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互聯(lián)網(wǎng)+iOS智能家居系統設計分析論文
摘要：智能家居是未來(lái)家居發(fā)展的新方式，其也是“互聯(lián)網(wǎng)＋”發(fā)展應用的重要領(lǐng)域之一。為此，本文嘗試結合當前互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現狀，探討未來(lái)“互聯(lián)網(wǎng)＋”iOS智能家居系統設計與實(shí)現的方法及策略，進(jìn)而更好地提升人們的生活品質(zhì)。
關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)＋；智能家居；系統設計；iOS
一、智能家居系統概述
近些年來(lái)，隨著(zhù)計算機和因特網(wǎng)的創(chuàng )新及發(fā)展，智能家居得到了前所未有的發(fā)展，其給人們的生活帶來(lái)了較多的便利。但是，當前的智能家居系統尚未全面普及，其主要應用于高檔社區，沒(méi)有真正的走進(jìn)普通人的家庭。在對智能家居發(fā)展進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現，制約其發(fā)展和推廣的主要因素就是因為現有系統的構建成本高昂，系統復雜龐大，家居設計成本居高不下。因此，智能家居發(fā)展過(guò)程中，建立一個(gè)成本低、穩定性好而且方便易用的智能家居解決方案就顯得尤為重要了。為此，本文嘗試以“互聯(lián)網(wǎng)＋”iOS智能手機的智能家居實(shí)時(shí)管控系統，借助iOS手機作為智能家居的控制終端，對相應的家居設備進(jìn)行管理，這樣能夠有效的降低用戶(hù)建造智能家居的成本，滿(mǎn)足用戶(hù)多樣化的需求，用戶(hù)的智能手機只要能夠接入網(wǎng)絡(luò )就能夠隨時(shí)隨地的查看各種家居運行狀態(tài)，并對其進(jìn)行管理，有效的減少了家居能源不必要的消耗。在“互聯(lián)網(wǎng)＋”iOS智能家居系統中，其是以NET服務(wù)器為主站管理軟件的，該服務(wù)器能實(shí)時(shí)處理iOS客戶(hù)端和智能符合控制器電發(fā)送過(guò)來(lái)的連接請求以及信息和控制命令等。而智能負荷控制器則是基于交流過(guò)零點(diǎn)技術(shù)的專(zhuān)利產(chǎn)品，其具有無(wú)電弧、壽命長(cháng)、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，具有保護、控制、通信等多種功能，能夠實(shí)時(shí)對用電設備和用電過(guò)程進(jìn)行在線(xiàn)動(dòng)態(tài)同步檢測與管理，其通信方式主要有WiFi、ZigBee等，在本系統中則使用人們熟悉且應用范圍廣的WiFi。本文所研究的的基于“互聯(lián)網(wǎng)＋”iOS的智能家居系統主要由NET服務(wù)器、智能負荷控制器、iOS客戶(hù)端三部分組成。
二、軟件設計
1.NET服務(wù)器軟件NETserver軟件使用Microsoft開(kāi)發(fā)的asp.net.net4.0和WPF4.0作為底層開(kāi)發(fā)框架。該框架的穩定性較強，可以有效保證系統架構未來(lái)的可擴展性。通常NET服務(wù)器管理軟件主要是由數據采集通信軟件和終端接口軟件等構成。數據采集軟件的主要作用就是用于通信和控制，而終端接口軟件則主要實(shí)現對智能負荷控制器的控制與信息獲取等。2.智能負荷控制軟件智能負荷控制器的微控制器使用的是瑞薩的78/FC2系列工業(yè)級單片機，該軟件所實(shí)現的主要功能有：控制、通信測量保護等。其中，控制是指控制開(kāi)關(guān)在規定的時(shí)間閉合和打開(kāi)，實(shí)現機械開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的電壓和電流閉合零。通信主要依靠智能負載控制器通過(guò)WiFi接入在網(wǎng)絡(luò )與其他設備之間收發(fā)數據，從而實(shí)現家庭系統各模塊之間的通信，完成遙測和遙控等。測量保護是對負載線(xiàn)電壓、電流、相關(guān)夾角等進(jìn)行高速采樣，并計算功率，檢測電壓電流狀態(tài)，及時(shí)辨別電壓電流故障等，對家居系統進(jìn)行過(guò)載保護、欠壓保護等。3.iOS客戶(hù)端軟件iOS客戶(hù)端軟件是由objective-C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)出來(lái)的，該客戶(hù)端軟件允許用戶(hù)對智能家居進(jìn)行查看、控制和進(jìn)行個(gè)性化設置等多項任務(wù)。通常iOS客戶(hù)端軟件設計主要包含有：客戶(hù)端與NET服務(wù)器之間的通信；客戶(hù)端與智能服務(wù)器之間的通信；電器設備的配置；截面交互的設計等。其一般工作流程為，客戶(hù)端軟件啟動(dòng)之后，用戶(hù)輸入賬號及密碼，經(jīng)過(guò)身份安全驗證之后，則可以實(shí)時(shí)的查看各項家居設備信息，并及時(shí)的對電器等家居物品進(jìn)行控制和管理。4.系統各部分設計及性能測試具體設計過(guò)程中，智能家居系統主要包含有通信部分程序設計、界面設計及性能測試等三方面的內容，其中通信部分程序設計是系統設計的關(guān)鍵所在。iOS客戶(hù)端軟件是通過(guò)SOAP協(xié)議調用webservice接口與NET服務(wù)器進(jìn)行通信交換數據的。SOAP協(xié)議是一種輕量級的、簡(jiǎn)單的、基于xml的協(xié)議，它使用HTTP作為底層通信協(xié)議。它在通信方面的突出優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)防火墻，使iOS客戶(hù)端軟件與服務(wù)器之間的通信更加穩定和高速。而界面設計則需要考慮到移動(dòng)設備的屏幕尺寸問(wèn)題，以智能手機為例，其大部分屏幕都集中在3.5-6.0英寸之間，因此在為智能家居設計iOS客戶(hù)端時(shí)，我們需要考慮到它的尺寸、用戶(hù)習慣和便利性，設計出盡可能簡(jiǎn)單突出的界面，這樣即使是不了解智能家居或者是沒(méi)有經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)技能培訓的用戶(hù)也能夠快速掌握設備使用方法，優(yōu)化使用效果。而性能測試則是在智能家居系統設計完成之后，工作人員需要通過(guò)實(shí)驗對系統的穩定性進(jìn)行使用，保證其在投入使用之后不會(huì )故障百出。以本設計為例，其采用一個(gè)智能負荷控制器和五個(gè)照明燈管、一部iOS系統智能手機，分別在局域網(wǎng)和4G網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下測試1000次控制操作效果。最終，1000測試失敗次數僅為13次，控制失敗率不高于5%，局域網(wǎng)內控的延時(shí)平均值不超過(guò)200微秒，4G網(wǎng)絡(luò )下控制延時(shí)平均值則不超過(guò)1秒鐘，由此可見(jiàn)系統運行比較穩定，而且控制延時(shí)短，其達到了對智能家居設備遠程監控的目標，提高了家居設備的使用效果。
三、系統應用
在系統設計實(shí)現之后，就需要將其應用于實(shí)際生活中，并檢驗應用的效果，本次研究應用于武漢某小區內，在應用之后，其成功實(shí)現了對各種家居用電設備的“無(wú)明開(kāi)關(guān)”控制，根據該智能家居系統設計原理對電氣布線(xiàn)等進(jìn)行設計與規劃，其不僅有效的節約了電力資源，同時(shí)還給人們的生活帶來(lái)了更多的便利，人們擺脫了智能開(kāi)關(guān)使用的局限，用戶(hù)在使用這些家居設備時(shí)，無(wú)論身處何地只要連接上網(wǎng)絡(luò )都能夠對家電設備進(jìn)行管理和控制，這樣極大的提高了生活質(zhì)量，節約了能源資源，培養了人們的節能意識�？傊�，智能家居的發(fā)展應用是未來(lái)社會(huì )發(fā)展的一種必然趨勢。本文基于“互聯(lián)網(wǎng)＋”iOS系統的角度對智能家居系統的設計與實(shí)現進(jìn)行了深入的剖析，探討了該技術(shù)支持下對智能家居發(fā)展的積極作用，希望能夠更好的促進(jìn)智能家居的發(fā)展，滿(mǎn)足人們多元化的生活需要。
參考文獻：
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