīng)開設(shè)“智能農(nóng)業(yè)大棚”課程；對于電力行業(yè)院校而言，可能就要開設(shè)“智能電網(wǎng)”課程。而我院是信息類院校，沒有專門的行業(yè)背景，所以根據(jù)福建省產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點及我院的實際情況，并征求企業(yè)專家和專業(yè)教師的意見，制定了專業(yè)培養(yǎng)方案和課程體系，其中包括“智能家居”課程。

課程建設(shè)

物聯(lián)網(wǎng)智能家居的內(nèi)涵究竟是什么？哪些技術(shù)是核心技術(shù)？哪些產(chǎn)業(yè)或產(chǎn)值才真正屬于“智能家居”？這些問題看似簡單，但又難以回答。當前，從技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、行業(yè)標準等方面還不能明確回答上述疑問。也正是因此，市場上關(guān)于“智能家居”的技術(shù)及應(yīng)用各不相同，能夠作為高職院校教學材料的資料、書籍及實驗設(shè)備就更加少之又少。只有從務(wù)實的角度考慮，將智能家居引向以“實際應(yīng)用”為目標的發(fā)展思路上，夯實智能家居的核心技術(shù)，拋開概念，注重應(yīng)用，智能家居才能成為獨立的學科專業(yè)，具有明確的科研方向，為物聯(lián)網(wǎng)新興產(chǎn)業(yè)服務(wù)。

因此，我院成立了“智能家居”課程建設(shè)小組，明確責任，分工合作，從案例資料收集、企業(yè)調(diào)研、教材編寫、實驗室建設(shè)等多方面推進課程的建設(shè)。截至目前，已完成課程標準（教學大綱）的制定、校本教材的編寫及實驗室的建設(shè)，圓滿完成了課程建設(shè)任務(wù)。

課程設(shè)計

本課程依據(jù)企業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)工程實施過程中的技能要求，以項目為單位組織教學，將智能家居各子系統(tǒng)的相關(guān)知識點和技能要素直接融入項目教學和實驗實訓(xùn)的各個環(huán)節(jié)中，讓學生在技能訓(xùn)練過程中加深對專業(yè)知識和技能的理解與應(yīng)用，培養(yǎng)學生的關(guān)鍵能力，滿足學生職業(yè)生涯發(fā)展的需要。

學習情境設(shè)計根據(jù)智能家居系統(tǒng)的實際工作崗位需求，以培養(yǎng)學生職業(yè)能力為重點，引入具有一定代表性的行業(yè)應(yīng)用項目案例，從中分解知識點作為子項目，從簡單到復(fù)雜，將該學習領(lǐng)域課程劃分為5個學習情境，各學習情境的教學過程以行動為導(dǎo)向，以學生為主體，基于工作過程加以完成，如表1所示。

教學設(shè)計以智能家居的相應(yīng)子系統(tǒng)為項目，采用一體化教學模式，邊學邊做。以實際工程建設(shè)過程為切入點，選取典型工作情境，分組實施。按照情境導(dǎo)入、項目分析、方案制定、項目實施、小結(jié)評價5個教學環(huán)節(jié)進行教學設(shè)計。以視頻監(jiān)控項目為例進行的教學過程設(shè)計，如圖1所示。當然，項目的選取要根據(jù)各院校的實際情況（包括實驗實訓(xùn)設(shè)備、專業(yè)教師能力以及合作企業(yè)等）而定。

教學方法與手段“智能家居”課程是一門理論性與實踐性相結(jié)合的課程，有些學生在此之前可能對“智能家居”知之甚少，因此授課過程中應(yīng)以實際應(yīng)用為主，以理論講授為輔，靈活運用多種教學模式，充分發(fā)揮傳統(tǒng)教學與現(xiàn)代教學的優(yōu)勢。（1）課堂講授。要將原理和概念深入淺出地講清、講透，并引導(dǎo)學生逐步理解課程的重點和難點，讓學生掌握基本概念、基本理論和基本技術(shù)，但不能講得太深，夠用即可。（2）實際工程項目參觀。在課程講授過程中，可安排并帶領(lǐng)學生參觀相關(guān)企業(yè)的建設(shè)項目和樣板演示，目的是使學生對智能家居有感性認識。（3）實際練習。充分利用本校實驗環(huán)境，在任務(wù)驅(qū)動課程設(shè)計理念的指導(dǎo)下，根據(jù)實際案例，按照工作過程步驟連貫進行，使理論與實踐的結(jié)合更緊密。（4）相互評估。在學生完成相關(guān)任務(wù)后，采用小組成員間和小組間相互檢查、測試、評分的方法，讓學生了解自己的不足，相互學習，取長補短，共同進步。（5）課外閱讀指導(dǎo)。目前物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術(shù)及應(yīng)用多樣化，但標準不統(tǒng)一，所以要鼓勵學生查閱相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源和輔助文獻，以進一步拓展學生的知識面。

教學成效

從理論到實踐，變被動為主動培養(yǎng)高技能應(yīng)用型人才，需要加強學生實踐操作、團隊合作等關(guān)鍵能力的培養(yǎng)，特別是對于一些課程的學習，許多學生只有在理解課程與未來工作的相關(guān)性之后，才能夠有目的、有意識地積極學習。因此，針對“智能家居”課程，應(yīng)采取以實踐教學為主、以理論教學為輔的教學方式，體現(xiàn)“做中學、學中做”的思想，激發(fā)學生的學習熱情，使學生從傳統(tǒng)的“要我學”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W”，從而變被動教為主動學。

形式多樣、思想開放結(jié)合每節(jié)課學習的實踐和理論知識，課后組織討論，師生座談，積極閱讀物聯(lián)網(wǎng)和智能家居方面的資料書刊，結(jié)合學生的興趣，在課程組教師的帶領(lǐng)下或自發(fā)地成立智能家居相關(guān)子系統(tǒng)的項目小組，如“視頻監(jiān)控小組”、“門禁系統(tǒng)小組”、“環(huán)境監(jiān)測小組”、“智能窗簾小組”等，對智能家居進行多角度的深入探討。

校企合作、提高能力在“智能家居”課程教學過程中要加強對學生實踐能力的培養(yǎng)，通過到企業(yè)參觀、到工程現(xiàn)場實踐、請企業(yè)管理人員介紹系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)驗及存在問題與原因分析等方式，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，其效果主要體現(xiàn)在兩個方面：其一，使學生明確自己的興趣取向及理論知識的掌握情況，為學生選擇畢業(yè)論文題目及就業(yè)方向打下良好的基礎(chǔ)；其二，通過參加課外參觀實踐活動，增加學生關(guān)于智能家居工程項目建設(shè)的經(jīng)驗。

存在問題

第一，本課程采用分組項目教學，學生需要通過團隊協(xié)作完成相關(guān)任務(wù)，因此出現(xiàn)一些學生依賴小組其他成員完成任務(wù)的情況，需要在教學過程中加強引導(dǎo)。

第二，項目式教學需要更好的場地和設(shè)備，因此要完善實訓(xùn)教學條件，加強互動教學模式建設(shè)，不斷改進校企合作模式。

第三，項目式教學需要更多的現(xiàn)場指導(dǎo)和手把手的示范，教師的工作量增加，由一個任課教師講授、指導(dǎo)，難免顧此失彼，因此可組織課程教學團隊，由幾個教師共同完成同一教學任務(wù)，同時引入企業(yè)人員參與部分教學，教學效果更佳。

第四，本課程涉及的知識面廣、技能復(fù)雜，如何協(xié)調(diào)好有限的教學課時與多而廣的教學內(nèi)容之間的矛盾，進行適當?shù)膬?nèi)容增減，是今后教學中需要不斷探討的

問題。

第五，目前關(guān)于智能家居的相關(guān)教材資料很少，能夠適合項目式教學需要的教材更是少之又少。因此編寫高職院校學生適用的“智能家居”教材非常必要，任務(wù)緊迫，與智能家居相關(guān)的技術(shù)及國家標準也在不斷改進和完善過程中，所以教材及課程內(nèi)容要實時跟蹤、不斷改進。

“十二五”期間，由于物聯(lián)網(wǎng)起步伊始，智能家居行業(yè)方興未艾，而我國真正從事該行業(yè)的人才極其匱乏，智能家居行業(yè)不僅是我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，也是未來社會發(fā)展的必然趨勢。可以斷定，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必將不斷升級，發(fā)展成為“國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)”，國家對物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的推動及智能家居行業(yè)本身巨大的市場需求和廣闊的發(fā)展空間，必將產(chǎn)生對該行業(yè)人才的巨大需求。

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篇(4)

[關(guān)鍵詞]智能家居；安防；體系；通信協(xié)議

1前言

智能家居，英文常用Smart Home表示，是以家為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ⑿畔ⅰ⒓译娮詣踊c智能化，集系統(tǒng)、管理、控制、服務(wù)于一體的便捷、舒適、安全、健康的家居環(huán)境。

當人們在追求更舒適、更高品質(zhì)的生活時，家居安全正成為人們?nèi)找嬷匾暤囊粋€領(lǐng)域。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，90%的家庭在烹飪時，會發(fā)生人中途走開；70%的家庭沒有安裝煙霧報警器，30%的家庭廚房大功率電器被直接連在接線板上。除此之外，當前國內(nèi)的大部分老舊社區(qū)安防設(shè)備老舊或損壞，外來人員可隨意出入小區(qū)，這導(dǎo)致了偷盜事件時有發(fā)生，嚴重危害居民的人身與財產(chǎn)安全。這些我們?nèi)粘Ｉ钪兴究找姂T的現(xiàn)象，往往就是導(dǎo)致我們?nèi)松砼c財產(chǎn)遭受嚴重損害的源頭。因此，購買家居安防產(chǎn)品正逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ钪兴究找姂T的現(xiàn)象。

同時，越來越多的科技企業(yè)已嗅到了家居安防潛在而巨大的市場需求，紛紛涌入智能家居安防產(chǎn)業(yè)，并研發(fā)出品種繁多、功能強大的智能家居安防產(chǎn)品。但是目前國內(nèi)還沒有成熟的智能家居安防標準體系來引領(lǐng)、規(guī)范行業(yè)有序競爭與發(fā)展。這導(dǎo)致了如下問題：對眾多產(chǎn)商而言，無法明確自身生產(chǎn)的產(chǎn)品是否完全符合國家相關(guān)的產(chǎn)品安全標準；消費者的合法權(quán)益缺少相關(guān)標準的切實保障；監(jiān)管者無法依照既定標準來對市場上的產(chǎn)品進行有效抽檢。因此，構(gòu)建智能家居安防標準體系將是解決上述行業(yè)問題的關(guān)鍵舉措。

2智能家居安防標準體系

2.1研究現(xiàn)狀

通過檢索萬方、維普、中國知網(wǎng)三大數(shù)據(jù)庫，未檢索到關(guān)于智能家居安防標準體系框架的相關(guān)論文。因此，本研究是國內(nèi)首個探索性建立智能家居安防標準體系的前瞻性研究。

2.2構(gòu)建依據(jù)

本文研究的智能家居安防標準體系目前還沒有成熟的標準體系，本研究作為探索性研究，主要依據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵要素與GB/T 13016-2009《標準體系編制原則與要求》來構(gòu)建標準體系。

2.3體系框架圖

整個標準體系采用分層模型，其中第一層包括：基礎(chǔ)標準、產(chǎn)品標準、檢測試驗標準、安裝施工標準、能源標準、信息技術(shù)標準、服務(wù)標準等7個子標準模塊；第二層則是對第一層做進一步的細分。具體如圖1所示。

3智能家居安防標準體系分析

3.1體系統(tǒng)計表

依據(jù)國家標準信息網(wǎng)的數(shù)據(jù)，查詢與收集智能家居安防產(chǎn)業(yè)相關(guān)標準，并對標準數(shù)據(jù)進行分類統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果如表1所示。其中標準總數(shù)目只有84個，而按照標準的適用范圍來看，國家標準38個，占比45%；行業(yè)標準44個，占比52%；地方標準2個，占比2%。從統(tǒng)計表中，可以得到如下結(jié)論：一是標準數(shù)目不多，覆蓋范圍不全，還有待制定新標準以填補空白；二是地方標準數(shù)目太少，而地方標準往往是國家與行業(yè)標準的前期技術(shù)儲備與試點，因此，各省市標準化研究院加大智能家居安防產(chǎn)業(yè)地方標準的制修訂力度，是非常有

必要的。

3.2標準分布情況

依據(jù)標準在產(chǎn)業(yè)鏈中發(fā)揮的作用進行統(tǒng)計，得出圖2標準分布圖。從圖中可知，產(chǎn)品標準與信息技術(shù)標準占比分別達到39%與25%，是整個俗繼逑檔暮誦淖槌傘R虼耍完善標準體系的重點要放在產(chǎn)品標準與信息技術(shù)標準上。

3.3標準時效性

依據(jù)智能家居安防標準體系明細表中標準實施的時間點，經(jīng)過統(tǒng)計分析，得到標準實施時間分布圖，如圖3所示。此圖也印證了智能家居安防產(chǎn)業(yè)在中國的發(fā)展歷程。2004年前智能家居安防產(chǎn)業(yè)剛剛在我國興起，因此相關(guān)的標準數(shù)目比較少；2005年后，隨著智能家居安防產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展壯大，新制定的標準數(shù)目呈現(xiàn)明顯的上升趨勢。但是，在進入2015年后，新制定的標準又出現(xiàn)了大幅度回落，這說明了經(jīng)過近10年的快速發(fā)展，智能家居安防產(chǎn)業(yè)又迎來了新的發(fā)展瓶頸。其中，在信息技術(shù)標準中，實現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)互通的技術(shù)領(lǐng)域一直沒有統(tǒng)一、全面的國家標準誕生，這嚴重影響了整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢頭。例如在視頻監(jiān)控設(shè)備中，消費者購買了不同產(chǎn)家的監(jiān)控設(shè)備，在搭配使用中，經(jīng)常出現(xiàn)兼容性問題。因此，本文將在下一章中分析視頻監(jiān)控設(shè)備互聯(lián)互通的問題。

4視頻監(jiān)控設(shè)備互聯(lián)互通分析

4.1抽樣數(shù)據(jù)

本文選擇星網(wǎng)銳捷、大華股份、海康威視、蘇州科達、中興力維五家國內(nèi)知名企業(yè)的IPC、NVR兩款主流產(chǎn)品，進行視頻監(jiān)控設(shè)備互聯(lián)互通問題的研究。

4.2主流接人協(xié)議簡介

4.2.1GB/T 28181簡介

作為公安部所頒布實施的第一個國家標準，GB/T 28181較好地解決了不同系統(tǒng)間的互聯(lián)互通難題，受到了各大視頻產(chǎn)商的積極響應(yīng)與接納，并在平安城市項目中被普遍推廣應(yīng)用。其主要致力于解決系統(tǒng)層級的交互通信與資源管理，憑借開放、清晰的接口設(shè)計，可將整個城市的安防報警系統(tǒng)級聯(lián)成一個大系統(tǒng)，從而實現(xiàn)自頂向下的管理。

4.2.2 ONVIF簡介

該標準致力打造不同企業(yè)的產(chǎn)品，可以通過一個“統(tǒng)一的語言”來進行溝通，確保用戶端設(shè)備不被固有解決方案所束縛，而這個“統(tǒng)一的語言”即該協(xié)議所描述的關(guān)于網(wǎng)絡(luò)視頻的數(shù)據(jù)模型、交互接口、通信模式等。同時，ONVIF協(xié)議所提供的接口是對全球廠商免費開放使用的，這使得諸多不同廠商所生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)視頻產(chǎn)品具備互通性。

4.3統(tǒng)計表

經(jīng)過統(tǒng)計分析，選取的五家企業(yè)生產(chǎn)的IPC產(chǎn)品對GB/T 28181與ONVIF協(xié)議支持率達到100%，而NVR產(chǎn)品對GB/T 28181與ONVIF協(xié)議的支持率分別達到25%與100%。因此，GB/T 28181與ONVIF協(xié)議已被大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)所采納使用，這有助于消費者以家庭為單位，使用不同企業(yè)生產(chǎn)的視頻監(jiān)控產(chǎn)品，成功搭建安防監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。

4.4建議措施

GB/T 28181與ONVIF在應(yīng)用范圍上存在差異，但在協(xié)議內(nèi)容上并沒有存在明顯的沖突。GB/T 28181更多的應(yīng)用于系統(tǒng)層面，以構(gòu)建市級、省級、國家級的多層級視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，主要實現(xiàn)的是城市安防系統(tǒng)間的互聯(lián)互通。而ONVIF主要解決了設(shè)備與設(shè)備之間指令交互、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葐栴}。因此，從應(yīng)用范圍上看，GB/T 28181與ONVIF可以起到互補的作用，而且兩個協(xié)議可以運行于同一個設(shè)備，而不互相干擾。

基于上述分析，當前，國家應(yīng)該大力提倡、推廣視頻監(jiān)控設(shè)備同時支持GB/T 28181與ONVIF兩種通信標準，這是解決視頻監(jiān)控設(shè)備互聯(lián)互通行之有效的措施。而從長遠角度講，國家應(yīng)設(shè)立專項研究，積極研究推動ONVIF與GB/T28181合二為一，取長補短，搶先制定出一個更全面、更通用的視頻監(jiān)控通信協(xié)議。這也許是中國安防企業(yè)彎道超車的一次歷史性機會。

篇(5)

關(guān)鍵詞：智能家居；Zigbee；3G網(wǎng)絡(luò)；安全監(jiān)控

引言

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展及人們生活水品的提高，越來越多的人不再滿足于傳統(tǒng)的家居生活方式，開始期望出現(xiàn)一種依托現(xiàn)代科技的全新的家居體驗，智能家居技術(shù)應(yīng)運而生[1]，無論在傳統(tǒng)家居還是智能家居中，安全問題一直是人們關(guān)注的焦點問題之一。而一般的家居控制僅擁有家庭局域網(wǎng)絡(luò)，只能在家庭內(nèi)部進行監(jiān)控[2]。本文在此基礎(chǔ)之上研究并設(shè)計了一種基于Zigbee及3G網(wǎng)絡(luò)的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了對家居系統(tǒng)的遠程監(jiān)控，并且能夠通過移動終端實時的了解家庭內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)，提高家居生活的安全系數(shù)。

1系統(tǒng)架構(gòu)

本文研究設(shè)計的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)采用Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)加3G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，家居內(nèi)部的各種環(huán)境數(shù)據(jù)例如溫度，濕度等以及各家用電器的節(jié)點數(shù)據(jù)通過Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳送至嵌入式主控芯片，由嵌入式系統(tǒng)進行綜合分析處理，在此基礎(chǔ)之上，添加視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過在大門，陽臺等存在安全隱患的地方安裝攝像頭，進行視頻監(jiān)控，進一步提高家居安全系數(shù)。視頻數(shù)據(jù)也一并送至嵌入式主控系統(tǒng)，進行壓縮、編碼等處理。為了方便人們在外出的時候可以實時的了解家庭情況，本文將嵌入式系統(tǒng)收集并處理之后的各家居數(shù)據(jù)通過3G網(wǎng)絡(luò)接入Internet，用戶可以通過聯(lián)網(wǎng)的手機、平板電腦等隨身攜帶的移動終端實時的了解家庭內(nèi)部環(huán)境，實現(xiàn)對家居系統(tǒng)的遠程控制。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 智能家居監(jiān)控系統(tǒng)

2硬件設(shè)計

2.1 Zigbee無線局域網(wǎng)設(shè)計

Zigbee又被稱為紫峰技術(shù)，是基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議。一般這個協(xié)議規(guī)定的通信技術(shù)是一種傳輸距離較短且功耗較低的無線通信技術(shù)。其主要特點是低復(fù)雜度、低功耗、近距離、低成本、自組織、低數(shù)據(jù)傳輸速率。主要適合應(yīng)用于各類自動控制和遠程控制系統(tǒng)，可以嵌入到各種設(shè)備中。簡而言之，ZigBee技術(shù)就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。

本文采用的Zigbee技術(shù)為CC2530片上系統(tǒng)解決方案，CC2530是由德州儀器開發(fā)的一種典型的Zigbee技術(shù)解決方案，眾所周知，Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)需要一系列的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點作為支撐，本文采用的CC2530能夠建立起一個強大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，但是所需要的成本相對于其他解決方案來說有很大優(yōu)勢，同時CC2530具有一些不同的運行模式，切換不同的運行模式可以有效地降低系統(tǒng)功耗，對整個系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性有著重要意義。

2.1.1Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓撲

采用何種網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)將決定局域網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點之間消息的傳遞方式。常見的Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)有三種：星型網(wǎng)絡(luò)拓撲、樹型網(wǎng)絡(luò)拓撲、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓撲。星型網(wǎng)絡(luò)拓撲選定一個中心節(jié)點作為協(xié)調(diào)器，其周圍的相鄰終端節(jié)點均只與中心節(jié)點相互通信，中心節(jié)點作為整個網(wǎng)絡(luò)的核心，需要分析處理所有的數(shù)據(jù)，必須連續(xù)不間斷供電。樹型網(wǎng)絡(luò)拓撲是利用路由器對星型網(wǎng)絡(luò)拓撲做的一些補充即底層的若干個終端節(jié)點連接至路由器，各路由器再連接至協(xié)調(diào)器。通信時各終端的數(shù)據(jù)首先匯集到路由器，再由路由器傳送至協(xié)調(diào)器。網(wǎng)狀拓撲即樹型拓撲中的路由節(jié)點可以與其附近的其他路由節(jié)點相互通信，信息傳輸方式更加復(fù)雜多變。三種網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 三種網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

通過對上述各拓撲結(jié)構(gòu)的分析，結(jié)合本文設(shè)計需求可知本文更加適合采用星型網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。

2.1.2無線傳感網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點設(shè)計

終端節(jié)點是整個智能家居系統(tǒng)最基礎(chǔ)的部分，由傳感器采集模塊和Zigbee精簡功能設(shè)備集成而成。終端節(jié)點接收到協(xié)調(diào)器節(jié)點發(fā)送來的數(shù)據(jù)采集命令之后，將傳感器采集到的家居環(huán)境數(shù)據(jù)經(jīng)無線傳感網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至協(xié)調(diào)器節(jié)點，再由具有全設(shè)備功能的協(xié)調(diào)器節(jié)點傳送至嵌入式系統(tǒng)。

常規(guī)的家居環(huán)境數(shù)據(jù)采集傳感器如溫度傳感器，濕度傳感器，煤氣濃度檢測傳感器等都有成熟的電路，本文設(shè)計中只需將傳感器模塊與Zigbee模塊結(jié)合即可組成無線傳感器。無線傳感器結(jié)構(gòu)如圖2所示。在本文的星型Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓撲中，無線傳感器作為終端節(jié)點只需與協(xié)調(diào)器節(jié)點之間相互通信，接收協(xié)調(diào)器節(jié)點發(fā)送的命令，并將傳感器采集的數(shù)據(jù)傳送至協(xié)調(diào)器節(jié)點。無線傳感器結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3無線傳感器結(jié)構(gòu)

2.2 監(jiān)控視頻采集處理

在大門、陽臺、客廳等室內(nèi)一些必要的地方安裝基于USB接口的數(shù)字攝像頭，將采集到的視頻數(shù)據(jù)通過USB接口直接送到嵌入式系統(tǒng)中進行壓縮及編碼處理。數(shù)字攝像頭可以直接將采集的模擬視頻信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號。數(shù)字視頻信號與模擬視頻信號相比具有抗干擾能力強，頻譜效率高，圖像失真少等優(yōu)點。目前市場上的攝像頭基本以數(shù)字攝像頭為主，購買及安裝使用非常方便。嵌入式主控系統(tǒng)在接收到攝像頭發(fā)送的數(shù)字信號并進行壓縮處理之后將視頻數(shù)據(jù)通過3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至用戶的移動終端，方便用戶隨時通過視頻圖像了解家居內(nèi)的安全狀況。

3監(jiān)控系統(tǒng)功能實現(xiàn)

本文系統(tǒng)平臺采用ARM-Linux系統(tǒng)，其內(nèi)核功能與Linux操作系統(tǒng)非常相似，并沒有本質(zhì)區(qū)別，驅(qū)動程序需要實現(xiàn)的功能也一樣。只是在內(nèi)核編譯時，需要移植到ARM上的Linux系統(tǒng)所采用的編譯器以及一些頭文件和部分庫文件會依賴于具體的ARM處理器結(jié)構(gòu)。解決這一問題只需在Makefile文件中制定即可。

3.1視頻采集壓縮功能實現(xiàn)

本文視頻采集功能的實現(xiàn)依靠USB攝像頭，其正常工作需要在ARM-Linux中配置相關(guān)的驅(qū)動程序。Linux中關(guān)于視頻設(shè)備的驅(qū)動程序常用的是Video4Linux。它提供了一系列的接口函數(shù)供視頻設(shè)備編程時調(diào)用。

首先將驅(qū)動程序模塊編譯成.O目標文件，放在內(nèi)核的/lib/modules/目錄下，使用depmod a命令將此模塊變成可加載模塊。在調(diào)用攝像頭功能時，使用insmod命令調(diào)用驅(qū)動程序中int init-module（void），設(shè)備驅(qū)動程序開始初始化，初始化結(jié)束，攝像頭便能正常工作。攝像頭被正常驅(qū)動之后，便是對視頻數(shù)據(jù)的采集工作。圖4為視頻采集工作流程圖。

圖4 視頻采集流程

完成對視頻的采集之后，為了便于視頻數(shù)據(jù)在3G網(wǎng)絡(luò)中傳輸，還需要對視頻數(shù)據(jù)進行壓縮，以適應(yīng)3G無線網(wǎng)絡(luò)帶寬。H.264視頻壓縮標準是JVT（Joint Video Team 視頻聯(lián)合工作組）提出來的一種新的視頻壓縮標準，在圖像質(zhì)量相同的前提下，H.264數(shù)據(jù)壓縮比與MPEG-2相比高出2-3倍，比MPEG-4相比高出1.5倍到2倍。因此，經(jīng)過H.264標準壓縮后的視頻數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求更低，更適于帶寬非常緊張的無線網(wǎng)絡(luò)。

3.2 3G網(wǎng)絡(luò)傳輸功能實現(xiàn)

本文設(shè)計的3G網(wǎng)絡(luò)部分的主要功能是將嵌入式主控系統(tǒng)收集并處理之后的監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)及各類家居安全數(shù)據(jù)以無線的方式接入互聯(lián)網(wǎng)，并發(fā)送至用戶的手機等移動終端。3G模塊接入方式采用WCDMA制式，選用能夠滿足監(jiān)控視頻傳輸帶寬需求的華為E1750無線上網(wǎng)卡它支持上行最高速率HSUPA 5.76Mbps；支持下行最高速率HSDPA 7.2Mbps，數(shù)據(jù)傳輸非常快。

為使3G網(wǎng)卡在ARM-Linux下能夠正常工作，必須配置驅(qū)動信息。

首先在/driver/usb/serial/p12303.c

中加入3G無線網(wǎng)卡的ID信息：

{USB-DEVICE（HUAWEI_VENDORID），HUAWEI_PRODUCT_ID））

在/driver/usb/serial/p12303.h中加入：

#define HUAWEI_VENDOR_ID 0xl2dl

#define HUAWEI_PRODUCT_ID 0xl001

然后，將Linux內(nèi)核重新編譯。

在內(nèi)核/dev目錄下建立新的字符節(jié)點

Mknod/dev/ttyUSB0 c 188 0

Mknod/dev/ttyUSB1 c 188 1

Mknod/dev/ttyUSB2 c 1 88 2

接下來交叉編譯3G虛線網(wǎng)卡驅(qū)動的移植工具usb-modeswich，它是一種轉(zhuǎn)換USB設(shè)備工作模式的工具。usb-modeswich.setup文件中加入以下程序：

#Huawei E1750

#Contributor：Anders Blomdell，Ahmed Soliman

DefaultVendor=0x12dl

DefaultProduct=0x1446

TargetVendor=0xl2dl

TargetProduct=0x1001

#only for reference and0.x versions

MessageEndpoint=0x0l

MessageContent=”55534243123456780000000000000011060000000000000000000000000000”

HuaweiMode=0

運./usb_modeswitch即可切換3G網(wǎng)卡的工作模式，進行3G撥號上網(wǎng)。

實驗室條件下，在基于Linux操作系統(tǒng)的嵌入式平臺基礎(chǔ)之上連接USB攝像頭，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為實驗室的WCDMA3G網(wǎng)絡(luò)，終端為一個普通的安卓系統(tǒng)智能手機。測試了包括燈光控制、溫濕度采集等10個節(jié)點，最遠距離協(xié)調(diào)器13米，結(jié)果表明，在Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)內(nèi)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，沒有出現(xiàn)掉線的情況，能夠有效的采集并傳輸測試的數(shù)據(jù)。3G通信網(wǎng)中也能夠高效的傳輸視頻等信息數(shù)據(jù)。圖5為實驗室條件下手機終端接收到的監(jiān)控畫面。

圖5 移動終端監(jiān)控畫面

4 總結(jié)

本文研究設(shè)計了一個基于Zigbee及3G無線網(wǎng)絡(luò)的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了Zigbee網(wǎng)絡(luò)采集的各種室內(nèi)安全數(shù)據(jù)和攝像頭采集的視頻監(jiān)控畫面一并通過3G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至用戶移動終端。為用戶提供了一個家居安全監(jiān)控平臺。3G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用也契合了當下高速發(fā)展的移動互聯(lián)網(wǎng)時代，具有很高的實際應(yīng)用價值。

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篇(6)

【關(guān)鍵詞】 智能家居 電氣安全 綜合測試

一、引言

隨著我國改革步驟的加快，經(jīng)濟迅速發(fā)展，智能制造技術(shù)也為工業(yè)革命帶來了契機。家用電器行業(yè)得到了較快的發(fā)展，人們逐漸開始購買空調(diào)、冰箱、洗衣機、電視等電器設(shè)備，極大地提高了生活質(zhì)量和水平。但是，在快速發(fā)展和使用過程中，許多家用電器的質(zhì)量問題也逐漸暴露出來，問題層出不窮，嚴重影響了人們的生活和生命健康安全。構(gòu)建完善的電氣綜合測試技術(shù)，可以及時發(fā)現(xiàn)家用電器的問題，確保家用電氣的質(zhì)量合格[1]。

二、智能家居時代電氣設(shè)備應(yīng)用分析

為了能夠提高家用電器的使用壽命，確保家用電器無故障運行，智能家居采用了嚴格測試工作，以便能夠及時地發(fā)現(xiàn)用電器存在的問題，但是經(jīng)過多年的實踐發(fā)現(xiàn)，家用電器應(yīng)用及測試工作依然存在較多的問題：

（1）許多家用電器安全標準不規(guī)范。家電行業(yè)發(fā)展迅速，不同功能的家用電氣安全標準更新較慢，導(dǎo)致家用電器安全問題頻發(fā)，影響人們使用[2]。

（2）家用電器漏電現(xiàn)象較為嚴重。漏電可能導(dǎo)致家庭人員生命健康受到威脅，一般漏電發(fā)生的原因是絕緣工作沒做好，家用電器內(nèi)部導(dǎo)電部件之間的絕緣不完善。

（3）大功率家用電器安全問題頻繁發(fā)生。大功率家用電器瓦數(shù)較大，家用電器內(nèi)部導(dǎo)線質(zhì)量不合格，容易導(dǎo)致設(shè)備工作短路，嚴重時可能引發(fā)火災(zāi)，比如電磁爐、高壓鍋和電熱設(shè)備等，瓦數(shù)都高達兩三千瓦，如果使用不當，極有可能引發(fā)火災(zāi)。

（4）不法商家偷工減料。許多家用電器對制造材料的要求較高，而許多制造商為了追求利潤最大化，制造家用電器時容易偷工減料，或者使用較次的材料進行加工生產(chǎn)，為用電器的安全使用埋下了隱患，非常容易產(chǎn)生安全事故。

三、智能家居時代電氣設(shè)備安全測試技術(shù)

隨著智能家居時代的快速發(fā)展和普及，電氣設(shè)備安全測試技術(shù)也在迅速發(fā)展，我國開始逐漸引入國外先進的電氣設(shè)備測試技術(shù)，家用電器測試技術(shù)主要包括以下幾個方面。

（1）泄露電流測試技術(shù)。泄露電流是指在不存在電器運行故障和電壓的情況下，電器中存在電流泄露。根據(jù)電氣設(shè)備測試經(jīng)驗可以獲知，電流泄露的情況包括以下幾個方面：電器中相互絕緣的金屬零件之間泄露電流；帶電零件與接地零件之間泄露電流；周圍介質(zhì)與絕緣表面形成的電流；人體觸及家用電器設(shè)備時，設(shè)備經(jīng)人體流入大地的電流或由設(shè)備經(jīng)人體又回到設(shè)備的電流。因此，泄露電流測試時主要針對這些部位進行測試，可以快速準確地發(fā)現(xiàn)泄露電流的部位[3]。

家用電器設(shè)備通電以后，可以在正常工作狀態(tài)下檢查電流。對地漏電流就是指流過保護接地導(dǎo)線的電流，也是測量家用電器設(shè)備通過電源線地線流回到地的電流，大多數(shù)家用電氣設(shè)備都采用具有三芯插頭電源，具體的測試流程如圖1所示。Sl左S2合電源反接的狀態(tài)下；S1右，S2合的正常狀態(tài)下；S2斷開中線，S1左的單一故障反向供電的狀態(tài)下；S2斷開中線，S1右的單一故障正向供電下；進行漏電流測試，對地漏電流在通常狀態(tài)下需要小于5mA，SFC（單一故障狀態(tài)下）必須小于 10mA。

家用電器外殼電流是指人接觸到設(shè)備上的接地保護外漏部分，部分電流將會從用戶身上流過，測試流程如圖2所示。S1用于反轉(zhuǎn)電源線，S3用于打開或閉合接地連接，S2用于斷開中線，外殼漏電流在正常使用狀態(tài)下需要小于100μA，單一故障狀態(tài)下小于500μA。

（2）耐壓測試技術(shù)。家用電器工作時，電壓的高低和動態(tài)變化較為頻繁，因此家用電器的耐壓測試就顯得非常重要。一般地，耐壓測試是指將一個高于正常工作的電壓接入到一個家用電器設(shè)備上，按照耐壓測試標準規(guī)定的時間，如果設(shè)備的絕緣性合格，則加在上面的電壓僅僅產(chǎn)生一些微小的漏電流或不產(chǎn)生漏電流[4]。對一般的被測設(shè)備來講，耐壓測試技術(shù)的關(guān)鍵是測量火線與機殼之間的漏電流值，相關(guān)規(guī)定如下：標準測試電壓是兩倍被測量電氣設(shè)備的工作電壓加1000V，部分電氣設(shè)備的測試電壓也可以高于這個規(guī)定值，測試電壓必須在5S內(nèi)逐漸上升，達到測試電壓值，保證測試電壓值穩(wěn)定加壓時長不少于5s，此時被測量的家用電器回路泄露的電流值等于額定電流的1.5倍。

（3）接地電阻測試。隨著家用智能大功率電氣的增多，接地電阻測試就顯得非常重要。接地電阻測試可以使用自動化的測試系統(tǒng)，包括程控電源模塊測試、信號采集調(diào)理模塊設(shè)計、計算機控制系統(tǒng)設(shè)計。程控電源模塊可以輸出0v-140v的程控電源或升流器，并且在DSP控制系可以輸出相關(guān)的電壓測試結(jié)果，經(jīng)流器升流之后可以設(shè)定一個輸出電流值，并且將電流值輸出到調(diào)理電路，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析和結(jié)果展示功能。

家用電器接地電阻測試時可以將設(shè)備電源線斷開，被測設(shè)備不需要家電，使用10A的恒流源提供一個交流電信號，獲取通過電阻造成的電壓降，計算接地電阻值，如圖3所示。

家用電器的外殼為了防止短路造成瞬間電壓過高，通常都需要設(shè)置一些絕緣電阻，絕緣電阻通常達到兆歐級別，具體的絕緣電阻測試流程如圖4所示。

四、 結(jié)束語

隨著智能家用電器的普遍使用和發(fā)展，家用電器的安全使用已經(jīng)引起了人們的關(guān)注。做好家用電器安全測試工作，有助于及時地發(fā)現(xiàn)家用電器存在的問題，保證家用電器的質(zhì)量和合格率，進一步保障使用人員的生命健康安全。

參 考 文 獻

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[2]聶石宗. 家用電器電氣安全綜合測試技術(shù)探討[J]. 科學中國人， 2015， 21（13）：114-116.

篇(7)

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能門禁；智能環(huán)境監(jiān)測；智能安防；智能家電

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2016）01-0076-03

引言

物聯(lián)網(wǎng)是一個涵蓋和跨越大量現(xiàn)有的專業(yè)門類和技術(shù)體系的國家戰(zhàn)略性新興技術(shù)，是當前世界新一輪經(jīng)濟和科技發(fā)展的戰(zhàn)略制高點之一。[1-3]如何與時俱進地培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才成了高校教育的首要任務(wù)。從2010年以來，全國200多所本科院校、100多所專科院校相繼開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是下一代信息技術(shù)的代表[4]，物聯(lián)網(wǎng)是典型的交叉學科，如何利用3～4年時間讓學生熟悉和掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，培養(yǎng)滿足社會需求的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才，各高校和社會各界人士都在積極探討。高校教師團隊身處一線教育崗位，結(jié)合學生學習的實際需求與教學需求，設(shè)計一套適合培養(yǎng)優(yōu)秀的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的教學設(shè)備，有著重大的社會意義。[5-7]

在物聯(lián)網(wǎng)的眾多典型應(yīng)用中，智能家居和我們的生活關(guān)系最密切，其市場正日漸興起。伴隨著巨大的產(chǎn)業(yè)需求，我國智能家居產(chǎn)業(yè)的人才需求量也一路高漲。智能家居的目的是創(chuàng)造一個優(yōu)質(zhì)高效、舒適安全、便利節(jié)能、健康環(huán)保的居住環(huán)境，優(yōu)化人們的生活方式和居住環(huán)境，幫助人們有效地安排時間、節(jié)約各種能源。[8-10]智能家居平臺也是一個涵蓋多種交叉學科的綜合平臺，是將理論知識靈活應(yīng)用到實際生活的經(jīng)典之作。[11]因此，研究和學習智能家居的開發(fā)過程成為許多高校培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用人才的一個有效途徑。

學生在物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)平臺的實踐中不僅能接觸到硬件設(shè)計、軟件代碼編寫，還能體會實際產(chǎn)品開發(fā)過程中各相關(guān)專業(yè)知識的交叉引用，積累開發(fā)經(jīng)驗。有了物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)平臺，學生不用走出校門、不用找企業(yè)實習，在實驗室里就能積累項目經(jīng)驗、培養(yǎng)團體精神、提高技術(shù)技能，為就業(yè)創(chuàng)造更好、更多的機會。

實訓(xùn)平臺整體設(shè)計

面向應(yīng)用型本科的物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)平臺，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居領(lǐng)域的綜合應(yīng)用為切入點，將與居家生活有關(guān)的各種設(shè)備有機地結(jié)合起來，通過網(wǎng)絡(luò)遠程綜合管理設(shè)備。筆者主要采取點面結(jié)合的研究方法，吸收了嵌入式處理器、ZigBee無線模塊、RFID模塊的最新研究成果，并注重對各大高校需求進行調(diào)研，以期找到符合大多數(shù)普通高校所要求的物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)平臺的設(shè)計方案，構(gòu)建求大同存小異的物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)平臺。本文按功能將物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)平臺劃分為4個子系統(tǒng)，下頁圖1是系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框架圖。

各模塊的主要功能包括：

①中央控制器：中央控制器是物聯(lián)網(wǎng)綜合集成創(chuàng)新實踐平臺的核心，中央控制器采用S3C6410+Linux操作系統(tǒng)，通過QT界面功能菜單、來自互聯(lián)網(wǎng)負責的命令、手機短信控制和遙控器控制信息等多種控制手段，控制實訓(xùn)平臺的各個終端節(jié)點。

②智能門禁子系統(tǒng)：門禁模塊主要實現(xiàn)指紋識別、ID卡識別、密碼識別、可視對講、文本留言、語音留言和圖像留言等功能。門禁控制器采用S3C6410+Linux操作系統(tǒng)，通過QT界面功能菜單以及模塊連接中央控制器共同實現(xiàn)門禁的各項功能。

③智能環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)：室內(nèi)信息包括室內(nèi)溫度、室內(nèi)濕度及室內(nèi)光照度等信息；傳感器采集到相應(yīng)信息后，通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳輸給中央控制器，中央控制器通過友好的人機交互界面實時顯示室內(nèi)環(huán)境信息，同時以折線圖的方式，清楚地展現(xiàn)出環(huán)境變化情況，環(huán)境監(jiān)測信息同時會作為其他子系統(tǒng)控制判斷的依據(jù)。

④智能安防子系統(tǒng)：安防模塊由火焰、煙霧、燃氣及人體紅外4種傳感器及終端檢測控制器組成，負責防火、防爆及防盜探測報警。在正常布防狀態(tài)下，安防模塊節(jié)點將采集到的實時數(shù)據(jù)通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)將報警信息發(fā)送給中央控制器，中央控制器根據(jù)設(shè)定的閾值和預(yù)設(shè)的報警方案啟動報警，預(yù)警方式有短信、聲光、語音和文字等。

⑤智能家電控制子系統(tǒng)：家電控制包括燈光控制、窗簾控制、風扇控制。控制家電時，中央控制器接收互聯(lián)網(wǎng)、手機客戶端或中央控制器QT界面功能菜單控制命令，通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)將控制命令發(fā)送給由目標家電連接的終端節(jié)點，控制相應(yīng)的家電。控制燈光的亮/滅和窗簾的開/合；在自動情境模式中，通過檢測室內(nèi)光照度等信息，完成燈光及窗簾的自動控制。

各子系統(tǒng)設(shè)計

1.智能門禁子系統(tǒng)設(shè)計

主控制器由嵌入式網(wǎng)關(guān)、7寸顯示觸摸屏、室內(nèi)攝像頭、3G模塊等組成。嵌入式網(wǎng)關(guān)采用ARM1176JZF-S3C6410 + Linux 2.6操作系統(tǒng)。網(wǎng)關(guān)的輸入方式采用電阻式觸摸屏輸入，用戶可在觸摸屏上通過點觸來實現(xiàn)對智能終端的控制，也可以通過觸摸屏來輸入信息。主控制器按照使用功能又分為室內(nèi)中央控制器和室外門禁控制器。室外門禁控制器通過以太網(wǎng)路由器組成局域網(wǎng)，其結(jié)構(gòu)框架圖如圖2所示。

2.智能環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)設(shè)計

室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測模塊主要由ZigBee節(jié)點、溫濕度檢測傳感器、光照度檢測傳感器和二氧化碳檢測傳感器組成。ZigBee節(jié)點將采集到的室內(nèi)環(huán)境信息，通過無線方式傳遞給協(xié)調(diào)器；協(xié)調(diào)器模塊通過串口1與室內(nèi)中央控制器連接；中央控制器通過讀取串口數(shù)據(jù)獲得數(shù)據(jù)幀，再根據(jù)通信協(xié)議解析協(xié)議內(nèi)容提取溫濕度和光照度的具體數(shù)據(jù)值。圖3所示的是ZigBee網(wǎng)絡(luò)下的環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)。

3.智能安防子系統(tǒng)設(shè)計

安防模塊主要由ZigBee節(jié)點、火焰?zhèn)鞲衅鳌熿F傳感器、燃氣傳感器和人體紅外傳感器組成。ZigBee節(jié)點將采集到的安防信息，通過無線方式傳遞給協(xié)調(diào)器；協(xié)調(diào)器模塊通過串口1與室內(nèi)中央控制器連接；中央控制器通過讀取串口數(shù)據(jù)獲得數(shù)據(jù)幀，再根據(jù)通信協(xié)議解析協(xié)議內(nèi)容提取各安防監(jiān)測數(shù)據(jù)。在布防時，中央控制器通過串口發(fā)送指令給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器再根據(jù)節(jié)點編號發(fā)送給目標節(jié)點。圖4所示的是ZigBee網(wǎng)絡(luò)下的安防子系統(tǒng)。

4.智能家電控制子系統(tǒng)設(shè)計

家電控制模塊主要由ZigBee節(jié)點、LED呼吸燈、電動窗簾和PWM風扇組成，室內(nèi)中央空調(diào)接收來自QT界面、Web網(wǎng)頁、手機客戶端或短信發(fā)來的控制指令，將指令轉(zhuǎn)化為控制命令幀，發(fā)送給協(xié)調(diào)器。協(xié)調(diào)器再通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)將指令發(fā)送給要控制的家電模塊。ZigBee節(jié)點模塊在接收到控制命令幀后，通過協(xié)議解析命令幀，控制家電模塊做出相應(yīng)動作。圖5所示的是ZigBee網(wǎng)絡(luò)下的家電控制子系統(tǒng)。

結(jié)語

筆者將物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)平臺分成4個部分，分別設(shè)計了各部分的個子系統(tǒng)，此實訓(xùn)平臺具有以下一些特點：①多學科集成創(chuàng)新技術(shù)。諸多技術(shù)的融合可加深物聯(lián)網(wǎng)工程及相關(guān)專業(yè)的學生對一些關(guān)鍵物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的理解，方便他們靈活學習和應(yīng)用各科知識，提高實踐和創(chuàng)新能力。②嵌入式可視對講技術(shù)。門禁模塊與中央控制器組成局域網(wǎng)，以S3C6410+QT的開發(fā)模式，在Linux操作系統(tǒng)中移植Qt4.7.0，通過TCP/IP協(xié)議進行音視頻的實時交互，實現(xiàn)模擬門禁監(jiān)控與對講功能。③多傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)識別與采集。能同時采集多種類的終端傳感器，在ZigBee節(jié)點上完成數(shù)據(jù)的識別、傳送和采集。相信隨著科技的發(fā)展，實訓(xùn)平臺將會越來越完善。

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