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智能家居控制系统的设计与实现 [2009-03-18 06:41] ;;; 摘要：介绍了以PC（个人计算机）、MCU（单片机AT89C52）、双音多频编解码集成电路MT8880C、语音录放芯片ISD4004和无线数据收发芯片nRF401为核心，通过现有的电话网络终端或者互联网网络终端实现远程控制的智能家居系统，给出了该系统的电路原理和办硬件设计与实现方法。;;; 关键词：远程控制 双音多频 网络通讯 无线通讯 家庭自动化２１世纪是信息化的世纪，各种电信和互联网新技术推动了人类文明的巨大进步。数字化家居控制系统的出现使得人们可以通过手机或者互联网在任何时候、任意地点对家中的任意电器（空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、ＤＶＤ录像机）进行远程控制；也可以在下班途中，预先将家中的空调打开、让热水器提前烧好热水、电饭煲煮好香喷喷的米饭……；而这一切的实现都仅仅是轻轻的点几下鼠标，或者打一个简单的电话。此外，该系统还可使家庭具有多途径报警、远程监听、数字留言等多种功能，如果不幸出现某种险情，您和１１０可以在第一时间获得通知以便进一步采取行动。舒适、时尚的家居生活是进步的标志，智能家居系统能够在不改变家中任何家电的情况下，对家里的电器、灯光、电源、家庭进行方便地控制，使人们尽享高科技带来的简便而时尚的现代生活。１系统的总体结构及工作过程智能家居系统由系统主机、系统分机、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ服务器和网络接口等部分组成。其中系统主机通过服务器（个人）连入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，并通过自己的ＰＳＴＮ�公用电话交换网 接口电路连入ＰＳＴＮ。其结构图如图１所示。主机与分机通过无线传输组成星形拓扑结构。系统主机通过本地无线传输网络同系统分机进行通讯、传输控制命令和反馈信息。该系统正常工作时，用户可以通过width-400)width=width-400;>Ｉｎｔｅｒｎｅｔ和ＰＳＴＮ两种网络进行访问，当通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ访问时，本系统可提供一个界面友好的终端软件，用户只需登陆到运行在家中的服务器即可对家中的设备进行远程控制；当通过ＰＳＴＮ访问时，本系统将为用户提供语音操作界面。其工作流程如图２所示。２系统的硬件构成本系统的硬件主要有系统主机与系统分机两大部分。系统主机由单片机ＡＴ８９Ｃ５２和各种接口电路组成，如图３所示。系统分机由单片机ＡＴ８９Ｃ５２和各种接口电路、传感器单元电路、固态继电器控制电路组成，并由固态继电器控制具体设备，具体硬件组成框图如图４所示。通过系统主机的各种接口电路可将主机ＣＰＵ从繁忙的计算中解脱出来，以便把主要精力运用在控制和信息传递上。系统主机主要依照各个功能电路的输出结果进行判断和控制命令的输出。系统分机的各种接口电路和主机相似，只是根据设备的不同（传感器单元）有着细节上的变化。下面主要介绍系统主机的各种接口电路。２．１ ｎＲＦ４０１ 无线数据传输电路无线数据传输电路由Ｎｏｒｄｉｃ公司的单片ＵＨＦ无线数据收发芯片ｎＲＦ４０１及其外围电路构成。ｎＲＦ４０１采用ＦＳＫ调制解调技术，其工作效率可达２０ｋｂｉｔ／ｓ，且有两个频率通道供选择，并且支持低功耗和待机模式。它不用对数据进行曼彻斯特编码，其天线接口设计为差分天线，因而很容易用ＰＣＢ来实现。width-400)width=width-400;>;;; ２．２ 看门狗电路看门狗电路由ＭＡＸ８１３Ｌ及其外围元件组成。通常，在单片机的工作现场，可能有各种干扰源。这些干扰源可能导致程序跑飞、造成死机或者程序不能正常运行。如果不及时恢复或使系统复位，就容易造成损失。看门狗电路的作用就是在程序跑飞或者死机时，能有效地使系统复位以使系统恢复正常运转。因此，在程序中定期给Ｐ１．５送入看门狗信号，就可以保证在程序运行异常时，由ＭＡＸ８１３Ｌ使单片机复位。２．３ ＤＳ１３０７时钟接口电路ＤＳ１３０７时钟芯片是美国ＤＡＬＬＡＳ公司生产的Ｉ２Ｃ总线接口实时时钟芯片。ＤＳ１３０７可以独立于ＣＰＵ工作，它不受晶振和电容等的影响，并且计时准确，月积累误差一般小于１０秒。此芯片还具有掉电时钟保护功能，可自动切换到后备电源供电。同时还具有闰年自动调整功能，可以产生秒、分、时、日、月、年等数据，并将其保存在具有掉电保护功能的时间寄存器内，以便ＣＰＵ根据需要对其进行读出或写入。由于单片机ＡＴ８９Ｃ５２没有Ｉ２Ｃ总线接口，因此，要驱动ＤＳ１３０７，就必须采用单主机方式下的Ｉ２Ｃ总线虚拟技术。在此方式下，以单片机为主节点（主器件），主器件永远占有总线而不出现总线竞争，且可以用两根Ｉ／Ｏ口线来虚拟Ｉ２Ｃ总线接口。Ｉ２Ｃ总线上的主器件（单片机）可在时钟线（ＳＤＬ）上产生时钟脉冲，在数据线（ＳＤＡ）上产生寻址信号、开始条件、停止条件以及建立数据传输的器件。任何被选中的器件都将被主器件看成是从器件。在这里，ＤＳ１３０７作为Ｉ２Ｃ总线的从器件。Ｉ２Ｃ总线为同步串行数据传输总线，其内部为双向传输电路，端口输出为开漏结构，因此，需加上拉电阻。２．４ ＭＴ８８８０Ｃ双音频编解码电路由于单片机是通过ＭＴ８８８０Ｃ芯片得到ＰＳＴＮ网络的双音频信号解码输出，也就是说，单片机可以识别来自ＰＳＴＮ网络的控制信号，用户可以根据系统的语音提示进行按键选择以实现用户身份的识别与远程控制。因此，利用ＭＴ８８８０Ｃ的双音频编码功能，系统可以在紧急时刻将用户预置的紧急电话打到ＰＳＴＮ网络，从而把损失减少到最低。２．５ ＩＳＤ４００４语音录放电路ＩＳＤ４００４是美国ＩＳＤ公司生产的一种语音录放芯片。它可录制８～１６分钟的语音信号。该芯片可提供ＳＰＩ标准接口和单片机进行接口，其语音的录放控制均通过单片机来实现。该芯片的一个最大特点是可以按地址编程录放，因而可由ＩＳＤ４００４和单片机编程控制来构系统与ＰＳＴＮ网络用户的语音平台。由于ＩＳＤ４００４的ＩＮＴ和ＲＡＣ脚输出为开漏结构，因此需要加上拉电阻。width-400)width=width-400;>２．６ ＭＡＸ２０２串行通讯电路通讯电路可由串行通讯专用芯片ＭＡＸ２０２组成，通过此电路可以方便地与ＰＣ机进行串行通讯。２．７ 铃流检测与摘挂机控制电路当系统被呼叫时，电话交换机发出铃流信号。振铃为２５±３Ｖ的正弦波，失真小于１０％，电压有效值为９０±１５Ｖ。振铃信号以５秒为周期，即１秒送，４秒断。由于振铃信号电压比较高，所以先要通过高压稳压二极管进行降压，然后输入至光耦。再经光耦隔离转换后，从光耦输出时通时断的正弦波，最后经ＲＣ回路进行滤波以输出标准的方波。该方波信号可以直接输出至单片机的定时器１进行计数，以实现对铃流的检测。由于程控电话交换机在电话摘机时电话线回路电流会突然变大（约３０ｍＡ），因此，交换机检测到回路电流变大就认为电话机已经摘机。自动摘挂机电路可以通过单片机的Ｐ１．７来控制一个固态继电器，固态继电器的控制端应连接一个大约３００Ω的电阻后再接入电话线两端，从而完成模拟摘挂机。３系统软件编制本系统软件主要由系统主机和系统分机的Ｃ５１程序和系统与Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络通讯程序组成。３．１ 系统主机程序的编制系统主机程序主要用于实现系统的总体功能。包括无线数据传输程序、看门狗程序、时间戳程序、双音频编解码程序、语音录放程序、串行通讯程序、铃流检测与摘挂机控制程序、系统初始化程序、意外事件处理程序等。程序编制以消息驱动为主导思想。消息由计数器中断１、外部中断０和串行中断产生，在中断服务程序中，应将相应的状态位置位，而在消息循环中则应按相应的状态位调用功能函数，然后由功能函数将相应的状态位清０并完成所需功能，并最后返回到消息循环中。其程序流程如图５所示。该系统的分机程序和主机类似，故此不再详述。width-400)width=width-400;>３．２ 系统与Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络通讯程序的编制这部分通讯程序分为服务器和客户端两个程序，主要通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络完成用户的控制功能。服务器程序主要完成客户端与系统主机通讯的中转，即将客户端发来的控制或者查询命令成系统主机能识别的格式，或者将系统主机收到的报警等信息上传到客户端。服务器程序使用Ｓｏｃｋｅｔ与客户端进行Ｉｎｔｅｒｎｅｔ通讯。客户端程序是运行在远端用户的控制界面，主要用于完成家居内状态的显示以及对家居内电器的远程控制，同时使客户端直接连接到服务器。４结论本系统充分利用了现有的网络资源。通过在实际电话网络和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络中的试运行证明：该系统能够达到设计初期的各项要求。相信将在信息家电、智能小区等方面得到广泛应用。
计算机科学与应用这个上面有智能家居的文章，你可以看看别人的怎么写的找找灵感
就是一个载体，工具以及集中的管理作用。
人工智能与智能家居的结合分为三个阶段：第一级是控制：也就是远程开关、定时开关等控制方式；第二级是反馈：把通过智能家居或可穿戴设备获得的数据通过人工智能设备反馈给主人；第三级是融合：智能会主动搜索判断主人目前状态，并提供相应的辅助工作。
人工智能可以更好的促进智能家居的发展，如人工智能里的语音识别技术可以让智能家居实现语音控制家用电器。另外智能家居通过人工智能的大数据计算和深度学习，可以让智能家居更智能，比如通过智能家居的语音音箱，我们可以实现听歌、查天气，网上购物等等。
人工智能究竟是延伸人类还是代替人类，目前尚无定论。但可以确认的是，作为科技史的重点节点，人工智能势必影响到人类生活的各个方面。随着技术的进步，人工智能已经开始走入我们的生活，而且正以一种磁悬浮般的速度向我们奔来。人工智能将会为我们带来哪些切实的东西呢？不仅仅是教育、医疗、家庭、工作等方面，人工智能将会对大家生活的方方面面产生巨大的影响。成为你的私人助理以Siri为首的“个人助理时代”大幕正在拉开，最终很可能会成为人们与移动设备、计算机、汽车、可穿戴设备、家用电器或其他要求复杂人机交互技术的主要交互方式。当前市场上已经有了Siri，Cortana，但必须承认，这些产品所在的市场和所用技术仍处于“青春期”。再过几年，人工智能技术进步将帮助虚拟助手理解我们正在从事的工作，像真的私人助手一样提供帮助。给你安排行程、协调时间，告诉你交通情况，给你提供可行性方案。保姆不再是人，而是机器人在家庭生活方面，如果家里拥有保姆机器人，就可以免去苦于找不到保姆的烦恼，解决日常家庭劳务所忧。有些人可能会认为这还很遥远，实际上日本已经开始在试用家庭保姆机器人了。提升医疗技术水平在医疗健康领域，目前已经有很多智能硬件公司推出了智能医疗硬件产品，能够及时地反应出人体的健康状况。比如机器视觉系统自动完成乳房X光检查和其他医学影响的分析，通过模拟医学专家诊断、治疗疾病的思维过程能够让机器人自动诊断病人病情等。人工智能在医疗方面的应用一方面能够改善就医条件和环境，另一方面也能大幅提升医疗技术水平。满大街都是无人驾驶汽车最早将人工智能技术应用到汽车领域的是谷歌，随后国内的百度、华为也先后向无人驾驶技术发起了挑战。未来百度自动驾驶计划的核心方向就在百度大脑，它可实现人与汽车的语言互动，车辆定位，驾驶辅助甚至自动驾驶等功能。在自然灾害发生时处理海量信息如果发生自然灾害，想要即时处理信息并制定周全的计划是很困难的事。Moore认为，在5年之内，AI将变得足够智能，可以帮助我们进行一些思考。也就是说，它们能处理信息，及时做出判断，例如，决定到底要派多少人去救援。刷脸成为普及的识别方式刷卡，刷手机，在这个看脸的时代都落伍了，刷脸会成为普及的识别方式，登录邮箱，转账支付，海关身份验证，门禁等等，都可以利用人脸识别系统。未来的人脸识别将更广泛的应用于金融、交通、保险、安防等各个领域中，普及到人们的日常生活当中，真正发挥安全防范的预见作用，给人们的工作和生活带来便利和安全保障。智能OCR识别智能OCR识别技术的出现为人类做出了很大贡献，可以减少手工录入的繁琐，直接提取图片文字的信息，节约时间，提高工作效率。互联网金融、银行、证券、保险业等行业提供票据、卡证、图像等的ocr识别解决方案，不需要用户再手工录入，可以带来更好的用户体验。智能语音识别当你拨通客服电话的时候，人工智能会为你解答一切难题，它们能够“掌握”和“牢记”关于产品的所有信息，你需要做的就是对准麦克风说话就好。智能机器人技术，它已经出现在企业官网、微信公众号、APP里，几乎能帮助你解答所有关于产品和生活上的问题。
回答 交通： 智能系统实现安全畅通和智能交通系统是一种先进的运输管理模 式。 中国科学院自动化研究所副所长、复杂系统与智能科学重点实验室主任王飞跃介绍说， 人工系统主要利用计算机仿真技术，通过监测人们出行的行为计算交通流。 农业： 农业专家系统可以代替农业专家群体走向地头，进入普通农家，并指导农民科学种田。 农业专家系统包含了农业各个领域的专家经验、知识，如作物栽培、植物保护、配方施 肥、农业经济效益分析等等。 医学： 医疗专家系统可以把有关的医药知识和许多著名医生的临床经验都存储在计算机中， 根据病人的症状计算机可快速调用这些医学知识，自动进行辨症推理，确定病因，开具处方。 这些方面哦～亲 更多2条
智能扫地机器人算不算。。辅助性的吧。
工智能（Artificial Intelligence）是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新技术科学。人工智能领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，可以产出一种新的可以和人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究主要有机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。自从人工智能诞生以来，理论和技术越来越成熟，应用领域在不断的扩大，可以设想，未来人工智能带来的科技产品，将会是人类智慧的“容器”。人工智能可以把人的意识、思维的信息过程的模拟。虽然人工智能不是人的智能，但可以像人那样思考、最终可能超过人的智能。优点：1、在生产方面，效率更高且成本低廉的机器及人工智能实体代替了人的各种能力，人类的劳动力将大大被解放。2、人类环境问题将会得到一定的改善，较少的资源可以满足更大的需求。3、人工智能可以提高人类认识世界、适应世界的能力。缺点：1、人工智能代替了人类做各种各样的事情，人类失业率会明显的增高，人类就会处于无依靠可生存的状态。2、人工智能如果不能合理利用，可能被坏人利用在犯罪上，那么人类将会陷入恐慌。3、如果我们无法很好控制和利用人工智能，我们反而会被人工智能所控制与利用，那么人类将走向灭亡，世界也将变得慌乱。
回答 交通： 智能系统实现安全畅通和智能交通系统是一种先进的运输管理模 式。 中国科学院自动化研究所副所长、复杂系统与智能科学重点实验室主任王飞跃介绍说， 人工系统主要利用计算机仿真技术，通过监测人们出行的行为计算交通流。 农业： 农业专家系统可以代替农业专家群体走向地头，进入普通农家，并指导农民科学种田。 农业专家系统包含了农业各个领域的专家经验、知识，如作物栽培、植物保护、配方施 肥、农业经济效益分析等等。 医学： 医疗专家系统可以把有关的医药知识和许多著名医生的临床经验都存储在计算机中， 根据病人的症状计算机可快速调用这些医学知识，自动进行辨症推理，确定病因，开具处方。 这些方面哦～亲 更多2条
正面的：1、提高生活效率。2、节约成本。（将来的人工成本会很高的）3、能完成人类所不能完成的工作。4、可以提高人类的生活质量。负面的：1、会占用很多资源。（别告诉我研究这东西很便宜）2、危险。（终结者会告诉你很多东西去看看偿碃稗度织道半权报护吧）3、会打乱人类的原有生活。有了方便的仆人也有可能造就更多的懒人甚至人类的退化。
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给人们的生活带来了极大的便利
人工智能的使用也访问到餐厅服务业，在外国餐厅尤其比较普遍，而且令人吃惊的是，用技术换来的服务质量不比人类自己创造的服务差。甚至超过我们自然地服务。汽车方面的驾驶技术也有人工智能，在国外这种汽车已经很普遍了，汽车自己启动，资金控制自己的行驶方向，各种需要人类控制的工作都是汽车自己完成，这样就可以大大的方便了人哪类自己的出行。在这种汽车的研发到出品整个过程中，人们不断克服各种困难，以便于实现他的价值。这就说明了人工智能技术的升高趋势和步伐。
那就省力气多了，一切家居生活全智能化控制，办公也全智能话，动动嘴，一个手势，一个眼神，甚至一个思维波动，想办的事就由人工智能完成了，方便快捷。
从智能电视到智能冰箱、空调，针对家庭环境的智能产品目前已有不少，智能家居、智慧家庭等也已经不是新概念，人工智能进入家庭究竟能给以往的智能家居、智慧家庭带来什么变化?之前的智能家居概念更多强调联网和连接，缺乏一个物联网的大脑，需要人工操控，无法真正解决用户的需求。而人工智能技术的出现将改变这一点，人工智能技术将家电由原来的被动智能转向主动智能，甚至可以代替人进行思考、决策和执行。人工智能将赋予家电主动思考的能力，让家电能够‘懂你’、‘服务你’。所谓‘懂你’就是感知人的需求，有思考、决策和推理的能力;‘服务你’就是有能力执行，满足你的需求。从用户体验角度，以电视机为例来说明人工智能带来的变化：操控电视机已经从最早的物理按钮进化到遥控器，目前的机顶盒实际上还加载了搜索技术，但还是不那么自然方便，未来的电视交互界面应该是用户可以随意和它对话。事实上，这种电视机已经出现，市面上新推出的人工智能电视，改变了之前语音控制电视死板的语音交互方式，能够实现自然的语言交互，让用户能够与电视进行简单地对话，通过云端大数据提供用户需要内容，解决用户痛点。‘智能’最典型的表现是人工智能：机器能够自我进化、自我学习，这样数据能够产生更大的作用，机器未来连接的服务，也会变得更加人性化。目前人工智能虽然很热，但人工智能技术本身的发展，主要还是在单点领域取得了发展，从通用技术和通用平台的维度看还有很多有待突破。每个技术的发展和应用都需要一定的过程，人工智能更是如此。