（1）家居安全防盗报警对陌生人入侵、空调室外机被盗等情况及时发现，语音警告，短信通知主人。
（2）家居温度湿度控制对环境的温湿度测量监控，并在设置的相应模式下进行报警等。
（3）家居气体质量监测空气质量、有害气体检测，火灾等室内参数检测，并在设置的相应模式下进行报警等。
（4）家居远程无线控制存在安全隐患时，如主人外出时忘记关闭煤气阀门或家中用电设备等，立刻通过GSM模块发送短信通知主人。
2方案设计
2.1整体方案框图
本系统采用51平台，系统主控制器由STC公司的15F2K61S2单片机构成，显示模块为液晶LCD12864，无线通信模块为SIM800E，由15F2K61S2单片机通过各种传感器数据的采集，从而根据系统程序的设定完成数据的处理、各模块的通信和控制等。
2.2硬件设计
（1）家居安全防盗报警当家中有人时，在门上设置电磁开关、在窗户玻璃设置探测器、红外探测设备、红外人体感应模块、声光报警器、视频监控设备等，当家人出门后，防盗报警设备均开启设防。当有非法侵入时，触发人体感应传感器，家庭控制器发出声光报警信号，并且在12864液晶屏上面显示报警，同时通过GSM短信通知家人及小区物业管理部门，另外，通过程序可设定报警装置的等级和报警器的灵敏度。
（2）家居温度湿度控制包含温度传感器、湿度传感器。可以获得环境的温度、湿度。为了获得精确的湿度、气压和温度数据，我们分别选用了DHT11湿度传感器和DS18B20温度传感器，DHT11湿度模块也可以输出温度数据，但是精度较差，为此我采用DS18B20温度传感器进行温度的采集，电路连接图如图4。
（3）家居气体安全监测当室内有害气体超过正常标准时,它将通过传感器向主控制器发出报警信号。因为有害气体分布不同，密度大于空气的气体，感应器放在气体源的下方。密度小于空气的气体，感应器放在气体源的上方，则在家里设置多个有害气体传感器作为检测源，例如：当采集到煤气泄露时，声光报警启动。综合考虑，选择MQ-2气体传感器，当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。MQ-2气体传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想，这种传感器可检测多种可燃性气体，是一款适合多种应用的低成本传感器，而MQ-2传感器已经封装成模块，使用起来更加便捷设计要求符合。（图5）
（4）家居远程无线控制远程无线控制采用SIM800E，模块的工作电压为3.3—5.5V,可以工作在EGSM900MHz和DCS1800MHz两个频段,所在频段功耗分别为2w(900M)和1w(1800M)，GSM模块具有基于GSM网络进行通信的所有基本功能，模块有AT命令集接口,支持文本和PDU模式的短消息、第三组的二类传真、以及2.4k,4.8k,9.6k的非透明模式。对SIM800E的操作均采用AT指令，其包括GSM语音和短消息的控制。根据AT指令的GSM07.05标准，发送或接受中文或中英文的混合短信息必须采用PDU模式，如果只是传送英文和数字信息，采用TEXT模式，其工作流程图如7所示。
3结束语
参考文献
[1]张延宇，曾鹏，臧传治.智能电网环境下家庭能源管理系统研究综述[J].电力系统保護与控制，2014，42（18）：144-154.
[2]王春梅，李扬.计及用户舒适性的家庭智能用电调度优化[J].电网与清洁能源，2016，32（4）：58-62.
[3]刘经浩，贺蓉.一种基于实时电价的HEMS家电最优调度方法[J].计算机应用研究，2015，32（1）：132-137.
[4]高思远.智能家居能源调度算法研究[D].河北工程大学，2015.
[5]SHAOS，PIPATTANASOMPORNM，RAHMANS.Developmentofphysical-baseddemandresponse
[6]袁泉.大功率储能变流器的研究[D].北京：北京交通大学，2012：3-5.
基于ZigBee的智能家居控制系统的设计
参考文献
[1]邱凌.浅谈智能家居[J].网络信息技术应用与自动化，2008（5）：1-2.
[2]周怡.ZigBee无线通信技术及其应用探讨[J].自动化仪表，2005，26（6）.
[3]王权平.ZigBee技术及其应用[J].现代电信科技，2004（1）：33-37.
[4]高小平.中国智能家居的现状及其发展趋势[J].电器与能效管理技术，2005（4）：18-21.
[5]杨诚，聂章龙.ZigBee网络层协议的分析与设计[J].计算机应用与软
基于Cortex—A9的智能家居控制系统的硬件设计与实现
参考文献
[1]范丽娜.智能家居系统中家电控制的研究与实现[D].南京：南京邮电大学，2011.
[2]徐金波.基于Android与Zigbee的智能家居系统设计与实现[D].南昌：南昌航空大学，2015.
[3]张亮.嵌入式智能家居控制系统的设计[J].城市建设理论研究：电子版，2015（25）：55-57.
[4]熊琼.基于ARMCortex-A8与Android平台的智能家居系统设计[D].太原：太原理工大学，2014.
智能家居实训室在高校的建设与实践
参考文献：
[1]夏长凤.高职院校智能家居实训室建设的探讨与实践[J].电气自动化，2014，36（3）：28-30.
[2]江进，王浩存.物联网智能家居实训系统的设计与实现[J].电子技术与软件工程，2014（10）：38-39.
[3]胡軍.智能家居体验中心系统的硬件设计与实现[D].浙江：浙江工业大学，2014.
[4]徐鲁宁，郭晓功，胡斌.高职院校物联网专业实训平台建设探索[J].河南科技，2014（10）：258-259.
[5]彭玲，黄松发.关于高校物联网实训室建设的研究[J].电脑知识与技术，2014，36（10）：8848-8849.
[6]兰宇飞.高职院校实验实训室建设的实践与探讨[J].高等职业教育—天津职业大学学报，2012，21（3）：24-26.
[7]彭文华.高职院校“物联网应用实训室”建设方案初探[J].电脑知识与技术，2011，7（27）：6782-6783.
基于Cortex—M3的智能家居监控系统的设计
参考文献：
[1]郑魏，李智敏，骆德汉.智能家居无线网络设计与实现[J].电视技术，2013，（21）.
[2]申斌，张桂青，汪明，李成栋.基于物联网的智能家居设计与实现[J].自动化与仪表，2013，（02）.
[3]张佳茜.基于WIFI的家庭无线网络设计研究[J].科技致富向导，2012，（26）.
[4]崔小玲，侯思祖，张璇，吴胜明，岑彦.基于STM32的智能终端的设计与实现[J].电力系统通信，2012，（05）.
[5]李江权，张兴敢.基于Cortex-M3处理器的智能家居监控系统设计[J].现代电子技术，2012，（07）.
关键词：物联网；智能家居；课程建设；项目式教学
中图分类号：g712文献标识码：a文章编号：1672-5727（2014）07-0107-03
“智能家居”的概念自20世纪80年代被提出后，进入21世纪才引起社会的广泛关注。随着智能家居技术的不断成熟、产品不断完善、市场不断发展，人们对它由陌生变熟悉，逐渐地由“远观”到真正应用于家庭生活。正是因此，以往对智能家居的定义已经不够准确而详尽，现在非常有必要重新审视智能家居的定义，以适应智能家居行业的新发展。特别是“物联网”概念提出以后，学术界开始大量探讨与物联网智能家居相关的概念、技术及标准，产业界也开始在多个领域加强对智能家居技术的应用，数百所高等院校相关专业都开设了“智能家居”课程。
目前物联网的现状与当初的互联网非常相似，今天的互联网已经形成了巨大的产业规模并衍生出很多行业。作为物联网最主要、最重要的组成部分，物联网智能家居也将经历这样一次升级。家用电器的数量远远超过电脑、手机的总和，如果再加上各种诸如智能眼镜和智能手表之类的无线传感器、控制器，数量上就会是传统电脑及手机的几十倍甚至上百倍，可以说，单单一个物联网智能家居的市场可能就是传统互联网及移动互联网总和的几十倍以上。从某种程度上来讲，离开了智能家居，智慧城市或者智慧地球就失去了存在的基础，可以说智能家居将成为物联网最主流的应用市场。
课程开发
为了体现工学结合的办学特色，我院在开设“物联网应用技术专业”之初，就坚持以职业岗位能力为核心的人才培养模式，开发了体现工学结合的课程体系，并根据技术领域和职业岗位的人才需求，突出专业技能的培养，形成了“理论与实践相融合，以职业岗位作业流程为导向”的模块化课程体系。通过开设一体化的专业实践技能课程，将理论与实践相结合，加强学生的综合技能训练；推进课程与企业岗位技能需求相互融合，与就业岗位相互衔接，突出培养学生的实际操作经验；将职业资格、职业技能教育与院校日常教学相结合，大力推进实务专题、顶岗实习，培养学生专业岗位的实践能力。
物联网的行业应用包括智能交通、智能大棚、智能电网、智能家居、智能医疗等等，对于具有交通行业背景的院校而言，一般要开设“智能交通”课程；对于农业类院校而言，一般应开设“智能农业大棚”课程；对于电力行业院校而言，可能就要开设“智能电网”课程。而我院是信息类院校，没有专门的行业背景，所以根据福建省产业发展特点及我院的实际情况，并征求企业专家和专业教师的意见，制定了专业培养方案和课程体系，其中包括“智能家居”课程。
课程建设
物联网智能家居的内涵究竟是什么？哪些技术是核心技术？哪些产业或产值才真正属于“智能家居”？这些问题看似简单，但又难以回答。当前，从技术发展、产业规模、行业标准等方面还不能明确回答上述疑问。也正是因此，市场上关于“智能家居”的技术及应用各不相同，能够作为高职院校教学材料的资料、书籍及实验设备就更加少之又少。只有从务实的角度考虑，将智能家居引向以“实际应用”为目标的发展思路上，夯实智能家居的核心技术，抛开概念，注重应用，智能家居才能成为独立的学科专业，具有明确的科研方向，为物联网新兴产业服务。
因此，我院成立了“智能家居”课程建设小组，明确责任，分工合作，从案例资料收集、企业调研、教材编写、实验室建设等多方面推进课程的建设。截至目前，已完成课程标准（教学大纲）的制定、校本教材的编写及实验室的建设，圆满完成了课程建设任务。
课程设计
本课程依据企业对物联网智能家居系统工程实施过程中的技能要求，以项目为单位组织教学，将智能家居各子系统的相关知识点和技能要素直接融入项目教学和实验实训的各个环节中，让学生在技能训练过程中加深对专业知识和技能的理解与应用，培养学生的关键能力，满足学生职业生涯发展的需要。
学习情境设计根据智能家居系统的实际工作岗位需求，以培养学生职业能力为重点，引入具有一定代表性的行业应用项目案例，从中分解知识点作为子项目，从简单到复杂，将该学习领域课程划分为5个学习情境，各学习情境的教学过程以行动为导向，以学生为主体，基于工作过程加以完成，如表1所示。
教学设计以智能家居的相应子系统为项目，采用一体化教学模式，边学边做。以实际工程建设过程为切入点，选取典型工作情境，分组实施。按照情境导入、项目分析、方案制定、项目实施、小结评价5个教学环节进行教学设计。以视频监控项目为例进行的教学过程设计，如图1所示。当然，项目的选取要根据各院校的实际情况（包括实验实训设备、专业教师能力以及合作企业等）而定。
教学方法与手段“智能家居”课程是一门理论性与实践性相结合的课程，有些学生在此之前可能对“智能家居”知之甚少，因此授课过程中应以实际应用为主，以理论讲授为辅，灵活运用多种教学模式，充分发挥传统教学与现代教学的优势。（1）课堂讲授。要将原理和概念深入浅出地讲清、讲透，并引导学生逐步理解课程的重点和难点，让学生掌握基本概念、基本理论和基本技术，但不能讲得太深，够用即可。（2）实际工程项目参观。在课程讲授过程中，可安排并带领学生参观相关企业的建设项目和样板演示，目的是使学生对智能家居有感性认识。（3）实际练习。充分利用本校实验环境，在任务驱动课程设计理念的指导下，根据实际案例，按照工作过程步骤连贯进行，使理论与实践的结合更紧密。（4）相互评估。在学生完成相关任务后，采用小组成员间和小组间相互检查、测试、评分的方法，让学生了解自己的不足，相互学习，取长补短，共同进步。（5）课外阅读指导。目前物联网智能家居技术及应用多样化，但标准不统一，所以要鼓励学生查阅相关的网络资源和辅助文献，以进一步拓展学生的知识面。
教学成效
从理论到实践，变被动为主动培养高技能应用型人才，需要加强学生实践操作、团队合作等关键能力的培养，特别是对于一些课程的学习，许多学生只有在理解课程与未来工作的相关性之后，才能够有目的、有意识地积极学习。因此，针对“智能家居”课程，应采取以实践教学为主、以理论教学为辅的教学方式，体现“做中学、学中做”的思想，激发学生的学习热情，使学生从传统的“要我学”转变为“我要学”，从而变被动教为主动学。
形式多样、思想开放结合每节课学习的实践和理论知识，课后组织讨论，师生座谈，积极阅读物联网和智能家居方面的资料书刊，结合学生的兴趣，在课程组教师的带领下或自发地成立智能家居相关子系统的项目小组，如“视频监控小组”、“门禁系统小组”、“环境监测小组”、“智能窗帘小组”等，对智能家居进行多角度的深入探讨。
校企合作、提高能力在“智能家居”课程教学过程中要加强对学生实践能力的培养，通过到企业参观、到工程现场实践、请企业管理人员介绍系统建设经验及存在问题与原因分析等方式，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，其效果主要体现在两个方面：其一，使学生明确自己的兴趣取向及理论知识的掌握情况，为学生选择毕业论文题目及就业方向打下良好的基础；其二，通过参加课外参观实践活动，增加学生关于智能家居工程项目建设的经验。
存在问题
第一，本课程采用分组项目教学，学生需要通过团队协作完成相关任务，因此出现一些学生依赖小组其他成员完成任务的情况，需要在教学过程中加强引导。
第二，项目式教学需要更好的场地和设备，因此要完善实训教学条件，加强互动教学模式建设，不断改进校企合作模式。
第三，项目式教学需要更多的现场指导和手把手的示范，教师的工作量增加，由一个任课教师讲授、指导，难免顾此失彼，因此可组织课程教学团队，由几个教师共同完成同一教学任务，同时引入企业人员参与部分教学，教学效果更佳。
第四，本课程涉及的知识面广、技能复杂，如何协调好有限的教学课时与多而广的教学内容之间的矛盾，进行适当的内容增减，是今后教学中需要不断探讨的
问题。
第五，目前关于智能家居的相关教材资料很少，能够适合项目式教学需要的教材更是少之又少。因此编写高职院校学生适用的“智能家居”教材非常必要，任务紧迫，与智能家居相关的技术及国家标准也在不断改进和完善过程中，所以教材及课程内容要实时跟踪、不断改进。
“十二五”期间，由于物联网起步伊始，智能家居行业方兴未艾，而我国真正从事该行业的人才极其匮乏，智能家居行业不仅是我国物联网产业的重要组成部分，也是未来社会发展的必然趋势。可以断定，物联网技术必将不断升级，发展成为“国家战略性新兴产业”，国家对物联网行业的推动及智能家居行业本身巨大的市场需求和广阔的发展空间，必将产生对该行业人才的巨大需求。
参考文献：
[1]于军琪，孙继武，等.智能建筑课程设计与项目实例[m].北京：中国电力出版社，2010.
[2]张家群.视频监控技术在家庭中的应用[j].科技咨询导报，2007（2）.
[3]黎连业，王超成，苏畅.智能建筑弱电工程设计与实施[m].北京：中国电力出版社，2006.
[4]吴秀华.远程智能化家庭安防系统的设计与实现[d].厦门：厦门大学，2006.
[5]朱金秀，韩光洁，，吴迪.物联网工程专业课程体系的研究与探索[j].中国电力教育，2012（16）.
[6]崔艳荣，陈勇.物联网工程专业课程体系设置探究[j].长江大学学报（自然科学版），2010，7（2）.
关键词：智能家居系统 橱柜融合 设计研究
中图分类号： TP273 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2015）05（a）-0000-00
随着科学技术的不断向前发展，人们逐渐进入到信息化时代，网络和数字技术使得我们的生活变得更加的多样化和智能化，其提高了我们的生活品质和工作的环境质量。随着信息化程度不断加剧，智能化已经成为主要的发展趋势，在家具设计过程中，智能化家居系统也逐渐的应用到家具设计的各个方面。我国的智能家居系统建设开始于二十世纪九十年代末期。最近几年随着我国科学技术不断飞速发展，我国的智能家具系统应用到家具设计的很多领域当中，其中各项技术也逐渐渗透入平常百姓的家中。本文主要结合橱柜家具设计就智能家居系统的概念和功能进行论述，并提出了设计的原则和方法，以供同人借鉴。
1智能家居的概念分析
智能家居概念最早出现在美国，其主要是以为住宅为基础，通海包含了建筑设备、网络通信以及信息家电和设备的自动化为一体的高效、综合的管理平台。智能家居主要是利用现代信息技术，综合对家具进行布局，将与生活息息相关的各种系统有效的结合在一起，不断对人们的生活方式进行优化，帮助居民合理的对时间进行安排，从而增加居住的安全性，更好解决经济成本，提高居民时间的利用率。
2智能家居系统的主要功能分析
智能家居在住宅中应用的最终目的是为了提高居民的居住生活质量，保证居住的安全性和舒适性。随着最近几年人们的居住需求发生改变，住宅职能化将会得到不断的发展和进步，而智能家居系统和网络将会变得越来越复杂化和大型化。各个子系统在承担自己任务的同时也对整个网络系统起着十分重要的作用。智能家居系统提供的主要功能包括以下几个方面：首先，家庭联网功能。通过智能家居控制器上的各种功能键，可以将电脑的网络与家具系统进行连接，组建成家庭局域网络，同时还可以使用同一个网络账号上网，节省更多的费用；其次，短信收发功能，通过系统的液晶控制面板，可以接受网络提供的各种信息，同时也可以通过用于的智能手机对家具进行实时的控制和操作，发出相应的指令；再次，防盗报警功能。通过接入各种监控探头，可以根据防盗的需求随时的布置，选择在哪一个区域开展监视；第四，防灾报警功能。通过接入烟雾探头，瓦斯探头和水浸探头能够全天监控房间内实际情况，特别是厨房内的有无火灾、煤气泄漏和溢水、漏水现象的发生，并能够保证在系统发出报警质量之后，能够促使系统将相应的阀门关闭，确保住宅和居民的安全；第五，定时功能。通过无线遥控器或者液晶显示面板，设计检点的启动和停止计划，特别是可以利用定时功能与橱柜家具进行融合，能够实现定时做饭清洁和清理，例如利用夜间的电费比白天便宜的现实情况，实施热水器定时的开启和停止功能，能够更好的实现节约电费的目的；第六，远程控制功能。利用智能家居的远程控制功能能够实现对橱柜家具的定时启动和停止，例如对家庭和厨房内的家用电的器开关布撤防等；最后，联动防控功能。这个能够便于用户能够设计灵活的设计方案，例如煤气泄漏，水管泄漏之后，联动就会开启排风功能和排水功能，保证居住环境的安全性，这些联动控制都是在同一个液晶面板上完成的。
3系统设计研究
3.1设计的原则分析
3.1.1个性化原则
智能家居在设计过程中，最大的特点就是保证了设计的个性化。在系统设计过程中会结合住宅的实际特点、住户的实际经济条件和个人的爱好综合进行确定。在设计过程中，结合橱柜家具的是情况应该做全面的规划和设计。因为整个智能家居系统是与小区和周围环境是相互联系的。因此，住户在选择设计方案时，除了要整合住宅内部的实际情况，还应该重视与小区的智能化系统有效融合。所以，住户在选择安装各种系统过程中也应该充分对目前小区的智能化系统应用的现状和未来的发展趋势进行全面分析，保证住宅内智能家居系统的设计与小区对应的系统向适应。在智能家居系统设计过程中，除了保证系统与住宅背部橱柜家具更好的融合之外，还应该预留一步外部接口，这样在只能小区有了这些子系统的功能之后，与住宅进行对接直接通过这些接口接入就行，不需要重新进行建设，这样操作起来也就更加方便。
3.1.2按照需求设置
在进行智能家居系统设置过程中，首先应该对住户的需求，个人喜好以及风格进行全面的分析，并注意结合住宅内部家具的实际情况进行设计。需要明确的是，智能家居在设计过程需要很长的一段建设时间，不能一蹴而就，应该按照住宅内部的实际情况和用户的需求有选择性的进行建设。智能家居系统在设计过程中会涉及到很多专业领域，很多用户对这些专业领域还不是十分熟知。因此，很多系统和软件都是采用模块化方式进行安装的，这就要求在安装过程中选择合理的模块部件进行整合和集成。
3.2设计步骤分析
智能家居系统在设计过程中应该按照以下几个步骤进行，首先，设计配置家具的布线系统，完善家具网路系统建设，对电话系统、办公系统以及智能灯光系统进行进行建设；其次，对于有条件或者对于智能家居系统比较了解的用户可以选择智能控制器。通俗的讲，一个完整的智能家居系统需要有一个对整个系统进行全面控制的控制器，但是对于一些资金和了解程度不足的用户建议不要使用控制器；最后，选择安装其他的家庭只智能化设备和家具产品，在安装过程中应该保证系统能够很好与家庭中的中央空调、整体厨卫家具以及环境控制产品有效的融合。而对于一些已经成熟的网络家电，例如网络电视等家具设备在价格合理的基础上也可以选择购买。
参考文献
[1] 杨士元. “智能家居”系列讲座之一 掀开智能家居的面纱[J]. 中国计算机用户. 2012（33）
[2] 陈良银，李志蜀，刘轶，汪洁. 智能家居系统的设计与实现[J]. 新疆大学学报（自然科学版）. 2010（01）
[3] 本刊编辑部. 我们的生活充满“智能”――目前最成熟的智能家居系统综览[J]. 电脑知识与技术. 2010（09）
[4] 王珏，郭斯宏. 下一代智能家居系统的概念和实现[J]. 智能建筑与城市信息. 2010（10）
关键词：智能家居；物联网；课程设计；项目化教学
0引言
智能家居（SmartHome）以住宅为平台，利用计算机技术、综合布线技术、网络通信技术、自动控制技术、音视频技术等将家居生活有关的各子系统结合在一起，统筹管理，让家居生活更具安全性、便利性、舒适性。智能家居在中国的发展历经四个阶段，分别为萌芽期、开创期、徘徊期、融合演变期[1]。物联网已写进国家“十三五”规划，将助力物联网的典型应用智能家居快速发展，物联网智能家居的爆发期已经来临。
1课程开发
为了体现校企合作，工学结合的办学特色，我院通过对物联网企业及相关企业的调研，得出其主要岗位群、典型工作任务和核心能力要素，具体见表1所列。课程建设坚持以职业核心岗位能力要素为目标，构建体现工学结合的物联网应用技术专业课程体系，根据职业岗位人才需求，强化专业技能的培养，依托国企办学优势，形成颇具特色的“教培融合”人才培养模式。实施“生产过程与教学过程对接，真实应用驱动教学”的教学模式。以职业综合能力培养为主线，设计教学过程，突出实践教学。物联网通常包括智能家居、智能交通、智能农业、智能医疗、智能电网等，我院依托国企办学优势，形成了颇具特色的“教培融合”人才培养模式，其中“物联网智能家居系统设计与实现”是课程体系中颇具行业背景的一门课程。
2课程设计
2.1学习情境设计
（1）体现“项目引导、任务驱动”的教学特点。从实际应用出发，从工作过程出发，从项目出发，以智能家居系统的构建及管理为主线，采用“项目引导、任务驱动”的方式，围绕“提出问题→分析问题→解决问题→拓展提高”展开。在教学设计上改变传统以知识点递进为体系的模式，以岗位工作过程为参照，将工作过程标准化，依据工作过程来组织和讲解知识，培养学生的职业技能和职业素养[2]。（2）体现“教、学、做”合一的教学思想。以学到实用技能、提高职业能力为出发点，以“做”为中心，教和学都围绕着做，在学中做，在做中学，从而完成知识学习、技能训练和提高职业素养的教学目标。（3）设计采用项目、任务形式。以智能家居系统作为学习情境，设立若干项目，每一个项目包含若干任务。由简单到复杂安排教学内容，由易到难、循序渐进。学生能够通过项目学习，完成相关知识的学习和技能训练。智能家居课程学习情境设计[3-5]见表2所列。
2.2教学设计
教学设计按照情境导入、项目分析、制定方案、实施项目、项目小结五个教学环节进行。以智能家居系统中的灯控为例进行的教学设计如图1所示，各院校对项目的选取可根据相关的实训设备以及师资情况来决定。
2.3教学方法
智能家居课程是一门理论联系实际的课程，在教学过程中以实践操作为主，理论够用即可，考虑到很多学生对于物联网智能家居应用方面了解较少，教学过程按如下几方面进行：（1）实际项目参观体验，在课程教学过程中可联系相关企业组织参观，或者到相关实训样板间参观体验；（2）项目分析、参观体验后，在课堂上由教师带领学生共同分析项目涉及的知识要点，并对相关知识要点进行讲解；（3）实践操作，学生分组根据教师对项目知识要点的分析讲解进行实践操作，学生在实践操作过程中，教师要进行现场指导；（4）项目评价，学生分组完成项目任务后，各小组之间进行相互检测与评价，取长补短，共同学习；（5）拓展学习，每次项目任务完成后，教师都会布置进行拓展学习，物联网是一门新兴学科，仅课堂上的学习是不够的，要鼓励学生利用网络等渠道进行自主学习。
2.4教学评价
强化实训教学效果的科学考核将重点放在考核“学生是否学得好而非教得好”上。采用知识和技能双重考核，技能考核比例应高于知识，同时技能考核应根据应职岗位技能要求，确定其相应的主要技能考核项目。“物联网智能家居系统设计与实现”采取过程性考核与终结性考核相结合的方式。
3教学效果及不足
3.1教学成效
提高学习兴趣，变被动学习为主动学习。学生不再需要死记硬背理论知识，项目涉及的理论知识由教师与学生共同分析得来，学生在不断的实践中理解相应的知识点，学习兴趣大大提高，能够积极主动地进行学习实践。团队合作精神增加，提高了职业素养。智能家居课程在教学过程中分组进行，每组成员分工合作才能更好地完成任务，同时还与其他组形成竞争，即有竞争也有合作，提前在校完成职业素养的培养，为学生进入工作岗位快速适应工作打下坚实基础。
3.2存在的不足
本课程采用项目化教学，对于实训设备及场地都有一定要求，今后应加强物联网实训室建设，增强与相关企业的合作建设。分组教学可以提高学生相互协作的能力，但也不排除组内有一部分同学依赖性较强，因此在分组教学过程中应加强引导与监督，并制定相应的奖惩机制。项目化教学对于指导教师的要求也较高，教师要有能力进行现场指导。该课程涉及的知识点广泛，因此提升师资培养也是当前的首要任务之一。高职智能家居方面的教材目前比较缺乏，适合项目化教学的教材就更少，很多院校多以自编教材为主，因此编写适合高职院校智能家居课程的项目化教材迫在眉睫，目前关于智能家居还没有形成统一的标准，尚在不断完善中，相关教材也要实时关注标准，不断改进与完善。
4结语
物联网在“十三五”期间发展成为国家战略，进入跨界融合、集成创新和规模化发展的新阶段，智能家居行业应用是物联网技术应用的一个重要组成部分，当前，国家对物联网的大力推动以及智能家居行业市场自身的巨大需求，使得智能家居行业的快速发展时代已经来临。
参与文献
[1]智能家居［EB/OL］.
[2]黄林国.高职计算机应用基础项目化教学改革[J].计算机教育，2011，14（10）：33-37.
[3]王晓红.传感器应用技术[M].北京：清华大学出版社，2014.
[4]王小强.ZigBee无线传感器网络设计与实现[M].北京：化学工业出版社，2012.
[5]网峰科技有限公司.ZigBee实战演练[M/OL].[2012-11-04].
[6]谢小康，张靖.基于ZigBee技术的智能家居系统设计[J].物联网技术，2016，6（12）：69-72.
[7]赵雨境.物联网“智能家居”课程开发与设计[J].职业教育研究，2014（7）：107-109.
关键词：家居住宅设计；人性化；思考
“人性化设计”作为当今设计界与一些消费者孜孜追求的目标，带有明显的后工业时代特色，是工业文明发展的必然产物。人性化设计是指在符合人们的物质需求的基础上，强调精神与情感需求的设计。根据西方学者马斯洛的需要层次理论，经济与物质技术条件不发达的时代和地区，人们比较单一地注重物质生产，这时就谈不上深层次的人性化设计。而在技术条件优越的工业化时代，大批量、标准化的生产模式，其指导思想就是高效、经济、快速。家居设计的“国际式”风格，“少即是多”、“装饰是罪恶”的论点流行多年，虽然当前我们仍可以接受上述观念中合理的一面，但是当我们看到的东西都是简单、直观，缺乏把玩品味细节，缺少审美与情感所需元素的时候，不禁要对上述观点产生疑问。设计的目的究竟是什么？如果答案是“为人服务”，那么这种过于理性的设计由于忽视了人们追求丰富人生的愿望而违背了“为人服务”的宗旨。家居设计中以往所强调的三原则即“实用、美观、经济”，已不再是衡量家具产品品质的唯一标准，设计是否迎合人们的情感与?C理需求成了第二把尺子。
在现代设计中以人为本，人性关怀已经成为每位设计师的首要任务之一。根据第十个五年计划的总体要求，建设部要求根据不同的需要，推动家具设计的数字化、设计智能化技术及产品的发展，到2010年，全国大中城市中60%的家居要实现智能化。我国把智能化的概念引入住宅的时间不长，但智能住宅在我国一直处于蓬勃发展的态势，“住宅小区智能化”、“系统集成”概念在住宅建设中炙手可热。
一、时展要求智能家居设计以人为本
随着我国经济的快速发展，生活水平的不断提高，人们对家居的概念已从最初满足简单的居住功能发展到注重对住宅的人性化需求。舒适、安全、便捷、居家办公、在家中能迅速方便地与外界交流等已成为当今购房者的基本要求，以人为本的理念正被人们付诸实践。以人为本就是家居和住区的规划、设计、样式、色彩观念、室内空间围合分割、辅助设备设施配套、环境等，符合居民的行为习惯、欣赏水平、经济基础、心理生理等需要。换句话说，住宅建设必须从提高人们的居住质量、生活品质上去考虑，一个优秀的楼盘必须做到房型设计的功能性和实用性；社区规划的完整性和合理性；公建配套的齐全性和规范性；售后服务的到位性和满意性。随着社会的发展，坚持以人为本，不断满足新时代人们需求的智能住宅必将为各地购房者所推崇，成为房地产开发建设的主导趋势。
二、我国智能家居设计的发展现状
由于智能家居设计在我国的出现为期较短，房地产开发商对家居设计智能化程度不甚了解，对智能家居设计所提供的功能认识模糊，从而在智能建筑的开发和销售中产生了一系列的问题，主要表现在以下几个方面：
1.过分注重概念的炒作。
2.片面追求高科技，忽视人性化。
3.技术标准不统一。
三、如何实现智能家居设计的以人为本
1.树立“为住户服务”的观念
“为住户服务”是建设智能家居设计的根本目标和基本出发点。也就是说，建设智能家居不是为了智能化而智能化，更不是开发商仅仅用来炒作的概念，而是提高城市居住水平和居住质量的手段。明确这一点，是推动智能化家居小区建设健康发展的基础。住宅智能化的发展虽然是大趋势，但也不能过度超前，脱离国情及现状，要坚持经济适用原则。在我国，由于科技发展的日新月异，智能系统一般3至5年就会面临系统更新、扩容和升级的问题，而且这些设备的运营维护费用也都相对高昂。因此，家居设计的智能应更多地体现对用户经济性的考虑，从家居智能化系统受体的不同需要和实际承受能力出发，做到用户投资的经济实用，真正为住户服务。
2.适应不同人群需要
家居设计作为商品，其建设原则和宗旨应首先表现在住宅去适应社会上不同人的多种需求。小区内千家万户，住户的文化程度、职业、经济情况、喜好、习惯各有不同。对于老年人，应为他们提供智能化的无障碍生活环境，以利于他们独立、方便地生活。启动各种设备；对于残疾人，由于智能化系统所提供的网络信息传输服务快速便捷，可以使他们与社会消除交流障碍。例如对失聪者，可以把门铃或电话铃等改为利用灯光闪烁。在住宅智能化系统为老年人及残疾人提供服务方面，欧美及日本积累了丰富经验，值得我们学习和借鉴。
3.加强人文环境建设
关键词：智能家居；ZIGBEE；家庭自动化；无线传感网络；Android；移动应用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.11.126
0 引言
随着21世纪社会经济高速发展，人们对智能化生活的要求越来越高，智能家居产品如雨后春笋般发展，之前各式高端大气的智能家居逐渐进入平民家庭。但是传统智能家用电器系统结构复杂，过分注重智能性与用户体验，导致了很多设备在待机状态下能量损耗巨大，在总体上浪费了大量电能。作者马芳在论文[1]中提出过利用智能开关的定时闭合断开来实现节能的方法，这种实现方式虽然断电时效性高，但是缺乏对一些关键电器设备的用电分析，容易造成节能错误而带来的家庭用电质量下降，给客户带来不好的体验。 针对当前智能家居节能形势，本文提出了ZIGBEE与ANDROID平台的智能家居节能系统，通过更有说服力的用户用电习惯数据分析对各智能家居设备分配节能时段，定制更灵活的智能家居待机环境，重点解决智能家居待机功率消耗问题。
1 ZigBee相关技术与待机能耗
1.1 ZigBee技术解析
ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入到各种设备中，同时支持地理定位功能。
作为一种无线通信技术，ZigBee具有如下特点：功耗低，成本低，时延短，网络容量大，高可靠性。 同时它也是一种无线连接，可工作在2.4GHz（全球流行）、868MHz（欧洲流行）和915 MHz（美国流行）3个频段上，分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率，它的传输距离在10-75m的范围内，但可以继续增加。
1.2 待机功率损耗
待机能量研究。张友军等研究待机能量的专家学者在论文[2]指出电器在待机状态下的消耗功率不容忽视，而所谓的待机状态，指的是电器在不执行任何功率或者执行某些功能时候电器功率都达到最小化的情况。如今的智能家居电器，则大多增加了待机模式，有一些也称为睡眠模式。设计者通常为了追求用户体验和实现产品与协调器的实时通讯，在内部编程设定了电器设备的能耗监测模块，这也就意味着单单依靠粗放的智能家居管理系统，智能性质使得更多的家电始终保持待机状态，以便卫星，微波，WIFI等通讯网络连接，这会大大造成待机功率的损耗。
2 基于ZigBee的智能家居节能系统
2.1 系统架构
从技术架构层面上看，智能家居节能系统分为执行层、通信层和应用层。执行层主要负责环境信息，用电功率信息和上层指令的执行，如各个智能家电。通信层作为应用层和执行层间信息传递的桥梁，比如家庭网关与协调器。应用层则是进行采集数据分析、对情景进行逻辑判断和提供人机交互界面等。
整体系统运作流程分为指令调度方式和智能数据分析方式。指令调度方式：用户通过安卓的APP软件进行3G/WIFI等网络协议进行指令发送，家庭网关接收信息后，进行用户认证，确认用户权限符合后将应用层指令帧转换为硬件的指令编码传递到协调器，最后由协调器判断指令编码进行智能家居的电路开关调节等操作。
智能数据分析方式：协调器通过电路中的功率传感器实时发送指令编码给家庭网关，由家庭网关进行数据收集，并分配时间段与信号帧传输到用户APP上。用户APP后台拥有智能待机规律算法，实时分析获取的数据并进行排序归档，并通过每个时间节点进行决策树运算，得出用电预测结论来提醒用户断电节能。
2.2 硬件架构
ZigBee芯片引用论文[6]硬件设计，选用32位基于Cortex-M3 ARM核心片上系统EM357，集成了2.4G与IEEE802.15.4兼容的无线收发器；使用192KB闪存和12KBRAM存储；具有较高的抗干扰性，可以与其他2.4G网络共存；同时具有产生随机数AES-128的加密引擎；硬件支持网络级调试；可以作为ZigBee协调器，路由器或者终端设备。
硬件的主要设计包括家庭网关和终端节点的硬件设计，下面以家庭网关为例。
为了充分利用Android移动端的资源和高计算能力，家庭网关采用用ZigBee USB Dongle方式实现。Prolific公司的PL2303HXD芯片是一款支持USB转串口的桥控制器，可在Android系统上以USB形式来提供串口功能。
2.3 网关设计
（1）家庭网关软件设计采用了QT这款老牌嵌入式编程工具。控制网关方面QT同时也提供了大量的开发文档和WebKit引擎支持。
（2）设计ZigBee节点控制指令，指令格式：桢头+节电编号+模块ID+传感器ID+命令+桢尾。
（3）QT串口编程：QextSeriaIport类：该类主要是实现串口与串口间的通讯，通过函数openCom（）实现打开设备，再利用readCom（）实现读取串口指令（指令如图）。最后在setLightStates传递各个传感器输送的信号，读取的信息保存在数组中，由槽函数connect（）进行处理。
2.4 移动端与待机规律节能算法实现
移动应用端采用了安卓平台，为了提升移动端运行处理效率，故简化了传统智能家居驱动模块，采用了android-async-http开发框架，降低了数据压缩和排序压力。
关键的算法技术：用户家电待机规律节能算法。
【关键词】智能家电 交互设计 情感化设计 信息交互
1 交互设计在智能家电中的应用特性
1.1 以用户为中心的设计
交互设计以其人性化的设计与高科技理念相结合，越来越受到人们的欢迎。将交互设计应用到智能家电产品之中，能够让用户操作家电变得更加简便、更加快捷，从而给用户带来完美的技术体验。交互设计应用到智能家电中，保证操作界面的空间能够实现完整设计，完善功能模块，以用户为中心，保持界面与交互功能的统一性。例如智能家电产品跟以往的大型家电相比较，优点体现在功能层面在于其丰富性及完善性，如果将智能家电产品中单调的、传统的、机械的功能按钮用人机交互设计去重构，融合语音识别、指纹识别与简单的人机交互的方式，构建能够与用户直观互动的界面，将更利于用户在家居产品中的人性化操控。所以，针对智能家电来说，需要利用有限的空间来设计相应的互动界面，将软件与硬件智能的粘结，从而强化以人为核心的用户体验。
1.2 易用性是设计导向性
智能家电的交互设计界面需要能够被用户识别，要求设计相对简单，这就能让用户在实际使用过程中一目了然，如果设计的界面不合理，就容易使用户无法理解界面的实际内容，也无法明确使用意义，这就容易使用户对产品失去兴趣。设计的界面比较新颖、易用、易操作，用户自然而然会对这类产品产生浓厚的兴趣。跟传统的家电相比较，智能家电产品的功能按钮较少，在界面设计上就不会显得较为复杂。所以，我们在设计智能家居产品时，需要利用简单的声音与图形带给用户直观的美感享受，改善产品质量体验。
1.3 设计需要遵循有效有序性
交互设计在智能家电产品中的应用中，在设置好相应的功能之后，并不能马上体现交互设计的优点。主要是因为还没有进行合理科学的功能排序，这就会使得功能设置的性能无法完全体现，不能让用户感受到相应的使用效果。所以，有序的智能家电操作界面，便显得尤为重要。小型的智能家电不能像那些大型的家电产品一样，在可视的具体生效界面上设置功能。设计智能家电产品的界面，需要在能够产生强烈直观效果的非LED液晶上设计界面，在保证用户操作简便的同时，实现时效性。较为直观的界面设计手段，在交互设计之中，更加注重有效有序性，让产品具备简捷、简易性的同时，能够最大程度上拉近产品与用户之间的距离，培养和遵循用户的良好习惯，提升交互的沉浸感，体现交互情感化设计特性。
1.4 产品操作的快捷性
将交互设计应用到智能家电产品之中，能够有效体现设计的高效性与快捷性。在设计智能家居产品界面时，操作系统的快捷简便、功能的优化组合，都可以给用户带来更完美的体验。交互设计的基本目标是要使智能家居产品在实际使用过程中能够体现高效性，高效性主要是在用户的实际操作过程中实现。因此，我们在进行交互设计时，需要优化操作程序，让用户能够更加快捷高效地使用。使用户能够进行快捷简便的操作，就需要在设计智能家电产品的过程中，使用简单快捷的程序设置，在最短的时间内设计最完善的功能设置，从而提高用户的使用效率。
2 以用户为中心的智能家电设计的交互设计准则
随着交互设计理念的日益成熟，从人机交互在智能家电的应用中，单纯追求用户的审美体验逐渐向人性化需求过渡。设计中不仅仅考虑用户的背景、使用经验以及操作过程中的感受，还要设计符合用户心理需求的产品，即：“设计用于支持人们日常工作生活的交互式产品”。
智能家电的交互设计准则：首先是界面设计要去适配用户身体特征和操作习惯；然后是针对目标用户的使用场景进行设计；再次是减少产品功能信息层级；除此以外还有对用户行为的纠错和容错性，对用户操作及时有效的反馈等。
交互设计在满足用户方便快捷的使用需求前提下，向快捷方便的方向发展，让用户在实际使用智能家电产品的过程中，能够凸显互动性与参与性，这也是智能家居产品的设计原则。例如，剃须刀的界面设计就是一个简单交互设计，它利用小型的LED界面，内置相关制作好的动画与功能，用户可以通过输入关键字来观看相应的动画。用户虽然只能输入智能家电产品功能范围内的词汇，却能从更高的层面上带给用户全新的产品体验。以往的智能家电产品具有功能较为单一的缺陷，飞利普有效创新了剃须刀的设计界面，将触摸式的界面设计跟LED设计技术有机融合在一起。当剃须刀中的残留物过多的话，剃须刀就会提醒用户及时清理。这种剃须刀在进行充电的过程中，会出现相关提示图形，在不使用时，也能够自动切换到相应的保护模式之中。在如今绿色环保理念逐渐兴起的时代，越来越多的智能家电产品开始应用到交互设计之中，而且逐步实现了一物多用以及重复使用。就像是当前的手电筒可以通过充电来实现重复使用，如果在设计中增加了充电完成以及剩余电量的提醒，将会更加方便用户的使用。例如电吹风，将交互设计应用到电吹风中，可以在界面设置中预设好相应的造型与时间，让产品在使用过程中更加体现智能化。
3 结语
在物联网技术发展的冲击下，用户的行为习惯、思维方式都发生了巨大的转变，而对于智能家电产品的设计趋势将更倾向于安全、便捷、舒适、健康、环保，人机交互关系日益主动化、人性化、从而给用户带来更完美的产品体验。
参考文献
[1]曹阳，刘文静.交互设计在智能家电产品中的应用[J].科协论坛（下半月），2013，12：244-245.
[2]郝冀宣.交互界面设计在家电产品中的应用与展望[J].科技信息，2012，29：147-148.
[3]陈骁雄，张小平.智能家居电器交互设计研究[J].艺术科技，2015，04：226-274.
[4]孔超，许晓云.智能家居中的情感化设计策略探究[J].设计，2014，09：25-26.
作者简介
张爽，现为北京大学研究生。研究方向为交互媒体设计。
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