摘要：智能家居基于arduino核心控制系统，利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、医疗电子技术依照人体工程学原理，融合个性需求，将与家居生活有关的各个子系统如安防、灯光控制、窗帘控制、煤气阀控制、信息家电、场景联动、地板采暖、健康保健、卫生防疫、安防保安等有机地结合在一起，通过网络化综合智能控制和管理，实现"以人为本"的全新家居生活体验，达到人们理想生活的需求。
关键词：智能家居系统 arduino
智能家居是人们的一种居住环境，其以住宅为平台安装有智能家居系统，实现家庭生活更加安全，节能，智能，便利和舒适。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务的管理系统，提升家居安全性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。
一、核心控制系统采用arduino单片机
Arduino是2005年1月由米兰交互设计学院的两位教David Cuartielles和Massimo Banzi联合创建的，为了解决当时微控制器价格昂贵且不易使用的问题。可以使用Arduino语言与Flash或者Processing等软件完成互动作品。并且能够使用开发完成的电子元件，如Switch、Sensor或其他控制器、LED、输入/输入设备。同时，Arduino也可以成为独立于软件沟通的平台。其性能描述（1）Digital I/O数字输入/输出端0-13。（2）Analog I/O模拟输入/输出端0-5。（3）支持USB接口协议及供电（不需要外电源）。（4）支持ISP下载功能。（5）支持单片机TX/RX、USBTX/RX、AREF及六组PWM端子。（6）采用Atml Atmegal168V-10PI单片机。同时其Arduino语言Arduino支持C语言开发，编程门槛低Arduino语言是以setup（）开头，loop（）作为主体的一个程序构架。setup（）用来初始化变量、管脚模式、调用库函数等等，该函数只运行一次，功能类似C语言中的“main（）”。loop（）函数是一个循环函数，函数内的语句周而复始的循环执行。将该程序编译通过后，就可以下载到连接好元器件的开发板上，并且具有以下优点:
（1）开放源代码及的电路图设计，免费下载程序开发接口，可根据需求自行修改。（2）可简单地与各式各样的传感器、电子元件连接。（3）支持多样的交互模式，如：Flash、Max/Msp、Procession等。（4）使用低价格的微处理器控制器（ATMEGA168V-10PI），采用USB接口供电。
二、智能家居系统设计原则
实用性便利性：智能家居最基本的目标是为人们提供一个舒适、安全、方便和高效的生活环境。对智能家居产品来说，最重要的是以实用为核心，摒弃掉那些华而不实，只能充作摆设的功能，产品以实用性、易用性和人性化为主。智能家居的控制方式很丰富多样，比如:本地控制、遥控控制、集中控制、手机远程控制、感应控制、网络控制、定时控制等等，其本意是让人们摆脱繁琐的事 务，提高效率，如果操作过程和程序设置过于繁琐，容易让用户产生排斥心理。所以在对智能家居的设计时一定要充分考虑到用户体验，注重操作的便利化和直观 性，最好能采用图形图像化的控制界面，让操作所见即所得。
可靠性：整个建筑的各个智能化子系统应能二十四小时运转，系统的安全性、可靠性和容错能力必须予以高度重视。对各个子系统，以电源、系统备份等方面采取相应的容错措施，保证系统正常安全使用、质量、性能良好，具备应付各种复杂环境变化的能力。
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方便性：布线安装是否简单直接关系到成本，可扩展性，可维护性的问题，一定要选择布线简单的系统，施工时可与小区宽带一起布线，简单、容易;设备方面容易学习掌握、操作和维护简便。
三、智能家居系统功能特性
遥控控制：可以使用遥控器来控制家中灯光，热水器，电动窗帘，饮水机，空调等设备的开启和关闭;通过这支遥控器的显示屏可以在一楼(或客厅)来查询并显示出二楼(或卧室)灯光电器的开启关闭状态;同时这支遥控器还可以控制家中的红外电器诸如:电视，DVD，音响等红外电器设备――万能遥控器。
电话控制：电话远程控制,高加密(电话识别)多功能语音电话远程控制功能，当您出差或着在家外边办事，可以通过手机，固定电话来控制家中的空调和窗帘，灯光电器，使之提前为客户制冷或制热或进行开启和关闭状态，通过手机或固定电话知道家中电路是否正常，各种家用电器(例如冰箱里的食物等)，还可以得知室内的空气质量(屋内外可以安装类似烟雾报警器的电器)从而控制窗户和紫外线杀菌装置进行换气或杀菌，此外根据外部天气的优劣适当的加湿屋内空气和利用空调等设施对屋内进行升温。主人不在家时，也可以通过手机或固定电话来自动给花草浇水、宠物喂食等。控制卧室的柜橱对衣物、鞋子等杀菌、晾晒等。
定时控制：可以提前设定某些产品的自动开启关闭时间，如:电热水器每天晚上 20:30 分自动开启加热， 23:30 分自动断电关闭，保证在享受热水洗浴的同时，也带来省电，舒适和时尚。当然电动窗帘的自动开启关闭时间更不在话下。
场景设置：轻轻触动一个按键，数种灯光，电器在我们的"意念"中自动执行，使我们感受和领略科技时尚生活的完美和简捷高效
网络控制：在办公室，在出差的外地，只要是有网络的地方，都可以通过 Internet 来登陆到家中，在网络世界中通过一个固定的智能家居控制界面来控制家中的电器，提供一个免费动态域名。主要用于远程网络控制和电器工作状态信息查询，例如我们出差在外地，利用外地网络计算机，登陆相关的IP地址，就可以控制远在千里之外自家的灯光，电器，在返回住宅上飞机之前，将家中的空调或是热水器打开。
监控功能：视频监控功能在任何时间、任何地点直接透过局域网络或宽带网络，使用浏览器(如IE)，进行远程影像监控，语音通话。另外还支持远程PC机、本地SD卡存储，移动侦测邮件传输、FTP传输，对于家庭用远程影音拍摄与拍照更可达成专业的安全防护与乐趣。
报警功能：当有警情发生时，能自动拨打电话，并联动相关电器做报警处理。
总结：
智能家居系统融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统。衡量一个住宅小区智能化系统的成功与否，并非仅仅取决于智能化系统的多少、系统的先进性或集成度，而是取决于系统的设计和配置是否经济合理并且系统能 否成功运行，系统的使用、管理和维护是否方便，系统或产品的技术是否成熟适用，换句话说，就是如何以最少的投入、最简便的实现途径来换取最大的功效，实现 便捷高质量的生活。
参考文献:
[1]蔡睿.Arduino的原理及应用[J].电子设计工程,2012,20.
[2]周洪、胡文山等.智能家居控制系统[J]. 中国电力出版社 (2006-01出版).
[3]顾牧君.智能家居设计与施工[J].同济大学出版社(2004-10出版).
论文作者:王婷,向超,何沣柏,邓睿
论文发表刊物:《科技中国》2017年7期
论文发表时间:2017/11/1
标签：智能家居论文; 系统论文; 电器论文; 功能论文; 家中论文; 技术论文; 灯光论文; 《科技中国》2017年7期论文;