智能家居（英文：smart home, home automation）是以住宅為平臺，利用綜合布線(xiàn)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設施集成，構建高效的住宅設施與家庭日程事務(wù)的管理系統，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實(shí)現環(huán)保節能的居住環(huán)境。
無(wú)線(xiàn)數據傳輸是指利用無(wú)線(xiàn)數傳模塊將工業(yè)現場(chǎng)設備輸出的數據或者各種物理量進(jìn)行遠程傳輸，可以進(jìn)行無(wú)線(xiàn)模擬量采集也可以進(jìn)行無(wú)線(xiàn)開(kāi)關(guān)量控制，如果傳輸的是開(kāi)關(guān)量，可以做到遠程設備遙測遙控。
 

中文名	技術(shù)	功能	目標
智能家居	綜合布線(xiàn)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)。	無(wú)線(xiàn)連接和格通智能家居	方便家用電器操作

 
目錄
 
1、智能家居中的無(wú)線(xiàn)數據傳輸方案簡(jiǎn)介
2、燈光控制部分硬件組成框架
3、手持RF遙控部分硬件組成框架
4、燈光控制部分軟件組成框架
5、手持RF遙控部分軟件組成框架
6、智能家居發(fā)展趨勢
 


智能家居中的無(wú)線(xiàn)數據傳輸方案簡(jiǎn)介：
目前，智能家居可為用戶(hù)提供家居安全報警、可視對講、家電、照明調光、設備的室內外遙控、電話(huà)遠程控制、INTERNET遠程控制等多種功能。產(chǎn)品類(lèi)型包括有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)或者有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)結合，無(wú)線(xiàn)方式具有無(wú)布線(xiàn)，移動(dòng)，安裝方便、應用場(chǎng)合廣等優(yōu)點(diǎn)逐漸成為應用主流。
采用IAI公司的無(wú)線(xiàn)系列芯片結合MICROCHIP的PIC系列單片機已開(kāi)發(fā)出一系列的智能家居方案，如小區的水氣無(wú)線(xiàn)抄表方案、家居終端無(wú)線(xiàn)開(kāi)關(guān)方案、無(wú)線(xiàn)燈光控制方案、終端控制器大屏幕界面QVGA方案、終端INTERNET接入方案等等。IAI公司的無(wú)線(xiàn)芯片系列具有集成度高、外圍元件少、功耗低、性能穩定可靠等特點(diǎn)，芯片內部集成了FSK無(wú)線(xiàn)收發(fā)必需的全部功能模塊，包括多邊帶PLL合成器、PA、LNA、混頻器、基帶濾波器、中頻放大器、信號強度指示RSSI、數據質(zhì)量偵測DQD、電池電壓偵測、AFC和微控制器等，同時(shí)MICROCHIP的PIC系列芯片單片機具有低功耗、高穩定性、抗干擾性好等特點(diǎn)。為此我司采用IA4421芯片已開(kāi)發(fā)了兩種小通訊模塊PHY和EV-IA4421-433M-3，可以為用戶(hù)提供串口或者SPI接口,方便用戶(hù)使用和開(kāi)發(fā)。
 
本文從軟、硬件兩方面介紹一款智能燈光控制方案，該方案分為手持RF遙控和燈光控制兩部分，可以通過(guò)手持設備實(shí)現家居燈光明暗的調節、全開(kāi)全關(guān)、定時(shí)控制和軟啟功能。
本文介紹的智能化燈光控制方案，可以通用到任一智能家居設計方案中，方便的應用于各種智能家居系統上。
燈光控制部分硬件組成框架：
 
2.1非隔離電源電路為MCU和無(wú)線(xiàn)模塊提供工作電壓，采用PI的LinkSwitch-TN，由于功率MOSFET和控制器集成在一個(gè)IC當中，設計過(guò)程可得到極大地簡(jiǎn)化。電路路中所用元件數目很少，無(wú)需變壓器，即可以利用設計速成部分，使用標準元件完成常用輸出電壓和電流的設計。
 
2.2無(wú)線(xiàn)模塊連接電路，PHY只需使用5個(gè)I/O口即可工作，同時(shí)采用SPI兼容的控制接口作為數據通訊接口，我們測試板也正是使用這種方式與PHY模塊進(jìn)行連接的。各個(gè)接口功能如下：SCK：SPI串口時(shí)鐘輸入；SDI：SPI串口數據輸入；NSEL：SPI片選輸入(低電平有效)；SDO：SPI串口數據輸出；NIRQ：中斷請求輸出(低電平有效)；PHY模塊用作數據。該模塊具有體積小、功耗底等優(yōu)點(diǎn)，非常適合用于無(wú)線(xiàn)設備上。
 
2.3調光模塊電路，包括一個(gè)EMI濾波器、一個(gè)無(wú)源功率因數校正、鎮流器控制和燈諧振輸出級，輸出級采PWM輸出驅動(dòng)信號，通過(guò)驅動(dòng)變壓器驅動(dòng)半橋MOS管，實(shí)現燈光的控制。
 
手持RF遙控部分硬件組成框架：
3.1
4*4輕觸按鍵作為用戶(hù)的輸入，用戶(hù)按鍵的輸入判斷是采用普通的I/O方式。具體每個(gè)按鍵定義為,可以根據開(kāi)發(fā)著(zhù)設計需要而定。
3.2無(wú)線(xiàn)模塊連接電路與手持RF無(wú)線(xiàn)模塊的電路與燈光控制部分基本一樣，電路如圖3所示，都是使用SPI方式與無(wú)線(xiàn)模塊通信。
3.3電源電路，手持遙控使用5V～9V干電池為系統供電。
 
燈光控制部分軟件組成框架：
4.1 MCU初始化函數：包括MCU定時(shí)器的設置、PWM設定、中斷設置和各個(gè)I/O口的輸入、輸出設置等等。
4.2 IA4421初始化：對IA4421各個(gè)寄存器進(jìn)行設定，包括頻率、發(fā)送速率、發(fā)送功率、頻偏等設置。
4.3主循環(huán)程序：主要包括無(wú)線(xiàn)信號的檢測和工作電流電壓的檢測。
主循環(huán)程序是軟件的基本控制部分，為一個(gè)無(wú)限循環(huán)程序，通過(guò)這一系列的管理函數，不斷的檢測事件的發(fā)生并執行相應的功能操作。包含許多子程序，諸如：Check if it’s time to execute events（定時(shí)器時(shí)間事件處理）、通信握手識別、地址識別、PWM輸出處理、電流電壓采樣處理、電源管理等等。

手持RF遙控部分軟件組成框架：
軟件流程圖如圖所示，軟件系統包括：MCU初始化、變量初始化、IA4421初始化、主程序的循環(huán)檢測。
主循環(huán)程序包括用戶(hù)按鍵輸入檢測、無(wú)線(xiàn)數據發(fā)送、無(wú)線(xiàn)信號的接收和反饋數據的處理，正確發(fā)送用戶(hù)輸入的信息以及把燈光控制狀態(tài)及時(shí)反饋回手持設備，讓用戶(hù)一目了然。
 
智能家居發(fā)展趨勢：
隨著(zhù)智能家居的迅猛發(fā)展，越來(lái)越多的家居開(kāi)始引進(jìn)智能化系統和設備。智能化系統涵蓋的內容也從單純的方式向多種方式相結合的方向發(fā)展。但較之于歐美發(fā)達國家，我國的我國智能家居系統起步稍晚，所以市場(chǎng)主流的產(chǎn)品（系統）還無(wú)法很好地解決產(chǎn)品本身與市場(chǎng)需求的矛盾，使得智能家居市場(chǎng)的僵冰還沒(méi)有被完全打破，所以很大程度上阻礙了智能家居產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在此情形之下，從產(chǎn)品（系統）的技術(shù)角度上看什么才是解決這個(gè)難題的方法？據市場(chǎng)調研顯示，只有智能家居交互平臺才是最好的手段之一。
而隨著(zhù)云技術(shù)的發(fā)展，市面上出現了將云語(yǔ)音控制融入到控制系統的智能家居控制軟件，不需要專(zhuān)業(yè)的設備，任意一臺智能手機或是平板電腦安裝上軟件即可，其兼容windows 、IOS、 android系統，開(kāi)啟手機軟件，啟用監聽(tīng)模式，在聲場(chǎng)的覆蓋的范圍內，即可與系統對話(huà)控制電氣設備，更強大的是該系統還可以接入互聯(lián)網(wǎng)系統，進(jìn)行日常信息查詢(xún)，瀏覽網(wǎng)頁(yè)，搜索音樂(lè )等功能，整個(gè)交互的過(guò)程，可以是全語(yǔ)音也可以是屏幕顯示。
智能家居可以成為智能小區的一部分，也可以獨立安裝。
中國人口眾多，城市住宅也多選擇密集型的住宅小區方式，因此很多房地產(chǎn)商會(huì )站在整個(gè)小區智能化的角度來(lái)看待家居的智能化，也就出現了一統天下、無(wú)所不包的智能小區。歐美由于獨體別墅的居住模式流行，因此住宅多散布城鎮周邊，沒(méi)有一個(gè)很集中的規模，當然也就沒(méi)有類(lèi)似國內的小區這一級，住宅多與市鎮相關(guān)系統直接相連。這一點(diǎn)也可解釋為什么美國仍盛行ADSL、Cable Modem等寬帶接入方式，而國內光纖以太網(wǎng)發(fā)展如此迅猛。因此歐美的智能家居多獨立安裝，自成體系。而國內習慣上已將它當作智能小區的一個(gè)子系統考慮，這種做法在前一階段應該是可行的，而且是實(shí)用的，因為以前設計選用的智能家居功能系統多是小區配套的系統。但智能家居最終會(huì )獨立出來(lái)成為一個(gè)自成體系和系統，作為住宅的主人完全可以自由選擇智能家居系統，即使是小區配套來(lái)統一安裝，也應該可以根據需要自由選擇相應產(chǎn)品和功能、可以要求升級、甚至你對整個(gè)設計不感興趣，完全可以獨立安裝一套。我們的觀(guān)點(diǎn)是，智能家居實(shí)施其實(shí)是一種“智能化裝修”，智能小區只不過(guò)搭建了大環(huán)境、完成了粗裝修，接下來(lái)的智能化“精裝修”要靠自己來(lái)實(shí)施。