21世纪是信息化的世纪，各种通讯和互联网等技术推动了人类文化的巨大的进步。智能家居控制系统的出现使得人们可以通过手机或者互联网在任何时候、任意地点对家中的任意电器(空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD录像机)进行远程控制;可以在下班途中，预先将家中的空调打开、让热水器提前烧好热水、电饭煲煮好香喷喷的米饭……而这一切的实现都仅仅是轻轻的点几下手机按键或鼠标。
智能科技家居管理系统可以定义为一个过程或者一个完整系统。应用先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统，有效地联合在一起，通过统筹模式管理，让家居生活更加温馨、安全、有效。
一、系统设计主要任务
本文使用凌阳ARM9嵌入式实验箱，S3C2440 CPU核心板以及Linux系统或者装有Linux虚拟机的PC机一台。本设计包括有：控制软件的编写与调试和系统硬件的设计与调试。
(一)硬件部分。
智能家居控制系统其硬件部分主要由五大部分组成：GPRS模组、以太网模块、SHT11温湿度传感器、摄像头、S3C2440 、CPU板模块与接口和电源部分。用户可以通过GPRS模组上的RS232接口和PC机相互连接并且使用，通过SHT11温湿度传感器来检测温度变化，为各个部分提供工作电源的则是电源部分。
(二)软件部分。
软件设计部分主要由五大部分构成：就是Boa服务器搭建、CGI程序编写，AT命令集，GPRS初始化与驱动、摄像头驱动和各个驱动程序编写
二、方案设计
(一)系统方案论证。
1.控制部分： 计划一：将MCS-51单片机作为总的控制元件。计划二：将凌阳单片机SPCE061A作为总的控制元件。计划三：将ARM作为总的控制元件。
比较论证： 计划一MCS-51单片机功用较少，不具有模数转换等功能，因而需要增加一些外围电路来实现一些功能，使得电路复杂化，精确度不高，采样速率偏低。而计划二简化了电路，增加了系统的稳定性。凌阳SPCE061A在设计方面提供了极大的便利，它的益处在于，功用较多，因为它不仅囊括了一般单片机一切的功能，更增加了许多新的功能，如： A/D、D/A转换， 语音等，另外又提供了方便的`编程环境。计划三更加智能，它可以移植LINUX系统到CPU中，对于处理我们的多媒体和网络更胜一筹，而且LINUX下的资源非常丰富，可以运用LINUX下的资源完善我们的系统，与外网的联系变得更加简单。
2.显示部分：方案：采用LED发光管。
3.服务器部分：方案一： 采用UDP服务器或者TCP。方案二：采用boa服务器。
比较论证：计划一尽管可行，但搭建容易，移植和执行都比较困难，而计划二则不同，Boa服务器虽然和普通Web 服务器一样， 但是能够很容易完成接收客户端请求、分析请求、响应请求、向客户端返回请求结果。
(二)系统总体设计和分析。
本设计属于嵌入式应用系统。，进行系统设计最重要、最关键的一步就是确定嵌入式管理系统总体方案。总体方案的好坏与否，直接影响到了整个控制系统的性能以及实施细则。被控对象的任务及工艺要求是由总体方案的设计而确定的。设计方法大抵如下：按照系统要求，首先确定出系统属于哪种类型。选取检测元件，在确定总体方案的时候，必需先选择好被检测参数的测量元件，它直接影响到控制系统精度。选择合适的执行机构，执行机构是微控制系统的重要组成部件之一。执行机构的选择一方面要匹配到控制算法，另一方面要根据被控对象的实际状况来确定。选择合适的输出/输入通道和外围设备。选择时应考虑以下问题：被控对象参数的数量;各输出/输入通道是并行操作或串行操作;各通道数据传递的速率;各通道数据的字长和选择位数;对显示、打印有什么要求
三、系统制作与调试
(一)系统硬件调试。
由于应用的是凌阳研制的s3c2440开发板，所以，只需根据要求连接好虚拟机与开发板，并把程序分别烧入开发板，连接好GPRS模组，设置好相应选项。
主控制器和GPRS模组使用标准串口交互。模组带有10针的接口，该接口能够直接和MCU相连接，也可以通过该模组上的RS232接口转化电平后和PC机连接。在GPRS模组的SIM卡座旁边有J5和JP1组成的配置跳线。在使用GPRS模组之前，需要首先正确配置这些跳线，以便选择使用 MCU还是PC与模组通信。
(二)主控程序调试。
先将虚拟机与pc机建立好连接，以便互相传输数据和文件;然后建立虚拟机与开发板之间的连接，调试好虚拟机的nfs服务器和samba服务器将对后来的设计提供更多的方便。给开发板烧写操作系统(bootloader，kernel，)，以便boa服务器可以在其上运行。
四、结论
随着科技发展水平的不断提高，智能家居越来越普及到人们生活之中，也是未来人们研究发展的重中之重。本文简略地阐述了远程控制原理、短消息发送的实现方法、以及相关电路的设计原理，设计中充分利用了系统的硬件和软件资源，实现了各个模块的协调控制，提高了系统的稳定性和通用性。
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。
客厅卧室全智能
厨房面临新革命
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。
智能安防保护儿童安全
智慧空间让老人安度晚年
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。
安全优越好处多
高科技实现生活便捷
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。
采用Kinetis K10作为核心控制器，使用触摸屏实现显示和控制等人机交互功能，设计重点体现现代家居的安全监测和舒适度调节。软件方面成功移植了μc/OS操作系统，实现了防盗报警、消防报警、IC卡门禁、灯光调控、电动窗帘、温湿度检测和背景音乐控制等功能，实验室验证了系统的可行性和实用性。
科学技术不断的发展，人们生活水平得到很大提高，人们对物质生活要求舒适度日益增加，这样就使得人们对家居生活的要求也越来越向智能化、舒适化、安全化的方向发展。本文提出了一种基于μC/OS的智能家居系统的设计，重点体现安全监控和提高生活的舒适度与便捷度，尽可能为用户营造出一个安全舒适的生活环境。
1 设计方案
系统控制核心采用飞思卡尔kinetis K10芯片，控制系统选用μC/OS-Ⅲ操作系统[ 1 ]。主要功能：安全监测方面实现烟雾报警、IC卡门禁、红外报警、强行进入报警，舒适生活方面设计了自动窗帘、灯光调节、温湿度检测、音乐播放等功能，功能切换基本依靠触摸屏来控制。
功能模块电路设计
1)灯光控制。通过继电器模块，实现5路灯光控制。图1中，当PTE4，PTE17管脚输入高电平时，对应的继电器会吸合，进而控制其连接的220V触点吸合，此时灯亮。反之，管脚输入低电平，继电器断开，触点断开，将灯断开。
软件设计
2 结论
采用kinetis K10作为核心控制芯片，并成功移植了μC/OS-Ⅲ实时操作系统，使用了IC卡等模块，实现用户身份识别，实时采集温湿度传感器、烟雾、窗门磁传感器状态，控制灯光、背景音乐和窗帘动作，控制程序设计参考人们的作息规律，更加贴近生活，并且设计了友好的人机交互界面，打造出一个安全、有序、高效的智能家居系统，实验室验证了该系统的可行性。
一部部手机，一台台电脑，一辆辆汽车，日常生活中，科技给我们带来了方便和快捷。然而，科技的进步还不止这些。
第一次接触机器人，那是去年的9月。那些神奇的传感器、由铁条组成的车子、接口花花绿绿的主控板，都吸引了我。我迫切的想知道是什么让它们动了起来，于是我如饥似渴地听讲、练习。慢慢地，我的车会跑了，会巡黑线了，会做任务了……这一切都是电脑上的代码做到的，是科技发展让它做到的。
今年五月的市机器人比赛中，我更是体会到了科技无限的魅力。那次比赛的路线是中国著名的丝绸之路，一路上有各种各样的任务：穿越国门、清理障碍、投放货物等7个任务。来到场上，我们开始了长达两个多小时的编程和调试。下一个就轮到我第一轮试跑了，我半跪在起点，按下按钮。车子流畅地开动起来，我充满信心地望着它。很快，它一路闯到放车厢的关卡。我紧张极了，这可是一个超级大难关啊。我死死盯着车子，心里暗暗喊到：加油，加油，一定要成功放进去。可是，它还没走到该进入的位置，就放下了车厢。我大喊一声敲打了一下自己的脑袋，哎呀，没改前近距离的参数，显然我已经能老练地判断出问题所在。观看别的选手的表现，他们也相当出色。大家的机器人造型五花八门：有的带有力大无穷的插子，有的后边按了一个大篓子，有的轮子大而粗狂，有的轮子小而灵巧。它们的颜色丰富多彩，如此美观的机器，做任务也一点不逊色，第一轮比赛有个男生跑完了全程。接着到第二轮比赛了，我站在终点，等待它的胜利归来。最终我的机器人跨越重重困难，成功地跑完了全程。此时此刻，我的心中冒出了许许多多快乐的可乐气泡，它们带着我飞上了蓝天。
望着那一辆辆装备奇特的机器人，我不仅看到了祖国强大的科技，还看到了科技的未来。少年强则中国强，让我们为了祖国的明天共同努力。
在我们如今的时代，科技虽然已经十分发达，但人们依旧为许多天灾人祸而苦恼，就算有各种防护措施，却也无法保证能让每一个人平安无事。但如果是在未来，那这一切便会大有不同。
比如出现火灾，当烈火燃起时，人们却丝毫没有慌乱的样子，只见他们飞快地跑到墙边，按下一个蓝色按钮，立刻，四周的墙上就会打开一个又一个孔洞，一股股强烈但又不会让人受伤的水柱喷射出来，完全没有死角，大火也就很快被浇灭了。原来在未来，每个房间都安装了一个蓝色按钮，一旦按下，墙上便会打开孔洞喷水，用来熄灭火患，十分方便快捷。而且，消防员也会在人们按下蓝色按钮后迅速赶来，以确认是否还有人员被困，急需抢救。在这样的一系列方案下，就能最大限度地减少，或杜绝人员伤亡。
又比如海啸，海水如一个可怕的猛兽狂冲向人们，可突然，仿佛有一堵无形之墙挡住了一般，海水硬生生的停在了半空，气势大减，而且怎么撞也撞不穿那层墙，最终只能退去，而岸上的人们却好像什么事也没发生过，依然继续做着自己的事。这到底是怎么回事呢？原来在未来，每个河、湖、海旁边都设置有一种屏障，每当海啸、洪水来临，机器便会发射出一层层无形屏障，用来阻拦海啸和洪水，使它们无法继续往前，危及人们的安全。而且，如果当下河、湖、海中有人的话，机器还能自动识别，伸出机器手臂，精准无误地把人打捞起来，机器手臂上还附着海绵，十分安全，绝不会出现把人抓伤的现象。
再比如地震，当然也有防预手段，而这一次我们得靠衣服。在未来世界，人们穿的每一件衣服都经过有特殊的改造，在领口处有一个与衣领色号相同的按钮。一按下去，就瞬间被包裹在一个气膜球中，完全不会受到伤害。
在未来，因为科技的进步，人们的生活将更加安全，也更加快乐！
0 引 言
在人类科技发展的历史上，互联网的出现促使人们的生活向着信息化、网络化发展，电子信息技术的进步更加推动了社会的信息化，也使人们的日常生活、学习不再局限于传统的方式。随着生活方式的逐步改变，人们对家居环境的追求也在不断提高，对传统家居提出了新的挑战。智能家居是在通信技术、电子技术、自动化技术的基础上进行研究，从而实现智能化操作与管理家庭设备，这样一个舒适、便捷、智能、人性化的生活环境才是人类生活舒适化的最大追求，最初是由美国人提出。与传统的家居环境相比，智能家居无疑将会使人们的生活质量有很大的提高，家庭内的设备将会被赋予智能，他们能够主动监测家庭环境的变化，并同其他设备合作共同完成对家庭设备状态的改变，以使家庭环境对人体更加适宜，使人们生活在一个更加艺术、更加人性化的环境中。
在人类经济不断正常的过程中，人们掌握了越来越多的经济与社会资源。由于越来越多的资金积累，人们对生活的舒适性，便捷化、智能化、和人性化等方面提出了要求，出于对丰富的社会资源和先进的科学技术的利用，人们在通信技术、电子技术和计算机网络技术的基础上，研究了一套解决家庭生活智能化的统筹系统。系统通过人这一核心对家庭的各种小系统进行有机整合，从而促使生活环境更加舒适、便捷、安全。
采用了智能家居系统后，人们对家电产品的控制不再局限于传统的近距离的控制方式，不论主人身处何地，只需一部手机或一台电脑就能随时随地查看家用设备的状态并能对其进行远程控制。
1 家 居 系 统 的 构 成
家居系统通过互联网与家庭成员之间的联系，合理安排了人、网络、硬件结构和家庭设备之间的相互关系，虽然由于个人的差异性导致结构的复杂程度大小不一，但是从大的方面来说，家居系统的目的和整体结构是一致的。都是为了建立一个集家庭安全防护系统、网络反馈系统和家庭可调系统于一体的家庭综合服务系统，为家庭提供可调节、可控制和自动化的人性化家居服务。在图1中，将家居系统分为以下几个方面：电源模块部分、信息采集部分、人机互动部分、开关控制部分、安防报警部分、信息存储部分和控制器控制管理部分。这7个部分以控制器为核心相互联系，实现了信息采集、处理、存储的一体化过程，满足了家庭对安全、舒适、便捷的需求，方便了后续产品的升级更新。图1为家居系统结构示意图。
2 智 能 家 居 模 块 设计
智能家居系统的模块组成主要有控制器模块、电源供给模块、开关控制模块和人机互动模块。图2中控制器模块是核心模块，负责信息的采集、处理、交换以及和人之前的互动。整个家居系统进行正常工作需要电源模块提供所需的对应电压。开关模块有助于控制模块实现家庭电器的通断，保证了主人在外时家庭的电力安全问题。人机互动是家居系统极为重要的一部分，它是家居系统智能的体现。
控制器模块
控制器能够实现外部数据的采集、处理、存储和通信交换等功能，是整个系统中最为关键的一环，它是系统智能化的决定性因素。为了更好地统筹资源与优化电路，控制器的型号选择也极为重要。STM32F103C8T6是32位嵌入式微控制器，工作频率打到72MHz,电源要求是,内部的FLASH程 序 存 储 空 间 为512KB, 运 行 内 存RAM的 容 量 为160KB. STM32F103C8T6强大的功能为家居系统的设计提供了高性能、高效率、低功耗的便利。
电源供给模块
各个模块的工作正常和维持都依靠电源模块有效的电源输入，这是家居系统有序工作的基础部分。电源供给电路的设计是模块高效、低干扰、低损耗的最佳保证。图2为电源输入部分。
开关控制模块
开关控制模块在整体系统中相当于人的四肢与大脑的延伸和支持，模块会根据来自控制器STM32F1038T6给出的信息命令进行家庭电器的导通和关断操作。开关控制模块需要对控制器传输的高低电平有极高的辨识度，设计了以三极管为响应的开始部分。当低电平信号输入时，三极管T1截止导致三极管T2截止，所以DO11、DO12都处于断开状态；当高电平信号输入时，三极管T1饱和导致三极管T2导通，这样DO11、DO12将处于通电状态。
人机互动模块
为了让主 人 能 够 对 家 庭 的 电 器 使 用 状 况 进 行 详 细 地了 解 ,在 家 居 系 统 中 添 加 了 互 动 功 能。通 过GSM无 线 传输 技 术（全球移动通信技术）与信号接收器来帮助个人或者 多 人 了 解 即 时 家 庭 电 源 通 断 信 息 和 更 进 一 步 的 命 令 输入通断控 制。 GSM无 线 通 信 技 术 作 为 第 二 代 移 动 通 信 技术 , 研 发 的 目 的 是 让 全 球 共 同 分 享 一 个 移 动 电 话 网 络 标准，避免不同差异 的移动通话标准 之 间 的 有 差 对 接 ,增 强了了通信信息的正确性和信息对接的方便性。这样只要用户拥有一部可插入GSM卡的移动手机就可以在全球范围内进行信息的交流沟通。我国最早是在20世纪90年代引用了GSM无线通信技术标准，并在20xx年关闭了之前一直 使 用 的 模 拟 移 动 网 络 , 进 入 了 数 字 移 动 网 络 的 大 家 庭中。GSM无线通信技术的广泛应用，加强了人们在对遥远的家庭的控制管理。
3 结 论
本文所设计的家庭智能安防控制系统，成功地应用了STM32F1038T6微 处 理 器 的 强 大 功 能、2 . 4GHz射 频 通 信 和GPRS移动通信的优质传输性能，充分利用了计算机网络技术、GSM无线通信技术和自动化控制技术，具有实时性好、可靠性高、功耗低、扩展方便等优点。该控制系统实现了家庭门禁控制、室内环境参数检测、防盗报警、家用电器控制等功能，为普通家庭的安全防护控制提供了有效途径。智能家居系统的不断发展是人类对生活环境优越性的追求，是对科学技术的完美应用。随着社会生活的发展和科学技术的发展，有理由相信家居系统会越来越智能化、舒适化和便捷化。
参 考 文 献
[1]李伟强。物联网技术成引擎为智能家居添动力[J].中国公共安全（综合版），20xx.
[2]杨伟。基于STM32F103C8T6单片机的LCD显示系统设计[J].微型机与应用，20xx.
[3]王芳。基于GSM短消息无线通信系统的研究[D].河海大学，20xx.
