網際網路+iOS智慧家居系統設計分析論文
摘要：智慧家居是未來家居發展的新方式，其也是“網際網路＋”發展應用的重要領域之一。為此，本文嘗試結合當前網際網路發展現狀，探討未來“網際網路＋”iOS智慧家居系統設計與實現的方法及策略，進而更好地提升人們的生活品質。
關鍵詞：網際網路＋；智慧家居；系統設計；iOS
一、智慧家居系統概述
近些年來，隨著計算機和因特網的創新及發展，智慧家居得到了前所未有的發展，其給人們的生活帶來了較多的便利。但是，當前的智慧家居系統尚未全面普及，其主要應用於高檔社群，沒有真正的走進普通人的家庭。在對智慧家居發展進行研究時發現，制約其發展和推廣的主要因素就是因為現有系統的構建成本高昂，系統複雜龐大，家居設計成本居高不下。因此，智慧家居發展過程中，建立一個成本低、穩定性好而且方便易用的智慧家居解決方案就顯得尤為重要了。為此，本文嘗試以“網際網路＋”iOS智慧手機的智慧家居實時管控系統，藉助iOS手機作為智慧家居的控制終端，對相應的家居裝置進行管理，這樣能夠有效的降低使用者建造智慧家居的成本，滿足使用者多樣化的需求，使用者的智慧手機只要能夠接入網路就能夠隨時隨地的檢視各種家居執行狀態，並對其進行管理，有效的減少了家居能源不必要的消耗。在“網際網路＋”iOS智慧家居系統中，其是以NET伺服器為主站管理軟體的，該伺服器能實時處理iOS客戶端和智慧符合控制器電傳送過來的連線請求以及資訊和控制命令等。而智慧負荷控制器則是基於交流過零點技術的專利產品，其具有無電弧、壽命長、功耗低等優點，具有保護、控制、通訊等多種功能，能夠實時對用電裝置和用電過程進行線上動態同步檢測與管理，其通訊方式主要有WiFi、ZigBee等，在本系統中則使用人們熟悉且應用範圍廣的WiFi。本文所研究的的基於“網際網路＋”iOS的智慧家居系統主要由NET伺服器、智慧負荷控制器、iOS客戶端三部分組成。
二、軟體設計
1.NET伺服器軟體NETserver軟體使用Microsoft開發的asp.net.net4.0和WPF4.0作為底層開發框架。該框架的穩定性較強，可以有效保證系統架構未來的可擴充套件性。通常NET伺服器管理軟體主要是由資料採集通訊軟體和終端介面軟體等構成。資料採集軟體的主要作用就是用於通訊和控制，而終端介面軟體則主要實現對智慧負荷控制器的控制與資訊獲取等。2.智慧負荷控制軟體智慧負荷控制器的微控制器使用的是瑞薩的78/FC2系列工業級微控制器，該軟體所實現的主要功能有：控制、通訊測量保護等。其中，控制是指控制開關在規定的時間閉合和開啟，實現機械開關觸點的電壓和電流閉合零。通訊主要依靠智慧負載控制器透過WiFi接入在網路與其他裝置之間收發資料，從而實現家庭系統各模組之間的通訊，完成遙測和遙控等。測量保護是對負載線電壓、電流、相關夾角等進行高速取樣，並計算功率，檢測電壓電流狀態，及時辨別電壓電流故障等，對家居系統進行過載保護、欠壓保護等。3.iOS客戶端軟體iOS客戶端軟體是由objective-C語言開發出來的，該客戶端軟體允許使用者對智慧家居進行檢視、控制和進行個性化設定等多項任務。通常iOS客戶端軟體設計主要包含有：客戶端與NET伺服器之間的通訊；客戶端與智慧伺服器之間的通訊；電器裝置的配置；截面互動的設計等。其一般工作流程為，客戶端軟體啟動之後，使用者輸入賬號及密碼，經過身份安全驗證之後，則可以實時的檢視各項家居裝置資訊，並及時的對電器等家居物品進行控制和管理。4.系統各部分設計及效能測試具體設計過程中，智慧家居系統主要包含有通訊部分程式設計、介面設計及效能測試等三方面的內容，其中通訊部分程式設計是系統設計的關鍵所在。iOS客戶端軟體是透過SOAP協議呼叫webservice介面與NET伺服器進行通訊交換資料的。SOAP協議是一種輕量級的、簡單的`、基於xml的協議，它使用HTTP作為底層通訊協議。它在通訊方面的突出優點是可以透過防火牆，使iOS客戶端軟體與伺服器之間的通訊更加穩定和高速。而介面設計則需要考慮到移動裝置的螢幕尺寸問題，以智慧手機為例，其大部分螢幕都集中在3.5-6.0英寸之間，因此在為智慧家居設計iOS客戶端時，我們需要考慮到它的尺寸、使用者習慣和便利性，設計出儘可能簡單突出的介面，這樣即使是不瞭解智慧家居或者是沒有經過專業技能培訓的使用者也能夠快速掌握裝置使用方法，最佳化使用效果。而效能測試則是在智慧家居系統設計完成之後，工作人員需要透過實驗對系統的穩定性進行使用，保證其在投入使用之後不會故障百出。以本設計為例，其採用一個智慧負荷控制器和五個照明燈管、一部iOS系統智慧手機，分別在區域網和4G網路環境下測試1000次控制操作效果。最終，1000測試失敗次數僅為13次，控制失敗率不高於5%，區域網內控的延時平均值不超過200微秒，4G網路下控制延時平均值則不超過1秒鐘，由此可見系統執行比較穩定，而且控制延時短，其達到了對智慧家居裝置遠端監控的目標，提高了家居裝置的使用效果。
三、系統應用
在系統設計實現之後，就需要將其應用於實際生活中，並檢驗應用的效果，本次研究應用於武漢某小區內，在應用之後，其成功實現了對各種家居用電裝置的“無明開關”控制，根據該智慧家居系統設計原理對電氣佈線等進行設計與規劃，其不僅有效的節約了電力資源，同時還給人們的生活帶來了更多的便利，人們擺脫了智慧開關使用的侷限，使用者在使用這些家居裝置時，無論身處何地只要連線上網路都能夠對家電裝置進行管理和控制，這樣極大的提高了生活質量，節約了能源資源，培養了人們的節能意識。總之，智慧家居的發展應用是未來社會發展的一種必然趨勢。本文基於“網際網路＋”iOS系統的角度對智慧家居系統的設計與實現進行了深入的剖析，探討了該技術支援下對智慧家居發展的積極作用，希望能夠更好的促進智慧家居的發展，滿足人們多元化的生活需要。
參考文獻：
[1]邵鵬飛，王喆，張寶儒.面向移動網際網路的智慧家居系統研究[J].計算機測量與控制，2012（02）.
[2]姜文秀.基於嵌入式的智慧家居系統研究和實現[J].電腦知識與技術，2018（03）.
[3]姬紅旭，李佳寶.基於物聯網的智慧家居系統[J].數字技術與應用，2016（11）.
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