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嵌入式實驗箱為硬件基礎(chǔ)，以VisualStudio2005和Delphi為軟件開發(fā)平臺的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。通過詳細(xì)的系統(tǒng)設(shè)計過程，開發(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、程序開發(fā)和單片機(jī)系統(tǒng)的底層編程。本設(shè)計融合了嵌入式系統(tǒng)、通訊、單片機(jī)、軟件開發(fā)等學(xué)科的知識。系統(tǒng)測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)設(shè)計基本滿足要求，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，恰好利用了現(xiàn)有的良好的通信條件，使在外的業(yè)主能及時了解家中的安全，提高業(yè)主的安全感，而且通過手機(jī)實時控制家電，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的智能控制平臺的設(shè)計，功能包括了短信控制家電，傳感器探測非正常環(huán)境并且通過手機(jī)短信告知業(yè)主，以及以太網(wǎng)實時視頻監(jiān)控等功能。

2系統(tǒng)設(shè)計方案

摘要：針對房屋在日常中會遇到的安全使用問題，設(shè)計實現(xiàn)了一套基于WSN的智能家居監(jiān)測服務(wù)平臺，能夠?qū)崟r監(jiān)測家庭內(nèi)部的環(huán)境的基本情況，為家人帶來舒心的生活環(huán)境。系統(tǒng)設(shè)備主要通過ZigBee進(jìn)行內(nèi)部網(wǎng)通信傳輸采集的數(shù)據(jù)，通過樹莓派搭建本地服務(wù)中心進(jìn)行局域網(wǎng)管理，在有網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中能夠自動地將數(shù)據(jù)備份到服務(wù)器中。當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到家庭的環(huán)境變化時會對戶主進(jìn)行及時的安全提示，主要介紹了此套平臺架構(gòu)的設(shè)計思路。

關(guān)鍵詞：智能家居；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；WSN；監(jiān)測平臺;樹莓派服務(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。智能音箱已經(jīng)能夠正常與人對話并且按照人們的語音指令完成相應(yīng)的控制操作，例如，通過語音控制電燈打開及關(guān)閉，調(diào)節(jié)窗簾的打開范圍。家居是越來越智能便捷，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生活。與此同時，人們更加注重生活安全衛(wèi)生，注重各種裝修材料對身體造成的影響。在家居環(huán)境中，良莠不齊的裝修材料在一定程度上對身體造成了影響。例如日常使用的柜子、家具設(shè)備均會不斷地釋放甲醛，當(dāng)其含量達(dá)到一定濃度時，對身體是有危害的［2］。在陰雨天，雨水是否會飄進(jìn)房間對地板或室內(nèi)家具造成不可逆的影響。家里的電器設(shè)備是否溫度過高而容易引發(fā)物品燃燒，空氣中是否存在令人過敏的粉塵，均需要安全的對其進(jìn)行監(jiān)控［3］。目前市面上已經(jīng)存在檢測有害氣體的工具，然后往往缺乏對人們安全的智能提醒［4］。對于人們居住時間最長的房屋而言，需要將室內(nèi)的各項環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行數(shù)字型、實時性、智能型、提醒性的智能監(jiān)測。為了更好地評估室內(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)測服務(wù)平臺的框架。通過為建筑構(gòu)建溫度、天然氣、煤氣等傳感器的監(jiān)測［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Wi－Fi發(fā)送到服務(wù)器，最后通過移動端對其進(jìn)行查看監(jiān)控。

1智能家居監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計思路

1．1智能家居系統(tǒng)的設(shè)計

WSN的智能家居環(huán)境監(jiān)測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)計上圍繞環(huán)境監(jiān)測和系統(tǒng)控制兩大模塊進(jìn)行設(shè)計，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，包含對環(huán)境中慢性影響健康的氣體傳感器監(jiān)測和短期傷害性較強的特征監(jiān)測?；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，同時要求傳感器節(jié)點必須保證具有一定的防水性和耐熱性。洗手間在使用時采用密集采集的方式，而其余時間則采用稀疏采集模式。廚房是容易滋生細(xì)菌和各種小動物躲藏的絕佳地方，需要對空氣濕度、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)置物體檢測傳感器。臥室是對居住環(huán)境要求最高的地方，主要監(jiān)測噪聲是否超標(biāo)、空氣濕度是否在舒服的范圍內(nèi)［9］、監(jiān)測窗戶是否出現(xiàn)飄雨的現(xiàn)象，提醒用戶及時關(guān)窗；監(jiān)測窗戶光照強度變化，及時調(diào)整窗簾的閉合程度。對于房屋而言，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、光照強度、天然氣／煤氣、甲醛等作為監(jiān)測的對象。在無線通信環(huán)節(jié)中，主要采用ZigBee在節(jié)點與匯集節(jié)點間進(jìn)行近距離通信，由匯集節(jié)點實現(xiàn)對子節(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。由于無線傳感器節(jié)點是部署在居住的環(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)主要通過公眾號進(jìn)行顯示，用戶在公眾號可實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示、命令下發(fā)、歷史數(shù)據(jù)對比等功能。

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

關(guān)鍵詞：高層建筑；設(shè)計方案；智能化設(shè)計；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)計中,設(shè)計人員需要明確設(shè)計目標(biāo),準(zhǔn)確掌握設(shè)計要點,保證高層住宅建筑智能化系統(tǒng)運行高效、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)計目標(biāo)

高層住宅建筑智能化設(shè)計是為了將信息系統(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)計不同的是,高層住宅建筑智能化設(shè)計主要應(yīng)用了現(xiàn)代化信息技術(shù)以及先進(jìn)設(shè)備,對高層住宅建筑及其所在小區(qū)進(jìn)行集成化設(shè)計,創(chuàng)建出更加快捷、便利的居住模式。另外,設(shè)計人員還可利用網(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?？傊?高層住宅建筑智能化設(shè)計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)而開展的一項設(shè)計工作。[1]

2高層住宅建筑智能化設(shè)計要點

摘要：對于家用智能鏡子類產(chǎn)品的市場進(jìn)行全面的整合分析。以產(chǎn)品市場調(diào)研入手，建立產(chǎn)品檔案，并整合價格功能及技術(shù)，綜合分析家用智能鏡子產(chǎn)品的市場分布及趨勢變化，提煉出代表性產(chǎn)品進(jìn)行市場定位和價值分析，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)品近年來在越來越多地出現(xiàn)，但其市場還未成熟，功能定義尚未清晰。本文通過對智能鏡子產(chǎn)品的分析，可總結(jié)出產(chǎn)品場景、功能、市場以及核心價值定義的問題點，為設(shè)計制作相關(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；市場定位；產(chǎn)品價值；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)品屬性組成較為簡單，但無論從產(chǎn)品實際功能、產(chǎn)品體量、使用環(huán)境、適用人群、價格區(qū)間，都有很大差別。真正付諸量產(chǎn)的消費級智能鏡子產(chǎn)品，還沒有達(dá)到一定的市場覆蓋率，消費者對于此類產(chǎn)品，還沒有形成統(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，對產(chǎn)品本身進(jìn)行的所有輸入指令反應(yīng)可落實為：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，諸如體脂測量、體重計、紅外光譜等。而智能鏡子給用戶所有的輸出信息媒介，則可以通過屏幕顯示、揚聲器、燈光等等，也可以通過Wi-Fi或藍(lán)牙模塊，連接至用戶的移動設(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

一嵌入式技術(shù)相關(guān)課程特點

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)和計算機(jī)軟硬件技術(shù)，設(shè)計學(xué)科眾多，具有很強的實用性和專業(yè)性，是一個技術(shù)密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。由于涉及多個學(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個特點：①知識涉及面廣。嵌入式技術(shù)的理論和實踐幾乎涵蓋了計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程、通信工程等多個專業(yè)的基礎(chǔ)知識，知識體系要求比較全面。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)，知識內(nèi)容較為龐大。②課程綜合性強。嵌入式技術(shù)不像方向只側(cè)重于某一點的其他一些專業(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，進(jìn)行軟硬件協(xié)同設(shè)計。③課程實踐性要求高。嵌入式技術(shù)的相關(guān)課程實踐學(xué)時比例較大，通過動手實踐來解除學(xué)生對理論知識的深澀難懂，通過實例驗證來加深對課程內(nèi)容的理解。實踐學(xué)時的增添，培養(yǎng)了學(xué)生的實踐應(yīng)用能力，同時也為省級或國家級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)行知識儲備。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)沒有根本性改變，但是研究和應(yīng)用往往牽涉到社會生活的新興領(lǐng)域和科技研究的最新成果，需要不斷補充新的內(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，講授難度大；同時高職學(xué)生的理解能力又有限，對領(lǐng)會此類課程難度更大，教與學(xué)都存在一定的問題，所以在高職學(xué)生的培養(yǎng)過程中，需要與本科學(xué)生有很大的不同，每門課程都要強調(diào)實踐，注重理論與實際緊密結(jié)合。課程講授過程中注重知識的前沿性，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、ARM存儲系統(tǒng)、ARM內(nèi)部資源的C語言編程以及簡單的嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計等知識，使學(xué)生熟悉ARM嵌入式處理器結(jié)構(gòu)與簡單應(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)計及相關(guān)應(yīng)用的能力。