馬秋環(huán)　劉娜

摘要：隨著人工智能技術(shù)飛速發(fā)展，對(duì)多領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革、產(chǎn)品升級(jí)改造產(chǎn)生了巨大推動(dòng)作用，同樣對(duì)互聯(lián)網(wǎng)家居行業(yè)產(chǎn)生巨大影響。本文研究了一套基于人工智能的互聯(lián)網(wǎng)家居控制系統(tǒng)，對(duì)微信平臺(tái)、云平臺(tái)和家庭網(wǎng)關(guān)進(jìn)行研究與結(jié)合，完成了對(duì)家用電器的遠(yuǎn)程控制及信息查詢等功能，給人們提供更加方便、舒適的家庭居住環(huán)境。

關(guān)鍵詞：人工智能；微信平臺(tái)；互聯(lián)網(wǎng)家居

中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）01-0017-02

1 人工智能背景下互聯(lián)網(wǎng)家居國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)在人工智能與計(jì)算機(jī)科學(xué)、語(yǔ)言科學(xué)、神經(jīng)生物科學(xué)等融為一體，引起了很多學(xué)科的重視，人工智能已經(jīng)發(fā)展成為了一門應(yīng)用比較廣泛的交叉學(xué)科。人工智能在學(xué)術(shù)界中有著不同的定義與說(shuō)法，但就其本質(zhì)而言，人工智能是以研究、應(yīng)用和設(shè)計(jì)來(lái)模仿人們行為活動(dòng)的科學(xué)[1]。人工智能在人們的生活中使用得更加便捷，幫助人們?cè)诠ぷ髦懈痈咝?、精?zhǔn)地完成任務(wù)，使人們的社會(huì)生活更加和諧。隨著科學(xué)的進(jìn)步與發(fā)展，人工智能使學(xué)科近年來(lái)，歐美國(guó)家的一批知名企業(yè)，積極投身于互聯(lián)網(wǎng)家居的研發(fā)中，提出許多方案[2]。

國(guó)內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)家居較國(guó)外而言，起步稍晚一些。經(jīng)過(guò)不斷的研究與發(fā)展，國(guó)內(nèi)一些手機(jī)品牌公司也嘗試用手機(jī)APP來(lái)控制智能家居系統(tǒng)[3]，例如：華為、小米等。e-home[4]數(shù)字家園（清華同方），該智能家居控制系統(tǒng)遵循國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用嵌入式軟、硬件技術(shù)，提供網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)及末端設(shè)備，產(chǎn)品以功能模塊開發(fā)為主，為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的數(shù)字化服務(wù)。

2 互聯(lián)網(wǎng)家居控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)將通過(guò)移動(dòng)端（手機(jī)微信）通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送控制命令到搭建的云平臺(tái)，云平臺(tái)進(jìn)行命令響應(yīng)，修改數(shù)據(jù)庫(kù)中儲(chǔ)存的控制信息，然后家庭網(wǎng)關(guān)對(duì)云平臺(tái)進(jìn)行訪問(wèn)獲得控制信息，家庭網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)通信模塊再將所獲得的信息傳遞給無(wú)線通信模塊（ZigBee），再由ZigBee[5]通信網(wǎng)絡(luò)向家用電器傳遞相應(yīng)的控制命令，從而實(shí)現(xiàn)了利用微信對(duì)家用電器的遠(yuǎn)程遙控。同時(shí)也可以通過(guò)微信獲取到家用電器的控制記錄、使用狀況和實(shí)時(shí)信息，這樣即使人在千里之外，家中的電器也在自己的掌控之中。

系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 微信平臺(tái)設(shè)計(jì)

為發(fā)送控制指令到云平臺(tái)，系統(tǒng)要開發(fā)微信公眾平臺(tái)并設(shè)計(jì)其操作界面，使用戶不僅可以通過(guò)發(fā)送語(yǔ)音、文字消息來(lái)發(fā)送指令，還可以通過(guò)操作界面來(lái)實(shí)現(xiàn)指令的發(fā)送。

為了使用戶可以使用微信公眾平臺(tái)的資源和功能，微信為用戶提供微信接口[5]，通過(guò)合理配置微信接口就可實(shí)現(xiàn)微信平臺(tái)與云平臺(tái)的通信。

通過(guò)使用微信平臺(tái)提供的click按鈕與云平臺(tái)進(jìn)行通訊，使用微信接口工具進(jìn)行調(diào)試后即可進(jìn)入公眾號(hào)界面。

2.3 云平臺(tái)設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)與微信平臺(tái)和家庭網(wǎng)關(guān)的通信，本系統(tǒng)利用功能較完整的新浪SAE云平臺(tái)構(gòu)建云服務(wù)器。SAE的架構(gòu)層次主要分為反向代理層、服務(wù)路由層和Web服務(wù)池三層，分布式計(jì)算、分布式存儲(chǔ)為Web服務(wù)池所包含的兩種服務(wù)[7]。

新浪SAE云平臺(tái)采用高資源利用率的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展為主，有良好隔離性的靜態(tài)擴(kuò)展為輔，動(dòng)靜兩種擴(kuò)展方式相結(jié)合的方式，提供更好的擴(kuò)展性。除了良好的擴(kuò)展性，新浪SAE云平臺(tái)還具有高的可靠性，新浪SAE云平臺(tái)完全可以符合本系統(tǒng)的要求。

2.4 家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)

家庭網(wǎng)關(guān)主要有連接因特網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)和室內(nèi)通信的紫蜂協(xié)議（ZigBee）這兩大模塊構(gòu)成，通信網(wǎng)絡(luò)獲取家用電器的實(shí)時(shí)信息傳遞給ZigBee通信，再由其發(fā)送端發(fā)送信號(hào)到電器的接收端，進(jìn)而對(duì)電器進(jìn)行控制。本系統(tǒng)將采用Arduino平臺(tái)接入因特網(wǎng)，采用具有簡(jiǎn)單、緊密特點(diǎn)的ZigBee實(shí)現(xiàn)室內(nèi)無(wú)線通信。

2.4.1 通信模塊硬件設(shè)計(jì)

Arduino Ethernet（Arduino的通信板）采用AVR系列單片機(jī)Atmega328核心處理器，通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)接入云服務(wù)器，獲得控制指令等信息。

除了遠(yuǎn)程遙控還考慮室內(nèi)通過(guò)觸摸顯示屏來(lái)對(duì)家用電器進(jìn)行控制，故硬件包括觸摸顯示屏、ZigBee發(fā)送和接收端口、MCU和ISP編程接口。無(wú)線通信方面采具有擁有單芯片實(shí)現(xiàn)AC/DC轉(zhuǎn)換、PFC、LED控制和通訊的功能的單片機(jī)RL78/I 1 A系列單片機(jī)作為主處理芯片。

2.4.2 通信模塊軟件設(shè)計(jì)

通過(guò)IDE（Arduino的集成開發(fā)環(huán)境）進(jìn)行設(shè)計(jì)程序的編寫，利用網(wǎng)絡(luò)來(lái)獲取云端數(shù)據(jù)，再由串口進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸出。無(wú)線通信模塊則利用Cubesuit+進(jìn)行程序的編寫，再經(jīng)過(guò)顯示程序、觸摸屏程序、按鍵程序的編寫來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器的控制。

3 總結(jié)及展望

人工智能技術(shù)下的互聯(lián)網(wǎng)家居控制系統(tǒng)，并對(duì)其進(jìn)行了檢測(cè)，系統(tǒng)穩(wěn)定，可進(jìn)行正常的工作。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了ZigBee網(wǎng)絡(luò)、4G網(wǎng)絡(luò)和Internet之間數(shù)據(jù)的融合問(wèn)題，使得數(shù)據(jù)在各種網(wǎng)絡(luò)之間自由、快速、高效的傳輸。

該系統(tǒng)為互聯(lián)網(wǎng)家居控制的新的思路及方法。為人們提供了更加優(yōu)質(zhì)快捷的居住環(huán)境，同時(shí)也符合人們對(duì)美好生活的向往。利用該系統(tǒng)可以搭建各種遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，可以在生活中的各方各面進(jìn)行應(yīng)用，具有極好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊正基.淺析計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)對(duì)于人工智能的影響一以《我，機(jī)器人》為例[D].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2017（12）.

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Abstract：With the rapid development of artificial intelligence technology， it has played a tremendous role in promoting technological change and product upgrading in multi-field industries， and also has a tremendous impact on the Internet home industry. This paper studies a set of Internet home control system based on artificial intelligence. It studies and combines the Wechat Platform， Cloud Platform and Home Gateway， completes the functions of remote control and information inquiry of household appliances， and provides more convenient and comfortable home living environment for people.

Key words：artificial intelligence； WeChat platform； Internet home