智能家电控制系统的设计与实现论文_牛延赞,杨帅

智能家电控制系统的设计与实现论文_牛延赞,杨帅

中建八局第二建设有限公司 250000

摘要:事实上上个世纪80年代初欧美等发达国家就已经提出了智能家居这个理念,在不断发展的过程中某些国家及企业已经得出了相应的解决方案并得到了统一化的标准,这给智能家居的发展带来了巨大的推动力。而我国在智能家居方面则起步较晚,目前依然处于发展期,整个体系还不够成熟化,并未形成一套统一的智能家居技术标准。当然在智能化设备以及通信技术愈来愈成熟的同时,智能家居也受到了愈来愈广泛的关注,未来我国智能家居的覆盖面将越来越大,产业链规模也将不断扩充,而普通用户通过智能家居将得到更好的服务,智能家居将为生活带来革新。

关键词:智能家电;智能家居;控制系统

引言

科技水平在不断的提高,因此智能家居在人们生活的重要性,越来越高,也是未来人们发展过程中的重点研究内容,需要对其控制原理以及信息发送方式进行普及,增强系统硬件以及软件资源的利用率,使模块之间可以同步控制,实现系统的稳定性应用。

一、智能家居控制系统的硬件设计

1.1硬件设计

在智能家居的控制系统中,硬件设计是其中最为重要的组成部分之一,对系统的结构层次性的划分是极为重要的。硬件系统是核心电路设计较为关键的部分,在某智能家居管理系统中,使用的CPU芯片为意法半导体公司生产的32位微控制器增强型芯片,芯片的型号为STM32F103,此芯片的优势在于功耗控制,运行使用的是高效率动态耗电,呈现高度集成的特点。

在硬件的模块设计中,WIFi模块采用的是,由海凌电子科技有限公司生产的第三代嵌入式模块HLK-RM04,此模块可以更好的实现硬件设计中的以太网以及无线网等接口的切换,在设计系统功能的过程中,以嵌入式系统作为核心,完成家居现场测控工作,发挥系统的状态监控。一旦在接收到用户控制指令后,便可以立刻反应,按照指令对相应的家具进行控制,并且系统自带错误判断矫正功能,可以将实际的故障情况及时得到上传给控制主机中,为后续维修人员的故障检修提供便利。

1.2智能家居控制系统设计

在设计系统时,需要对系统的流程进行重点研究,然后使用嵌入式开发工具,按照相应的流程进行软件工作。首先需要建立相应的工程内容,在设备库中选择适宜的芯片,然后将启动代码加载,编写相应的程序,在编译阶段,一旦没有通过,便需要修改错误。最后,需要进行下载调试,如果程序相对复杂那么便会存在一定的问题,需要对软件进行硬件调试。

1.3系统总体设计以及分析

在嵌入式应用系统中,系统设计是其中最为重要的一个环节,其中觉得此环节工作好坏的关键因素,便是嵌入式管理系统的总体方案,方案的优劣与整个控制系统的性能有着密切的关系,被控制的电器以及具体的要求是按照总体设计方案决定的,具体的设计思路如以下:

①按照系统的需求,确定系统本身属于什么类型,然后选择检测元件,但是被选择的原件需要提前被检测参数,因为一旦参数不准那么便会对系统的精度产生影响。

②选择适宜的执行机构。执行机构,在微控制系统中是非常重要的组成部分,因此在选择执行机构时,需要按照匹配到的控制算法以及被控对象的实际情况进行确定。

③选择适宜的设备,在选择外围设备以及输入通道时,需要对被控制对象的参数以及输出或输入通道的操作方式等问题进行思考。

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二、智能家电控制系统的实现

2.1智能家电控制系统的程序实现过程

智能家电系统控制系统通过先进的计算机技术、网络通讯技术以及单片机技术和嵌入式系统技术等等,将各类家电组成一个内部网络。

智能家电远程控制系统,在其控制端设计了客户服务程序,这个程序能将比如电饭煲等智能家电的运行状态及控制信息显示出来,并且在一定的时间和周期内对其信息进行刷新。在发生控制命令之后,客户服务程序会自动地进行操作,并将相应的信息显示到显示屏上。比如,用户若要对电饭煲进行监控,因为其拥有五个状态,那么就应该进行5个远程服务进程处理,而且这些进程都会在一定的周期内进行定时定点更新。软件采用流式套接字(SOCK—STREAM)编程,实现了可靠的数据传输服务,数据无差错,无重复的发送,且按顺序接收。从而有力的保障了智能家电控制信号的准确性和实时性。

当然,每个家电都会设置了预警报警系统,如果是预警或者防盗等相关的信号信息,传送到单片机后,单片机将自动拨出所设置的电话,进行报警,并对相关的语音芯片进行控制和操作,从而对相关危情进行报告。这些智能家电反馈的信号一般有其运行状况以及相关危情和错误数据的报警。比如,在电饭煲温度达到一定控制值时,其便自动关闭,并进行提示性报警。总之,整个过程中,用户通过遥控器按键进行命令输送,命令通过各种渠道送达到单片机,单片机对信号进行处理从而转换成相应的操作程序对智能家电进行操作和控制。

2.2智能家电控制的具体实现方式

智能家电控制系统主要是通过单片机、无线通信系统、嵌入式程序控制系统等所组成的,而对于智能家电的控制主要有电话远程控制、网络监控控制、手机控制、遥控器控制等等方式,下面主要谈谈一些比较常用的控制方式,从而更好地解释智能家电控制系统的实现过程。

第一,遥控器控制。主要通过遥控器对家中的洗衣机、电饭煲、空调、饮水机、电动窗帘等运行状况进行控制和操作,利用遥控器的显示屏来调动或者调节各类电器的运行状况。

第二,电话或手机远程控制。主要是通过多功能语音系统进行控制,如用户外出,其可以通过手机或电话对家中的窗帘、灯光等各种电器进行控制和操作。同时,最近几年数字通信技术、网络技术迅猛发展,大家有目共睹,人们越来越渴望享受更方便、更快捷、更智能、更舒适的数字智能家居生活,传统家居生活中,很多家电如空调、彩电、家庭影院等都是用遥控器控制开关、选节目,如今,手机控制家电已不是梦,智能家居的发展让我们实现对生活的向往,让我们享受智能家居带来的新生活。

第三,网络监控控制。用户若出差外地或者在办公室,只要是在有网络的地方,就可以通过互联网登录进入到自己的家中,对自己家中的智能电器进行操控。当然,这就涉及到视频监控的功能了,在家中必须安装有监控等设备,以对整个家里的情况进行了解和掌控。

三、结语

在互联网的深入发展下智能家居空间将不断扩充,而智能家电控制系统也将逐渐普及化,在系统构建过程中应当充分利用到嵌入式系统及各类网关、节点从而构建出一个体系,以数据信息交互的方式让系统可结合用户命令发出相应的功能从而为用户带来个性化服务。

参考文献:

[1]汤奕,鲁针针,宁佳等.基于电力需求响应的智能家电管理控制方案[J].电力系统自动化,2014(09):93-99.

[2]杨永标,颜庆国,王冬等.居民用户智能用电建模及优化仿真分析[J].电力系统自动化,2016(03):46-51.

[3]汤奕,邓克愚,孙华东等.智能家电参与低频减载协调配合方案研究[J].电网技术,2013(10):2861-2867.

作者介绍:姓名:牛延赞(1992.6.14),性别:男,籍贯:山东省济南市,民族:汉,学历:本科,职称:助理工程师,职务:项目经理,研究方向:建筑智能化。

作者介绍:姓名:杨帅(1987.5.29),性别:男,籍贯:北京,民族:汉,学历:专科,职称:助理工程师,职务:材料主管,研究方向:建筑智能化。

论文作者:牛延赞,杨帅

论文发表刊物:《建筑细部》2018年第8期

论文发表时间:2018/10/30

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