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智能家居论文题目篇一

科技时代的来临，人们的生活质量得到了更大程度的提高。现在家居生活逐渐向智能化发展，各种系统的智能化使生活更加轻松、有序、高效，智能化家居逐渐成为科技时代背景下的必然趋势。但是，在发展的过程中要正视，因为我国家居智能化起步比较晚，与国外发达国家相比还存在很多不足，逐渐凸显出一些问题。例如智能家居组网方式的选择难，传统的先组网方式已经不能适应社会发展的需求，而传统的无线组网方式造价比相对较高，更不易选择。或者是整个系统因为节点、标准以及接口等问题运行不稳定。只有解决这些存在的问题，才能更好地实现智能家居的建设，才可进一步为人们提供更高质量的服务。而无线传感器在智能家居上的应用刚好满足这一要求，以无线传感器存在的优点来弥补传统智能家居系统的不足，使得智能家居真正实现“智能”，将各种子系统联系在一起，实现信息共享。无线传感器在智能家居中的应用，主要是通过设置在区域环境中多个传感器组节点形成一个无线多跳自组织的网络系统，实现家居中安保系统、家电控制系统以及网络应用系统等有效的整合，保证观察者可以实现实时监控。

无线传感器在智能家居中的应用在一定程度上已经超出了传统的网络范围。因为在智能家居中的应用中，节点的组成已发生了转变，不再是与传统系统中相同节点的组成，而是将功能单一与独立工作的节点联系起来，由传统的网络系统转变为一个异构的系统。同时，因为在智能家居中某些家电设备或者是办公产品不是静止不动的，这就使系统内的节点具有了移动性。网络系统由传统的静止转变为动态，同时拓扑结构也可能会发生转变，这就要求整个无线传感器网络系统具有更强的适应性，保证本身具有动态系统的可塑性。针对无线传感器网络系统中节点的异构性和动态性，其在智能家居中的应用难点主要就是对动态节点的控制。另外还有就是在工程应用上存在的问题，也就是将来自不同厂家的家电以及传感器执行器进行有效互联，进行统一管理。家电设备生产规律决定了各种电器设备来源的多样性。对于电器设备的生产，各个厂家是各有所长，因此消费者在进行选购时一般都是根据质量而不是根据生产厂商进行确定，造成了各个电器设备节点的不同，为如何将不同厂家不同类型设备互联提出了更高的要求，此问题已经成为无线传感器网络在智能家居上应用的难点。

3.1 无线传感器网络节点硬件设计

无线传感器网络节点硬件设计主要包括传感器单元设计、处理器单元设计、无线通信单元设计以及能量供应单元设计四部分。本文主要以温度传感器为例进行设计，传感节点主要包括电源（电池组）人体红外传感器、温度传感器(18b20)、接口、单片机(msp430f1232a)、无线收发芯片(nrf905)。

（1）传感器单元设计。在此传感器节点的选择只有温度传感器和人体红外传感器两个节点，其中温度传感器选择的是ds18b20，具备体积小、电路简单、成本低以及精度高等特点，内置集成测温传感器和逻辑控制电路。人体红外传感器节点的设置主要是用来对家居环境内人物是否存在进行检测，其原理是根据温度高于绝对温度-273℃的任何物体都会具有红外光谱，并根据光谱长度对区域环境内的红外波长进行确定。如果环境内有人物存在就会将自身存在的红外线通过滤光片加强后作用到红外感应器上，红外感应器电荷平衡被打破，向电路释放电荷，经系统处理后就会引发报警系统。

（2）处理器单元设计。处理器单元选择的是单片机msp430f1232a，具有应用方便、时间长等超低功耗的优点。并且具有丰富的寻址方式以及大量的模拟指令，具有较强的处理功能，所以在控制单元选择这种单片机比较具有优势。另外的外围电路主要由复位电路、晶振电路、电量监视电路以及编程接口组成，整个工作系统比较稳定。

（3）无线通信单元设计。无线通信设备选择的主要是无线收发芯片nrf905，具有低消耗的特点。整个单元主要是由调节器、功率放大器、晶体振荡器、自带调节器的接收器以及完全集成的频率调制器组成。另外，在没有碰撞控制或者是有噪声的区域环境中，数据包的重复发送是提升系统可靠性的一种有效方式，无线收发芯片nrf905在这一方面具有很大的优势，实施比较方便。

（4）能量供应单元设计。能量供应单元主要是由电池组和电量剩余监视电路组成，其中电池组可以选取节号电池来组成，监视电路主要构成为max836。能量供应单元设计相对简单，但是也最为重要，没有电源一切皆为空谈，因此要加强对此单元设计的重视。

3.2 通信协议设计

这里讲的通信协议主要是路由协议，根据现在无线路由器自组网中的平面路由协议可以分为按需路由协议和主动路由协议两种。

（1）按需路由协议。按需路由协议认为在无线传感器自组网中没有必要去维护其他节点的路由，只有在没有与目的路由进行连接的时候才会“按需” 发现路由。其优点是在对信息传播时不需要周期性的路由，节省了大量的网络资源。缺点是节点数据包发送时，没有目的节点路由，会发生延时。按需路由协议一般主要包括发现和维护两个过程，在源节点发现存在路由节点没有去往目的节点时，就会引发路由发现过程。而路由维护过程只有通过链路失效检测机制才能进行触发。现在经常用的按需路由协议主要有dsr协议和aodv协议。

（2）主动路由协议。区别于按需路由协议，主动路由协议是主动去寻找路由，认为无线传感器自组网节点应该对网络中所有节点进行维护。与按需路由协议相比其具有一定的优点，在节点发送数据包时，如果存在目的节点，其中延时概率会大幅度降低。但是同时也具有缺点，主动路由协议网络开销比较大，同时原有路由更新会因为拓扑结构的动态变化很快变成过时信息。现在常用的主动路由协议主要有dsdv协议和wrp协议。

3.3 智能家居网络拓扑结构设计

无线传感器网络在智能家居上的应用，实现的前提就是要选择建立一个科学合理的拓扑结构。一个合理的网络拓扑结构可以提升家居网络的速度，将其具有的优点进行扩大，使网络具有的整体功能更完美地发挥出来。现在智能家居网络拓扑结构一般采用的都是星状网络。具有的特点是网络结构简单，连接方便，更重要的是管理时效性高。无线传感器在智能家居上的应用，通过多个节点形成自足网络，其中智能家居网络控制主要分为家用电器开关控制和安防、环境监测数据传输两种。与现在智能家居发展相结合，设计出以控制计算机为中心的星状网络拓扑图，更简单实用。

智能家居论文题目篇二

针对弱电保护，常常涉及到过流和过压的保护，因而需要针对这两个问题进行设计。其主要目的是）白话文●（在对应的电源线或信号线进行电压或电流保护。弱电保护设计方案分别为5v电源线保护电路、12v电源线保护电路、24v电源线保护电路和36v电源线保护电路。针对于弱电保护方案的类同性，在此针对一个5v弱电保护电路进行方案设计。针对这个方案，常见弱电保护电路主要是保护后端元器件，保护电路主要的元器件是tvs管以及自恢复保险丝（或ptc热敏电阻）。在抗交流干扰时，常见选用自恢复保险丝，以及考虑到不同控制板电路中电流的需求性，因而选用的自恢复保险丝一定切合实际需要，针对后端电路具体的元器件以及外围设备，其保险丝的熔断电流以及过压值要匹配，此外，要考虑电路中允许的最大工作电流。这里主要讲述tvs的选择以及计算。针对tvs管，其具体选型步骤如下:

（1）确定待保护的电源或信号的直流电压或持续工作电压。如果是交流电，应该算出最大值，即有效值×1．414。

(2)tvs的反向变位电压即工作电压(vｒwm)———选择tvs的vｒwm等于或大于步骤(1)所规定的操作电压。

（3）最大峰值脉冲功率:确定电路中的干扰脉冲情况，根据干扰脉冲的波形、脉冲持续时间，确定能够有效抑制该干扰的tvs峰值脉冲功率。

（4）所选的tvs的最大箝位电压(vc)应低于被保护电路所允许的最大承受电压。

（5）单极性还是双向性:双向tvs用于交流电或来自正负双向脉冲的场合。

（6）如果知道比较准确的浪涌电流ipp，那么可以利用vc来确定其功率，如果无法确定功率的大概范围，一般来说，选择功率大一些较好。在试验方案中笔者选择的是5v电源线或信号线保护电路。因此可以设定tvs管的反向击穿电压为5v，若是考虑在直流电路中，其选择的tvs管可以使单向的，但若是进行交流干扰测试，必须是双向的tvs管。综合电路考虑，必须针对反向工作电压，具体计算击穿电压以及最大箝位电压。在5v保护电路方案中设定输入电压5v，即输入端工作电压是设定为5v，得出:反向工作电压vwm=5v;击穿电压vbｒ=5v/0．8=6．25v;vc=1．3×6．25v=8．125v。根据这些参数，查表得，smbj5．0ca（双向tvs管）符合条件。在本次课题研究中，对于交流电是干扰信号，因此对于异常输入的交流电压信号应该起到抑制作用，进而保护后续电路。其中选用的热敏电阻在交流电信号进入电路中，通过热敏电阻发热形成高阻，根据分压原理，起到分压作用，结合tvs管吸收过压的能量，进而使保护电路输出端的后续电路工作电压在保护电压值以下。

考虑到弱电保护电路四个方案的类同性，这里针对图1方案进行电路设计，自恢复保险丝在过流的情况下，其温度升高，则相应的阻值呈指数形式增长。因而依据分压原理，在过压情况下，其输出端断路。从而有利于保护电路。图中v－out端口主要是ic的输出引脚。tvs的作用原理是当管子两端经受瞬态能量冲击时能极快地将其两端的阻抗降低，通过将能量吸收掉从而把其两端间的电压钳制在其标称值上，保护后端元件。所选用的smbj5．0ca箝位电压为9．2v，其工作电压为5v，符合上述tvs选择。因此可以保护后续电路或芯片避免受到雷击和浪涌的损害。接口能耐受市电或者工业电，直接接入可以保证数分钟通电不损坏。以本电路为例，以ptc+tvs管构成回路，当有大的交流电压灌入时，ptc开始发热，进而形成高阻，保证后续电路，对地的tvs能起到一定的保护作用。电路中ｒ1，ｒ2，c1，c2是可选的安装芯片（可以不安装），用于提高电路的emi性能。

在进行弱电电路保护电路测试时，选用的是ptc热敏电阻。测试选用的tvs管是smbj6．5ca。在直流电路中，单向tvs管也能起到保护作用。但是在进行直流过流及过压测试时，其热敏电阻基本上不起作用，只是相当于一个阻值很小的电阻，因而导致电路中电流过大，但是ptc相当于一个限流管，因此对于超过其最大耐受电流时，其温升很快，因而其阻值变得很大，从而达到限流的目的。tvs管吸收过大的能量时，这样的情况长时间持续，即会导致tvs管的温度非常高，导致焊接tvs管的锡融化，进而导致tvs管脱落。但是在交流过压测试中，热敏电阻相当于一个指数形式变化的变阻器，因而在过压测试时，热敏电阻起到非常巨大的作用。一方面相当于大电阻，可以起到限流分压作用，另一方面当交流电压值超过热敏电阻的额定值时，热敏电阻会形成断路。从而与tvs管起到保护电路作用。

3．1试验中直流过压测试的实验

针对电路中使用smaj6．5ca测试，该芯片的理论箝位电压11．2v，实际测试为8．28v。

3．2试验中交流干扰测试的实验

弱电抗干扰实验是在具体的直流输出电源中引入一个干扰的交流信号。在交流干扰测试试验中，电路中的tvs管应该选用双向的tvs管，使用的仪器主要有脉冲群抗干扰发生器、直流稳压源以及万用表，试验中对于直流电压输入分3次测试，每次测试2min。直流电压输入值为2．3，3．3，5．0v，在接好抗干扰实验装置上电后，用万用表测试其输出端电压值。施加干扰源后，其输出电压是一个动态变化的范围。对于输入2．3v直流电压，在引入250v交流电压信号干扰后，其输出主要在2．18～2．31v范围内变化；输入3．3v直流电压后，在干扰源存在的条件下测试，其输出主要在2．98～3．28v范围内变化；输入5v直流电压后，在干扰源影响的条件下测试，其输出主要在4．87～5．12v范围内变化。

3．3弱电保护电路具体应用

在智能家居产品中常见有网关、可视对讲，以及显示终端等视频和音频于一体的智能设备。尤其这些设备中液晶屏部分和功放电路均为弱电控制。显示终端通过适当的扩展，可以成为小型智能家居系统的网关，提供对系统设备和情景模式的控制功能。在具体显示终端设备中，供电电压有220v和12v两种供电方式。很多设计中才有跳线来解决不同电压供电问题。在显示终端中，下层电路板为电源板，220vac交流电压引入，12v输出，上层电路板为高频信号板和显示板，12v输入，它们之间通过接口引入工作电压。但是在实际设计中，尤其是住宅区，220vac供电最为常见，为了避免交流信号的窜入，也为了提高系统电源的安全性，对于该弱电保护电路很有必要。

通过直流过压测试以及交流干扰测试后，该设计电路具备电路保护作用。所不同的是在直流过压测试中ptc需慎重选择，由于电路中电流过大，宜根据实际的电流需求大小选用合适的自恢复保险丝。雷击和浪涌测试中，尤其需要关注尖峰脉冲频率。一般来说，弱电保护电路对于极大功率的尖峰脉冲干扰，起保护作用时间很短。时间长易导致电路软损坏。在智能家居中弱电控制器以及通信模块，液晶屏模块，该弱电保护电路具有十分明显的保护效果，且产生了明显的经济效益。

智能家居论文题目篇三

随着80后人群逐步成为社会主流经济体，各种新兴的生活以及消费方式渐渐成为新宠。于是，“智能家居”应时而生。这不能不说是华商诚信联盟年会上的一大亮点。在项目对接会上，智能家居的项目负责人孙万红经理详细介绍了已经能够实现智能科技化的各种案例。

根据孙万红经理的介绍，客厅必备的家具已经统统可以实现智能化了。智能沙发不仅可以根据需要调节到符合人体工程学的角度，更可以对应颈部、背部、腰部、臀部等部位设置按摩功能；茶几也打破了传统观念中的使用局限，除了基本的功能之外还可以变身成为大型平板电脑，手指轻轻触动即可玩游戏、查资料、看新闻。对于智能家居来说，现在是微型投影仪家庭影院的时代。它所独具cmmb功能和接机顶盒直接看电视的功能。加上内置存储，不仅可以下载网络最新电影和歌曲，同时还配备多媒体音乐系统3d环绕立体声。这样，既满足了营造电影院效果的目的，还能有效减少电视机带来的功耗和辐射。

智能家居系统在卧室中通过设置各种模式让生活更加舒适、惬意，颠覆了传统的家居生活理念，并带来了全新的生活方式。作为私人空间，理想的卧室需要考虑灯光、温度、气氛等每一样因素。智能家居系统会为人们实现睡醒后自动开启窗帘，白天保证室内光线充足。同时，恒温系统将确保温度适中，空气流通。比如睡眠模式会为入睡提供需要的氛围；起夜模式隐藏的地灯会跟随脚步柔和亮起，点亮一条从床头到卫生间的路，不用担心惊醒枕边人；早安模式会随着太阳的升起自动拉开窗帘，奏起舒心的音乐。除此之外，空气是也是智能家居所关注的。卧室里的二氧化碳浓度传感器、温度传感器会在空气稍有不好时自动净化空气，根据室温调节空调的温度。

智能化的不仅仅是客厅卧室，还有厨房。根据孙万红经理的介绍，现代厨房不仅仅是单一的烹饪空间，已慢慢成为重要的家居空间，成为人们的第二客厅。为了让厨房更简单、更有乐趣，告别烟熏火燎，连橱柜都是自动升降的。

自动升降厨柜常采用智能升降控制，柜体高度可以上下移动，柜门轻触即可自动开启，用手轻轻触碰就能打开抽屉，用脚轻轻一踩柜子下面的脚踏就能轻松把垃圾放入垃圾桶。还可以在厨房边煮饭边享受音乐带来的乐趣，更可以根据需要在厨房的触摸式液晶显示屏上查找各种菜谱。同时，厨房还配有燃气感应装置。当煤气泄漏或忘记关阀门时，报警装置会发出预警，并自动关闭阀门，打开排气扇和窗户，以此化解危险。

据了解，智能家居还专门为有小孩的家庭设计了安全保障功能。为了保证小孩子们调皮时误闯误撞的安全，物联网技术在这个时候就显示了它强大的功能性，开创了物联天下的智慧安防系统。智能安防包括智能门锁、安防监控报警、燃气监测报警等功能。从保障孩子安全方面来说，可视智能门锁是孩子安全保障的第一屏障，同时它在窗户和门附近安装了红外报警感应器，当有人非法闯入就会发出报警。厨房也安装了燃气探测仪与自来水探测仪，一旦检测到家里燃气泄漏或者自来水泄漏，就会第一时间报警，并且自动关闭燃气与自来水的阀门。家长可以将孩子的活动区划定在卧室、客厅、卫生间，在这些敏感区域安装可以联网的监控系统，只要孩子接近这些地方，手机就可以接收到信息提示。

看似高深的智能家居在居家养老方面大有用武之地，覆盖远程的智慧医疗、紧急呼叫、智慧安防、社区家政等内容，让老人实现居家养老的愿望触手可及。理想的智能家居养老系统由多媒体智能网关、各种水晶控制面板、感应器和探测器、安防监控设备以及其他辅助设备组成。可以实现全自动化控制检测，能够满足老年人日常生活中所有的需求。例如系统可以根据室内光照、温度、气体浓度以及预设的老年人习惯等情况来自动实现开关窗帘、开关空调、开关窗户；根据老年人医疗护理的需要轻松实现室内情况监控、网络视频传输、一键报警以及远程操控保障等服务；根据老年人的喜好满足其点餐、送水、购物、娱乐等基本生活要求。在这样的全智能化环境中生活，老人不仅能够得到无微不至的关怀，还能充分享受到生活所带来的无限乐趣。

据了解，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在一起，构建出高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统。理论上来说，智能家居的智能化可以优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性和优越感，甚至为各种能源费用节约资金。

根据孙万红经理的介绍，智能家居是一套全方位的立体式智能生活方式，使我们居住的整个生活空间都变成智能化，包括客厅、厨房、卧室、洗手间。任何家居生活空间都能够通过现代科技便捷起来。

智能家居论文题目篇四

现代人快节奏的生活，以及生活水平的提高，人们对家居的要求也越来越高，对家具设计的美感和实用性有双重要求，而智能化家居的出现满足了现代人体验科技的同时、对家居的方便快捷与乐趣的需求。人们对家居的要求不单单是物理空间上的意义，更是一个体现个性和与众不同、个人思想情感的载体，而家具是家居里的重要组成，家具的设计直接影响了居室是否是在一个在安全的前提下，为我们提供舒适的环境。

（一）智能化家居的含义

智能家居又被称为智能住宅，它的运作原理是以住宅为基础，结合相应的建筑设备、技术手段和网络通信、家具家电，把系统、结构、服务、管理相结合意图打造高效率、舒适安全、便捷环保的居住目的，如今我国的智能家居已经相对成熟，走进部分百姓家中，目前市面上的智能家居包括以下六个方面:家居智能化系统组成、家居布线系统、家居安防系统、远程计量系统、家电自动化系统以及家居信息服务等。这就意味着家具成员无需触碰控制器，就可取得与室内的网络主机的桥接，通过对室内电器设施进行操控，实现了在家居生活中全方位的对家具进行管控。

（二）智能化家居的特点

智能家居在住宅中首先体现出的是实用性，随着城市步伐的加快，人们辗转与家庭和办公室两点之间，实在智能化的管理可以更有效的优化家居生活方式，摆脱各种繁琐的家务，提高效率节约时间，提高了我们的生活质量，保证居住的舒适性。智能家居系统首当其冲的是依靠网络交换机互换指令，对可移动物体或热感应物体进行实时跟踪监视；最后，联动防控自动处置功能。这个能够结合用户喜好、习惯性设置，家居智能化主机自动编写个性化方案，例如何时开启空调，何时打开热水器，感应到家庭成员离开房间后进行智能化安全关闭电闸，开启防盗进入系统，保证居住环境的便捷性及安全性，这些启动程序都可以在智能家居主机系统上完成。

随着人们对生活品质的追求不断提高，普通工薪阶层逐渐发展为智能家居市场的潜在客户。智能家居的开发及生产方向应加强对行业技术层的多接触、多互融，对于不同的消费群，将智能家居产品划分为不同的定位档次。但毋容置疑的是智能家居的出现代表着家具生活的实用、简易及灵活的特点，能满足人们日常所需的联网可视对讲、安防警报、光源控制、家用电器控制等功能。现代家装设计，还普遍以外观华丽为主导流，如若智能家居的进入，在相同的外饰上，其相对高昂的电子元件器械的造价，极有可能很难走入当前我国竞争力极大商品经济市场。智能家居的发展改变了对家具的组成，简化了家具的复杂和多样性，减少了家具数量，为居室腾出更加宽敞明亮舒适的空间，比如以往电视机刚刚普及时，在居室中占的面积比例大，而且还需要相关的载体来安放电视机，确保安全观看方便，最多使用的就是电视柜，而电视接收节目要通过发射器，信号也不是那么稳定，画质不够清晰，降低了人们的生活质量，而如今智能化家居的出现，电视机变得更大了，但也更薄容易放置，不用再使用电视柜这样的家具，甚至可以把电视机挂在墙上观看也是可以实现的，电视节目不再使用传统的卫星传送，直接通过网络播放，上网看电视两不误，使室内有更多的活动空间，提高了人们的生活质量。另一方面，电脑的普及率更高了，对电脑桌的需求量也更大，以前的电视柜被淘汰，取而代之的是电脑桌，改变了家具的组成。但这些是智能家居对家具设计的积极影响，智能家居的普及对家具设计也提出了很多要求，家具设计要求美观舒适，而家具的设计在色彩搭配上也非常讲究，目前我国智能家居的家具设计比较色彩浮夸、用料奢侈，让人感觉不到家温馨，更谈不上艺术感，其次由于智能化家具的复杂性，布线安装难，花费时间长，加大了成本，给用户带来更大的经济负担，对以后的维护和检修都造成了困难，对用户的安全、隐私方面带来不确定的隐患，包括容易被外人控制破坏，如有些产品的遥控器是通配的，邻居之间无意识的互相控制，闹出一些笑话的同时影响了家具的使用。

随着智能化家居的飞速发展和人们对智能化家居逐步了解和认识，相信在未来的几年里，智能化家居将走进每家每户，在此之间，智能化家具设计师更应该不断完善自己，了解用户所需，为了智能化家居能为用户提供更贴心的服务。家具的设计上应该从室内设计的风格、用户期望，色彩搭配、家具功能与摆设、材质等几个方面进行研究分析，为用户提供实用、性价比高的智能化家具用品，有利于智能化家居的推广。在系统布线上，要考虑成本和实用性，以及今后的检查维护工作容易开展，尽量选择布线相对简单的系统，但是也要考虑其功能性，在符合要求的情况下简化布线，结合大部分人的生活习惯。人们对生活质量的要求越来越高，以前想都不敢想的“奢侈用品”也越来越普遍，越来越多的智能家居用品走入千家万户，如高清数码相机、私人影院设备、数字摄录相机，等等，面积小不算常用的用品被收纳起来，常用体积大的则摆在室内，成为家具中的一员，发挥着实用兼具有营造室内气氛的作用。如近几年来家庭办公的普及，打印机成为白领人士最喜欢的家具设备，但传统打印机的颜色偏暗，达不到装饰美化室内的作用，在家具设计上，设计师应该考虑到客户群的变化和需求，设计出轻便实用、色彩斑斓的家用打印机。

综上所述，家居智能化对于我们现代的家庭来说，可能只是电影里出现的科幻情节，那些红外感应光源设计、甚至包括家具主机人工智能和我们人类的意识交流，虽然遥远，但我们已经可见。家具装饰设计不仅只是做到外观的华丽，更多的追求却是在家居生活中的更便捷，更实用。在使用智能家具时，用户还应注重保护自己的隐私，及时处理不安全隐患，让家具智能化因为家具的科学设计发挥最大的便捷。