智能家居系统设计，帮助家庭远离雾霾

一、项目概述

1.1 引言

随着社会经济水平的发展，现在人们的生活追求个性化、自动化，追求快节奏，追求充满乐趣的生活方式，家装要求的档次越来越高，生活家居要求一种人性化、智能化。智能电子技术在现实生活中的智能家居电子产品中得到广泛应用。而计算机网络与通讯技术的应用，给人们的家居生活带来了全新的感受。智能家居正在日渐兴起，家居智能化成为一种趋势。

智能家居概念的起源甚早，但一直未有具体的建筑案例出现，直到1984年美国联合科技公司（United Techno1ogies Building System）将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康乃迪克州（Conneticut)哈特佛市（Hartford）的CityPlaceBuilding时，才出现了首栋的[智能型建筑],从此也揭开了全世界争相建造智能家居的序幕。

进入20世纪90年代后期以来，数字化技术取得了更加迅猛的发展并日益渗透到各个领域。随着Internet网向普通家庭生活不断扩展，消费电子、计算机、通讯一体化趋势日趋明显，智能化信息家电产品已经开始步入社会和家庭。智能信息家电由于其安全、方便、高效、快捷、智能化等特点在21世纪将成为现代社会和家庭的新时尚。

"智能家居"是以住宅为平台，集系统、结构、服务、管理、控制于一体，利用先进的网络通讯技术、电力自动化技术、计算机技术、无线电技术，将与居家生活有关的各种设备有机地结合起来，通过网络化的综合管理家中设备，来创造一个优质、高效、舒适、安全、便利、节能、健康、环保的居住生活环境空间。

智能家居在保持了传统的居住功能的基础上，摆脱了被动模式，成为具有能动性智能化的现代工具。它不仅提供了全方位的信息交换功能，还优化了人们的生活方式和居住环境，帮助人们有效地安排时间、节约各种能源，实现了

对家居的无线控制、手机控制、计算机网络控制等。

1.2 项目背景/选题动机

随着科技的发展和人们生活水平的提高，人们对生活方便快捷环保节能的要求越来越高，智能家居系统应运而生。将无线通信技术和网络控制技术应用于智能家居，将现代电子技术、通讯技术及自动化技术相结合，使控制器具有了信息的获取、加工、传递等功能，并能够实现对家电设备的自动控制和管理，防火防盗防煤气泄漏防室内空气污染，能够为用户提供环保、安全、舒适、高效便利的生活环境。有效的帮助屋主与家居保持联系，优化人们的生活方式，帮助人们合理安排时间，增强家居生活的安全性和舒适性，并能减少能耗。虽然智能家居的概念早已经提出，但是目前多数家庭并未真正享受到所谓智能家居带来的全新家居体验。同时，现代意义上的智能家居推广在短期内较难实现，且即使实现成本也超过了人们所能承受的范围。我们所申请的"基于AVRmeg16智能家居系统"适用于目前的普通家庭，无须对居室结构和装潢做出改动，仅需安装一些模块便可以实现智能家居理念当中的相当一部分功能，经济成本较低，可以让普通家庭也能享受到科技对家居生活带来的便利，具有较强的推广性。

二、需求分析

2.1 功能要求

1.实现对室内空气质量的监测及控制，保证室内空气的质量。在室内空气遭到污染，如有煤气泄漏时，窗户能自动打开，进行通风。如果窗户长期忘记打开时，窗户也能自动打开进行空气流通，确保室内的空气环境良好。

2.实现家用电器状态监测及控制。通过手机或者网络随时了解家中的情况，如窗户是否开启，家用电器是否关闭；并能利用手机与网络对机器的状态进行远程控制，如家用电器忘关时，可以远程关闭。

3.当发生突发事件时，具有应急响应状态。假如家中发生煤气泄漏或者居室出现入侵者，系统启动应急模式，启动声光报警，并自动向主人的手机发送紧急信号。

4.利用无线通讯，实现短距的网络连接，使家中各个家居成为一个互联的系统。

5.根据环境的情况，系统能作出相应的操作。例如居室内的空气长时间没有流通时，窗户可以自动打开。刮风、下雨等窗户能自动关闭。

6.实现互联网的访问控制。通过浏览器登录网页就能实现对该系统的访问与控制。

图1 系统架构

2.2 性能要求

1、该系统实现低功耗标准。

2、该系统可靠，安全，一旦工作不正常能迅速发出声光警报。

3、居室环境状态采集准确、方位全面，反馈迅速。

4、反馈信息迅速、准确、高效。

5、无线收发距离远、数据准确。

6、响应命令迅速、准确。

7、有效的保证室内的空气流通，保护室内环境。

三、方案设计

3.1 系统功能实现原理

系统硬件结构框图

3.2 硬件平台选用及资源配置

主控模块：

AVRmeg16

AVRmeg16的