刘焕彬 1 杨君2
1 天津美腾科技股份有限公司 天津市 300074 2天津普泰国信科技有限公司 天津市 300392
摘要：在社会经济水平和科学技术水平显著提升的背景下，物联网技术进步飞快。在控制技术、传感技术和数据运用技术集中高速成长的大背景下，家用电器智能控制技术也在不断成熟，智能家电控制系统已经出现在不少家庭生活中，逐渐代替传统的家电。但目前市面上的智能家电控制界面，一般都采用的是嵌入式LCD触摸屏控制，或采用下载APP的形式进行联网控制，以上这两种方案都不算友好。目前市面上以智能家电单品居多，且各种智能家电单品有着不同的使用规范，用户很难将多个单品进行统一的控制管理，所以设计一款基于移动端的统一控制管理多个智能家电的控制系统很有必要。
关键词：智能化；家电控制；移动设备
引言
当前，我国的物联网不断在发展，移动通讯的网络水平也在不断提升，而这都为智能家电的发展起到了一定的推动作用，从而出现了智能家电控制系统。通过对智能家电控制系统进行利用，能够让用户实现远程控制家电，不仅能够将应用家电的效率提升，还能够为更多的用户提供更为个性化的服务。基于此，本文论述了智能家电控制系统的设计以及实现。
1智能家电控制系统的应用背景
在当前节能减排、绿色能源的大时代，发挥能源的可持续发展的特色，让能源作为基础的电力工业的产业，承担起历史的责任和义务，是未来加剧的发展潮流。家用电器已经成为了人类生产生活的主动的安全个体，具有从多个角度进行信息交流和切换到安全意识，实现了家庭内外部的信息的沟通。在节能减排的前提下，智能家电控制系统的经济投入已经远远符合普通大众人群的经济承受水平，只要投入较少的资金就能获得更多的生活享受。通过对电力线载波通信系统，以为中低压电力线中的通过电力通信介质，上线了语音、图像等综合业务传输的智能通信传输，不再需要传统的网络化架线等技术，只要通过电力线载波，就能将住宅的结构在不被破坏的前提下进行重新的线路的布设，住宅可以变遍布线路，室内设备通过局域网实现信息的自由切换，电力线实现了电器与智能集中器的沟通，网络用电设备让人们能够通过用电设备的智能化管理享受到来自智能家居的便利。
2整体方案设计
智能家电控制系统由多个模块构成，其中主要涉及到家庭网关、各类传感器模块、无线路由器、RFID模块等。对于整个系统而言家庭网关是最为核心的部分，可视作是整个系统的“大脑”，在系统运作过程中家庭网关起到了总体控制的作用，因此它承载了较多的任务。在数据信息采集的过程中要保证家庭网关能够匹配各种协议通信方式来对节点信息进行收集，同时可传输以上数据信息并进行自动化分析，在获取分析结果后做出合理的指示。通过这些指示将所对应的网络及总线传递于相关节点模块，然后节点模块根据命令要求来执行功能，基于家庭网关实现了用户与系统的交互以及系统可根据用户要求实现相关功能。各类传感器模块主要是对电气开关、电量、温度情况进行采集并利用各个节点对智能家电设备进行操控，需要注意的是由于部分低压侧相关用电设备并不具备智能接口，因此无法对其进行远程控制，那么为了让这些设备能够被自动化操控则需要将其置入家庭自动化网络当中，一般可对低压用电设备进行改造，将智能控制接口植入其中使其具备自动化开关或者在低压设备上置入通信控制开关，此通信控制开关可由集中控制器进行操控而对设备电源进行控制。当然不同厂家生产的智能化家电在通信协议方面必然存在一定差异，为了让这些家电均可在同一环境下应用就需要置入通信接口装换模块，让这些设备均可接入于家庭自动化网络当中。在智能家电系统实际应用过程中节点网络发挥了“枢纽作用”，它将设备与网络连接成了一个整体，保证了系统当中所有设备的正常通信，使相关设备可得到真正意义上的智能控制。另外借助服务器可对相关信息数据进行整合，传导并让用户可通过网络对智能家电进行控制。
3智能家电控制系统的构造
3.1人性化的人机界面
1)人机界面的图形化设计。在传统的人机交互过程中，人们通过输入指令进行数码产品的操控，不够直观的同时还显得非常枯燥。在智能家电设计的人机界面中采用图形化设计，能够用非常简单的图形符号元素，将智能家电的功能等更加丰富地表达出来，更加直观，也更加有趣味。因此，图形化设计要作为人机界面设计的基本原则，尽可能使用图形来表达功能。2)人机界面的简洁设计。智能家电产品的作用就是为了减少人们使用家电设备时的繁琐操作，提高人们生活效率，如果智能家电产品的人机界面非常复杂、晦涩难懂，不仅起不到提高效率的作用，甚至还导致人们使用上的困难。因此，人机界面的简洁设计非常必要，简单舒适的操作方式能够让人们更快地上手，也方便了老年人与小孩使用。3)人机界面的个性化设计。
智能家电产品的人机界面需要针对不同人群的需求进行个性化设计，例如老年人使用的产品要尽量使用较大的字体以及更容易记忆的图形；孩童使用的产品可以更多地使用一些卡通、活泼的图形，语音方面可以使用可爱的童声；面向男性的产品可以更加科技感一些，而面向女性的产品可以更加柔和、亲切一些。
3.2硬件功能设计
硬件的功能主要是完成数据采集、设备控制，因此其开发板TQ2440被设计为边缘系统，拥有独立的采集、控制运算逻辑。由于开发板TQ2440需要把采集和控制结果发送给服务器，故硬件需要搭建一个服务器来协调控制各个业务逻辑，并担负和服务器交互的功能。
3.3软件系统的设计
要实现智能插座的软件初始化，通过集中器的正确对应的命令进行响应，检测到传感器的数据ID，得到异常情况的判定，然后决定是否向集中器进行信号的传送。主要是将数据传送到智能集中器中，由集中器负责集中数据，定时检测智能插座的用电状况，并且将报警信号发出后，集中进行电器的断电操作，同时向用户发送报警信息。
4移动端智能家电控制系统的研究方向
（1）完善智能家电信息控制系统产业链，建立完善的社会合作体系。目前凭借旺盛的人机交互需求，依赖国家三网融合政策的支持和引导，借助物联网技术的发展和推动，各大智能厂商都长远规划，积极运作，全力争夺智能家居领域发展的排头兵，以致各个家电自动化企业之间、电气与电子公司之间的竞争日益激烈，导致跨产业的合作困难重重。而且目前不同企业各自研发的不同智能家电主流产品或系统，还普遍存在着实际产品功能与特定市场需求之间的不协调、不一致甚至矛盾之处，这就造成智能家居市场的萌生和快速成长一时还不能实现。又因为整个产业链中不仅仅涉及智能家电产品、专业生产厂商、分销商、集成商等环节，也涉及到人们的消费习惯和生活习惯，所以要求用户对智能家居产品的认识和了解水平也要不断提高。如果很大程度上阻碍了智能家居产业链的建立和发展，将会严重制约国内智能家电信息控制系统的发展，这也是未来智能家居“十三五”发展规划亟待突破的任务。（2）实现方式。智能家电控制方式包括遥控器控制和手机控制、网络监控控制以及电话远程控制等等。第一，手机或电话远程控制，即借助多功能语音系统实现控制，假如用户外出，那么借助电话和手电就可控制家里的灯光和窗帘等。以往，家里的彩电和家庭影院以及空调都能够借助遥控器进行控制，而如今，通过手机也能够对各类电器进行控制，使人们的个性化需求得以满足。第二，遥控器控制，即借助遥控器来控制家里的饮水机和空调、电动窗帘和洗衣机以及电饭煲等运行状况，而借助遥控器显示屏能够对电器运行状况进行调节或调动。第三，网络监控控制，假如用户不在家里，而在其他地方，只有有网络，那么用户就能够通过登录互联网，进到自己的家里，从而操控自己家里的智能电器。而这要求用户对监控设备进行安装，这样才能够让达到视频监控的目的，从而掌控以及了解家中所发生的情况。
4智能家电系统前景展望
智能家电系统其实就是将传统家电通过物联网技术连接在一起，将各类家电服务整合在一起，高效的进行管理，它的优势很多，比如可以使户主和家庭内部始终保持着信息交流，节省了亲自动身调整设备的时间，清晰了解设备的状况，可以借此来判断是否缴费和是否需要维修，保证了能源费用的节约以及设备安全性。除此之外还有很多应用的场景，都从各个方面优化了人们的生活方式。随着目前物联网技术的飞速发展和深入应用，智能家电系统正朝着更加信息化、智能化、人性化的方向发展。与此同时，国家相关政策也有鼓励相关行业的发展，由工信部牵头的《互联网“十二五”规划》中所支持的九大应用领域，分别是智能家居、智能安防、智能环保、智能电网、智能工业、智能农业、智能医疗、智能交通、智能医疗。其中的智能家居领域最能贴近人民生活，更能明显地提升民众生活品质，拥有更为迫切的应用需求，其发展前景不可估量。以上背景对于智能家电市场来说，是新的浪潮也是新的挑战，这个市场只会越来越庞大，只有拥有更好用户体验、更能满足当下消费者需求的智能家电才能占据更大的市场份额。
结语
在互联网的深入发展下智能家居空间将不断扩充，而智能家电控制系统也将逐渐普及化，在系统构建过程中应当充分利用到嵌入式系统及各类网关、节点从而构建出一个体系，以数据信息交互的方式让系统可结合用户命令发出相应的功能从而为用户带来个性化服务。
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