智能家居设计论文范文第1篇

（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

智能家居设计论文范文第2篇

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（2023）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. 2023（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）. 2023（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. 2023（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. 2023（10）

智能家居设计论文范文第3篇

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.2023.11.126

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。

智能家居设计论文范文第4篇

关键词：ZigBee；家庭网关；智能家居系统

传感器网络[1]、无线通信技术以及家庭计算机是智能家居系统设计的核心。智能家居是在家居设备数字化的前提下，以家庭网络化为基础达到家庭智能化的目标。家庭内部组网是将一个个家居子系统互联起来形成一个网络，实现设备节点间的信息交换和资源共享，使得智能家居系统成为一个有机的整体，本文从应用角度阐述了基于ZigBee无线通信技术的智能家居系统的现实意义。

1 ZigBee技术

ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低速率、低功耗、低成本、高可靠性的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输。无线网络技术的灵活安装及可移动性特点，使其越来越多地被应用于智能系统中。现有的无线通信技术主要有蓝牙、WiFi等，ZigBee 无线通信与它们相比如表1所示。

表1 ZigBee、Bluetooth和Wi-Fi比较

技术指标 ZigBee 蓝牙 Wi-Fi

网络节点 64000 7 32

传输速率（Mbit/s） 250 1 1

能耗 低 较高 高

工作频率（GHz） 2.4 2.4 2.4

通信距离（m） 10-75 10 100

2 智能家居系统

与传统家居系统孤立、静态、被动的特性相比，智能家居有三大优势：第一，是一个有机的整体。将家庭内部各子系统之间联系起来，并使家庭与外界联系起来；第二，是一个动态的系统。如人们忘记关窗，每逢刮风下雨便会担心，如果窗户能够动态的感应到天气变化，刮风下雨时可以自动关闭，人们便不会有这样的担心；第三，是一个能动的系统。系统不只是被动的接收控制指令，同时还会根据环境的变化和用户的习惯喜好自动做出相应的调整，从某种程度上体现出智能性。

智能家居系统一般包括3个部分，即家庭内部网络、家庭外部网络以及家庭网关[2]。用户可以利用智能终端、个人电脑等通过互联网、3G、GPRS等网络登录到家庭网关，进而通过家庭控制器（协调器）利用无线射频技术控制设备节点并接受来自设备节点传感器的信息。组建家庭内部网络使家里的电器、数字设备等联系起来，配置相应的协议使得各设备节点之间可以进行信息交换和资源共享。智能家居系统的总体架构如图1所示。

2.1 家庭网关的作用

家庭网关是用来实现基于ZigBee协议体系构建的家庭无线网络与外部的TCP/IP网络、GPRS、3G之间的不同协议转换的，完成不同网络体系的互联。从整个系统的结构上看，家庭网关是家庭内部无线网络与外部网络之间的连接点。

2.2 分布式家庭控制网络

在构建家庭网络的过程中采用基于ZigBee技术的分布式控制网络[3]。在这种网络中具有两个以上的控制器，这些控制器在网络中扮演着同样重要的地位，可指定其中的一个控制器作为总的网络协调者。因为各个控制器是平等的且每个控制器都有自己一定有限的工作范围，所以当一个控制器因故障无法正常工作的时候，只是影响了它管辖下的本地设备及相关的一些非本地设备的工作，不会导致整个系统陷入瘫痪而无法工作的状态。这既是分布式控制网络最突出的优点，也是非常符合智能家居控制的特性。

3 系统硬件设计

系统硬件的设计主要包括家庭网关和各设备节点应用模块的设计。

3.1 家庭网关的设计

网关的硬件设计是以 MPC850微处理器为核心构建的，根据智能家居的实际需求实现了以太网、RS485、USB 接口、RS232 等。具体的电路不同模块的设计包括Flash内存设计、串行接口设计、复位电路设计、时钟电路设计、USB接口设计和电源设计等部分。由于Flash和Boot ROM分别采用16位和8位口，Boot ROM连接WE0、Flash连接WE1。可通过RESET进行复位，系统上电时复位Flash和Boot ROM。以太网MAC采用MPC850模块的 SCC2。系统上包括以下几种复位源：MPC850内部复位、调试口复位、复位按钮复位、主电源复位。家庭网关是5V直流电源供电，当设备需要3.3V电源时，通过DC-DC将5V转换为3.3V。

3.2 各设备节点应用模块的设计

采用盛方SF-CC2430模块进行。SF-CC2430模块采用了德州仪器（TI）ZigBee射频芯片CC2430-F128，片上集成了高性能8051内核、ADC、USART等，同时支持 ZigBee协议栈。本文以窗帘自动化控制为例，简单介绍各设备节点应用模块的设计。该模块实现窗帘的自动控制功能，如图2所示。通过家庭控制器（协调器）主节点将来自于上位机（智能终端、PC）的步进电机控制指令发送到步进电机控制设备分节点，再由设备分节点控制步进电机的运行状态（时间、方向以及速度等）。

4 系统软件设计

只有在用户智能终端，如手机、个人电脑、遥控器等其他设备上进行应用软件设计，才能真正形成具有实际应用价值的整个智能家居系统[4]。本文以典型设备程序流程为例，讨论智能家居子系统软件开发的的主程序的运行流程。图3为家庭控制器的程序运行流程图。图4为设备节点的程序运行流程图。

5 结束语

提出基于ZigBee技术的无线通信技术智能家居的解决方案，完成了系统架构、硬件、软件设计，以电动窗帘自动控制、家庭控制器程序流程和设备节点程序流程为例详细探讨了系统硬件和软件的设计。

[参考文献]

[1]王雪.无线传感器网络测量系统[M].北京：机械工业出版社，2007：：37-324.

[2]马倩倩.ZigBee无线通信网络技术在智能家居中的应用研究[D].武汉：武汉理工大学，2007：34-42.

智能家居设计论文范文第5篇

关键词：智能家居 家庭自动化 设计方案 01背包算法

中图分类号：TP273+14 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2023）10-0182-02

智能家具的概念最早诞生于美国，最早被运用于实践的是一幢1984年美国联合科技公司的旧式大楼。它是以住宅为平台，兼具建筑设备、通信网络、信息家电和设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、安全、便利、环保的居住环境。随后，人们对智能家居的定义进行了一定的归纳和总结――利用电脑、网络和综合布线技术，通过家庭信息管理平台将与家居生活相关的各种子系统有机地结合为一个共同的系统。

1 智能家居技术初探

1.1 ZigBee技术

ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术，对于在一定空间范围中的智能家居有突出的优点与贡献。ZigBee模块是一种物联网无线数据终端，利用ZigBee网络为用户提供无线数据传输功能。该产品采用高性能的工业级ZigBee方案，提供多种实用接口，实现数据透明传输功能；ZigBee的使用功耗十分低，最低功耗小于1mA；可实现数字量输入输出、脉冲输出。ZigBee技术在智能家居的掌控性与使用性方面起到了莫大的作用。

1.2 电力载波技术

电力载波通讯即PLC，是英文Power line Communication的简称。电力载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。其最大特点为：不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。这无疑使电力载波技术成为了解决智能家居数据传输的最佳方案之一。同时因为数据仅在家庭这个范围中传输，远程对家电的控制我们也能通过传统网络先连接到PC然后再控制家电方式实现。电力载波相对于ZigBee来说传输速率还要快，但它的缺点是现有配电变压器对其信号有阻隔作用，这局限了它的传送范围；其次三相电力线间有很大的信号损失，导致设备运行的不稳定性，这也是为什么电力载波技术有诸多优点，在智能家居的应用方面却不能取代ZigBee的原因。

1.3 智能家居在中国

20世纪90年代末，智能家居才逐步走进国人的视线。我国智能家居的建设最初始于广州、上海、深圳等沿海一线城市，之后渐渐向内陆地区发展。人们起初对智能小区这一新兴事物的热情空前高涨，但由于（1）智能化小区缺乏统一的技术标准；（2）智能化相关产品不成熟；（3）房地产开发商盲目追求；（4）智能化专业知识欠缺导致的鉴别能力不足等原因，造成部分建成的小区智能化系统运行不正常、使用频率不高、系统维护无法跟进，没有达到预期的效果。

为此，建设部住宅产业化促进中心颁布了《全国住宅小区智能化系统示范工程建设要点与技术导则》等系列文件对智能小区的建设加以指导。智能家居发展水平较高的上海市也成立了智能建筑试点工作领导小组，并适时颁发了《上海市智能住宅小区功能配置大纲》。近年来，随着科技的发展和普及，人们对智能家居有了理性的认识，智能家居也在不断地在中国得到完善与进步。

2 我们身边的智能家居

2.1 智能家居的基础设施

2.1.1 路由器

路由器是连接因特网中各局域网、广域网的设备，被称为互联网络的枢纽。不少家庭现在已经使用路由器实现了无线网络覆盖，在家中使用手机、平板电脑等智能设备方便地连接到网络。现今，路由器正朝着更加智能的方向发展。

2.1.2 智能开关

智能开关是指利用控制板和电子元器件的组合及编程，以实现电路智能开关控制的单元。它和机械式墙壁开关相比，功能特色多、使用安全，而且式样美观。打破了传统墙壁开关的开与关的单一作用，除了在功能上的创新还赋予了开关装饰点缀的效果。

智能开关被广泛应用于家居智能化改造、办公室智能化改造、工业智能化改造、农林渔牧智能化改造等多个领域，极大节约了能源，提高了生成效率和降低了运营成本，真正的做到了智能行天下。

2.2 智能安防

智能化安防技术的主要内涵是其相关内容和服务的信息化、图像的传输和存储、数据的存储和处理等等。一个完整的智能化安防系统主要包括门禁、报警和监控三大部分。一些新建的小区多半会采用门禁的方式来保证业主的安全，一般采用智能家居的用户则会采用装有自动报警的防盗门，少部分设有摄像装备，以防自己不在家也能通过手机等设备，观察家里的动向。

一个比较常见的智能安防实例便是智能指纹锁。指纹锁依赖的重要载体便是指纹，指纹是手指末端正面皮肤上凹凸不平的纹路。尽管这只是人类皮肤的一小部分，但它所蕴含的信息量却十分巨大――这是因为这些纹路在图案、断点和交点上各不相同，在信息处理中这些被称作特征。智能指纹锁正是运用了指纹的独特性而创造出的智能安防产品。

2.3 智能电器

智能电器，在现代家居中应用广泛，如智能灯具、电冰箱、空调等。

3 智能家居设计方案

针对目前智能家居发展迅猛的趋势，笔者在此尝试为家庭实例设计智能家居方案。本设计方案从现有的一些设计思路出发，分析了现在市场上较为热门的一些智能家居产品，并采用了算法设计中经典的01背包算法计算解决出一定预算下的最优方案。

3.1 智能家居设计的普遍思路

D1为一般家庭的智能家居设备连接图。若对于自己家的户型不想大的改动或修正，即可采用上述图的简便方式来达到使家居智能的目的，通过家居的更换与开关的代替。若是像新房子或偏大的户型，则可采用铺设网线，使整个家居一体化的方式，来完全达到智能家居的目的。

3.2 算法应用与采购方案

在01背包算法中，采用一维数组c来存放物品体积，一维数组w来存放物品价值。除此之外，采用二维数组f存储计算结果――其中f[i][v]来表示前i件物品，（选择其中一部分）放入一个容量为v的背包后可以获得的最大价值。程序使用递推公式f[i][j]=max（f[i-1][j]，f[i-1][j-c[i]]+w[i]）来完成计算。

针对本课题的现实意义，笔者对01背包算法进行了修改。采用一维数组c来存放商品价格，一维数组w来存放物品所带来的幸福感，二维数组中的f[i][v]则表示前i件物品，（选择其中一部分）购买，所花价格上限为v后所能获得的最大幸福感。递推公式与经典01背包相同。

4 结语

4.1 结论与收获

通过本课题的研究，我有如下体会和收获。

一是通过对智能家居幸福感算法的设计，对01背包算法有了更多的了解和认识，并学习了C++语言的基础知识。

二是对智能家居市场的调查，给我自身的数据提取能力和分析能力有了一定的提升，对目前的智能家居有了一个大致的了解。除此之外，本课题的设计到研究，使我了解并掌握了论文提纲设计等相关知识和文献阅读等研究方法。

三是明白了科学来源于生活，而应用于生活，通过一系列的调查与分析、计算与总结，灵活运用01背包算法，将其运用于实践上，虽然有不足，但可以解决一些资金不足问题，在一定范围内，使你的资金发挥最大价值，让你物有所值，只有在生活中合理恰当的运用一些我们学到的科学知识，才会提高我们生活水平与效率。

4.2 不足与展望

虽然本文所提出的方法具有较为广泛的应用价值，但该方法进行了一系列简化。在实际情况中，购置智能产品并设计智能家居还可能出现更为复杂的情况。

一些产品之间可能存在依赖性。例如智能插座依赖于Wi-Fi网络连接，那么必须在购买智能插座的同时购置路由器。仅购买智能插座，则它无法发挥任何效用。本文所提出的方法未将这种情况纳入考虑。一些产品的功能可能互斥。例如购置了智能路由器之后，便不再需要普通路由器，它们的功能有所重复，但本文所提出的方法并没有排除两者同时购置的方案。一些产品组合购置，可能会产生更大的幸福感……

这些在实际情况中可能出现的复杂情况，还有待通过算法的修改和优化来解决。背包算法是算法设计中的一个经典模型，目前对于背包算法已有不少研究。这些研究成果，对于本文尚未解决的种种情况有很大借鉴价值。

参考文献

[1]高小平.中国智能家居的现状及发展趋势[J].低压电器，2005（4）：18-21.

[2]张桂青，鹿曼，汪明，等.智能家居的“春天”来了[J].计算机科学，2023，40（06A）：398-402.