互联网+iOS智能家居系统设计分析论文

互联网+iOS智能家居系统设计分析论文

　　摘要：智能家居是未来家居发展的新方式，其也是“互联网＋”发展应用的重要领域之一。为此，本文尝试结合当前互联网发展现状，探讨未来“互联网＋”iOS智能家居系统设计与实现的方法及策略，进而更好地提升人们的生活品质。

　　关键词：互联网＋；智能家居；系统设计；iOS

　　一、智能家居系统概述

　　近些年来，随着计算机和因特网的创新及发展，智能家居得到了前所未有的发展，其给人们的生活带来了较多的便利。但是，当前的智能家居系统尚未全面普及，其主要应用于高档社区，没有真正的走进普通人的家庭。在对智能家居发展进行研究时发现，制约其发展和推广的主要因素就是因为现有系统的构建成本高昂，系统复杂庞大，家居设计成本居高不下。因此，智能家居发展过程中，建立一个成本低、稳定性好而且方便易用的智能家居解决方案就显得尤为重要了。为此，本文尝试以“互联网＋”iOS智能手机的智能家居实时管控系统，借助iOS手机作为智能家居的控制终端，对相应的家居设备进行管理，这样能够有效的降低用户建造智能家居的成本，满足用户多样化的需求，用户的智能手机只要能够接入网络就能够随时随地的查看各种家居运行状态，并对其进行管理，有效的减少了家居能源不必要的消耗。在“互联网＋”iOS智能家居系统中，其是以NET服务器为主站管理软件的，该服务器能实时处理iOS客户端和智能符合控制器电发送过来的连接请求以及信息和控制命令等。而智能负荷控制器则是基于交流过零点技术的专利产品，其具有无电弧、寿命长、功耗低等优点，具有保护、控制、通信等多种功能，能够实时对用电设备和用电过程进行在线动态同步检测与管理，其通信方式主要有WiFi、ZigBee等，在本系统中则使用人们熟悉且应用范围广的WiFi。本文所研究的的基于“互联网＋”iOS的智能家居系统主要由NET服务器、智能负荷控制器、iOS客户端三部分组成。

　　二、软件设计

　　1.NET服务器软件NETserver软件使用Microsoft开发的asp.net.net4.0和WPF4.0作为底层开发框架。该框架的稳定性较强，可以有效保证系统架构未来的可扩展性。通常NET服务器管理软件主要是由数据采集通信软件和终端接口软件等构成。数据采集软件的主要作用就是用于通信和控制，而终端接口软件则主要实现对智能负荷控制器的控制与信息获取等。2.智能负荷控制软件智能负荷控制器的微控制器使用的是瑞萨的78/FC2系列工业级单片机，该软件所实现的主要功能有：控制、通信测量保护等。其中，控制是指控制开关在规定的时间闭合和打开，实现机械开关触点的电压和电流闭合零。通信主要依靠智能负载控制器通过WiFi接入在网络与其他设备之间收发数据，从而实现家庭系统各模块之间的通信，完成遥测和遥控等。测量保护是对负载线电压、电流、相关夹角等进行高速采样，并计算功率，检测电压电流状态，及时辨别电压电流故障等，对家居系统进行过载保护、欠压保护等。3.iOS客户端软件iOS客户端软件是由objective-C语言开发出来的，该客户端软件允许用户对智能家居进行查看、控制和进行个性化设置等多项任务。通常iOS客户端软件设计主要包含有：客户端与NET服务器之间的通信；客户端与智能服务器之间的通信；电器设备的配置；截面交互的设计等。其一般工作流程为，客户端软件启动之后，用户输入账号及密码，经过身份安全验证之后，则可以实时的查看各项家居设备信息，并及时的对电器等家居物品进行控制和管理。4.系统各部分设计及性能测试具体设计过程中，智能家居系统主要包含有通信部分程序设计、界面设计及性能测试等三方面的内容，其中通信部分程序设计是系统设计的关键所在。iOS客户端软件是通过SOAP协议调用webservice接口与NET服务器进行通信交换数据的。SOAP协议是一种轻量级的、简单的、基于xml的协议，它使用HTTP作为底层通信协议。它在通信方面的突出优点是可以通过防火墙，使iOS客户端软件与服务器之间的通信更加稳定和高速。而界面设计则需要考虑到移动设备的屏幕尺寸问题，以智能手机为例，其大部分屏幕都集中在3.5-6.0英寸之间，因此在为智能家居设计iOS客户端时，我们需要考虑到它的尺寸、用户习惯和便利性，设计出尽可能简单突出的界面，这样即使是不了解智能家居或者是没有经过专业技能培训的用户也能够快速掌握设备使用方法，优化使用效果。而性能测试则是在智能家居系统设计完成之后，工作人员需要通过实验对系统的稳定性进行使用，保证其在投入使用之后不会故障百出。以本设计为例，其采用一个智能负荷控制器和五个照明灯管、一部iOS系统智能手机，分别在局域网和4G网络环境下测试1000次控制操作效果。最终，1000测试失败次数仅为13次，控制失败率不高于5%，局域网内控的延时平均值不超过200微秒，4G网络下控制延时平均值则不超过1秒钟，由此可见系统运行比较稳定，而且控制延时短，其达到了对智能家居设备远程监控的目标，提高了家居设备的使用效果。

　　三、系统应用

　　在系统设计实现之后，就需要将其应用于实际生活中，并检验应用的效果，本次研究应用于武汉某小区内，在应用之后，其成功实现了对各种家居用电设备的“无明开关”控制，根据该智能家居系统设计原理对电气布线等进行设计与规划，其不仅有效的节约了电力资源，同时还给人们的生活带来了更多的便利，人们摆脱了智能开关使用的局限，用户在使用这些家居设备时，无论身处何地只要连接上网络都能够对家电设备进行管理和控制，这样极大的提高了生活质量，节约了能源资源，培养了人们的节能意识。总之，智能家居的发展应用是未来社会发展的一种必然趋势。本文基于“互联网＋”iOS系统的角度对智能家居系统的设计与实现进行了深入的剖析，探讨了该技术支持下对智能家居发展的积极作用，希望能够更好的促进智能家居的发展，满足人们多元化的生活需要。

　　参考文献：

　　[1]邵鹏飞，王喆，张宝儒.面向移动互联网的智能家居系统研究[J].计算机测量与控制，2012（02）.

　　[2]姜文秀.基于嵌入式的智能家居系统研究和实现[J].电脑知识与技术，2018（03）.

　　[3]姬红旭，李佳宝.基于物联网的智能家居系统[J].数字技术与应用，2016（11）.

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