智能家居中智慧门系统的设计

张采芳++邹驰

摘要：随着科技和经济的发展，人类物质生活水平不断提高，对家居环境要求有了进一步提升，希望家居环境能够方便、舒适、安全、环保和节约能耗。家居智能化是未来社会、经济发展的必然趋势。智慧门作为家居智能化的“第一道门”，在智能家居控制系统中作为重要的子系统进行研究、开发和创新，具有重要的理论和应用价值。该文所设计的智慧门系统，除了具有传统门本身的功能外，还包括三大功能，一是搭载健康监测系统，二是增加安防功能，三是家居能耗控制功能。

关键词：智能家居；智慧门；安防；健康检测

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）07-0262-02

1 背景

近年来，随着全球范围内信息技术创新不断加快，信息领域新产品、新服务、新业态大量涌现，不断激发新的消费需求，人们对家居环境提出了更高的要求。在中国，由于人口众多，城市住宅也多选择密集型的住宅小区方式，因此很多房地产商会站在整个小区智能化的角度来看待家居的智能化，也就是所谓的智能小区。欧美由于独体别墅的居住模式流行，因此住宅多散布城镇周边，没有一个很集中的规模，当然也就没有类似国内的小区这一级，住宅多与市镇相关系统直接相连。因此欧美的智能家居多独立安装，自成体系。而国内习惯上将它当作智能小区的一个子系统考虑，这种做法在前一阶段是可行的，而且是实用的。但智能家居最终会独立出来成为一个自成体系和系统，作为住宅的主人完全可以自由选择智能家居系统，即使是小区配套来统一安装，也应该可以根据需要自由选择相应产品和功能、可以要求升级、甚至用户对整个设计不感兴趣，也可以独立安装一套。为了满足不同用户的需求，各种各样的智能家居方案不断被提出。

门，人们进出的必经通道，其种类、款式多种多样，就普通住户的门而言，由从前简单的木门，到现在的钢化门（防盗门），不管哪种门，防盗一直是人们关注的重点。与原来的木门相比，现在的防盗门大多数安装猫眼、门铃以及指纹解锁或密码解锁等功能，给住户提供了很大的方便，也比较安全。然而随着人类生活水平的提高，人类对健康的渴求也越来越强烈，健康将成为新世纪人类追求的时尚。对于身体的健康状况，不是等到出现问题再去治疗，应在日常生活中时刻关注自己身体的健康情况。与此同时国家对科技节能的大力提倡，本文在现有研究成果的基础上，进一步研究了借助经常进出的门（智慧门），时刻记录家庭成员的身体状况（体温、体重、血压等数据），对这些日积月累的大数据进行进一步的处理，让这些数据来说话，切实有效的告诉我们每个人的身体状况。智慧门上的控制系统和家电电源管理系统互联，实现对家电的功耗管理。

2 智慧门系统所实现功能

作为家居智能化的“第一道门”，在智能家居控制系统中，作为重要的子系统进行研究、开发和创新，具有重要的应用价值。智慧门除了具有传统门本身的功能外，还包括三大功能，一是搭载健康监测系统，二是增加安防系统，三是家居能耗控制功能，其功能模块图如图1所示。

2.1 安全系统

随着科技的发展，人们居住环境不断升级，人们越来越重视自己的个人健康和财产安全，对人、家庭以及住宅的小区的安全方面提出了更高的要求；同时，经济的飞速发展伴随着城市流动人口的急剧增加，给城市的社会治安增加了新的难题，要保障小区的安全，防止偷抢事件的发生，就必须有自己的安全防范系统，智慧门系统首先解决门的功能，在传统门的基础上，本文增加了指纹识别技术对门锁的开关的设计，增加门锁防撬的功能设计，这样我们在安防上的可靠性也就大大加强了。

2.2 健康监测系统

智慧门的健康监测系统，本文对现有门把手进行改造设计，在门把手上安装生命体征记录的传感器（如指夹式光电脉搏、血氧传感器），并将生命体征数据记录；在门口放置体重计记录体重数据。这样我们每天的身体状况数据（体温、体重、血压等数据）被记录下来，在这个日积月累的大数据里，进行数据提炼，用数据说话，切实有效的提示我们个人的身体状况。

2.3 家电互联系统

智慧门的控制系统在人员出门时，启动特定按钮，门自动上锁，与家居控制系统进行互连，对需要关闭电源的电器进行再次扫描，确保断电；进门时，根据亮度、温度，自动开灯或者电器，节约环保。家居系统安装烟雾探测器、燃气探测器等监测到煤气、有害气体等信号时，智能控制器内微电脑自动发出相应的指令，智慧门自动开门，方便逃生。同时发出警声并将警情传递给小区保卫处。

3 关键技术及解决方案

基于智能家居的智慧门系统，从门的功能上，我们按照出门和进门两种形式来划分。

3.1 出门功能 ：

1）检测、记录身体状况；

2）自动巡检关闭灯光，切断电源（节能），布防；

3.2 进门功能 ：

1）自动识别指纹开锁；

2）再次检查记录身体状态；

3）根据亮度、温度，开门后自动开灯或者电器（设置合适的条件）；

关键技术主要体现在两个方面，第一，数据的分析与处理。虽然目前人体生命特称检测设备均已成型，本系统集各种设备功能于一体并对获取数据进行分析，特征提取，根据一段时期数据的分析处理来判断家庭成员的健康状况，并给出判断的指标体系；第二，自动开门系统的实现。

在发生警情和指纹识别正确时，智慧门会自动打开，但如何排除误警和虚警时自动开门是该项目要研究的另一个关键问题。家居系统安装烟雾探测器、燃气探测器等监测到煤气、有害气体等信号时，智能控制器内微电脑自动发出相应的指令，智慧门自动开门，方便用户逃生。但为了保证用户的绝对安全，除了提高各种探测器的检测精度外，还增加有用户与系统的交互功能，当参数在一些临界值时，可以通过用户的确认操作决定是否开启门锁。

4 结束语

智慧门系统以家居智能化、安全化、节能化为设计理念，可以给用户提供一个安全、舒适的生活环境，可以使住户的身体健康状况时刻被关注。智慧门可以使住户的居家安全得到保障，可以使住户的居家能耗控制更便捷，更加节能环保。智慧门将为住户带来一个全新的感受，更人性化的服务于住户。

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