王茵+李明

摘要：隨著我國計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)這一概念對于人們來說不再陌生，這一技術(shù)也被大量的應(yīng)用到智能家居的設(shè)計之中。本文主要基于物聯(lián)網(wǎng)信息平臺介紹了智能家具中智能窗戶的設(shè)計過程。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能；設(shè)計

中圖分類號：TU855 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）05-0167-01

1 系統(tǒng)設(shè)計

對于窗戶本身來說，我們主要考慮窗戶的開關(guān)方式設(shè)計。在這一方式的選擇上，我們一方面要結(jié)合用戶需求，另一方面也要根據(jù)具體的機械控制方式來進行選擇[1]。本系統(tǒng)將窗戶設(shè)計為轉(zhuǎn)動式開關(guān)。智能窗戶的智能性主要體現(xiàn)在根據(jù)具體情況自主確定窗戶的開或關(guān)、開窗程度大小等，為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，本系統(tǒng)采用了更易于程序控制的步進電機。

為了更好的控制系統(tǒng)中的其他模塊，對于主控模塊的討論必不可少。這一模塊主要負責(zé)與其他各個模塊進行交互，并根據(jù)程序發(fā)送指令，達到智能控制的效果。本系統(tǒng)在設(shè)計過程中選擇了現(xiàn)階段應(yīng)用范圍最廣的Ubuntu系統(tǒng)進行開發(fā)，使用ARM芯片作為核心處理器。

系統(tǒng)的整體動力來自于供電模塊[2]，為了做到達到智能控制效果的同時節(jié)省用電量，這一模塊的設(shè)計也是決定整體系統(tǒng)優(yōu)良性的關(guān)鍵性因素之一。本系統(tǒng)主要采用了常用的220V電壓供電。同時，這一模塊還應(yīng)具備處理斷電情況的能力，我們主要應(yīng)用了太陽能來保證斷電情況下系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。

在智能窗戶的設(shè)計中，傳感器主要用于感知天氣、風(fēng)力狀況、室內(nèi)空氣等因素的變化[3]。對于這一模塊的設(shè)計來說，在設(shè)計時，我們首先應(yīng)該對用戶的具體需求進行了解之后再確定具體功能的設(shè)計。本系統(tǒng)主要實現(xiàn)了以下功能：對于室內(nèi)空氣狀況來說，當(dāng)室內(nèi)通風(fēng)性差、有害氣體濃度超出預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、用戶主動發(fā)出控制指令時，窗戶都會自行開啟并向用戶發(fā)出提醒。對于室外情況來說，當(dāng)出現(xiàn)大風(fēng)或陰雨天氣時，本系統(tǒng)將自行判斷窗戶是否處于打開狀態(tài)，并根據(jù)判斷結(jié)果決定是否需要關(guān)窗。同時對于整體系統(tǒng)的安全性我們也在這一模塊做了一定的控制，當(dāng)系統(tǒng)判斷出危險情況時，就會立即發(fā)出警報。在具體傳感器的選取上，我們主要需要考慮的是傳感器靈敏度以及系統(tǒng)建設(shè)成本[4]，在實際的設(shè)計過程中也應(yīng)將這兩種因素綜合進行考量，選取具體的器件。

對于用戶來說，在整個系統(tǒng)中用戶直接接觸到的部分就是處理終端，本系統(tǒng)主要將用戶終端設(shè)計為PC端的web網(wǎng)頁模式和手機端的app模式，這樣的處理方式更易于用戶隨時隨地的對窗戶進行控制。

2 程序設(shè)計

具體軟件程序的開發(fā)是決定系統(tǒng)設(shè)計能否達到用戶需求的關(guān)鍵性因素。本系統(tǒng)內(nèi)軟件程序的主要運行過程如下：首先，系統(tǒng)一旦啟動，程序?qū)⑦M入初始化模塊，對相關(guān)參數(shù)賦初值。在這一操作完成之后，系統(tǒng)將對各硬件模塊的運行狀況進行檢測，一旦發(fā)現(xiàn)問題，程序就會進入故障處理模塊，并根據(jù)具體問題做出響應(yīng)。如果各硬件模塊能正常運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)將向傳感器模塊發(fā)出指令，操控傳感器模塊開始進行數(shù)據(jù)收集工作。對于得到的這些數(shù)據(jù)，系統(tǒng)將通過一定的判斷方式來對窗戶進行具體的操控。同時，用戶指令在整個系統(tǒng)中優(yōu)先級最高，當(dāng)用戶發(fā)出具體的操控指令時，主控程序?qū)?yōu)先對這一命令進行處理。

本文主要應(yīng)用Linux2.6開發(fā)平臺進行程序開發(fā)工作，利用ZigBee來完成整體的通信過程。

3 運行狀態(tài)

對本系統(tǒng)試運行的過程進行分析，我們發(fā)現(xiàn)：用戶可以通過web網(wǎng)頁和手機終端兩種方式對整體系統(tǒng)進行控制，當(dāng)多個終端同時登陸時，雖然系統(tǒng)在處理指令的時間上發(fā)生了一定程度的延緩，但并沒有出現(xiàn)操作混亂的情況。當(dāng)數(shù)據(jù)量突然增大時，系統(tǒng)在處理這些數(shù)據(jù)的過程中出現(xiàn)了延時的情況，導(dǎo)致一部分數(shù)據(jù)來不及處理，針對這一問題，我們可以對數(shù)據(jù)采集具體的時間間隔進行調(diào)控。但在運行過程中，我們發(fā)現(xiàn)本系統(tǒng)依然存在著問題，由于信息采集的因素相對較多，系統(tǒng)對不同影響因素判斷得到的結(jié)果也會相應(yīng)不同，這時具體的控制指令就有可能出現(xiàn)沖突，對于這一問題，我們還應(yīng)在優(yōu)先級的設(shè)計上做出努力。

4 結(jié)語

本文主要介紹了基于物聯(lián)網(wǎng)信息平臺的智能窗戶的設(shè)計過程，系統(tǒng)中主要包括傳感器模塊、通信模塊、主控模塊等。除此之外，我們對具體的程序設(shè)計也進行了分析。最后，在運行過程中，我們發(fā)現(xiàn)，本系統(tǒng)可以實現(xiàn)設(shè)計初期的具體需求，雖然還存在一定的缺陷，但隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，這些問題也必將得到解決。

參考文獻

[1]范文良，李兵尚.基于物聯(lián)網(wǎng)信息平臺的智能窗戶設(shè)計[J].微型機與應(yīng)用，2015（19）：58-59.

[2]劉蔚柯，呂燕敏，張昆倫.基于物聯(lián)網(wǎng)的小區(qū)天氣反饋調(diào)節(jié)智能窗戶系統(tǒng)設(shè)計[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2016， 6（12）：57-59.

[3]王祥，孟祥江，唐永剛.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能窗戶的設(shè)計[J].消費電子，2014（16）：13-13.

[4]王超， 林百順，馮開屏，等.物聯(lián)網(wǎng)智能窗戶系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機時代，2016（7）：12-15.endprint