论文-家庭自动化控制系统

家庭自动化控制系统（智能家居）12电气（5）现代自动控制技术、计算机技术和通信技术等手段，有助于实现人们家务劳动和家务管理的自动化，大大减轻人们家庭生活中的操劳，节省人们的时间，提高人们的物质、文化生活水平。家庭自动化已是人类社会进步的重要标志之一。最早进入家庭的自动化设备有自动洗衣机和空气自动调节装置等。随着现代科学技术的发展和人们生活要求的提高，家庭自动化的范围也在日益扩大。家庭安全系统、家庭自动控制系统、家庭信息系统和家用机器人等，有的已达到实用水平，有的正处于研究改进阶段。1.家庭自动化控制系统（智能家居）（1）家庭系统家庭安全系统是家庭防火、防气和水漏泄、防盗的设施，它由传感器、家用计算机和相应的控制系统组成。传感器对周围的光线、温度和气味等参量进行检测，发现漏气、漏水、火情和偷盗等情况时立即将有关信息送给计算机，计算机根据提供的信息进行判断，采取相应的措施或报警。例如发生火情时，计算机可控制灭火器灭火，并通过电话机向主人或有关部门报告。自动控制这种系统用于对空调器、收音机、电视机、音响装置、清洁器等电器的集中管理和自动控制，它由微型计算机和控制器组成。例如，它能控制空调系统，根据季节的变化自动调节室内的温度和湿度；使能源、照明和热水供应等设备最佳运行或使电子炉灶、清洁器定时完成做饭和清扫等工作。信息系统电话、电视机等在家用计算机的控制下形成统一的家用信息系统，并通过通信线路与社会信息中心相连，使家庭信息系统成为社会信息中心的终端,随时可从信息中心获取所需要的各种信息(见可视数据系统)。利用家庭信息系统还可以进行健康管理,如对老人或体弱者每天测量体温、脉搏和血压，并将数据输入终端机，由附近医师指导给予诊断。家庭计算机辅助教育系统可用于在家中学习各种知识。利用可视数据系统，可以在家订购货物、车票、机票、旅馆房间，检索情报资料，阅读电视版报刊等。家庭自动化的进一步发展可能实现在家办公，使家庭成为工厂或办公室的“终端”。因此，家庭自动化将是工厂自动化和办公室自动化的延伸和组成部分。家用80年代以来，有些国家已研制出家用机器人。它可以代替人完成端茶、值班、洗碗、扫除以及与人下棋等工作。家用机器人与一般的产业机器人不同，它应是智能机器人。它靠各种传感器感觉，能听懂人的命令,能识别三维物体,具有灵活的多关节手臂。这种机器人的许多技术问题尚未解决。数字家居结合当前信息技术的发展和人类对居住环境的要求，可以预见未来的数字家居应能提供以下功能：1、收发和保存信息：通过家庭网络，主人可以方便的收发电子邮件、浏览各种网上信息，订阅各种电子期刊或杂志等；2、管理个人或家庭的经济情况：通过家庭网络配套管理系统，主人可以方便地查阅自己的各种帐目和收支情况，管理系统软件还可以根据个人经济情况，作出最优的收支规划，提供相应的合理建议和提示；3、管理家庭的通讯需求：对家庭内各种通讯设备的通讯进行管理，包括网络通讯协议的执行和网络资源的分配，使信息在网络上的传输畅通无阻，整个家庭网络系统运行正常；4、管理电源和设备的使用：这一方面也是数字家居所应具有的主要功能之一。同样是通过网络管理系统软件，监控家庭内各种设备，如家庭内灯光的控制、电器设备的远程控制、室内环境的优化调节等。同时还能够提供一些经济方面的优化决策控制，如能够根据不同用电时段和峰谷电费差价，合理控制家电的运行。5、提供安全和可靠的环境：通过在家庭内安装各种检测报警装置来实现家庭的保安、消防以及其它需求。如通过加装摄像头，可以监视房间周边环境和诸如婴儿房等特殊场所；通过烟气传感器、温度传感器、特殊气体传感器，预防房间失火和有害气体过量；通过加装红外传感器、门磁、薄膜窗花、无线微波等报警装置，可防止窃贼入侵等等；6、无需维护的运行：整个家庭内各种设备都连接到其网络上，通过网络上运行的管理软件，可实现对设备的监测和故障诊断功能。一旦出现故障，家庭管理系统会给出故障提示，并自动通过家庭内的网间接口设备向设定的相应维修单位保修，无需主人亲自动手；7、简单的操作：因为该网络系统是在千家万户中使用的，考虑到使用者的年龄、职业、经历以及受教育程度等的差异，所以该类系统的操作必须简单，方便，而且可靠，以适应不同使用人群的需要。8、可根据个人或家庭生活方式定制：随着信息时代的到来，个性化的要求在不断提高。未来数字家居应能够根据不同使用者的家庭环境、设备数量和类型、以及生活方式等可做相应的配置和调整，如可根据消费者的需求和可接受费用，定制相应的系统解决方案；又如可根据使用者的生活习惯，调节室内环境参数，定时启停家电设备等等。由上述功能的描述，可以反映出了一个基本事实：数字家居中家庭自动化网络的建立仅仅为完成上述功能提供了一个硬件平台，而要真正完成这些功能还需要有强大的系统管理运行软件支撑。同时也可以看出数字家居是一个多学科技术综合应用的系统。系统接入(1)电视；(2)远程PC或膝上电脑；(3)Internet浏览器；(4)电话、数字电话、移动电话；(5)按钮传输器；(6)远程控制器；(7)语音控制；(8)触摸屏等。在实现系统功能介入时，也需要进行有效的控制，如通过读卡器、无线射频设备、或生物测定机，使用口令，生物测定识别技术、IC卡、或授权的特殊权限技术等方式介入，保障正常用户的权益不受侵害。未来的家庭自动化网络系统也需要具有大量的自适应功能，如以下几点：(1)无障碍性：支持大量已有室内连线方案，如电话线、结构化布线、同轴电缆等。(2)灵活性：能够接受不同类型的连线方案和标准，以便系统方案的升级和扩展。(3)廉价：因为网络只是用于连接各种设备，而其本身不是末端设备。价格的优势将加快其应用的脚步。(4)易于实现：无论用户还是供应商都可以方便地设计和实现网络方案，这无疑会带来更多的用户.4、自动化电饭煲、电炒锅、电煎锅、电烤箱、电磁炉、微波炉、三明治机、烤面包机、洗碗机、破碎机、果汁机、制冰机、冰淇淋机、绞肉机、