智能家居安防系统的设计方案

测到的数据进行转换，将实际参数通过无线传送的方式传递给专家系统。

输入输出设备包括键盘、报警蜂鸣器、按钮或开关、各类指示灯等。键盘用于用户密码的输入、修改、预存短信通知的电话号码的输入等。报警蜂鸣器和各类指示灯用于声音报警和系统不同工作状态的指示。按钮或开关用于电路的调试及布防状态的选择等。

语音设备：主要用于门禁系统。

短消息模块：主要将异常状况通过短消息发送给住户。

无线通信模块负责专家系统与传感器之间的信息传输任务。

电源电路配合后备电源完成紧急情况下的系统供电，防止因为暂时的断电而造成的安防失控。

3 实验的仿真模拟

3.1 判别匹配规则的推理机制

本系统的专家系统是使用JESS规则语言来描述判决规则的，用JESS来描述的判决规则都具有LHS和RHS两部分构成的统一形式。其中LHS部分是由不同的模式构成，这些模式是用来匹配规则引擎中的事实，而RHS部分匹配完成后的执行动作。例如LHS部分描述的是判断燃气是否超过阈值的判决规则，RHS部分则描述的是诸如打开窗户通风、发出报警信号、短信通知户主等执行动作。对于同一个判决规则，只有LHS中所有的模式都与事实(即传感器传送过来的信号)匹配时，该规则才能被激活，RHS的动作才能够执行。

根据上述描述，系统收到判决请求时，判决规则在规则引擎中的执行流程描述如下：

当专家系统接收到检测设备传送的请求信号时，规则引擎毁在判决事实缓冲区中自动生成一个refact事实。

如果refact事实与映射规则中的第N 个模式nfact成功匹配，则映射规则被激活。

映射规则nfact的RHS动作被执行，将执行指令传送给执行设备。

3.2 逻辑表示和推理

在系统中，规则的实施需要相应的上下文支持。例如："当专家系统接收到识别设备传送的触发信号时，专家系统会根据数据库中的信息和知识基础将信号转化为("怎么了?")的问题，随后将产生的"问题"传送到规则引擎中进行事实的匹配：

(1)识别设备(触发信号)∧控制设备(接收信号);

(2)控制设备(执行)∧控制设备(传送信息给控制设备)∧识别模块(接收信息);

(3)识别设备(标识信息，数据库和知识库)∧控制设备(探测和识别的信息);

(4)控制设备(信息)∧执行设备(检测结果，执行命令) ;

上述过程也可以使用下列公式表示：

?i∈I,?c,Cr ∈C,?e∈Ee,?d ∈D,?k∈K[identify(i)∧pass(i,c)∧judge(c)∧pass(c,i)∧compose(i,d,k)∧result((i,d,k)，r)∧pass(r,Cr)∧judge(Cr)→execution(e)]

3.3 判别规则执行机制的验证

实验场景：实验场景包括防火子系统，防盗子系统和防天然气子系统。当响应的传感器接收到传感器的"异常检测信号",信号会立即传送给专家系统，由专家系统根据事先设定的规则做出响应。

实验数据：实验中所描述数据，主要包括两种类型，一类是对基本事实的声明(是对家庭内部各种数据正常情况的模拟)，另一类是各种规则(判决规则和映射规则，即对各种突发情况临界值的界定和判断)的定义，限于篇幅，本文做了最大程度的精简，仅给出基本事实的声明和判决规则来模拟现实生活。

实验环境：一台PC机(2.26GHz的CPU,2GB内存)，操作系统Microsoft Windows 7,规则引擎JESS(Ver 7.1p4)等。

实验目的：通过上述实验，演示上述判决规则的抽象执行流程，用仿真模拟的方式来证明该专家系统是可靠的。

实验结果分析：本次实验中，为了便于理解实验过程，在对实验数据文件的处理上，不管是声明事实，还是定义规则等，本文都做了最大程度的精简，仅使用关键的概念断言事实(即模拟的各种突发状况)。实际情况复杂的实验可以在此基础上，通过添加各种详细的断言事实来完成。本实验仅仅是模拟，但根据应用场景的描述，实验结果是正确的，符合预定的判断，判决规则的有效性得到了验证，从而证明本文设计的判决规则的执行流程是可实施的。输出结果见图2。

图2 输出结果

4 结 论

基于JESS专家系统的智能家居安防系统，运用了控制技术实现了对室内全方位、立体的、完善的火灾探测、门窗防撬、防燃气泄露等智能安防报警自动化等功能，可靠性高、使用简单、成本低廉，能够满足一般的家庭需求。该系统充分利用了局域网内通信上的优势，实现了报警迅速、实时检测等功能，还能对该系统进行软件升级和整合新的功能模块，满足智能家居未来发展的需求。所以，随着无线通信技术、Internet技术的发展，该系统还可以用在银行、图书馆、大型超市等需要安防的地方，应用极其广泛，具有可开发性和可拓展性。