关键词：物联网；智能家居；安全性；认证
中图分类号：TQ174 文献标识码：A
1.概述
作为新兴技术的物联网，在电子消费商品方面具有很大的市场潜力。而物联网发展过程中智能家居是一个很重要的环节。对于普通家庭用户来说，是否愿意去购买这类产品，取决于便捷性和安全性两个方面。本文提出了一个智能家居安全性系统的方案，它使用网关来确保物联网设备之间的安全通信，同时允许用户通过智能设备进行使用和控制，兼具便捷性。
2.系统总体设计
智能家居发展初期，无线连接多采用蓝牙和Zigbee。但Wi-Fi的认证范围普适性强，现已成为主流，故系统选择Wi-Fi作为运行环境。而安全性方面，主要关注点对点通信的安全性认证。系统结构如图1所示，家庭内部由网关和连接网络的物联网设备组成。移动设备只要访问网关，用户即可控制系统。网关融合物联网设备和安全机制帮助设备之间进行认证，每个设备都只能与网关连接。用户控制系统时，设备的信号可通过网关发送给另一个设备。
3.认证过程
物联网中认证很重要，智能家居也是如此。本系统采用双向认证协议，网关和新设备之间产生预共享密钥，如图2所示。此协议使用椭圆曲线密码，密钥安全级别高，预共享密钥的时候它会在产生额外的系统公用密钥以保证系统安全。
4.系统运行过程
系统运行初始，物联网设备未连接网关，用户可通过Wi-Fi连接网关，之后是认证过程，与图2一致。认证包括两部分，一是在移动设备和物联网设备之间，二是在物联网设备和网关之间。前者是为了设备共享网络认证凭证，后者是为后续通信做准备。
移动设备与物联网设备之间认证过程如下：首先用户将物联网设备的ID和密钥存储到移动设备，之后用户打开物联网设备，连接Wi-Fi并与移动设备开始认证；待到所有设备完成认证，移动设备发送给物联网设备的网络通行证。而物联网设备与网关认证过程初始则是将物联网设备信息存储到网关，并且网关认证条件是ID和密钥都具备才会进入认证过程。完成认证后，双方产生的密钥可为之后通信做准备。每个设备只需要存储一个密钥就可以和网关通信，减少了物联网设备的存储负担。在系统进行认证的同时，家庭网络中的设备可以将设备可控的动作发送给网关，形成事件列表。用户使用移动设备访问网关时可见到所有设备控制选项，并设定不同设备的操作。
本系统中，家庭网关可用带有Wi-Fi收发模块的树莓派或者带有ESP8266芯片的Arduino Due单片机来实现。而系统中的智能设备如安卓手机需要安装应用，以便用户输入设备ID和预共享密钥来添加新设备。AllJoyn框架是实现此系统的基础，它是AllSeen联盟开发的开源物联网框架，可以支持多种设备和不同的操作系统，并且不同的平台有不同的软件组件，开发方便。
结语
智能家居领域，安全和便捷是用户最主要的两个需求。本文智能家居安全性系统方案以AllJoyn框架为基础，使用网关来进行安全认证，用户使用智能手机即可便捷操作。而在认证时，可以将认证信息转换为二维码，使用户认证更为方便。
参考文献
[1]孙威。物联网产品特性对消费者购买意愿的影响机制研究[D].华中科技大学，2011.
[2]沈玉龙，裴庆祺，马建峰，等。无线传感器网络安全技术概论[M].北京：人民邮电出版社，2010.
作为关注住宅社区智能化领域的专业媒体，2012年，《数字社区&智能家居》杂志成功举办了“首届智能家居集成方案设计大赛”，活动得到了国内众多资深集成商的大力支持和踊跃参与，积极投稿参赛。参赛作品刊登《数字社区&智能家居》全年杂志，受到了业内读者的认可与一致好评。全年共选登13篇“智能家居集成方案设计大赛优秀作品”。
中国智能家居产业联盟“CSHIA智能家居工程师培训”日前在北京成功举办，参与此次培训的学员均是来自全国各区域的实力智能家居集成商，部分学员更是“首届智能家居集成方案设计大赛”的参赛作者，在培训会之余，我们在教室举行了小型的颁奖仪式，由中国智能家居产业联盟秘书长周军为获奖参赛作者颁发水晶奖牌。
2013年，我们将继续努力，将更多精彩的智能家居设计方案分享给广大读者。同时，第二届智能家居集成方案大赛已于2013年1月1日正式拉开帷幕，欢迎广大集成商、设计师朋友们踊跃参与。举办集成方案大赛旨在为业内资深集成商搭建展示创意设计的舞台，提供更多学习与交流的机会，共同推进行业的不断向前发展。
2012-2013智能家居集成方案大赛优秀作品奖（以下排名不分先后顺序）
上海棕榈泉别墅智能家居系统解决方案
——上海树创智能科技有限公司 蒋川陵
武汉城投瀚城别墅智能控制解决方案
——武汉世创智能电子科技有限公司 肖静 张顺
昆明南亚之门智能家居样板房设计方案
——昆明振瑞科技有限公司 李论
南京紫金别墅智能家居系统设计方案
——江苏KGO凯歌智能&影音工作室·好享家 孙磊
成都蔚蓝卡地亚别墅智能家居设计方案
——成都众幻智能工程有限公司 蒋伟
西安中海铂宫的比尔盖茨家
——陕西亚都商贸有限公司 翟超
中信庐山西海别墅样板房及半岛餐厅智能家居设计方案
——江西珉轩智能科技有限公司 肖勇
东阳西山花园别墅智能化系统实例解读
——上海超享智能科技有限公司 严建新
赣州云山绿水苑智能家居系统设计方案
——恒业智能安防（深圳）有限公司 王称福
宁波绿城桂花园智能家居系统案例解析
——宁波镇海骆美电器 黄立峰
锦绣山河独栋别墅智能家居系统综合应用方案
——广州市聚晖电子科技有限公司 李远涛
花园别墅豪宅智能家居设计方案
——长沙宜居智能·影音 喻赛
荣和大地三层复式豪宅智能家居解决方案
关键词：家庭网络；WLAN技术；OPNE
中图分类号：TP393 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2016）30-0196-02
1 WLAN概述
近几年，移动通信技术从2G到4G，使移动设备也能享受到有线宽带的网速，但在移动用户较密集的区域网速总是十分慢。其次，在建筑内，网络信号因为穿透性的阻碍，信号强度也不够高。对于室内和人口密集的局部区域，我们的期望不再是网络的移动性，而是更偏向于网络的速度和稳定性。WLAN技术利用射频的技术，使用电磁波，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线所构成的局域网络，在空中进行通信连接，使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过。
2 家庭网络设计方案及仿真
2.1 仿真软件OPNET简介
OPNET就是一个网络仿真技术软件包，它能够准确的分析复杂网络的性能和行为，在网络模型中的任意位置都可以插入标准的或用户指定的探头，以采集数据和进行统计。通过探头得到的仿真输出可以以图形化显示、数字方式观察、或者输出到第三方的软件包去。其产品结构有ItDecisionGuru、Modeler、Modeler/Radio三个模块组成，能为用户提供一系列的仿真模型库，在电信、军事、航天航空、系统集成、咨询服务、大学、行政机关等方面被广泛应用。
2.2家庭网络设计方案
基于WLAN室内组网设计的应用场景，仿真对象为100*100m的住宅环境，针对家庭网络进行组网设计。首先，对网络设备进行设置，以太网入户，一台以太路由器进行协议转换，并且以太路由器可以将有线信号转换为Wi-Fi信号，提供给家庭移动互联设备使用。其次，若家庭面积较大或因建筑结构问题，有的区域内无法完全被Wi-Fi信号覆盖，则需要进行扩展，这里我们选用10Base-T，即传输速度10Mbps的非屏蔽双绞线进行有线连接，选用3com公司的小型交换机作为以太路由的扩展，实现家庭网络的全覆盖。
本次家庭网络设计的过程是先了解家庭网络的结构，其次进行初步设计。初步设计使用VISIO进行模拟，绘制网络拓扑图，给出家庭网络的初步设计思想，即网络的结构组成。然后通过OPNET进行对应的网络模型搭建，搭建完后选取需要收集的结果统计量，最后进行网络性能分析。
2.3家庭网络建模
2.4 OPNET网络仿真配置及相关数据量的采集
完成建模后，对网络进行参数配置，这里对每个无线节点及路由器选择802.11g协议，传输速率设置为54 Mbps，仿真时间设置为300s，这些在仿真过程中为不变量。为了对比网络性能，可变参数为节点数量及门限值。门限值对比我们选择系统默认的none和门限值256进行对比。
3 仿真的网络性能及结果分析
3.1减少移动节点后的网络的性能变化
移动无线节点的数量变化，会影响家庭网络的性能。因此，减少节点数目后，再次研究网络的数据丢失率，延迟，负载，吞吐量就可以知道节点数目对网络性能的影响。由于节点数量的减少，吞吐量峰值从21000bit/sec下降到13000bit/sec，其次，网络的负载峰值从34000bits/sec降到18000bits/sec。
3.2改变门限值后网络性能的变化
门限值也是影响网络性能的一个重要参数。拆分门限就是指以字节的形式给出拆分门限及除了最后一个包以外的数据的大小，任何从高层接收的数据如果其大小大于此门限值，都要在MAC层进行拆分，在无线接口上分片进行传输。门限值为特殊值none表明不对任何数据分片，门限值256表示以256字节为拆分标准。
由图可以看出，拆分门限值从0变到256时，网络的数据丢失率下降，但是因为对于大于256字节的数据要进行分片传输，因此信道易造成拥堵，导致平均延迟时间变大。其次，门限值的加入使限制了负载和吞吐量，因此门限值为0的负载峰值能达到35000bits/sec，吞吐量峰值能达到22500bits/sec；但是门限值为256的负载峰值达到22000bits/sec，吞吐量峰值达到17000bits/sec。
4 仿真性能分析及结论
网络的整体性能随着负载的增加，吞吐量也逐渐变大。当负载达到某个值时，网络的性能达到最优，但是随着网络负载的继续增加，当负载达到一个峰值时，由于负载过大，延迟也会随着负载的变化逐渐达到最大值，之后随着负载的稳定，延迟也逐渐趋于稳定。
减少网络的节点数目，会导致网络的负载量减小，吞吐量也随之较小，但是网络延迟因为负载的降低而减小，因此节点数目的减小使网络在传输的即时性上性能提高。
增加门限值，由于每次传输前要对数据进行分片，因此使网络延迟增加，降低了即时性。但是同时，由于分片处理，网络的数据丢失率明显降低，提高了网络的可靠性和稳定性。门限值的加入，使负载和吞吐量也受到影响，两者都相应地降低 。
参考文献：
[1] 张雪强。WLAN接入网络组网建设探讨[J].价值工程，2010，29（28）：158-160.
[2] 江涛。无线网络技术导论[M].北京：清华大学出版社，2008.
[3] 杨士元。 智能家庭网络技术及其应用。北京：电子工业出版社，2002.
[4] 何健。 智能小区网络设计规划[J].科技信息，2011（1）.
[5] 李军，陈虎。WLAN网络优化设计[J].现代电信科技，2005（2）：37-40.
[6] 胡祝帮。智能化家庭网络的现状与未来发展[J].建设科技，2002（6）.
[7] 马蕤。 家庭网络标准化状况及主要标准组织比较[J].物联网技术，2013（12）：46-49.
项目名称：梦湖香郡别墅
完成时间：2013年3月
功能设计：智能安防监控、灯光系统场景控制、多媒体电视控制、全房空调暖气控制、电动窗帘系统控制、多房间背景音乐系统。
项目简介
“梦湖香郡”项目是由香港新世界集团倾力打造的大型别墅住宅区，香港沈埃迪建筑设计公司分别规划建设有独立别墅、联排别墅、叠加别墅等多种不同形态的住宅。所有建筑的外立面采用彩铝断桥隔热门窗配LOW-E中空玻璃。项目地理环境优越，位于汉口城区以北，倚靠新华下路及武汉中环线，距离新世界百货、西北湖仅15分钟车程。
设计概述
21世纪是高科技智能的时代、数字化、网络化、智能化、从智能手机到智能家居体现的不仅是时代的发展，更是满足快节奏生活的追求。智能家居控制系统通过实现对灯光、电器、电动窗帘、影音等设备控制，为用户创造一个方便、智能、时尚、温馨、惬意的居住环境。本项目中设计了智能中控系统，可以控制家居灯光、电器、空调等设备。
智能灯光控制
传统的机械开关多而复杂，可能一个房间有多个面板，例如当您在客厅接待客人时，为了营造一个良好的接待场景需要一个一个去打开机械面板，然后选择调光面板，手动拉开窗帘，操作繁琐。而项目设计的智能中控系统能够很好的解决了这一问题。一个按键，主灯缓缓打开，所有需要光源自动开启，电动窗帘自动拉开，电视自动播放，提高业主的生活品质。房间面板采用蓝色夜光设计，图文结合简单方便操作，触摸控制更是彰显科技时尚。一个触摸按键即可打开所有需要开启的灯光，从而实现场景化，为家居生活营造良好的氛围。
本项目灯光控制主要以智能灯光面板和人体感应灯光的结合。人体感应主要区域包括门厅入口、过道过厅、卫生间、衣帽间、影音室。自动感应灯光系统感应到有人之后自动打开灯带照明，而当有人离开之后灯光自动关闭，节能、环保、方便。
智能安防监控系统
随着人们生活水平的提高，安全问题成了业主最为关注的问题，家庭人身、财产安全尤为重要。根据前期与业主的沟通，世创智能家居在弱电设计中融入了智能安防监控系统来保护家庭的安全。
视频监控系统主要用来监控画面，是对安防报警系统的补充，同时可以作为后期的取证使用。而且通过远程监控随时随地可以观看家里的环境，让业主放心外出。同时世创智能监控系统采用avtech摄像头，具有智能视频分析功能，能对监控画面的闯入者报警同时推送15s视频到主人的手机，起到提醒报警作用。
安防报警系统采用加拿大枫叶原装进口探测器，不仅产品性能稳定、功能技术先进、误报率极低而且外观美观大方，配合装修起到了锦上添花的作用。同时保护了业主家庭的安全。有人闯入即可报警。同时世创智能安防解决方案采用多段防范，室内、室外报警结合，室外报警系统采用语音驱赶、室内报警，极大了减少了误报的情况。
全宅智能化管理控制
全宅智能化管理控制包括：灯光系统场景控制、多媒体电视等控制、全房空调暖气控制、电动窗帘系统控制。项目中每个房间安装智能家居灯光控制面板，不仅可以随意控制本房间的灯光，同时可以实现整个家庭集中灯光场景控制以及家电设备和温度等其他设备的控制，例如：门厅的“回家模式”场景模式，可以打开所有房间的灯光，而“离开场景”就可以关闭家中所有打开的灯光和设备。
多房间背景音乐系统
别墅的背景音乐系统采用美国泊声多房间数字背景音乐系统。背景音乐系统让每个房间独立控制歌曲，互不干扰，而且能保证高品质音质效果。例如：在厨房可以边做饭边听舒适的背景音乐，同时在客厅可以把客厅电视的声音通过背景音乐喇叭播放出来。
系统配置
灯光
1罗格朗场景面板：12个
2 罗格朗多功能控制面板：2个
安防报警10区
1 一层门口
2 一层娱乐室
3 一层后院
4 一层外墙空调
5 一层煤气
6 二层过道
7 二层阳台
8 三层过道
9 三层主卧阳台
10 三层主卧外
视频监控4区
防区1：玄关
防区2：门口
防区3：庭院
防区4：后院
背景音乐5区
1 餐厅
2 三楼娱乐室
3 主卧
4 主卫
5 后院
地暖7区
1 室
2 餐厅区
3 客厅区
4 娱乐室
5 长辈房
6 次卧室
秦丹丹，现任广州视声电子实业有限公司技术支持部弱电设计工程师，从业3年，在广州地区智能家居行业有多项成功的案例，持有《智能建筑弱电工程师》资格证。对智能家居的方案设计有着自己独特的见解，喜欢舒适安静的生活，对于智能家居设计的理念是：大道至简。智能家居不仅仅是一种科学技术的开创，更是一种心灵的回归，回归宁静的、自由的、节能的生活。
项目名称：东阳市某别墅
完成时间：2013年6月
功能设计：智能照明控制、智能调光控制、智能窗帘控制、空调及电视的智能控制、可视对讲系统、背景音乐系统、无线控制系统。
项目简介
项目位于浙江省东阳市的某别墅小区，项目业主需要打造一个全新的智能化样板房空间，其中包括智能照明控制、智能调光控制、智能窗帘控制、空调及电视的智能控制、可视对讲系统、背景音乐系统、无线控制系统。
业主重点做的空间为客厅和餐厅，因为这两个区域是来访客人所能接触到的最多的地方，也是访者对智能家居的效果体验最合适的地方。所以着重设计这两个区域的智能家居控制。业主所选用的家居和家具的装修风格整体为欧式简约风格，颜色偏深色。根据现有的智能家居产品，为业主配置了黑色5寸触摸面板，白色三联按键面板，将这两个面板安装于客厅和餐厅内，实现对家居的灯光照明和空调、电视等设备的智能控制，既不影响装修的美观，又能彰显尊贵豪华的气质。
在客厅和餐厅分别配备了两个吸顶式天花喇叭，结合背景音乐播放主机，业主无论是在客厅还是餐厅都可以随意的选择自己喜欢的歌曲，享受居家生活的乐趣。
方案概述
客厅
在客厅安装5寸TFT触摸面板1个，触摸面板是一个具备场景控制、空调控制、背景音乐控制、灯光控制、窗帘控制、电视控制、安防控制的集中控制平台，场景控制可以实现，如“会客模式”、“公共空间模式”、“影院模式”、“Party模式”、“休闲模式”、“游戏模式”、“电视模式”、“清洁模式”、“阅读模式”、“全关模式”等智能场景模式。
餐厅
在餐厅安装5寸TFT触摸面板1个、三联按键面板1个、控制灯光、空调、电视以及电动窗帘等。灯光设置多个场景：“家庭模式”、“聚餐模式”、“Party模式”、“清洁模式”、“全开模式”、“全关模式”等。
背景音乐
背景音乐系统主要包含吸顶式天花喇叭、背景音乐播放主机、背景音乐播放主机电源。K—BUS控制系统，可通过RS232模块对背景音乐主机进行联动控制。可以随时随地播放主人喜欢听的音乐，让您无论身在家中的何方，都可以伴随着悦耳动听的音乐，洗涤心灵，享受一天的好心情！
无线控制
在配电箱内安装一个IP转换器，并且安装无线AP，结合K—BUS智能家居安卓手机软件，无论在家中的任何地方都可以通过手机或是平板电脑对家中的空调、电视、窗帘、灯光等进行一键智能控制，方便快捷又智能节能。
施工步骤
项目施工步骤分为三部：
第一：前期和业主洽谈和强电设计方对接，将所有的强电回路都拉到统一的配电箱内，并确定开关面板及天花喇叭等的安装位置。
第二：选购EIB总线，将需要拉到开关面板处的总线由配电箱引至此处。
第三：将产品按照安装方式安装在配电箱内。
调试心得
项目共调试了一个下午的时间，调试项目配置的多种灯光场景模式，同时结合灯带、灯光、调光、窗帘、空调、电视、DVD等多种电器，在开关执行器和调光执行器上进行整体的调试。
关键词：建筑智能化、智能家居
随着住宅品味的日益提高，住户对房屋功能的要求越来越高，所谓智能化建筑或智能化住宅成为当今先进建筑的必然。传统的电气安装技术已难以满足现代化建筑的需要。在此背景下，EIB智能安装系统应运而生，发源于欧洲的EIB（Electrical Installation Bus，电气安装总线）是将目前计算机控制技术领域最新的现场总线技术应用于传统的电气安装领域的新技术，它将传统的面板开关、窗帘、插座等电器智能化，有效地实现了对照明、调光、百叶窗、场景控制、用电负荷控制、安保、供热系统的智能控制，达到安全、节能、人性化的效果，并能在今后的使用中方便地根据用户的需求进行变更，成为真正灵活智能的电气安装系统。它的优势是传统电气安装所无法比拟的。
EIB系统现已成为一个世界性的现场总线标准，总线协议完全开放，采用ISO国际标准组织的OSI模型，并使用其中的5层协议，目前世界各地有近200家电器制造商在围绕EIB产品进行研制、开发，不同厂家的EIB产品完全无缝兼容。
EIB系统主张建筑电气设计和建筑外观设计的统一与协调，努力为用户提供舒适、方便并且具有生命力的EIB智能控制总线系统。
在现代化的建筑物中，EIB智能总线控制系统，可以将灯光、空调、窗帘、电气设备等，通过一个开关集中控制或遥控；可以通过亮度感应器，自动调节室内灯光，保持最佳照度状态；通过场景设置，可以将多个单独功能通过一个按键实现，同时调节灯光的照度值、窗帘的位置、空调的开关等，按需要组成多种场景；在楼梯、走廊等公共部位，可以使用移动感应器控制灯光，同时在非工作时间作为报警装置，防止非法闯入。
家居智能控制系统，包括灯光控制，窗帘/百叶帘控制，场景设置，电源总开总关功能，红外遥控，电话远程控制等在其电气设计中预留足够的扩展回路，如果需要扩展功能或控制回路只需要添加模块即可。
方案选用INSTABUS EIB系列产品，充分发挥该产品在功能、性能和外观设计中的优势，满足家庭智能控制的各种需求，配合家庭装饰，力求尽善尽美。
根据不同的功能区域，选用不同的EIB设备。
一、控制模块主要安装在配电柜中，根据每户的控制回路不同选用相应的控制模块，尽量满足控制需要又充分利用各产品的资源和特点。
二、EIB控制面板的选用主要根据不同的功能区域，选用最合适的设备，达到最佳的效果。例如：
1．玄关门厅
在玄关门厅的PLANTEC/LCD多功能控制面板能让你在进/出门的时候方便的控制整个房间，它在控制临近范围的灯光的同时，配置了全开与全关，以及当客人来到时的一个WELCOME场景，灯光将整个客厅照亮。在玄关配置的多功能控制面板，其强大的功能显得尤为重要。
2．餐厅
在餐厅配置全玻璃触摸式的智能控制面板，在感受世界上第一款全玻璃控制面板晶莹透明的质地，高贵典雅的设计同时，只需轻轻触摸一下，灯光场景随之转变。可实现灯光控制，窗帘自动控制，各种场景设置，如会客场景、用餐场景、休息场景等。
3.客厅
客厅作为一个与众不同的亮点，应该显示出主人的品位和个性。配上一个PLANTEC系列带红外接收口的多功能控制面板，它金属的外壳也恰当的维持了客厅的氛围。配以红外遥控器，使你坐在沙发上就能随心所欲地改变灯光场景。使用EIB红外遥控器的AV控制设备自动学习各种电器设备的控制，可以实现电视机，DVD，功放，音响等控制，继而实现家庭影院中的一体化和联动控制。
4.主卧、起居室
在公寓的主卧、起居室等处，安装智能温控面板，特有LCD显示功能，可以显示温度、状态。各个区域的空调和地热可以通过结合在温控面板上的温度感应器自动调节，也可以人工手动调节，并能根据业主的具体要求和使用习惯、个性化需求进行温度值的设定，可以直接在温控面板上进行参数的设置。
5.过道、楼梯、卫生间
过道、楼梯、卫生间等处配置了移动感应器，人到哪里，灯亮到哪里；人走灯灭。同时过道、楼梯的灯光还可以用多个房间里的智能开关进行控制，设置一定的延时关闭功能。
6.书房
带红外接收的多功能控制面板，无需另外配置场景模块，与双值输出模块和窗帘控制模块配合，最多可设置8个场景。该设备在书房、活动室等处，实现各种场景和灯光、窗帘控制。比如：休息场景，卧室灯光自动调暗，窗帘自动关闭等。
7.主卧
在主卧床头设置LCD显示控制面板，它不仅能显示整个房间每一个接入EIB总线设备的当前运行状况，还能手动选取用电设备进行开关操作，快速、便捷。使业主再也不用在临睡前一一检查住宅的每一个角落，察看是否有用电设备遗忘关闭，一切都将反应在LCD面板上，人性化的设计让业主能真正享受到智能家居带来的便捷生活。
8．卧室
各卧室的多功能控制面板都可以控制公共区域的灯光，比如客厅、餐厅等，便于主人晚上起来或工作得太晚。设定起夜场景按健，轻轻按下，从卧室到卫生间的灯光依次点亮，柔和的灯光照亮整个走道。
9．电话远程控制
可以用EIB的电话控制模块实现远程控制，通过电话或手机远程开启灯光、窗帘、空调等设备。使业主不进家门都能轻松地控制家中的家电设备。
10．INTERNET远程控制
选用IC1 EIB 互联网控制模块可与带有TCP/IP协议的无线触摸屏进行连接。同过对IC1 互联网控制模块局域网IP地址的访问，可以使用可视化得网页界面控制相对应的EIB设备，最多可支持256个接入EIB总线的设备，其中可包括灯光、窗帘、报警器、接入的家电设备等等。
11．室外光感
使用室外光感探测器，通过模拟两输入模块将光感信号接入EIB系统，通过编程实现灯光、窗帘对应于室外光线的自动控制：天黑时光感自动打开庭院、路灯，天亮时光感自动关闭室外灯光。
12．定时控制
使用季节定时器，进行定时控制，可编制多个时间段运行模式，并且设定冬/夏令时的不同操作模式，区分工作日与周末的定时操作。每当晚上12点时，可以自动关闭庭院灯光，并定时打开卧室窗帘。在主人外出旅游离开时，定时器仍然能按设计的时间进行定时控制，造成有人在家的假象，起到良好的防范效果。
13．安防联动
使用窗磁，门磁等安防设备，通过连接模块或者双值输入模块将信号接入EIB系统。同时也可以设定红外移动感应器的安防功能，从而构成最安全的安防布局。一旦触发安防设备，信号通过EIB系统将开始一系列的联动措施：打开室内全部灯光，鸣响接入EIB的蜂鸣报警器，并且电话模块与互联网模块同时开始工作，向外界拨打报警电话和向设定的邮箱发送警报E-MAIL。
14．自由的面板选型
关键词 STM32；智能家居；Wifi
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）12-0014-02
随着通信技术、计算机技术、网络技术、控制技术的迅猛发展与提高，家庭实现了生活现代化、环境舒适化、居住安全化，对家居的智能化要求越来越高。智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、智能家居——系统设计方案安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事物的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。智能家居不仅能给用户提供安全、健康和舒适的生活环境，而且用户能够远程监控自己的家居状态和控制家庭电器设备。
1 智能家居控制系统总体设计
本控制系统通过上位机手机（或个人电脑），通过Wifi访问STM32单片机，实现环境监控、照明电路、家庭电器、窗户、窗帘、门禁系统的智能控制。它们由统一的智能平台将各个独立的子系统连接成一个能够有相互信息交换，并加以控制的网络。环境监控系统包括各种报警探测器的讯息采集，如煤气探测、火警探测以及室内温度的监测，用户可通过手机实时了解；家电控制子系统可实现对灯具、窗帘等家用电器进行远程控制、定时控制；GPRS远程监控系统可实现主人与家居系统的“沟通”，并将系统检测到的室内相关情况实时的发送给主人，同时主人也可以本地显示控制，并可以通过该子系统向智能家居系统发送相应的指令。
2.1 12 V电机驱动的电动窗户、电动窗帘模块
该模块使用TI公司的TSL230B来测量环境周围的光线强度，不需外接元件即可完成高分辨率的光硅光电照度/频率转换。可将一定光谱的光转换成电流，再由电流/频率转换器转换成相应的脉冲频率。通过采集到的传感器数据，再根据季节的不同，半天和黑夜光照强度的不同，从而自动调节窗帘的打开面积，模块控制流程设置如图2所示。
2.2 红外遥控模块
该模块包含红外风扇、空调、电视模块。利用1838通用一体化红外接收头接收学习红外信，然后由控制器软件解码，除去编码协议NEC Protocol的PWM（脉冲宽度调制）或PhilipsRC-5 Protocol的PPM（脉冲位置调制），红外信号贮存的按键信息。用户在上位机进行操作后，上位机发送指令下位机，下位机再通过重新编码由红外发射头输出。用户无需参与调节，但根据界面可以进行相关设置。
2.3 市电220 V电器控制模块
本模块包含钨丝电灯、电冰箱等常用电器。使用的是CS5211与CS5212配对使用的遥控编码专用电路。采用RF射频发射方式，通过STM32单片主机输出信号控制CS5211输出无线编码信号。插座端接有CS5212，接收到对应指令后，将触发继电器开关插座电路，从而实现对电灯等电器的控制。
2.4 门禁系统ID卡模块
利用串口接收来自门禁系统的信息，该信息包括ID卡的卡号，归属人的信息。上位机接收到来自门禁系统的指令后，对信息进行判断，然后上位机发送指令下位机，对房间电子门进行开关控制。
2.5 自动浇花模块
自动浇花系统由stm32控制，stm32读取土壤湿度传感器的模拟输出口并通过AD转换，计算出相应的湿度，当土壤湿度过低时发出警报或者通过电磁阀控制自动浇水，当湿度到达一定时，自动停止浇水。同时也可以通过串口或按键控制浇水。
3 智能家居控制系统实现
3.1 智能家居控制系统软件设计与实现
整个控制系统根据功能可以分为智能控制中心和遥控部分。控制信号通过手机发送到控制单片机STM32，单片机接受信号将信号进行分析处理发出控制命令到各个开关并接受反馈信号将信息显示在显示屏上（如图3）。控制中心由STM32F 103VCT6微控制器、无线接受模块、开关、传感器等组成，是整个系统的核心。远程控制采用Android操作系统智能手机，实
3.2 智能家居控制系统实现
根据系统设计整合一套微型智能家居系统（如图4），模拟家居环境配置门禁、窗户、窗帘、家电、浇花等，并模拟智能家居的温度湿度环境进行分析控制。
4 结束语
本文提出的基于STM32单片机以的智能家居系统的设计方案，主要特点在于功能实用、操作简单、价格低廉、易于安装。并根据方案完成了智能家居系统的硬件平台和软件设计，并配合器件组成一个完整的智能家居系统。
基金项目
2012广东省大学生创新创业训练计划项目、广州市属高校科研计划项目（2012A025）
参考文献
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作者简介
关键词：智能化家居，装饰设计
中图分类号：S611文献标识码： A
1、引言
所谓的家庭智能化就是通过家居智能管理系统来对家居内各项设施的管理来实现家庭安全、舒适、信息交互与通信的能力。
智能家居装饰
智能装饰设计正在朝着具备无线远程控制等功能的方向发展。所谓智能家居，是利用先进的控制、遥感、探测、计算机、通讯等技术设备组建起来的新型智能化的家庭居住场所。通过家居智能管理系统来对家居内各项设施的管理来实现家庭安全、舒适、信息交互与通信的能力。智能家居系统中室内的门、窗、照明、家电、燃气、水等设施都是通过家庭智能网络联通、联系工作。智能家居系统融合安全防范、智能控制、自动化办公和休闲娱乐为一体，具有自动识别、自动控制、事故报警和智能管理等功能，为人们提供一个安全、舒适、方便、快捷的生活空间。
3、智能家居的背景
我国智能家居的起步相对较晚较晚，但发展什么迅速。我国人口集中，人口密度大的基本国庆特别适合智能住宅小区的建设。我国于1994年正式提出了小康家居的标准，首次将家居的安全性提到了重要的位置上，其目的为了适应新形势下智能住宅小区建设的需要。1997年初开始制定了小康住宅电气设计(标准)导则。1999年初，国家建设部开始组织专家研讨我国智能住宅小区的发展问题，并且着手起草了我国第一部关于智能住宅小区建设的具体技术标准，即全国住宅家居智能化系统示范程建设要点与技术导则，该技术导则于1999年12月底正式出台，它明确规定了我国智能小区的分类方法、具体功能要求以及智能小区建设的总体目标和实施原则；导则明确了智能小区的确切内涵，有力地规范了我国智能小区的开发和建设市场，引导和促进我国住宅产业的健康发展。
最初的民间装修队逐渐发展成我国现在住宅装饰装修， 而如今情况是家庭装饰公司需要做的事情越来越少， 很多家居装饰材料经营商都设置了增值服务， 买材料、橱柜、家具、家用电器等都有专业人员负责安装， 建筑装饰行业专业化与分工的细化是一个发展趋势， 并为现代建筑装饰智能化打下坚实的基础， 智能化目前已经成为家庭装修必经之路。
在国外，智能家居的存在已经相当普及，据美国该行业的数据资料显示：到2004年，美国的家庭网络市场总额会达到57亿美元；到2006年，在美国的智能家居的产品销售额也可达到184亿美元；到2008年可达到648亿美元，可见在国外的发达国家智能家居的发展前景也是无限巨大的。在我国，随着人们生活水平的提高，信息化的发展迅速使人们传统的生活方式发生着巨大的改变，出现了具有“智能化住宅”特色的居住小区，中国对智能化住宅的关注力度逐渐加大，对智能化住宅小区的发展政策更加注重环保、智能和可持续性，到2020年，仅在智能化系统所需设备的生产上就会有2500亿左右人民币的市场需求。而目前各地的政府和开发商已经非常的重视智能住宅的开发，并积极的投入市场实践，如深圳市政府已经提出应用信息技术改善业主的居住环境、物业的服务管理，使居住更加舒适、安全、方便、设施更加完善。
住宅智能装饰设计
智能装饰设计的大方向，也是今后家居设计的大潮流， 将体现在“实用”、“舒适”“、简单”三方面。随着信息时代的到来， 设备的智能化、自动化、功能化， 令家居变得科学合理、使用方便。信息时代的网络智能化家居是今后家居装饰的重点发展方向， 使人们追求浪漫生活， 体味科技的力量， 并最根本的满足了现代人的生活需求。智能化家居是现代人追求的最佳生活方式。智能家居是包括建筑结构、网络通信、数字家电、自动化和智能化等内容的以家庭居住单元为主体的综合管理平台。家庭内部的数据通信网络、能够通过这一网络提供各种服务、能够与 INTERNET 相连接是构成智能家居的三个基本条件。智能家居的具体表现形式是具有管理、控制与服务功能的有机系统， 最终实现的目标是建立高效安全、舒适便利、节能环保、健康和谐的居住环境。
（1）住宅智能装饰的设计步骤
智能家居的装饰设计应该以家居的使用功能和业主需求为重，设计中必须经过用户的需求分析、系统设计、施工深化设计等必要环节，既要做到技术先进、经济合理、维修方便，又要留有可扩充改进的余地，根据以上需求一般应具备如下三个主要步骤：
1） 分析客户需求。设计前应与用户进行沟通包括室内环境的布局、家电种类、位置、设备型号、安防级别、控制形式、风格要求等基本内容再此基础上，并与用户进行沟通，认真听取用户最后意见对设计方案进行完善，记录需求说明，完善设计方案。
2) 设计方案系统。方案系统设计阶段是设计人员在用户给定的条件下构思出对应的设计方案，经多次对比分析，从中挑选出一个最佳设计方案。方案系统设计的内容应包括：方案设计规定依据（即依照国家的规定，能够达到的性能指标）、方案功能描述、所需设备清单以及系统设计原理图。
3) 施工深化设计。方案的系统设计只是从理论完成了功能设计，在正式施工前还要对方案进行下一步的深化设计，深化设计方案是对系统设计方案的一步修正、细化和补充阶段，主要内容是：重审系统设计方案；绘制设备布局图和管线图；明确每个设备的具体安装固定、接线方法；制定辅材采购清单；制定施工进度计划表等。
（2）住宅智能装饰的设计方法
1）智能装饰装修的功能要求，主要是指对安防系统、照明系统、环境控制、家电控制、视听系统、办公自动化及智能控制系统等方面性能、档次及数量的要求。
2）选购器材的档次应根据用户经济条件而定。选购器材的原则是应选取那些既能满足设计要求，价格又便宜的器材，即选取性能价格比高的智能器材。
3）智能家居系统布线设计主要包括电源线路、电话线路、电视线路、网络线路、视频线路、音频线路和报警线路等，传输的信号不同，选择线缆的种类和型号也截然不同。
4）安装要注意外观的美观性要求，导线尽量隐蔽；导线要具有质量规范性求；连接处要使用规范的接插件；强电与弱电导线要留有规定距离；应严格按设计图的布线安装。调试应事先准备好调试步骤、调试的组件，并确定最后进行总调的方法，有时还须提前准备模拟方案对项目进行调试。
5）最后阶段将进行综合验收与评估，综合验收是试运行整个系统的运行情况，测试各部分在整个系统中工作的稳定性，通过系统验收以后对系统完成的具体情况进行最终评估，评估其功能是否达到标准，是否合乎用户的要求以及性能价格等综合性的评估。
结语
也许我们并没有感觉到，但我们的生活正在确确实实地随着智能住宅的发展而飞速的改变着，你或许曾下雨忘记关窗；离家忘记关燃气；精彩电视却没能观看，但现在随着智能化家居的普及和应用，这已不再是我们烦恼的问题，甚至是我们无法想象的高效、方便、快捷、舒适的智能生活进入到我们的时代，下班打个电话智能系统会完成你的指令，启动热水器、打开空调、关闭窗户统统为你准备。智能家居的发展不仅方便了人们的日常生活，而且在节能和实用上发挥巨大的作用，智能家居是一个处于成长期的新兴产业，市场消费观念才刚刚形成，但随着智能家居市场推广普及的进一步落实，培育起消费者的使用习惯，智能家居市场的消费潜力必然是巨大的，产业前景光明。因此家居智能化必将成为我们未来家居生活的主流发展趋势，因此说智能化装饰设计也必将成为我们重视的问题。
参考文献
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