基于组态软件的智能家居系统的设计

　　摘要：随着国家的快速发展，我国的科技水平在不断的提高，人们对生活质量要求也越来越高，舒适、高效、安全、智能化和现代化的家居需求促进了智能家居的诞生。智能家居是融合了自动化技术、计算机技术和通信技术为一体的智能化、网络化的家居控制系统。近年来，国内外的智能家居也在不断发展，如e-Home数字家园和ALdeluxe智能家居系统等。本文主要讲述了一些在物联网为背景，以MCGS组态软件为主体，研究以智能家居控制系统的远程监控为目的，对上位机的组态软件控制的设计方向和方法。

　　关键字：智能家居;MCGS组态软件;物联网

　　1.前言

　　随着全球经济的快速发展，人民对自己生活质量的需求日益增高，普通的衣食住行等基本生活需求已经不能满足人们，近年来，人们对安全、高效、舒适、美观、智能化以及自动化的家居需求也越来越大，由于计算机技术、物联网技术、自动化技术等的快速发展，推近了家居智能化的进程，智能家居实现人们能掌握、操作家居的功能，比如，夏天温度过高，空调会自动开始降温;早上起来时，窗帘会在设定好的固定时间拉开。过去人民对这种智能化的家居环境充满了遐想，现在已经能把遐想转化为现实。物联网应用领域非常广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测等。

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　　2.物联网发展概述

　　1999年，美国麻省理工学院的Auto—ID实验室首次提出了物联网这一概念。经过几年来的不断发展，物联网被称为在计算机、互联网与移动通信网之后的第三次信息产业浪潮，是各个国家所重点研究、发展的具有战略性的行业。在这种拥有巨大市场需求的技术行业下，物联网在各个领域都有所运用。

　　在学术界并没对物联网有具体统一的概念，目前国际上普遍认为按照约定的协议，利用射频识别(RFID)技术、红外感应器、全球定位系统以及激光扫描器等信息传感设备进行“物-网”连接，即物品与互联网，实现信息交换和通信，从而达到智能化定位、识别、跟踪、监控和管理的目的。

　　物联网具有三个特征。一是全面感知，就是利用我们所知道的射频识别技术、全球定位系统、传感器、二维码等，来获取物品的各种信息;二是可靠传递，是指通过各种电信网络和互联网融合，对接收到的感知信息进行实时远程传送，实现信息的交互和共享;三是智能处理，是指利用云计算、大数据、模糊识别等各种智能计算技术，对随时接受到的海量数据和信息进行分析处理，获取对物理世界的各种信息，从而实现智能化的决策和控制。物联网的大体架构从低到高可以分为三个层次:感知层、网络层、应用层。各个层次所具有的功能也不同。

　　在最近几年来看，拥有采集、处理、分析数据信息能力的物联网，具有非常好的发展空间和市场，上到对城市状态的掌握和控制，下到家庭使用智能化家居，道路监控、管理路灯、井盖的市政设施，用高清视频监控记录停车计费，还有工业中对环境的不断监控管理，智慧化城市建设，不仅使得物理网拥有了使用的平台，同时出现了大量的用户需求，各种应用也让消费者们拥有更好的服务，提高并丰富人们的生活需求和质量。在生产领域，物联网也拥有更大的价值，当然，也能为企业获取更大的价值，使得人们在生产这方面会更加节能、环保、安全、高效。不仅促进了市场经济的发展，还加快城市建设，实现了物联网更高水平的发展。

　　3.智能家居监控系统的实现

　　运用上位机控制设备这是必然的，在上位机所在界面可以监控并控制底层设备，这是我们首先要能实现的一步。

　　利用组态软件MCGS开发、制作工程，过程一般如下：

　　统计所需变量，即实时数据库;

　　设计、构件图形界面以及建立图形的动画连接，即用户窗口;

　　定义设备，即设备窗口;

　　设定运行时的策略要求，即运行策略窗口;

　　对整个工程进行完善，设置主要控制界面，即主控窗口。

　　虽说是这样五步写下来，但是实际制作工程并不需要这么死板的跟着步骤来，一般是这五个步骤会穿插交互完成的，但还是要注意以下几点：

　　数据要求，对要实现的工程目的必须记录所需的所有数据，不能出现多数据或者少数据，要对应工程目的进行创建数据;

　　图形要求，使用MCGS时，以其完善的图形功能，必须要使图形尽量与物理世界的物体要一致，并且要能准确的对应工程所需数据;

　　运行策略和动画连接，这一点是不可出错的，只有这点完成才能使得数据变化能准确的表示在图形之上，这才算是工程的完成。

　　3.1图形界面的建立

　　在组态工程中，确认工程目的后，需要在用户窗口进行图形的绘制，只有绘制出图形后，才能关联数据，进行相对应的组态工程。图形的建立，应该是比较优先进行的。

　　首先要新建工程，工程创建后会自动生成在MCGS软件下的“Work”文件夹中，若我们要更改工程名，可以直接对其进行更改。

　　接下来进行如下步骤：

　　创建窗口

　　在“用户窗口”中新建窗口，并将其命名为“智能家居监控系统”，再将窗口属性中“窗口位置”设置为“最大化显示”

　　2)进行图形的绘制

　　在基本设定完成后，点击确定，窗口的建立就完成了，接下来要进行图形的建立，先点击“智能家居监控系统”打开该窗口，然后点击上方的工具箱，利用工具箱中的工具进行图形的绘制。先选择工具箱中“标签”进行文字设定，可以自由更改字体，然后选择工具箱中“插入元件”插入开关以及指示灯，用工具箱中的“输入框”来作为“温度”和“湿度”的显示，用“下拉框”来确认系统的控制方式，在最后设定一个按钮来退出这个监控系统。

　　3.2实时数据库的建立

　　实时数据库作为工程的核心以及数据处理中心，数据的建立一定要完整，将所需的变量全添加进数据库中。在MCGS通用版中，实时数据库中本来就存在四个内建数据：“InputETime”、“InputSTime”、“InputUser1”、“InputUser2”，这四个数据系统自带的，不可更改和操作。新增对象只需点击“新增对象”的按钮，然后进行设置，比如我要设置卧室温度，那么要将“对象类型”更改为数值型，然后更改对象名称，由于温度要有小数点后两位，所以“小数位”也要改为“1”，“工程单位”改为“摄氏度”，“对象初值”不进行更改，数值区间改为-55到85，注释克以注释为“卧室温度”，这样可以比较简洁的监看。存盘属性则改为存盘且存盘周期为300秒，存盘的时间设置则改为只保存当前24小时的数据。报警设置则设置“下限报警”为-5，“上限报警”为40。这样，一个变量的基本设置就完成了。

　　3.3图形的动画连接

　　就算有了图形和数据，若不进行动画的连接，依然算不上成功，只有将这两者结合，让数据与相关的图形进行连接，产生相对应的效果，只要将数据的变化能显示在图形的变化就算成功了。这次我们依旧以卧室温度为例，根据要求，温度要显示在相对应的位置上显示，所以之前位置上的“输入框”要关联卧室温度，然后让空调在卧室温度大于35或小于0摄氏度时，启动空调，当卧室温度大于40或小于-10度时，将启动报警，这就是关于卧室温度的所有动画连接。

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