時間：2023-05-30 09:03:09
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇家居安全，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：安全 物聯網 預警 逃生
中圖分類號：TB472
文獻標識碼：A
文章編號：1003-0069（2016）01-0072-02
物聯網（IOT）是在“互聯網概念”的基礎上，將其用戶端延伸和擴展到任何物品與物品之間，進行信息交換和通信的一種網絡概念。隨著物聯網技術的飛速發展，物聯網技術針對各行各業的影響也正日益體現出來，基于物聯網技術的各種跨界設計也層出不窮。使用物聯網技術的新設備、新系統會影響家居設計，因此應用物聯網技術是家居環境設計的大勢所趨。在這樣一個背景下，研究如何利用物聯網技術的優勢，發展家居環境設計，找到大眾最關心的問題之一――安全性設計作為研究突破口，把物聯網作為家居安全性設計的技術手段，更好地保證大眾的安全。
一 研究背景
物聯網技術這幾年在中國發展迅速。特別是目前各地在建或建成的智慧城市，如智慧無錫、智能青島等，都讓物聯網技術影響著人們的生活，甚至是改變了人們的傳統生活方式。、總理專門對物聯網作出重要指示，要讓物聯網更加促進生產、走進生活、造福百姓。各地針對性地出臺《十二五信息化戰略合作框架協議》都在把物聯網技術落實到人們生活的方方面面中去。在這樣一個技術背景條件下，把物聯網技術應用到民眾的生活中去，方便民眾、保障民眾、服務民眾成為當下物聯網技術的研究方向。例如，智能墻面和眾多的未來可以通過科技實現的家居室內設施、設備中的安全性指標導入到應用APP中，來更好地保障人們的安全。
隨著社會發展，在安全層面上引申開去，涉及到有關安全的涵蓋，已從最初的安全的設計，到現在人們越來越關心如何更好體現安全，隨時隨地感到安全，甚至是掌握安全。而在物聯網技術下，可以通過安全設備網絡化和智能化，來實現安全數據的監控、報警甚至是智能引導。在家居空間設計中，只是對安全做了最基本的規范，在實際設計與施工中，往往是為了創造某種效果或理念，忽視潛在的安全隱患。公安部消防局統計，2014年全國共接報火災39.5萬起，死亡1817人，受傷1493人，直接財產損失43.9億元。這使得安全問題迫在眉睫地擺在設計師的面前，由于物聯網的快速便捷，可以使人們通過物聯網，隨時隨地掌握家中的動向，及時預防甚至是幫助他們逃離，以保障財產及生命安全。接入物聯網的設備，預警，逃生三個層面的設計理念下產生的家居設計的改變。物聯網設備安全的統一性接口、系統等對傳統家居設計提出了新的要求。而預警、逃生等接人物聯網的設備也勢必帶來家居空間的跨界設計改變。（圖1）
二 研究現狀
家居空間從一開始就建立在人在室內空間中是否安全這個前提來展開的。對于居住的安全性，我們一直把這個焦點給了建筑設計師，而隨著新技術的運用，業主本身參與到室內設計的成分越來越大，這個安全的概念就可以分成兩個部分，前期是傳統的建筑設計師的樓宇安全，后期是設計師對于家居室內人身以及財產的使用安全。由此我們有必要討論一種全新的設計理念――安全性設計。在室內設計中，我們也有相應的傳統安全設計標準，一些固定場所走廊位的寬度、插孔的安裝位置等，這些保障了在設計后的安全使用。但這是具體設計過程的單一安全設計，現實中往往在設計過程中為了體現某些概念或設計新意，對這些考慮不全面，設計安全性因而得不到有效實施。這就要由設計安全性發展為安全性設計，所以我們強調從源頭開始，從設計的角度提前考慮安全性。從“設計安全性”這個室內設計中的一個設計環節，上升到“安全性設計”，把安全性作為室內設計的整個前提和基礎。在新技術，新手段的幫助下，更好地實現安全性設計。
傳統的家居安全性和物聯網下的家居安全性是既有聯系又有區別的兩個概念，傳統的家居設計一般注重基本的安全規范、單個物體或個人的安全，而往往不重視統一的，協調性的預警式安全，對于智能化的家居系統沒有統一的接口標準。在物聯網技術中，通過網絡協調智能設備成為可能，由此上升到設計層面的是在家居空間這樣私密性比較高的空間設計中，帶來了安全信息的時刻掌握和人群的聯網合作式的存在，而由此帶來新的安全的設計模式。把安全因素通過數據和圖形，家居中的設備安全運行、環境的預警、甚至是通過智能家居指導與協助逃生的設計理念下，改變人們在家居設計中只關心設計的材料安全、施工安全這些單一的家居安全現象，在家居設計的層面上，綜合成一個全新的設計理念――基于物聯網技術的家居安全設計。即通過物聯網技術考慮人在空間中的安全，通過人與設備的聯系，再通過設備與網絡，形成安全數據查看、安全預警、逃生指導等，更好保障人的安全。保障的概念不局限于人的生命，也包含了，人對于在空間中一切合理的安全因素，涵蓋了人的生命以及財產的安全、健康，和由此帶來的有保障的心理感受。
目前在物聯網技術條件下，家居安全性上還是存在諸多問題，主要有以下幾個方面：
1 物聯網設備安全標準不統一。人們一直注重設備安全，但只限于對單個設備的安全性上考慮。物聯網設備由于生產廠商的標準不一致，導致開發的APP種類眾多，使用繁瑣。甚至物聯網家居設備本身的安全漏洞，會導致人們隱私受到威脅。因此，制定統一的物聯網設備安全標準不光針對物聯網設備使用安全，而且包括物聯網設備其本身的安全性制定。
2 沒有形成系統的預警安全機制。國內家居設計在關注入使用空間的時候，對待預警設計顯得不夠重視。相對于傳統的防盜和預警設計，老式的安全門鎖或者報警器，在如今的城市中顯得作用越來越微弱。同時，人們在追求高品質舒適生活的同時，對防盜與報警設計相對顯得不太重視。但當下的社會現狀，人們不得不關注自身的人身、財產安全，為此凸顯預警設計的重要性。而當下的科技手段，遠程遙控、視頻監控都已經和家居設備結合起來。（圖2）但各種接入口眾多，其標準也不統一。沒有統一性接口設計，可以讓這些設備并入網絡，形成系統的預警和防盜報警系統。
3 對物聯網下的逃生安全機制不夠重視。家居設計中往往注重人在空間中的舒適度，空間的功能設計在室內設計中的比重很大。而家居空間設計中逃生這個概念，在當下的中國可以說是既火熱又發展緩慢。在物聯網技術下，家居中智能設備可以發揮指導逃生和協助逃生的作用。同時政府在眾多的公共性物聯網平臺下，也沒有專門針對民眾逃生與救護的APP平臺開發，使得物聯網技術在逃生等安全性問題上缺乏其強大的應用。
人們對安全性認識只是分散在家居設計各個其他的研究領域，人們可能大多數討論的是單個產品或一個產品領域的安全設計，如電器的安全，材料的安全等，而對空間的安全早在上世紀90年代雖有提及，但研究過于分散，而且沒有上升到主流設計理念的地位。而在物聯網技術下，相繼提出了智能建筑、低炭建筑等一系列和家居設計相關的理論，但是作為家居設計中重要的安全性設計并沒有很好地與之結合。現實中，物聯網下的綠色建筑、智能建筑都對安全性研究不足。所以研究通過物聯技術下的設備安全、防盜預警、逃生為出發點的家居安全性設計，在如今的社會環境中顯得尤為重要。
三 研究意義
1 現實意義。目前以梁志天等一批國內優秀的室內設計師在個性與室內舒適程度上有所成就，他們在安全性上也做了一定的考慮，但他們并沒有把安全性設計作為家居設計為重要目的來考慮所做的方案。這就具有了研究安全性設計的現實意義。而國內對于物聯網技術的研究與應用，則過多的是在純技術手段上，如張春紅教授研究的關于通信和計算機技術。對于物聯網的前景，不少專家學者，提出了低炭建筑、智能建筑，但是從家居生活中利用物聯網保障人和財物的安全，使得基于物聯網技術下的安全得到充分保障，在家居設計中則較少考慮。
2 理論意義。從二十世紀七八十年代提出的綠色設計到現在的可持續設計，再到基于物聯網技術的智能設計，都無一例外地提出了安全、規范。但在這些紛繁的設計理論和設計流派中，由現狀來看，對于家居設計則要以安全性設計作為其基礎或是支柱。家居設計是一個四維設計，它要通過時間來檢驗是否合理的設計體系。在長時間的使用中，安全性設計作為一個重要指標，顯得尤為突出。家居空間中全面地考慮安全在家居設計中應作為終極目標，所有的設計都應該圍繞這個主題而展開。針對家居安全性設計，我們所使用的條件和手段也應與時俱進。特別是在物聯網技術重視與推廣的大前提下，利用國家物聯網的優勢，使我國的家居設計走在設計潮流的前列。
關鍵詞：無線傳感器；網絡；智能家居；安防系統
智能家居安防系統的使用過程中，比較注重無線傳感器網絡的應用，根據安防系統智能化的需求，營造無線傳感環境，優化安防系統的使用環境，避免出現通信或傳輸問題。無線傳感器構成的網絡環境，適用于智能家居的安防系統，提供高效率的工作條件，保障智能建筑的安全。
1 系統軟件與硬件
在無線傳感器網絡環境內，智能家居安防系統，需要具備相應的軟件與硬件，以便實現安防功能。
1.1 軟件
基于無線傳感器網絡的智能家居安防系統內，軟件連接了兩者之間的關系，采用軟件系統，促使無線傳感器網絡條件，可以支持智能家居安防系統的運行。簡單分析軟件的應用，如：無線傳感器網絡內的軟件，應該采用多形式組合的方式，應用到智能家居安防系統內，通過組網控制的方式，提供點對點、點對多的服務方式，規劃好無線傳感器網絡的運行頻段，連接安防系統與軟件，除此以外，還需要專門用于數據處理的軟件，此類軟件需要在PC上進行數據的管控、維護，實時顯示無線傳感器網絡的運行狀態，保證智能家居安防系統的真實性，PC上，通過數據處理軟件，顯示智能家居安防系統的運行狀態，基本是以圖表、數字的方式實現，還需配置波形存儲的工具，記錄系統的信息。
1.2 硬件
無線傳感器網絡內的智能家居安防系統，硬件主要包括兩個部分，分別是中央處理器和GPRS模塊[1]。分析如：（1）中央處理器，需要具備足夠的處理能力，支持智能家居安防系統的操作，智能家居安防系統，在選擇中央處理器時，先要確保其與無線傳感器網絡環境的相適應性，利用無線傳感器的網絡環境，支持中央處理器的運行，再將中央處理器應用到智能家居的安防系統內，中央處理器在處理各項數據信息時，還要具備控制的作用，實現快速的信息處理，按照智能家居安防系統的要求，增加I/O接口，以便接入功能性設備，集成外設控制器，控制好智能家居的安防系統；（2）GPRS通信模塊，為了提高智能家居安防系統的傳輸效率，GPRS通信模塊，需要設計好無線傳感器網絡的參數設置，保持20～40kbps的速率，而且維持穩定的傳輸過程，GPRS模塊，保持連續在線的狀態，避免在安防系統運行時，引起信號中斷的問題，提供安全的網絡運行環境，管理好無線傳感器網絡內的IP，優化智能家居安防系統的運行過程。
2 系統的功能實現
首先基于無線傳感器網絡的智能家居安防系統，功能實現時，需要完成控制中心、網絡節點的相關布設工作，利用計算機、服務器、通信模塊等，實現安防系統的各項功能，根據功能的要求，布置好傳感器的節點，以便收集智能家居內的信息，傳感器節點的布置，要嚴格按照功能指示進行，不能遺漏功能位置。
然后在系統功能的基礎上，布設門牌號和節點號，編寫出節點的位置，對應智能家居的門牌號[2]。房間內，不限制節點的數量，主要是按照實際情況進行設計，但是智能家居安防系統收集數據時，要以所有的運行節點為對象，做好統計、收集的工作。門牌號與節點號，是實現系統功能的關鍵，遵循統一規劃的原則。
最后是數據處理的過程，輔助實現智能家居安防系統的功能。數據處理，在實現功能方面，發揮重要的作用，表現在三個方面，分析如：（1）無線傳感器網絡內，傳感器布設在對應的節點位置，用于收集室內的溫度、適度等信息，控制好室內設備的運行時間，傳感器收集的數據信息，通過sink節點，發送到智能家居安防系統的相應模塊；（2）智能家居安防系統的控制中心，會將數據信息，存儲到數據庫內，數據信息在存儲區域內，便于傳送和調用；（3）智能家居安防系統，按照室內要求規劃數據，在此基礎上，設計好后期的應用參數，實現智能化的預測，便于及時發送控制指令，以免影響智能家居安防系統的運行。
3 系統的安防應用
結合智能建筑，分析智能家居安防系統在無線傳感器網絡環境內的實際應用，例舉安防的功能，如下：
3.1 門禁識別
門禁識別，是智能家居安防系統的首要應用，識別中，分為兩種情況，第一類是業主，即持有身份ID進出，業主自身信號，經過人體熱釋電開關，傳送到門禁系統內，系統識別后主動協調控制器，開啟門鎖進入；第二類是不具備有效身份的客人，門禁系統會以視頻攝像的方式，獲取客人的人臉圖像，發送到安防系統控制中心的客戶端，向業主發送短信，業主自行識別后選擇遠程控制，開啟門鎖。
3.2 火災報警
火災報警系統的運行，關系到智能建筑家居的安全性。無線傳感器網絡中安防系統的火災報警部分，在智能建筑環境內，設計了多個傳感器節點，用于檢測建筑內的火災數據，傳感器內部，具有檢測火災的數據標注，如果檢測數據，超過設計的閾值，傳感器會傳遞火災報警信息，由系統內的協調器，將信息發送到智能家居的服務器，通知業主[3]。火災報警系統案例中，火災報警信息，經過GMS Modem發送報警短信，促使業主可以接受到報警短信，第一時間處理。
3.3 遠程燈光
智能家居安防系統內，安裝了客戶端軟件，服務于智能建筑的業主。目前，現代智能家居控制內，系統中實現了遠程燈管控制，專門利用客戶端軟件，遠程操作室內燈光。例如：業主控制家庭內的燈光，客戶端軟件上，提供了操作圖形，根據圖形上的燈光圖像單擊即可，此時客戶端檢測到業務單擊圖形的操作指令，指令信息進入到無線傳感器網絡內，進而到達系統的服務器，經過一系列的協調后，控制室內的燈光，按照指令打開燈光。
3.4 手機遠程
智能家居安防系統內，遠程控制是指利用手機對家居室內進行控制，例如：發送客人到訪信息，當家居主人沒有電腦操作客戶端時，就采用手機進行遠程控制，傳送到智能家居的數據門鎖位置，指示打開。手機遠程控制的應用，考慮到無線傳感器網絡的需求，信息具有格式方面的要求，采用中文簡體的方法，一來降低記憶的難度，二來實現手機信息遠程的規范性。
3.5 數據記錄
智能家居安防系統的數據記錄，需要由數據庫來完成，數據庫的設計，要符合無線傳感器的網絡標準，保證數據庫能夠記錄各項控制指令，為安防系統提供數據支持[4]。例如：某實驗模擬狀態下的數據記錄，該實驗中，模擬了無線傳感器網絡環境內的智能家居安防系統運行，采用了SqlSever 2000數據庫設計，專門記錄智能家居的活動事件，包括門禁系統觸發、遠程門鎖控制、窗戶侵入報警等，而且要記錄好每個活動事件的日期時間、事件類型、事件來源、事件詳細。
4 結束語
智能家居安防系統，對安全性、穩定性的需求比較大，采用無線傳感器網絡，可以為智能家居安防系統，構建所需的運行環境，進而提高安防系統的運行水平，符合智能建筑的各項要求，也能減輕智能建筑安防管理的壓力，減少安防管理的事故率。
參考文獻
[1]周濤.基于無線傳感器網絡的智能家居安防系統[D].太原理工大學，2011.
[2]賀軼.基于無線傳感網絡的智能家居安防監控系統的研究[D].中南大學，2013.
摘 要：本文分析了家居安防控制要求，設計了基于PLC的紅外遙控、PLC控制和繼電器控制的硬件電路，選擇了系統的主要器件，提供了PLC控制器的主要流程圖，并編寫了程序，最終驗證了系統的可行性。基于PLC的家居安防系統操作簡單，功能強大，具有廣泛的應用前景。
關鍵詞：家居安防系統；紅外遙控；PLC
0前言
家居智能化就是由一個智能化系統構成安全、舒適和便利的信息化居住空間，從而適應人們在21世紀信息社會中的快節奏和與外部世界保持完全開放的生活環境。由于我國城市人口膨脹，外來人口的增加及煤氣和大量家用電器設備使用中的不安全因素等[1,2]。對小區居民的生命和財產造成了很大威脅，一方面是人引起的破壞（如盜竊、搶劫等），另一方面是自然災害引起的破壞（如火災、煤氣泄漏等）。人們越來越迫切要求采用有效的措施以滿足日益增長的安全防范需要[3,4]。
目前，所采用的防盜門和在窗戶上加裝防盜網等安全防范措施，難以滿足現在人們防止外來威脅的要求。為了更有效保證居民的生命和財產的安全，在住宅和住宅小區內引入了智能化的手段進行安全防范管理。智能住宅的安全防范系統是由安全對講系統、防盜報警系統、防火（火災報警）系統和防煤氣泄漏系統等組成，該安全防范系統是家庭、住宅小區防范外來侵害和自然災害的一種最重要的、最有效的手段，它大大提高了居民自身的安全感，它已成為社會治安的一個重要組成部分[5,6]。因而，安全防范系統是智能家居自動化系統中必不可少的一個子系統，它為人們創造出一個安全舒適的生活環境。
1 系統的結構
該系統采用紅外遙控、傳感器自動控制和手動控制三種控制方式。控制對象有電燈、電控鎖、門窗電機、排風扇和滅火水閥，通過控制這些對象達到手動/遙控開門、手動/遙控開窗/關窗、防火、防盜、防煤氣中毒和防風雨的目的。系統結構框圖如圖1所示。
關鍵詞：智能家居；安防系統；ZigBee
中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）17-0160-05
Abstract：This paper discusses the development status and trend of smart home security system，analyzes the shortcomings of the current smart home security system，and analyzes the ZigBee technology，designed the overall architecture of the security system and the hardware part. The data transmission is a specific condition.According to the test data analysis of the transmission distance of ZigBee， the ZigBee can realize the information transmission function of the ordinary family，and verify the feasibility of the scheme.
Key words：Smart Home；Security system；ZigBee
1 引言
進入新世紀以來，科學技術水平快速發展，人們生活水平也隨之迅速提高，科學技術的發展，在一定程度上面正潛移默化的改變人們的生活方式，現在，人們正逐漸開始要求自動化、智能化的生活，人們對于家居的要求程度逐步提高，智能化、自動化、人性化、逐步成為當今的人們對生活家居一種新的要求。目前智能信息技術、自動化技術、電子信息技術正在逐步應用于生活的各個領域，我們的衣食住行與其關系越來越緊密，其應用領域包括智能家居領域。伴隨著網絡技術與通信技術的發展與普及，家居生活進入了一個新階段。智能家居產業蓬勃發展，家居設備的智能化已經成為了一種趨勢，在不久的將來會走入千家萬戶。
智能家居是人們的一種居住環境，讓家庭更加安全、節能、智能、便利和舒適，智能家居是建立在普通生活技術上的，與普通家居相比，智能家居具有的特點：操作隨意性，服務便利性，功能擴展性，系統可靠性。
自從世界上第一幢智能建筑于1984年在美國出現后，美國、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經濟比較發達的國家先后提出了各種智能家居安防系統方案，近來，以美國摩托羅拉公司及微軟公司等為首的一批國際著名企業，先后躋身于智能家居安防系統的研究與開發中，3COM公司也一直在通過因特網向用戶宣傳智能家居安防系統這一概念，并積極研發家用無線網關等網絡產品。此外托馬杜多媒體公司、Intel公司、韓國三星公司、新加坡科技電子公司、日本松下電器公司等知名企業也紛紛投身于于智能家居安防系統的研發工作中。
本文在分析了國內外智能家居系統以及智能家居安防系統的基礎上，針對當前智能家居安防系統的不足，提出了基于Zigbee技術的智能家居安防系統組網的解決方案，增強了系統的人機互交性。闡述了系統的硬件、軟件設計，采用星型的拓撲結構搭建系統，溫度檢測、一氧化碳監測等模塊進行論證和設計。安防系統經過研究對比，選用無線單片機CC2530。實驗結果表明，ZigBee能很好地實現溫度檢測、一氧化碳檢測及報警功能，且系統穩定可靠。
2 系統架構
2.1 ZigBee網絡拓撲選型
ZigBee網絡拓撲結構支持3種功能設備，分別為協調器、路由器、以及終端設備。
a）ZigBee協調器的主要作用是負責發動和配置網絡。Zigbee協調器還能支持關聯，同時設計以及執行其他程序活動，負責網絡之間保持正常的通信，且信息傳輸也能協調網絡內部不同設備之間的數據傳輸。
b）ZigBee路由器主要負責多個設備之間的關聯及數據傳輸，將信息從一個設備傳送到另一個設備。ZigBee網絡協議規定，在一個網絡中允許有多個ZigBee路由器共同存在。
c）ZigBee終端設備主要用來執行其他的相關功能，通過使用ZigBee網絡能夠與其他網絡設備進行數據交換。
2.2 拓撲結構
根據實際的應用需要，ZigBee網絡可以構成成三種拓撲結構：星形網絡拓撲結構、網狀網絡拓撲結構以及樹狀網絡拓撲結構。本文是采用星形網絡拓撲結構構件智能家居系統。如圖1所示。
2.3 網關系統設計
（1）內部網絡
本文采用星形網絡拓撲結構來進行家庭無線網絡的搭建，家庭內部網絡分為終端的信息采集節點、安防系統兩類設備。其中安防系統是網絡的控制中心，其作用是負責ZigBee網絡的建立，且將終端節點傳輸的數據處理轉發給無線路由器。終端節點的功能是監控周圍的環境信息、采集家庭環境數據，例如溫度、電濕度、一氧化碳濃度，并對數據處理，然后把數據傳輸給協調器，執行安防系統傳送來的控制信息。
（2）網關系統
網關是家庭網絡的核心，是處于廣域網和家庭網絡中間的一個節點，作為入口節點，它應具有網關和服務器的功能，一方面，網關要支持TCP協議議并能提供服務，從而允許客戶遠程訪問它，以ARM微處理器為中心建立網關硬件平臺，對外通過寬帶接入公共網絡，對內將家用電器及其他聯網設施通過家庭內部無線局域網連接成一體，用戶通過遠端PC就能接收家里環境信息。網關結構框圖如圖2所示：
網關從功能結構上主要是處理遠程用戶控制信息。家庭內部信息網的通信協議比較簡單，要實現它與外部TCP/IP的互聯，必須實現協議的轉換，這是網關一個非常重要的作用。從結構上來看，網關就是外部TCP/IP網絡與家庭內部信息網絡的一個連接點，網關并不只是一個簡單的協議轉換設備，更是一個對外的家庭內部網絡控制接口。
3 系統硬件設計
3.1 ZigBee無線單片機CC2530
CC2530是一個超低消耗功率的真正系統單晶片，它將微控制器、主機端及應用程序整合在一個元件上。CC2530可讓主控以及從屬式節點以很低的成本來構建，它擁有很低的睡眠模式功率消耗和不同工作模式之間很短暫的轉換時間，適用于所有超低消耗功率系統。
3.2 ARM處理器
ARM架構具有極高的性價比和代碼密度，并且在實時中斷響應以及功耗方面比其他微處理器更有競爭力，因此ARM架構是智能家居系統中比較理想的平臺。
3.3 GPRS模塊
GPRS是以GSM技術為基礎發展起來的一項高速數據處理技術。它采用分組交換技術，可以實現點到點的數據通信。與GSM技術的數據通信方式相比，GPRS采用了4種編碼方式，數據傳輸速率可高達到171.2Kbps。它還可以保證始終處于在線狀態，即在無需數據通信的狀態下仍保持與網絡的連接。此外，GPRS核心網絡層采用了IP技術，可以與現有網絡無縫接入。
3.4 供電電源電路
ZigBee節點設備為終端節點、路由節點以及協調器節點三類。三類設備的功能、工作環境、工作時間都不一樣，其中協調器任務最重，工作時間最長，工作環境相對較好；路由器任務最輕，大部分時間處在休眠狀態，但是路由器工作條件惡劣，工作在野外或者其他更加惡劣的環境中。基于上面的原因，本設計采用了兩種供電方案：一種是使用開關電源供電，另外一種是采用干電池組來供電。這里選擇了MAX8860EUA芯片和API117芯片來提供1.25V電壓，對芯片和芯片的設備進行供電，其具體的電路原理圖如圖3所示：
3.5 接口電路設計
本文的串口電路使用了MAX3232芯片，實現RS-232串口數據電平的轉換，與家居網關連接后，進行數據采集傳輸工作。圖4為串口轉換的電路設計。
4 系統軟件設計
4.1 系統開發環境
智能家居安防系統選用CC2530芯片作為安防系統的核心組成部分，軟件部分則采用ZigBee2006協議棧來實現ZigBee無線網絡與模塊之間的數據傳輸，開發環境采用IAR System公司推出的IAR Embedded Workbench for 80517.60。本文采用IAR Embedded Workbench用于Z-stack協議棧的開發，它是一種高精密度、方便使用的嵌入式集成開發環境，集成了匯編工具、編譯器、庫管理器、工程管理器等多種開發常用的工具。對于不同的芯片，IAR開發環境內置了相對應的代碼優化器。支持眾多知名半導體公司的微處理器。IAR Embedded Workbench不僅具有編譯下載的功能，還可以跟編程器相結合，進行單步調試跟蹤監測片上寄存器、Flash數據等信息。Z-Stack實際上是幫助程序員方便開發ZigBee的一套系統。Z-stack使用瑞典公司IAR開發的IAR Embedded Workbench作為它的集成開發環境。
4.2 協調器應用程序設計
網絡協調器的主要任務是啟動網絡，網絡運行首先要運行協調器。協調器首先選擇一個信道和一個網絡ID，用于識別網絡身份，然后再對Z-stack協議棧初始化，并打開中斷。隨后將整個無線網絡啟動，所有的終端節點接入協調器。
協調器在完成網絡創建后，立刻等待信息中斷，當出現中斷信息，首先進行的是判斷該中斷信息是網絡數據信息中斷還是網絡管理信息中斷，如果是數據信息中斷，在本地儲存數據信息并管理。最終將應答信息傳送給網絡中節點。若該中斷信息為管理層中斷信息，對該中斷進行處理，最后產生應答信息傳送給網絡中的節點，最終完成信息的應答過程，協調器工作詳細流程如圖5所示。
4.3 ZigBee無線網絡軟件設計
4.3.1 溫濕度采集節點程序設計
溫濕度采集節點的工作流程圖如圖6所示：開始后首先對溫濕度采集節點初始化處理，定時采集周圍環境中的溫濕度數據，若采集到的數據有效，對數據進行數據轉換并發送到協調器，由協調器將數據傳送給主控中心。
4.3.2 煙霧傳感器程序設計
采用型號為MQ-2的粉塵傳感器檢測周圍煙霧濃度，MQ-2可以檢測空氣中的丙烷、氫氣等有害氣體，它價格低廉，使用時間長。MQ-2粉塵傳感器工作流程圖如圖7所示，開始后，首先進行初始化，然后檢測周圍環境中有害氣體濃度，如果氣體的濃度超過了閾值則進行第二次確認，第二次確認濃度超過了閾值，然后發送報警信息，繼續輪回，檢測周圍氣體濃度，若兩次檢測氣體濃度有一次確認并沒有超過閾值，則返回繼續檢測有害氣體濃度。
4.3.3 安防報警系統軟件流程設計
通過傳感器對獲取的進行檢測。單片機讀取數值，經過比較判定是否超出閾值，若超出閾值則通過GPRS進行報警相應的報警，否則繼續對溫濕度、粉塵濃度、一氧化碳濃度等數據進行檢測。其中溫度的閾值為60℃，在空氣中一氧化碳的濃度一般為5ppm以內，設定當一氧化碳濃度大于300ppm的時候進行報警，粉塵濃度為80ppm的時候，或者有人進入室內的時候進行報警。安防報警系統流程圖如圖8所示。
5 實驗結果與分析
5.1 安防系統溫度監測報警實驗
無線溫度監測系統由多個獨立的終端節點、一個網絡協調器和一臺PC機組成星形網絡。其中，傳感器節點分布于需要檢測的區域，負責對數據的感知和處理，并通過無線射頻信號發射出去；協調器接收各個傳感器節點發出的無線射頻信號，通過RS-232的串口線送入PC主機；PC主機負責存儲及對數據的進一步處理。
只要在該平臺的基礎上設計應用層的程序就能實現無線溫度監測，無需設計物理層、MAC層和網絡層的代碼。每隔10秒進行一次溫度采集，兩次溫度采集期間節點進入休眠狀態，以減少功耗。某一時刻對節點1加熱，溫濕度監測界面如圖9所示。
從圖10可以看出，在60秒左右時，采集的數據明顯地增大。而節點2在時刻采集環境溫度，可以看出，采集到的數據基本為一直線。當采集到的數據大于設定的閾值，蜂鳴器報警，且手機收到一條報警信息。
將一支一氧化碳傳感器節點先置于室外30分鐘，再置于辦公室中。辦公室環境溫度30℃，面積30m3。在200秒時候放入一個為完全燃燒的煤炭，觀察一小時內室內一氧化碳濃度的變化，相應的變化曲線圖如圖12所示。當采集到的數據大于設定的閾值的時候，蜂鳴器報警且設定的手機收到一條報警信息。
分析：從圖11中可以看到一氧化碳傳感器節點響應過程的曲線，在第180秒的時候一氧化碳濃度迅速增大，后趨于平穩，可以看到該傳感器能很迅速的響應到濃度變化，當350s打開窗戶后，一氧化碳濃度逐漸下降，最后穩定。說明該系統在一定程度上能較好的監測室內一氧化碳濃度。
6 結束語
本文提出了基于ZigBee技術的智能家居安防系統的研究，智能家居是未來家居的發展方向，選擇了具有明顯優勢的ZigBee方式組建智能家居安防網絡，并對其硬軟件進行闡述。最后對智能家居安防系統系統穩定性及安防系統溫度、粉塵、一氧化碳監測部分分別進行了測試和分析。傳統的、舊式的智能家居安防系統一般采用有線方式組網，本文采用了基于ZigBee技術的智能家居安防系統的研究，將有線轉化為無線，增強了系統的簡潔性；融合了多種傳感器，系統的擴展性提高了；將GPRS技術應用到安防系統中，用戶能在最短的時間內接收報警信息。
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記者:萬總您好,非常感謝您接受我刊的專訪。首先祝賀馳通達集團成立十一周年,眾所周知馳通達是國內較早進入防盜報警行業的民族安防企業,旗下的夜狼安防,目前已成長為家居安防的首選品牌之一,請您給我們簡單介紹一下集團的品牌戰略。
萬騰馳:非常感謝《數字社區&智能家居》雜志社一直以來對夜狼安防的支持。深圳市馳通達電子有限公司致力于于安防產品的研發和生產,一直以來為夜狼安防提供優質的產品。夜狼安防作為集團的一個旗幟性的品牌,專注于品牌建設、市場營銷和售后服務等工作,經過多年的不懈耕耘,贏得了廣大客戶的一致好評。夜狼安防的成功同樣得益于集團的各單位部門的通力協作與配合,各集團部門雖然分工不同,但都是集團不可缺少的一員。
記者:據統計,家居安防在歐美一些發達國家和地區,已成為一種較為普及的家庭服務項目,而在中國普及率還很低,作為專業的家居安防廠商,您對目前國內的家居安防市場現狀是如何看待?
萬騰馳:這一現象與人們對產品的認知度有極大的關聯。目前,國內市場還有許多普通消費者對市場上智能報警產品并不了解。我們通過長時間,大量的市場調查發現國內的市場需求是非常巨大的,而在各地區從事此類銷售和服務的專業單位相對來說還是較少。因此,作為廠家我們也意識到應該大力培養區域市場熱度,普及智能報警系統的功能和應用知識,提高區域市場的服務質量,從而提升人們對家居安防市場的認知。
記者:目前,大多數家居安防廠商將目標鎖定在住宅小區、別墅群,市場競爭日益白熱化,而隨著國家對社會主義新農村建設的提出,農村安防市場必將成為一塊新蛋糕,您是如何看待農村安防市場的?
萬騰馳:我國的農村安防也是一項重要的工程,其實安防都是為了保護人們的生命財產安全,只不過應用環境會有所差異,市場瓶頸集中在消費者對產品的認知度不夠。夜狼安防未來也將有針對性的加大對農村安防市場的宣傳,普及產品知識;在產品研發方面,設計更適合農村市場的產品;特別是服務方面的工作,會投入更大的人力、物力,盡可能為農村市場提供更好的服務。
記者:夜狼安防多次榮獲“中國安防十大民族品牌”榮譽稱號,產品亦多次獲得業內大獎,在如今國內外品牌林立的安防市場上,夜狼安防是如何堅持走自己的民族品牌之路?
萬騰馳:在此也非常感謝各媒體朋友和主辦方對夜狼安防的肯定。多年來,夜狼安防堅持民族品牌的建設,在形象設計方面,夜狼安防一直采用具有中國文化特色的黃色和紅色;在產品設計方面,應用功能和操作習慣上都根據中國人的習性進行設計;在社會責任方面,夜狼安防一直大力支持黨建文化的建設,目前已成立馳通達黨支部,企業的經營理念緊密地結合黨的號召,努力承擔服務社會的責任。
記者:據了解,夜狼安防十分注重提升產品使用價值及客戶滿意度,在提供優質產品的同時不忘服務,請問,夜狼安防采取了那些措施來提升產品的使用價值?
萬騰馳:其一,夜狼防盜報警系統提供的最高三年保修服務,并在2009年開展了“行業產品以舊換新活動”,充分體現出夜狼安防對售后服務的重視,解決了客戶在使用過程中遇到的產品問題;其二,夜狼通過多種增值用品的形式,提高產品的價值,全方位地關懷客戶,如夜狼安防的文化雨傘、指甲鉗、文化衫、保險服務等;此外,夜狼安防全方位的品牌宣傳,現已形成了極大的品牌價值,使得客戶可將夜狼安防的產品作為高價值的禮品形式進行贈送。
記者:隨著3G時代的到來,傳統安防產品已不能滿足人們日益增長的家居安防需求,無線監控、手機視頻監控將成為未來家居安防的潮流,應對這一改變,夜狼安防將采取那些舉措?
萬騰馳:夜狼安防一直以來都非常重視新產品的研發工作,在產品技術創新方面,一直都處于行業領先地位。夜狼在2009年就已推出了3G視頻監控報警系統,在2009年CPSE安博會、高交會隆重亮相。此外,具有代表性的防盜報警聯動視頻監控系統可實現當手機接到報警提示后,馬上訪問網絡相機,即可遠程監控現場的實況。
關鍵詞：火災報警；智能家居；發展趨勢
中圖分類號：X928.7 文獻標識碼：A 文章編號：
隨著計算機、多媒體等科學技術的發展，人們的生活水平得到了顯著的提高，居住環境也得到了前所未有的改善，人們開始逐步的進入數字化和網絡化的智能社會。與此同時，人們對小區和住宅的安全要求也不再僅僅局限于能擋風避雨和保暖避寒，對其安全性的要求也不斷增強。火災防范是智能樓宇安全防范中非常關鍵的一個環節，樓宇的安全性是現代建筑行業質量檢驗中非常重要的一點，樓宇火災的報警主要依靠的是智能樓宇安全系統的設計和建設。
智能家居及其火災報警系統的發展現狀
智能家居的概況
智能家居最早出現在美國，所謂的智能家居是指利用先進的綜合布線技術、網絡通信技術以及計算機技術，把與家居生活相關的各個方面和子系統有機結合起來，通過優化、統籌人們的生活，幫助人們有效的安排生活和工作時間，提高家庭生活的可靠性和安全性，甚至可以為家居能源費用節省資金。總的來說，智能家居是以住宅為基礎平臺，實現建筑設備自動化、網絡通信、信息家電等有機結合的環保、安全、舒適、便利的居住環境。智能家居系統有以下幾個特征：一是為家庭提供一體化、綜合化的服務；二是為家庭提供多媒體信息服務；三是家庭中擁有完備的安保、監控、信息化服務等設備和系統；四是家庭與社會之間具有高度的溝通能力和服務能力等。
最早出現的智能家居中的安防設備功能單一，而且相互獨立，例如緊急呼叫系統、紅外線防盜器等等，這一些裝置只能完成一種特定的任務，設備與設備之間沒有邏輯和電氣關系。各個設備的專用線也是相互獨立、互不干擾的，這樣就無法實現家居中各個設備的統一管理和控制。在智能家居中，會把與家庭生活相關的各種通訊設備、家用電器以及家庭安防報警設備連接到一個家庭系統中，從而實現各種家具設備之間的互聯和信息交換，通過總的家庭信息管理平臺實現對家庭事物的集中管理和遠程監控。
智能家居網絡系統通常會通過小區局域網可以與小區物業管理中心進行信息之間的交流。家庭內部的網絡信息流由復雜的音頻視頻等多媒體信號、設備控制類信號以及簡單的數據采集類信號等組成。設備控制類信號指的是家用電器的開關控制，對水、氣、電管道電磁閥的信號控制等等；數據采集類信號主要是指水電氣暖四表的數據采集，可燃氣報警和火災報警一般是脈沖量和開關量的信號，也可以歸類于數據采集類信號。
智能家居中探測報警系統的發展情況
家居探測報警系統指的是在客廳、臥室等地方安裝感煙探測器，從而構成家庭失火的一道防線。在現在的家居安全中，家居探測報警系統似乎游離在家居安防之外，使得家庭的火災探測和報警形成了一個重大的安全隱患，這不是技術問題，而是人為問題，因為就目前我們所掌握的技術，住宅火災探測報警系統是比較容易建構和實施的。在現實中，住宅火災探測報警系統難以實施的原因包括：智能家居產品的生產商不愿意參與到麻煩頗多的火災探測報警系統，因為安裝消防產品的施工單位必須要有消防專項施工資質以及報警線路不能與數字家庭的綜合布線共用等等；政府主管部門在法規層面上也沒有對住宅安裝火災探測器給予足夠的關注和重視。所以，住宅火災報警沒有與智能家居實現同步的發展。
住宅火災報警的幾種類型和發展趨勢
獨立式的家居火災感煙報警系統
獨立式的家居火災感煙報警系統有單點報警器和互聯式報警器兩種，這種報警系統只適用于沒有集中的物業管理的住宅。獨立式的家居火災感煙報警探測器的功能和特點有：具有手動復位、手動測試、靈敏度自動補償以及電池更換提醒的功能；它內置低耗、高效能的的微處理器，采用傳感器光學迷宮、光電感煙的方式，可以選擇獨立或者聯網的方式，與控制器實現通訊。近年來，日本開發出了一種新的用于火災報警器的電池，它是一種圓筒形的鋰電池，具有壽命長、高功率以及大容量的特點，它的預計壽命可達到10年之久。
火災自動報警系統
相對于公共建筑中安裝的火災探測和報警系統，以家庭為單位的防盜、防火系統更適合在家庭中使用和維護。還有一種綜合的安防運作系統，把家庭或商鋪安裝的監控預警系統連接到24小時專業監控的安防中心，而不是連接到小區的物業管理部門，當遇到火災或者是非法進入者的時候，把信息直接傳送到專業監控的安防中心，而不需要經過小區的物業管理部門等中間環節，節約救助的時間。
（三）火災報警與智能家居聯網
傳統獨立式的感煙火災報警器雖然可以在居室發生火災時能夠喚醒熟睡中的人，使人們能夠逃離危險。但是，對于那些因為醉酒而昏睡，又沒有家人在身邊的人，傳統獨立式的感煙火災報警器無法起到報警的效果。相比之下，智能家居防護系統會把煤氣泄漏檢測器、感煙探測器和大多數的防盜產品連接在一起，一旦發生火災及盜竊，報警信息可以引發所有的聲音響起、電話遠程告警等，保證人們及時得到救助。火災報警與智能家居聯網是未來住宅火災報警的發展趨勢和主要形式。
結語：
智能家居的不斷發展，帶動了許多行業的快速發展，徹底改變了人們的工作方式和生活方式。智能家居能夠給人們提供一個安全、可靠、舒適的家居環境，成為現代人的追求和建筑商投資興建的重點。長期以來，國家對于家庭中安裝火災報警系統沒有硬性的要求，又加之在住宅安裝安防系統比較復雜和麻煩，使得許多的建筑企業在建設住宅樓時，不會安裝火災探測預警系統，導致住宅火災報警系統不能與智能家居的發展同步，影響了智能家居的安全性和可靠性。所以，相關部門應該著手制定相關的法律法規，提高建筑商和居民的安全意識，努力促進住宅火災報警與智能家居建設的同步發展。
參考文獻：
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關鍵詞：智能家居；Zigbee；3G網絡；安全監控
引言
隨著現代科技的發展及人們生活水品的提高，越來越多的人不再滿足于傳統的家居生活方式，開始期望出現一種依托現代科技的全新的家居體驗，智能家居技術應運而生[1]，無論在傳統家居還是智能家居中，安全問題一直是人們關注的焦點問題之一。而一般的家居控制僅擁有家庭局域網絡，只能在家庭內部進行監控[2]。本文在此基礎之上研究并設計了一種基于Zigbee及3G網絡的智能家居監控系統，實現了對家居系統的遠程監控，并且能夠通過移動終端實時的了解家庭內的環境數據，提高家居生活的安全系數。
1系統架構
本文研究設計的智能家居監控系統采用Zigbee無線傳感網絡加3G網絡架構，家居內部的各種環境數據例如溫度，濕度等以及各家用電器的節點數據通過Zigbee無線傳感網絡傳送至嵌入式主控芯片，由嵌入式系統進行綜合分析處理，在此基礎之上，添加視頻監控系統，通過在大門，陽臺等存在安全隱患的地方安裝攝像頭，進行視頻監控，進一步提高家居安全系數。視頻數據也一并送至嵌入式主控系統，進行壓縮、編碼等處理。為了方便人們在外出的時候可以實時的了解家庭情況，本文將嵌入式系統收集并處理之后的各家居數據通過3G網絡接入Internet，用戶可以通過聯網的手機、平板電腦等隨身攜帶的移動終端實時的了解家庭內部環境，實現對家居系統的遠程控制。系統框圖如圖1所示。
圖1 智能家居監控系統
2硬件設計
2.1 Zigbee無線局域網設計
Zigbee又被稱為紫峰技術，是基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網協議。一般這個協議規定的通信技術是一種傳輸距離較短且功耗較低的無線通信技術。其主要特點是低復雜度、低功耗、近距離、低成本、自組織、低數據傳輸速率。主要適合應用于各類自動控制和遠程控制系統，可以嵌入到各種設備中。簡而言之，ZigBee技術就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網通訊技術。
本文采用的Zigbee技術為CC2530片上系統解決方案，CC2530是由德州儀器開發的一種典型的Zigbee技術解決方案，眾所周知，Zigbee無線網絡傳輸技術需要一系列的網絡節點作為支撐，本文采用的CC2530能夠建立起一個強大的網絡節點，但是所需要的成本相對于其他解決方案來說有很大優勢，同時CC2530具有一些不同的運行模式，切換不同的運行模式可以有效地降低系統功耗，對整個系統工作的穩定性有著重要意義。
2.1.1Zigbee網絡拓撲
采用何種網絡拓撲結構將決定局域網內各節點之間消息的傳遞方式。常見的Zigbee網絡拓撲結構有三種：星型網絡拓撲、樹型網絡拓撲、網狀網絡拓撲。星型網絡拓撲選定一個中心節點作為協調器，其周圍的相鄰終端節點均只與中心節點相互通信，中心節點作為整個網絡的核心，需要分析處理所有的數據，必須連續不間斷供電。樹型網絡拓撲是利用路由器對星型網絡拓撲做的一些補充即底層的若干個終端節點連接至路由器，各路由器再連接至協調器。通信時各終端的數據首先匯集到路由器，再由路由器傳送至協調器。網狀拓撲即樹型拓撲中的路由節點可以與其附近的其他路由節點相互通信，信息傳輸方式更加復雜多變。三種網絡拓撲結構如圖2所示。
圖2 三種網絡拓撲結構
通過對上述各拓撲結構的分析，結合本文設計需求可知本文更加適合采用星型網絡拓撲結構。
2.1.2無線傳感網絡終端節點設計
終端節點是整個智能家居系統最基礎的部分，由傳感器采集模塊和Zigbee精簡功能設備集成而成。終端節點接收到協調器節點發送來的數據采集命令之后，將傳感器采集到的家居環境數據經無線傳感網絡發送至協調器節點，再由具有全設備功能的協調器節點傳送至嵌入式系統。
常規的家居環境數據采集傳感器如溫度傳感器，濕度傳感器，煤氣濃度檢測傳感器等都有成熟的電路，本文設計中只需將傳感器模塊與Zigbee模塊結合即可組成無線傳感器。無線傳感器結構如圖2所示。在本文的星型Zigbee網絡拓撲中，無線傳感器作為終端節點只需與協調器節點之間相互通信，接收協調器節點發送的命令，并將傳感器采集的數據傳送至協調器節點。無線傳感器結構如圖3所示。
圖3無線傳感器結構
2.2 監控視頻采集處理
在大門、陽臺、客廳等室內一些必要的地方安裝基于USB接口的數字攝像頭，將采集到的視頻數據通過USB接口直接送到嵌入式系統中進行壓縮及編碼處理。數字攝像頭可以直接將采集的模擬視頻信息轉化成數字信號。數字視頻信號與模擬視頻信號相比具有抗干擾能力強，頻譜效率高，圖像失真少等優點。目前市場上的攝像頭基本以數字攝像頭為主，購買及安裝使用非常方便。嵌入式主控系統在接收到攝像頭發送的數字信號并進行壓縮處理之后將視頻數據通過3G網絡發送至用戶的移動終端，方便用戶隨時通過視頻圖像了解家居內的安全狀況。
3監控系統功能實現
本文系統平臺采用ARM-Linux系統，其內核功能與Linux操作系統非常相似，并沒有本質區別，驅動程序需要實現的功能也一樣。只是在內核編譯時，需要移植到ARM上的Linux系統所采用的編譯器以及一些頭文件和部分庫文件會依賴于具體的ARM處理器結構。解決這一問題只需在Makefile文件中制定即可。
3.1視頻采集壓縮功能實現
本文視頻采集功能的實現依靠USB攝像頭，其正常工作需要在ARM-Linux中配置相關的驅動程序。Linux中關于視頻設備的驅動程序常用的是Video4Linux。它提供了一系列的接口函數供視頻設備編程時調用。
首先將驅動程序模塊編譯成.O目標文件，放在內核的/lib/modules/目錄下，使用depmod a命令將此模塊變成可加載模塊。在調用攝像頭功能時，使用insmod命令調用驅動程序中int init-module（void），設備驅動程序開始初始化，初始化結束，攝像頭便能正常工作。攝像頭被正常驅動之后，便是對視頻數據的采集工作。圖4為視頻采集工作流程圖。
圖4 視頻采集流程
完成對視頻的采集之后，為了便于視頻數據在3G網絡中傳輸，還需要對視頻數據進行壓縮，以適應3G無線網絡帶寬。H.264視頻壓縮標準是JVT（Joint Video Team 視頻聯合工作組）提出來的一種新的視頻壓縮標準，在圖像質量相同的前提下，H.264數據壓縮比與MPEG-2相比高出2-3倍，比MPEG-4相比高出1.5倍到2倍。因此，經過H.264標準壓縮后的視頻數據對網絡帶寬的要求更低，更適于帶寬非常緊張的無線網絡。
3.2 3G網絡傳輸功能實現
本文設計的3G網絡部分的主要功能是將嵌入式主控系統收集并處理之后的監控視頻數據及各類家居安全數據以無線的方式接入互聯網，并發送至用戶的手機等移動終端。3G模塊接入方式采用WCDMA制式，選用能夠滿足監控視頻傳輸帶寬需求的華為E1750無線上網卡它支持上行最高速率HSUPA 5.76Mbps；支持下行最高速率HSDPA 7.2Mbps，數據傳輸非常快。
為使3G網卡在ARM-Linux下能夠正常工作，必須配置驅動信息。
首先在/driver/usb/serial/p12303.c
中加入3G無線網卡的ID信息：
{USB-DEVICE（HUAWEI_VENDORID），HUAWEI_PRODUCT_ID））
在/driver/usb/serial/p12303.h中加入：
#define HUAWEI_VENDOR_ID 0xl2dl
#define HUAWEI_PRODUCT_ID 0xl001
然后，將Linux內核重新編譯。
在內核/dev目錄下建立新的字符節點
Mknod/dev/ttyUSB0 c 188 0
Mknod/dev/ttyUSB1 c 188 1
Mknod/dev/ttyUSB2 c 1 88 2
接下來交叉編譯3G虛線網卡驅動的移植工具usb-modeswich，它是一種轉換USB設備工作模式的工具。usb-modeswich.setup文件中加入以下程序：
#Huawei E1750
#Contributor：Anders Blomdell，Ahmed Soliman
DefaultVendor=0x12dl
DefaultProduct=0x1446
TargetVendor=0xl2dl
TargetProduct=0x1001
#only for reference and0.x versions
MessageEndpoint=0x0l
MessageContent=”55534243123456780000000000000011060000000000000000000000000000”
HuaweiMode=0
運./usb_modeswitch即可切換3G網卡的工作模式，進行3G撥號上網。
實驗室條件下，在基于Linux操作系統的嵌入式平臺基礎之上連接USB攝像頭，網絡環境為實驗室的WCDMA3G網絡，終端為一個普通的安卓系統智能手機。測試了包括燈光控制、溫濕度采集等10個節點，最遠距離協調器13米，結果表明，在Zigbee無線傳感網絡內系統能夠穩定運行，沒有出現掉線的情況，能夠有效的采集并傳輸測試的數據。3G通信網中也能夠高效的傳輸視頻等信息數據。圖5為實驗室條件下手機終端接收到的監控畫面。
圖5 移動終端監控畫面
4 總結
本文研究設計了一個基于Zigbee及3G無線網絡的智能家居監控系統，實現了Zigbee網絡采集的各種室內安全數據和攝像頭采集的視頻監控畫面一并通過3G無線網絡傳輸至用戶移動終端。為用戶提供了一個家居安全監控平臺。3G網絡的應用也契合了當下高速發展的移動互聯網時代，具有很高的實際應用價值。
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關鍵詞：物聯網；智能社區；關鍵技術
1 研究背景
智能社區，又稱數字社區，或稱智能小區，英文表達有Intelligent Community，Intelligent Residential District，日本的說法叫Smart Community等。是指在社區地域范圍內，以住宅小區為平臺，有意識的綜合利用各類信息通信基礎設施和技術手段將網絡通信、智能家居、家庭安防、電子政務、遠程教育和醫療、物業管理、增值服務等整合在一個高效的系統當中，提供最適合的能源解決方案，涵蓋包括水資源、電力、交通、物流、醫療、電信等于人們生活和生產相關的所有公共基礎設施和社會資源，為社區內各類群體提供服務，滿足社區發展的各類需求，提高居民生活質量，推動和諧社區的構建。
對于社區業主而言，一般期望住宅小區的智能化系統能帶來以下幾方面的體驗：（1）高度的安全性和可控性；（2）舒適的人性化居住環境；（3）實現“三網融合”；（4）提供智能電網服務；（5）家居智能化；（6）方便快捷的網上政務辦理和電子購物平臺；（7）智能信息化的物業管理模式；（8）提供其他的醫療、教育、購物、文化、娛樂等遠程服務。
2 關鍵技術的選擇
2.1 傳感技術部分
從智能社區的技術架構和應用架構出發，對設備感知層和網絡層的互聯技術，目前現階段采用的技術包括：RFID（Radio Frequency Identification）技術，包括RFID空中接口、RFID編碼技術、RFID集成技術等；M2M技術（machine to machine）包括近距離無線通信技術、空中接口、M2M架構技術、MTC通信技術等。應用層應采用智能處理和計算技術，重點包括SOA（Service-oriented architecture，面向服務架構）架構、云計算、應用軟件中間件等。感知識別技術正在向低成本、低功耗、新型化、微型化、智能化、綜合化和高可靠性發展。在傳感器網絡方面，無線傳感器網絡成為主流。共性技術包括虛擬化技術、資源管理技術、QOS（Quality of Service）技術、分布式信息處理技術、網絡管理和設備管理技術、無線干擾技術等。
因此可通過寬帶或3/4G網絡為接入載體，依托由WIFI技術、RF無線傳輸技術、傳感器技術、嵌入式智能及實時數據交換等技術組成的家庭內部物聯網。解決現代家庭無線寬帶覆蓋、家居安防、家居智能、家庭娛樂、咨詢服務、電子商務等功能需求。
2.2 網絡部分
（1）在社區外網接入上采用PON技術。PON（無源光網絡）技術是一種新型的光纖接入網技術，其中衍化而成的EPON和GPON技術，將以太網和PON技術相結合，采用點到多點結構、無源光纖傳輸，在以太網之上提供千兆級數據、語音及視頻的綜合業務接入。EPON目前可提供上下行對稱的1.25Gb/s的帶寬。它在物理層采用了PON技術，在鏈路層使用以太網協議，利用PON的拓撲結構實現了以太網的接入。特點是：低成本、高帶寬、擴展性強、兼容現有以太網。光信號通過分光器把光纖線路終端（OLT）一根光纖下行的信號分成多路給每一個光網絡單元（ONU），每個ONU上行的信號通過光耦合器合成在一根光纖里給OLT，如圖4所示。因此EPON技術中包括無源網絡設備和有源網絡設備。無緣網絡設備包括單模光纜、無源分光器/耦合器、適配器、連接器和熔接頭等。無源網絡設備簡單穩定、使用壽命長、易于維護。
（2）戶內組網部分可采用：（1）無后備電源方案，即AP（Access Point，無線訪問節點、會話點或存取橋接器）與弱電箱的路由器由家庭220V電源直接供電，該方式無線AP可安裝在家庭任意位置；（2）集中供電方式（可配備后備電源），即樓道弱電井對AP、弱電箱直接供電，要求電源功率較高，無線AP必須安裝到指定位置。相比之下方案1更靈活一些。隨著國家加快推進電信網、廣播電視網和互聯網融合的腳步，采用PON和AP技術可以很好在技術上趨向一致，網絡層上可以實現互聯互通，形成無縫覆蓋，業務層上互相滲透和交叉，應用層上趨向使用統一的IP協議，向用戶提供多樣化、多媒體化、個性化的服務。
（3）智能社區解決方案還包含可視對講功能，通過八芯雙絞線即可實現可視對講，并增加戶戶通話功能，另外打破傳統網絡的鋪設，可沿用小區現有局域網，既節省施工時間和施工步驟，又降低了工程成本。
3 結語
將物聯網技術應用在智能社區當中，可以給住戶帶來明顯的生活質量改善，提高效率，增強家居安全性，打造智慧化居住環境。筆者相信在物聯網技術的支撐下，在運營商、地產公司、電商公司、社區物業公司等各方面合作建設和經營下，必將迎來智能社區數字化家園的美好明天。
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隨著生活水平的提高和居住環境的改善，人們對住宅小區的數字化和智能化也提出了更高的要求。在科學技術高速發展的今天，智能小區的管理系統除了可以實現可視對講、家居安防外，更可以實現家電控制、多媒體、IP可視電話等功能，真正實現家庭生活智能化。冠林公司在通過長期的市場調研和開發的基礎上，推出了集可視對講、家居安防、門禁控制、信息、多媒體、電器控制、IP電話等功能于一體的AH8000數字化智能家居系統。這套系統運用了目前最先進的TCP/IP數字網絡通訊技術，通過全數字化傳輸，利用智能終端、電腦、手機對家中的電器設備進行遠程監控和遠程管理，是一個名副其實的智能小區專家。目前AH8000數字家居系統已經在北京世紀星城、鄭州綠城百合公寓，長沙綠城桂花城等眾多大型社區中得到成功應用，受到眾多房地產商和業主的青睞。
基本功能篇
1.對講
AH8000數字家居系統的第一項基本功能就是對講功能。除了常規的可視對講、開鎖等功能外，AH8000數字家居系統還提供了監視功能。當您身處幽靜豪宅時，可以對門前、梯口、小區口及公共區域進行全方位監控，讓盜賊無處遁形。
當住戶不在家時或是住戶不愿意被打攪時，來訪者可以根據語音提示，留下其圖像和聲音的影像資料，住戶可以及時獲知來訪者留存的信息。
在住戶之間實現戶戶可視通話，是AH8000數字家居系統為住戶提供的人性化服務。小區內任意兩臺室內智能終端可以通過呼叫對方的房號，進行雙向可視通話，這樣您不用出門在家就可以串門，鄰里的交流更便捷。當您遇到緊急情況需要小區物業中心幫忙時， 您也可以通過呼叫中心，與中心取得聯系和幫助。
2.報警
AH8000數字家居系統的第二項基本功能就是報警功能，它可是起到了電子警察全天候24小時保家護院的功能，室內智能終端機提供了8個有線/無線防區，您可以根據具體需要設置各個防區的報警功能是否起用，使安防報警的控制更加個性化。
同時您還可以根據需要預先設置好布防、撤防、局防的時間、防區類型等，這樣人性化的功能設置非常方便。時間一到，守護如約而至。
當發生緊急情況時，您按下室內智能終端機上“緊急呼叫鍵”或者遙控器上的“緊急求救鍵”，系統立即將報警信息傳送到報警中心。
3.信息
AH8000數字家居系統的第三個基本功能是信息功能，可作為全新的媒體平臺，體驗更全面及時的資訊套餐，享受物業更加快捷優質的服務。
您可以在室內智能終端機上接收管理中心發送的小區公告、費用查詢、會所服務、上門維修、家政服務、投訴建議、小區商鋪、天氣預報等信息； 終端機也可以接收事先注冊的手機發送的短信息，還可以接收到從其他終端、管理中心、冠林平臺發來的多媒體信息，如圖片、動畫、MP3等，內容生動且豐富。
4.家電控制
AH8000數字家居系統在對家庭電器設備的控制方面也有超人一等的設計，擺脫時間、空間的束縛，對家中的燈光、窗簾、空調、電視等進行隨意控制，享受自由控制樂趣。
在室內智能終端上可以輕松實現對室內燈光的全開/全關、區域燈光的開/關和燈光的調光。不必在各個房間來回穿梭就可以實現對室內所有空調的開/關/調溫，對室內各區域窗簾的開/關等。
Ah8000數字家居還提供了一鍵式情景控制功能，您可以根據需要和個人愛好，將家里的燈光設置為各種模式，如：“會客模式”、“就餐模式”、“夜間模式”、“節電模式”等，營造出您想要的或溫馨或浪漫的家居氣氛。
5.電話
AH8000數字家居系統第五個基本功能是電話功能。由于有強大的互聯網的支持，AH8000數字家居系統通過電話系統和互聯網的結合，智能終端機可作為電話機，撥打普通電話，一機多能，方便實用。還可撥打IP電話、VOIP（網絡可視）電話，可以很方便的讓您與世界各地的朋友面對面的交談。
6.娛樂和便利功能
AH8000數字家居系統還提供了豐富的娛樂和便利功能，支持MP3/MP4等主流格式的音視頻播放，讓您體驗精彩的多媒體盛宴。同時具有本機拍照、本機錄音、三表查詢、電梯召喚及事件提醒等功能，為您帶來舒適便利的生活體驗。
智能生活篇
前面介紹的只是AH8000數字家居系統的主要基本功能，真正體現出它智能化方面的是聯動控制功能和遠程控制功能。
首先，AH8000數字家居系統可以根據您的需要開啟報警聯動功能。當您外出時，可以對室內智能終端機開啟報警聯動操作，這樣當有人非法入侵時，室內智能終端會自動啟動本機自帶的攝像頭對室內進行錄像，室內的燈光亮起，同時聯動警鈴進行現場報警。
同時您可以通過室內智能終端機設置聯動對講功能，這樣當您外出時，智能終端會自動進入留影留言狀態，保存來訪者的音像信息。當您回到家中，對室內智能終端機進行撤消聯動操作時，室內智能終端可以聯動取消自動留影留言狀態，家里的電器設備自動進入您預先設定好的回家模式。
您還可以根據需要通過室內智能終端機開啟局部聯動功能。夜間休息時，室內智能終端機能聯動對講功能自動進入免打擾模式。同時，聯動開啟紅外感應，實現人來燈亮、人走燈滅。確保您的私人空間無人打擾。
您還可以根據需要通過室內智能終端機開啟刷卡聯動功能。當您外出歸來，持IC卡在公共智能終端機，如梯口機、區口機刷卡時，室內智能終端機能自動解除報警。
AH8000數字家居系統加強了人性化的設計，突出智能化功能，通過聯動實現了智能家居系統的功能擴展。除此之外，它還具備了遠程控制和遠程管理的優勢，這是冠林公司在數字家居系統智能化設計上邁出的前瞻性的一步。
遠程管理篇
AH8000數字家居系統中報警功能最突出的一點就是可以遠程啟動智能終端進行戶內報警探頭的布/撤防操作，不論您身在何處都可以用手機或電腦輕松地對家中的智能終端進行安防控制。
如果您不在家時發生了盜賊非法入侵、煤氣泄露或者火災等緊急情況時，智能終端會自動通過短信和語音通知主人的手機，同時彈出報警電子地圖，并記錄中心數據庫中；上報管理中心及聯動110報警中心，小區保安將會上門查詢，110民警會立即出動，同時，智能終端將報警情況記錄下來，方便您日后的查詢。
您也可以在單位或出差途中，通過電腦遠程監看老人孩子在家中的情況；當您下班或出差回來還未到家時，您可以通過手機或者授權管理中心遠程控制室內智能終端機進行撤防。
AH8000數字家居系統已經突破傳統意義上的一般安防系統，成功地實現了遠程的手機及電腦控制、無線遙控，又可以實現聯動操作，是真正意義上的智能電子警察。
此外，AH8000數字家居系統超前的設計理念和強大的網絡支持，可以非常方便地對家里的電器設備等進行遠程控制。您可以通過手機、電腦隨意控制家里的燈光，還可以用手機實現對家中的燈光、空調、煤氣、窗簾等的預約開關操作，有如一個貼心的智能管家，帶給您溫馨舒適的智能家居生活。
當然，我們也能通過手機、電腦遠程預約電源插座開關的操作，有效的監測電源插座的工作狀況，起到了既節能又安全的作用。
數字家居系統還提供了呼叫轉移功能，當業主外出時，如果有訪客呼叫，室內智能終端機可以將呼叫轉移到業主手機上，您就不用擔心有重要客人找不到您了。
擴展功能篇
當然，數字家居系統的許多功能是可以根據您的要求來進行設計的，沒有做不到，只有想不到，冠林公司永遠在數字化智能家居系統設計中以滿足用戶的需求作為今后開發新產品的追求目標和責任。
當您的家用電器發生故障時，室內智能終端機會自動給家電生產廠家以E-mail的形式發送故障報告，這樣一來可以根據您的家電故障情況及時給予修理。
如果您的單元梯口的信報箱有收到信件時，室內智能終端機會自動提醒業主查收，讓您及時接收來往信件而不必擔心空跑。
AH8000數字家居系統將室內智能終端機設計為家庭娛樂控制終端，可以控制戶內的音視頻設備，這樣您就可以無線遙控家中的電視、音響等設備。
AH8000數字家居系統還面向未來3G網絡，可以將訪客的“留影”以彩信的形式發送到業主手機上，實現數字化傳遞信息。
關鍵詞：安防系統; JESS; 智能家居; 傳感器
中圖分類號：
TN711-34; TP277
文獻標識碼：A
文章編號：1004-373X(2012)05
-0134
-03
Design of smart home security system based on JESS
GONG Yuan-peng, DING Xiang-qian, WANG Xiao-dong
(School of Computer Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, China)
Abstract：
An expert system of security alarm monitoring for smart home filed based on JESS was designed according to the tendency development of security market worldwide and the deep-level development of security technology. The technology of the expert system based on JESS, embedded technology and wireless sensor is introduced. It mainly includes access control subsystem, steal precaution subsystem, fire alarm subsystem and gas leak subsystem. The expert system based on JESS rules engine is developed by Java, which is able to detect whether the family members and family situation in a safety state according to the various scenes within a family. Finally the system is proved by the simulation results.
Keywords： security alarm monitoring; JESS; smart home; sensor
收稿日期：2011-10-08
基金項目：2011年國家科技支撐計劃項目“數字家庭服務關鍵支撐技術研發應用示范”(2011BAH16B03)
0 引 言
隨著社會的不斷發展和人們收入的不斷增加，人們開始越來越關注生活條件的安全性和生活質量的可靠性，個人用戶對家庭安全需求的增長越來越快。與此同時，傳統的機械式或單純依靠人為控制和操作的安防系統在實際的使用中暴露出了很多隱患和不足，遠遠達不到人們對智能生活的要求；隨著計算機技術的普及，智能化數字家庭在人們對美好生活的呼聲中迅速崛起，而安防系統作為整個數字家庭系統安全的重要組成部分，其可靠性、智能性和安全性將直接影響到數字家庭系統的實現［1-2］。
因此，本文提出了基于JESS專家系統的智能家居安防系統。
1 技術綜述
1.1 JESS和其工作原理
JESS是在1995年由美國Sandia國家實驗室成員開發的一個規則引擎, 是一種使用Java語言編寫的腳本環境。它強大的腳本語言能力能夠為用戶提供所有的Java的API。JESS小巧、靈活, 并且是已知規則引擎中最快的［3］。
JESS采用產生式規則作為基本的知識表達模式,其核心包括事實庫、規則庫、推理機三大部分［3］。其中推理機由模式匹配、沖突集、執行引擎組成, 規則庫與事實庫則組成知識庫。執行引擎按一定優先級激活沖突集當中的規則, 修改事實庫。循環這個過程, 直到事實庫無變化推理結束。其中事實包括簡單事實和對象事實，匹配是指JESS通過模式匹配語言對事實行操作，而JESS中的規則庫是中心數據庫，存儲了各個領域模擬人類問題求解的產生式規則［4-6］。
1.2 傳感器
傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出信號的器件或裝置。傳感器種類是非常繁多的，例如本文用到防燃氣泄露子系統則采用氣體傳感器，當檢測到空氣中燃氣的濃度超過閾值的時候，傳送信號給專家系統，從而觸發報警。
1.3 無線傳感技術
無線傳感器網絡是由部署在監測區域大量的智能微型傳感器節點組成,其目的是協作地感知、采集和處理網絡覆蓋區域中被感知對象的信息,并發送給觀察者或控制中心，無線傳感網絡是以無線的方式進行通信的,需要低功耗、短距離的無線通信技術來實現。本文采用ZigBee 技術,其擁有一套非常完整的協議層次結構,具有低功耗、 低成本、 延時短、 網絡容量大和安全可靠等特點，完全滿足本系統的需求。
2 系統架構
2.1 系統特性
依據住戶家庭內部安防的需求，本系統可劃分為如下子系統：門禁子系統、防盜報警子系統、防火災報警子系統、防燃氣泄漏子系統。故系統具有以下特征：
(1) 系統的自動性
通過相對應的傳感器，系統能夠對家庭內部的狀況進行時時刻刻的自動檢測。門禁子系統能夠檢測整個家庭的門窗的開閉情況；防盜報警子系統能夠檢測家庭是否遭到暴力入侵；防火災報警子系統能夠檢測火災和煙塵；防燃氣泄露子系統能夠檢測空氣中天然氣的濃度等。
具體的本文僅以防火災報警子系統為例進行如下說明：通常情況下，當有意外火災發生時，室內會產生大量的煙霧，同時產生大量的煙霧，因此，通過感煙探測器檢測室內煙霧的濃度或檢測室內溫度，就能夠判斷家庭內部是否發生火災，從而能夠及時發現火情，傳送信號給專家系統，通過專家系統報警，從而最大限度的降低火災造成的損失。
(2) 系統的實時性和安全性
系統能夠根據檢測到的異常狀況做出實時的反應，保證家庭內部和人員的安全。例如當防燃氣泄露子系統檢測到空氣中天然氣的濃度偏高會自動關閉天然氣閥門并能夠開窗及時通風，待恢復正常后再關閉窗戶。
(3) 系統的可控性
系統的工作狀態可劃分為全布防狀態、半布防狀態和撤防狀態。主人可根據具體的情況進行靈活的配置。全布防狀態適用于家中無人時，所有設備均設防。半布防狀態可對一定防護區進行布防，適用于家中人員處于睡眠狀態或只在單一區域進行活動的狀態。撤防狀態：撤防狀態適用于家中有人活動時，所有設備均處于撤防狀態，所有活動信息均不會被設備采集。這樣靈活的配置可以提高系統的靈活性和避免錯誤報警。
(4) 系統的可升級性
系統的控制是由自定義的專家系統來控制，有利于對系統進行升級。
2.2 系統組成
本系統主要有三個功能模塊：專家系統模塊、識別模塊(主要是傳感器模塊)，以及執行設備模塊(包括自動報警機、語音電路、各輸入輸出設備、門禁設備等)。如圖1所示。
專家系統是整個系統的“心臟”，由它來接收和處理檢測到的信號，并根據預先設定的規則與事實匹配，做出及時的響應，并且還要協調各模塊各設備的正常工作。
前端探測器主要是指傳感器，主要是負責對探測區域內異常情況發生時各種參數(門窗的開閉、室內煙霧濃度、天然氣濃度等)的檢測，將檢測到的數據進行轉換，將實際參數通過無線傳送的方式傳遞給專家系統。
輸入輸出設備包括鍵盤、報警蜂鳴器、按鈕或開關、各類指示燈等。鍵盤用于用戶密碼的輸入、修改、預存短信通知的電話號碼的輸入等。報警蜂鳴器和各類指示燈用于聲音報警和系統不同工作狀態的指示。按鈕或開關用于電路的調試及布防狀態的選擇等。
語音設備：主要用于門禁系統。
短消息模塊：主要將異常狀況通過短消息發送給住戶。
無線通信模塊負責專家系統與傳感器之間的信息傳輸任務。
電源電路配合后備電源完成緊急情況下的系統供電，防止因為暫時的斷電而造成的安防失控。
3 實驗的仿真模擬
3.1 判別匹配規則的推理機制
本系統的專家系統是使用JESS規則語言來描述判決規則的，用JESS來描述的判決規則都具有LHS和RHS兩部分構成的統一形式。其中LHS部分是由不同的模式構成，這些模式是用來匹配規則引擎中的事實，而RHS部分匹配完成后的執行動作。例如LHS部分描述的是判斷燃氣是否超過閾值的判決規則，RHS部分則描述的是諸如打開窗戶通風、發出報警信號、短信通知戶主等執行動作。對于同一個判決規則，只有LHS中所有的模式都與事實(即傳感器傳送過來的信號)匹配時，該規則才能被激活，RHS的動作才能夠執行［7-10］。
根據上述描述，系統收到判決請求時，判決規則在規則引擎中的執行流程描述如下：
當專家系統接收到檢測設備傳送的請求信號時，規則引擎毀在判決事實緩沖區中自動生成一個refact事實。
如果refact事實與映射規則中的第N個模式nfact成功匹配，則映射規則被激活。
映射規則nfact的RHS動作被執行，將執行指令傳送給執行設備。
3.2 邏輯表示和推理
在系統中，規則的實施需要相應的上下文支持。例如：“當專家系統接收到識別設備傳送的觸發信號時，專家系統會根據數據庫中的信息和知識基礎將信號轉化為(“怎么了？”)的問題，隨后將產生的“問題”傳送到規則引擎中進行事實的匹配［10］：
(1) 識別設備(觸發信號)∧控制設備(接收信號)；
(2) 控制設備(執行)∧控制設備(傳送信息給控制設備)∧識別模塊(接收信息)；
(3) 識別設備(標識信息，數據庫和知識庫)∧控制設備(探測和識別的信息)；
(4) 控制設備(信息)∧執行設備(檢測結果，執行命令)
上述過程也可以使用下列公式表示：
i∈I,c,Cr∈C,e∈Ee,d∈D,k∈K
［identify(i)∧pass(i,c)∧judge(c)∧pass(c,i)∧
compose(i,d,k)∧result((i,d,k),r)∧
pass(r,Cr)∧judge(Cr)execution(e)］
3.3 判別規則執行機制的驗證
實驗場景：實驗場景包括防火子系統，防盜子系統和防天然氣子系統。當響應的傳感器接收到傳感器的“異常檢測信號”，信號會立即傳送給專家系統，由專家系統根據事先設定的規則做出響應。
實驗數據：實驗中所描述數據，主要包括兩種類型，一類是對基本事實的聲明(是對家庭內部各種數據正常情況的模擬)，另一類是各種規則(判決規則和映射規則，即對各種突況臨界值的界定和判斷)的定義，限于篇幅，本了最大程度的精簡，僅給出基本事實的聲明和判決規則來模擬現實生活。
實驗環境：一臺PC機(2.26 GHz的CPU，2 GB內存)，操作系統Microsoft Windows 7，規則引擎JESS(Ver 7.1p4)等。
實驗目的：通過上述實驗，演示上述判決規則的抽象執行流程，用仿真模擬的方式來證明該專家系統是可靠的。
實驗結果分析：本次實驗中，為了便于理解實驗過程，在對實驗數據文件的處理上，不管是聲明事實，還是定義規則等，本文都做了最大程度的精簡，僅使用關鍵的概念斷言事實(即模擬的各種突發狀況)。實際情況復雜的實驗可以在此基礎上，通過添加各種詳細的斷言事實來完成。本實驗僅僅是模擬，但根據應用場景的描述，實驗結果是正確的，符合預定的判斷，判決規則的有效性得到了驗證，從而證明本文設計的判決規則的執行流程是可實施的。輸出結果見圖2。
4 結 論
基于JESS專家系統的智能家居安防系統，運用了控制技術實現了對室內全方位、立體的、完善的火災探測、門窗防撬、防燃氣泄露等智能安防報警自動化等功能，可靠性高、使用簡單、成本低廉，能夠滿足一般的家庭需求。該系統充分利用了局域網內通信上的優勢，實現了報警迅速、實時檢測等功能，還能對該系統進行軟件升級和整合新的功能模塊，滿足智能家居未來發展的需求。所以，隨著無線通信技術、Internet技術的發展，該系統還可以用在銀行、圖書館、大型超市等需要安防的地方，應用極其廣泛，具有可開發性和可拓展性。
參 考 文 獻
［1］錢代友,徐玉波.業務智能引領安防系統新變革：安防系統發展趨勢初探［J］.中國安防,2007(10):110-112.
［2］羅明璋,張明云.移動終端:家庭安防系統發展的軸心［J］.安防科技應用與實踐，2010(3)：30-31.
關于開關插座的遺憾
插座少。偌大的樓梯間沒有一個插座，后期鋪地板時切割機必須從衛生間拉線。想想以后用吸塵器也是不方便，
廚房燃氣灶旁設計了一個電飯煲的插座，沒量尺寸，結果櫥柜復測時發現它正在一個灶眼的上方。考慮到以后這是個安全隱患，只好將灶移位，使得操作臺縮小：
為了安全起見，廚房門旁的上端，最好裝個插座，以便今后放煤氣報警器。這個千萬不能省；
臥室的頂燈最好是雙控的，門旁一個，床邊一個，省得大冬天躺在床上了再起來關燈：
我家裝修的時候考慮了很多插座，可現在全被擋在家具后面，根本用不到；
多路開關的控制當初沒有好好想，有些混亂。
解決方案：博悅無線開關
其實這里只需要用到一個小小的無線智能開關即可解決問題，那就是博悅的無線智慧家居解決方案。雖然我們是因為一個小小的開關解決方案找到了博悅(Broadvi)智慧家居公司，但實際上博悅公司具有一整套家居控制方案。我們先說說他是如何解決這個開關問題的。因為博悅的產品是不需要布線的，無線且無源的，所以，任何時候你都可以給家里增添開關或插座，而不會破壞任何家居美觀。也就是說，使用博悅的智慧控制方案，上面的“抱怨”統統都可以得到解決。
博悅的無線解決方案采用了一種B20自供電無線智能控制技術，B20是綜合了微能量手機和無線智能控制的全新技術。通過收集日常生活中無處不在的機械能、光能、熱能甚至是無線電波能量并轉換成電能，用于給無線開關或傳感器供電。其室外傳輸距離300米，室內30米(具體受室內墻體和金屬屏蔽影響較大)，如果發現信號屏蔽厲害，可以采用無線收發器進行無線信號中繼，來改善無線通信效果。
也就是說，你可以把開關像遙控器一樣拿在手里，在家里走來走去。除了控制燈光，還可以對某個燈具進行明亮調節，甚至還可以控制自動窗簾、空調等電器。
臺式電腦發展至今，性能已經不是用戶關注的唯一指標，面對用戶需求的變化，各個廠商都變著花樣想要做出“不一樣”的臺式電腦。隨著新興的HTPC、超迷你電腦陸續上市，臺式電腦正在經歷一個求變、求異的過程，但此時方正卻推出了外觀相對正統的卓越I500系列作為自己的主打產品，那么看上去平平常常的I500有多大的能耐可以擔此大任呢？《微型計算機》又是為何對它如此感興趣呢？原來它與眾不同的地方在于具有一個方正自主開發的獨立于Windows操作系統之外的系統，通過這樣一個系統它首創了網上銀行功能并且強化了系統恢復和安全功能。現在，方正卓越I500（5451）的測試樣機抵達了《微型計算機》編輯部，接下來我們就為大家剖析一下I500的特色系統是否實用，是否好用。
君子若蘭
當然，在試用之前我們還是要先關注一下I500的外觀。這款臺式電腦的設計主題是蘭花，不僅在機箱前面板的滑蓋上印了蘭花的圖案，還特別制作了一個君子若蘭的Windows Vista系統主題和機箱上的蘭花圖案相互呼應。美中不足的是在顯示器、鍵盤、鼠標等外設的設計和搭配方面沒有和機箱完美地結合，由于蘭花的元素沒能出現在它們身上，使得設計主題沒有得到很好的貫徹。
I500機箱前面板的上下滑蓋設計頗有特色，看慣了各種平開、上開、側開的前面板設計以后，這個滑蓋設計讓我們覺得很是新鮮。滑蓋采用下滑打開、上推關閉的設計，阻尼適中，滑動時手感不錯，滑蓋上的蘭花圖案和金屬質感的裝飾條令這一大塊黑色面板不至于單調。當然，這也幾乎是I500機箱上唯一的裝飾。總的來說，I500給人一種踏實穩重的感覺，雖然個性不足，卻也十分耐看，像極了暗香襲人的君子蘭。
為人所不能為
說完了外觀之后，讓我們言歸正傳。I500最大特點就是其自帶的由方正開發的獨立系統，I500首創的網上銀行功能和強大的系統安全功能都必須借助這個系統才能實現。它的最大特點是完全獨立于Windows操作系統之外，不受Windows系統漏洞的影響。在這個系統的支撐下，I500擁有了一系列的獨家功能，下面我們就為大家詳細介紹。
1.首創網上銀行系統
網上銀行系統是I500的最大賣點，因為這個系統在國內是方正首先的，目前國內的PC廠商中，將其投入實際運用的也只有方正一家。網上銀行系統的基礎正是上文提到的由方正自主開發的獨立系統，以強調安全性為訴求。從本質上講，它就是在這個獨立系統之下的一個集成了多家銀行的網上銀行鏈接的瀏覽器。進入網上銀行系統的方法有兩種，一是在進入Windows操作系統之前按下相應的功能鍵直接進入；二是在Windows操作系統下點擊網上銀行的按鈕重啟后進入。
I500的網上銀行系統幾乎涵蓋了所有的國家銀行和主流的商業銀行，可以滿足絕大部分用戶的需求，使用非常便捷。由于在獨立的系統下運行，在Windows操作系統中橫行的病毒和木馬在這個系統中都會失去作用，據方正的工程師介紹，目前還沒有發現可以在這個系統中運行的病毒，因此它的安全性是相當高的。
由于是“第一個吃螃蟹的人”，方正推出的這個系統還是存在一些不足的。首先，它只支持各個銀行之間的網上轉賬業務，但是并不能支持像支付寶這樣的網上中介支付服務，這就使它的應用大大受到限制。畢竟，對于家庭用戶而言，在網上購物時，用到中介支付的情況非常多。其次，在Windows操作系統下進入網上銀行系統的時候必須重新啟動電腦，這勢必會使用戶中斷正在進行的工作或者娛樂。
雖然網上銀行系統還有一些不夠完善的地方，但是它的安全性是值得稱道的。在這個系統中訪問各個銀行的網頁也十分方便，如果今后能夠支持網上支付并且在進入這個系統時可以不必重啟電腦的話，對用戶而言會更加實用。
2.強大易用的系統恢復和安全功能
作為一臺家用電腦，系統恢復和必要的安全功能是必不可少的。I500的此類功能相當強大。在Windows系統下，用戶可以打開“方正家居安全一鍵通”這個軟件來進行系統備份恢復、殺毒、硬件檢測等操作；當用戶不能進入Windows操作系統的時候，還可以通過鍵盤上相應的功能鍵進入相應的模式實現這些功能。
I500的系統備份恢復功能非常強大且十分易于使用，全程圖形化界面和詳細的注釋讓用戶能夠清楚的了解每一項功能的具體效果，可以有效減少誤操作情況的出現。在Windows操作系統下，用戶可以在方正附贈的“方正家居安全一鍵通”軟件中實現系統的備份、恢復以及刪除備份的操作。在系統備份方面，方正提供了“增量備份”功能，使得每一次備份都只備份現階段系統和前一次備份不同的部分，以此來達到節約硬盤空間的目的。同時，增量備份方案使得原廠備份變得十分重要。因為用戶一旦將原廠備份刪除，就無法使用后來的備份了。如果此時用戶的系統依然可用，那么用戶可以再次使用備份功能，軟件會自動生成原廠備份；如果此時系統已經不能使用，用戶就必須用附贈的系統恢復光盤進行系統還原了。除此之外，在Windows系統不能使用的時候，用戶還可以通過鍵盤右側的功能鍵進入一鍵救護模式對系統進行恢復。在這個模式中，方正提供了自動和手動兩種救護模式，在自動模式下，I500在進行系統還原之前會先備份桌面和我的文檔中的數據，然后再對C盤的數據進行還原，在系統還原之后會把之前備份的文件還原到桌面上的相應的文件夾中。而手動救護的功能則更加強大，它可以讓用戶自行選擇在C盤任意位置的文件進行備份，并將它們也還原到桌面上，再由用戶進行整理。即使在無法進入系統的情況下也能輕松地備份自己的重要數據，當然前提是你得知道它們都在什么位置，而且你的系統當中至少要存在原廠備份。
在病毒防護方面，I500附送了金山毒霸殺毒軟件并提供了一年的免費使用期。不僅如此，I500還提供了兩種殺毒模式，既可以在Windows操作系統下進行病毒查殺，也可以在進入系統之前，按下鍵盤右側的超級殺毒按鍵進入獨立的系統進行殺毒。在這個系統下，殺毒軟件不會受到Windows系統漏洞的影響并且可以在系統無法啟動的情況下進行殺毒，避免用戶在還原之后再次中毒。但是，超級殺毒系統目前僅支持金山毒霸這一款殺毒軟件，如果用戶自行安裝其它的殺毒軟件是無法使用這一功能的。
“方正家居安全一鍵通”軟件還提供了獨特的保險箱功能用于存放用戶的重要數據。保險箱是一塊特殊的安全備份區域，即使是系統崩潰、或進行磁盤格式化，存放在保險箱中的數據也是安全的，保險箱的容量可以由用戶在512MB到10GB之間調節。
另外，I500的硬件檢測功能也相當有特色。通常在電腦出現故障的時候，普通用戶很難判斷是軟件的問題還是硬件的故障，有了硬件檢測功能，用戶就可以清楚地了解電腦的硬件是否存在問題，有利于在客服電話中幫助售后人員盡快找到“病根”，對癥下藥。進入硬件檢測界面的方法同樣有兩種：一是通過附贈的“方正家居安全一鍵通”軟件中的硬件檢測按鈕進入該界面；二是在進入Windows之前按鍵盤右側的相應功能鍵進入。
I500的諸多系統恢復和安全功能給我們留下了很深的印象，其豐富的內涵令我們刮目相看。相比在一定程度上受限的網上銀行功能，I500的系統備份恢復功能和安全功能則顯得無懈可擊，全程圖形化的中文操作界面讓對電腦不太了解的用戶也能夠輕松使用。當然，如果進入系統的速度能再快一些就更好了。
場景飛梭，性能按需分配
場景飛梭功能是方正I500的另一個亮點。場景飛梭實際上是一個通過切換不同的場景來控制電腦的工作狀態的軟件，它棲身于Windows邊欄之中，提供普通模式、文本模式、游戲模式、電影模式和夜間下載模式這五個場景可供選擇。在不同的場景下，軟件會自動調節顯示器的亮度和對比度、CPU的工作頻率、機箱內風扇的轉速，同時還會在相應模式中打開或關閉杜比音效，切換不同的桌面背景。在呈現給用戶差異化的感官體驗的同時，使整機的性能根據用戶的使用情況合理分配，在特定的情況下實現靜音節能或提升性能的目的。雖然不同的模式都有自己預設的參數，但是用戶可以在場景管理器中自行調節各個場景中的參數，使之最大程度地契合自己的使用習慣。
特別值得一提的是，在夜間下載模式下I500會默認關閉顯示器，而且CPU會工作在較低的倍頻狀態，CPU散熱器和機箱風扇的轉速也會降到最低。配合機箱內部特有的防震棱，此時，I500的工作噪音最低可以降至25dB左右，用戶即使通宵下載也不會影響睡眠，同時不會浪費不必要的能源，達到節能環保的目的。在夜間下載模式下，用戶只要晃動一下鼠標就可以讓顯示器亮起來，但是顯示器此時不會恢復夜間模式下的預設亮度，而是保持在最低亮度。這樣，用戶在半夜查看下載進度的時候，低亮度顯示會讓用戶的眼睛受到盡量小的刺激。并且，顯示器會在用戶停止操作后很短的時間內關閉，以達到最大程度的節能效果。
盡管許多顯示器本身也有模式設定，但是普通用戶并不會經常進行調節，而CPU的運行頻率的調節對于他們而言更是相當復雜的事情。因此，I500的場景飛梭功能可以讓用戶以一種直觀的、易懂的方式去分配電腦的性能，在杜絕性能的浪費的同時滿足了用戶在多種運用環境下的不同需求。
家用多面手
雖然是我們拿到的測試樣機是I500系列當中配置最低的一款產品，但是I500（5451）配備的英特爾Core 2Duo E7200的CPU、2GB DDR2內存、GeForce 9300 GE的顯卡依然可以提供足以滿足日常使用需求的性能。它的性能測試成績表如下，可以看出在PCMark Vantage的測試中，I500的表現中規中矩。
在實際游戲測試中，I500（5451）可以完美運行CS和魔獸爭霸這一類大眾游戲，但是在應付新近推出的大型3D游戲略顯吃力，在極品飛車10當中，在1280×960這樣的分辨率下必須關閉大部分的特效，才能獲得接近30fps的流暢幀率。當然，I500并非定位于游戲運用，其配備的GeForce 9300 GE顯卡能有這樣的性能表現也屬正常。
由于I500定位于普通家庭用戶，功能強大的MCE多媒體遙控器自然必不可少，同時還配備了帶有抗菌涂層的鍵盤鼠標。此外，其附帶的遙控器還支持電視錄制功能，I500的高配版的產品中標配了電視模塊，結合遙控器可實現電視錄制功能。
