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AmI环境下智能家居控制系统的设计与实现

智能家居控制系统的设计与实现

第25卷第2期2008年2月 

计算机应用研究

ApplicationResearchofComputersVol.25No.2Feb.

AmI环境下智能家居控制系统的设计与实现

2008

AmI环境下智能家居控制系统的设计与实现

于敬芝,侯义斌,黄樟钦,何东之,王书锋

(北京工业大学嵌入式软件与系统研究所,北京100022)

3

摘 要:智能家居控制系统系统实现的技术难点是如何进行自然的人机交互,完成异构网络间的数据传输和满足用户在特定环境下对系统物理尺寸的要求。研究了以Virtex24和SpartanⅢ两种FPGA芯片作为核心控制器件,采用蓝牙自动感知、数据协议转换等先进技术的智能家居控制系统,,充分体现了环绕智能的概念。

关键词:环绕智能;智能家居;自动感知;BACnet协议

中图分类号:TP27315   文献标志码:A220613203

TM

Designandimhousingsystemsforambientintelligence

J2zhi,HOUYi2bin,HUANGZhang2qin,HEDong2zhi,WANGShu2feng

(EmbeddedSoftware&SystemInstitute,BeijingUniversityofTechnology,Beijing100022,China)

Abstract:Theintelligenthousingwasdifficulttointercommunicatenaturallybetweenhumanandcomputer,tocompletethedatatransmissionamongdifferentnetworks,andtosatisfytheusers’physicaldemandunderspecialconditioninthesystem.

TM

Virtex24andSpartanⅢFPGAchipswerechosenasthekernelcontrolpartsinthissystem,withthehelpofautomaticsensi2tivity,thetransformationofdifferentprotocolsandotheradvancedtechnologies.Thesystemsolvedaboveproblemssuccessfullyandthethoughtofambientintelligencewasfullydemonstrated.

Keywords:ambientintelligence;intelligenthousing;automaticsensitivity;BACnetprotocol

AmI是2001年由欧洲信息社会咨询组(InformationSocietyTechnologiesAdvisoryGroup,ISTAG)提出的新概念,它是一种

现人机交互。

本文所做的环绕智能家居控制系统(AmI家居控制系统)就是属于信息设备这一类。系统在感知网络的建立和实用性方面有了更大改进。在该系统中用户可使用PDA、手机等手持设备或计算机通过无线网络、有线网络在任何时间、任何地点直接控制任何家用电器的各项功能,同时查看家用电器的相关信息。该系统使人们的生活变得更加方便、快捷。

具有智能特性,可对用户行为作出类似人类知觉反应的电子环境。同时,ISTAG还阐述了环绕智能信息社会的构想[1]。环绕智能的本质是无所不在的IT、计算和通信。环绕智能这一全新的概念对未来通信网络结构和协议提出了全新的技术需求,而达到这些功能目标的前提是需要一套复杂的、先进的、多功能的智能感知系统[2,3]。

环绕智能系统按照嵌入的位置及交互方式可以划分为三类:a)交互空间。利用嵌入到周围环境中的计算、感知设备,解除空间对人的限制,摆脱计算机、鼠标、桌面、图标,甚至无须人们对计算设备进行模式的转换,使环境自动感知人们的信息,如KoreaElectronicsTechnologyInstitute的Context2Aware

Home

[4]

 系统整体设计方案

AmI家居控制系统是AmI中的一个重要支撑子系统,面

向人们的主要生活场所。整个系统的设计采用树型结构,如图

1所示,以AmI控制盒(即AmIBox模块)为中心与外界进行通

信,中心与每个分支的通信遵循IPv6通信协议。每个模块均有自己的IP地址,这样模拟了未来家庭环境中每个家电均有一个自己的IP地址的情况(DDC(directdigitalcontroller)模块

除外,对于DDC模块控制的家电共用一个IP地址)。

AmIBox模块是整个系统的核心部分,它包含两个嵌入式

。该系统能够很好地将多媒体、保健、智能控制、管理

集成到一起,但建立的感知网络还存在一定缺陷,不能得到很好的推广。b)可穿戴计算。将控制、计算、感知设备嵌入到人们的衣物当中,从而可以使人机交互直接进行。INSA将智能穿戴应用在社会医疗、家庭保健、疾病预防上[5],充分体现了普适计算的优越性。但是类似系统需要大量感知器获取数据,限制了应用的范围。c)信息设备。主要是将计算、感知设备嵌入到日常生活物品、办公场所、交通设施等场所中,使其充当人机交互的接口,人们能够在使用这些物品、置身这些场所时实

数据库,即用户信息和家电信息。一方面,AmIBox通过蓝牙感知模块获得用户的ID,将数据库切换到该用户的相关信息;另一方面,AmIBox模块从PDA、PC机获取用户的控制命令,解析、确定控制对象后,再将控制命令和相应的数据库信息打包发送给相应家电的AmI适配器模块,即AmIAdapter模块。

  收稿日期:2006212222;修回日期:2007203209  基金项目:国家自然科学基金资助项目(90407017);国家“十五”211工程重点学科建设工程子项目(1100006401401)

  作者简介:于敬芝(19812),女,辽宁葫芦岛人,硕士研究生,主要研究方向为环绕智能、人机交互、嵌入式系统(jzyujane@http://doc.wendoc.com);侯义斌

(19522),男,陕西武功人,教授,博导,主要研究方向为计算机交互技术、Internet网页可控的嵌入式系统、中文信息处理;黄樟钦(19652),男,浙江

绍兴人,教授,主要研究方向为嵌入式系统软硬件协同设计、无线通信协议与Internet网络、新型计算机交互;何东之,男,讲师,主要研究方向为嵌入式系统;王书锋,男,博士研究生.

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