文摘
随着计算机技术和自动化技术的快速发展,现代室内艺术设计吸引了越来越多的关注。本文选择BIM技术和无线个域网技术,具有低成本的优势,低功耗,低复杂性,等等,并且可以用于建立室内艺术设计的通信协议和家庭无线网络,从而达到住宅舒适和无线数据安全传输和方便,实时监控。本文从许多环境舒适性密切相关的参数,如温度和湿度、光、空气和清洁,并进行调查在智能住宅的舒适和现代室内艺术的欣赏;探讨BIM和安全的无线个域网和AES算法从特定的实现过程;根据家庭的内部特征和密码要求,构造一个智能家居的安全网和加密,以确保家庭信息的安全传输;完整的现代艺术设计的控制器。硬件和软件构造,web服务器构建在Linux上,使用CGI接口调用,从而连接web服务器的终端设备轻松控制。测试证明该控制方案可以正常工作在实验室网络,这对实际工作有很大的指导意义。
1。介绍
智能家居也被称为家庭自动化、数字家庭,家庭网络,和许多更多。其具体内容如下:智能住宅是基于宽带网络的社区,建立了分户管理系统和一组通过室内网络条件,旨在为居民提供服务生命系统、结构、服务、管理等,创造一个舒适、安全、便捷的生活空间为用户(1]。国内外关于智能家居相关理论始于1970年代,大多数当前的研究主要是在发达国家2]。世界上第一座智能建筑始建于康涅狄格,美国。那时,只做了一些修改一个古老的建筑,通过计算机监测和监测建筑的空调,电梯,和照明设备,以及语音通讯、电子邮件、情报等。3]。随着通讯和信息技术的发展,如今,一组总线商业通讯设备,家用电器和安全设备提出了。更成熟的地区如美国和东南亚也先后推出了不同的智能住宅设计,和在美国,日本,新加坡,和其他地方,也有聪明的房产开发(4]。然而,因为每个国家都有进行的研究相对较少,其研究和发展目的和营销策略是不一样的,所以在中国没有统一的标准。
中国的室内艺术设计急需BIM技术。BIM技术实现了一个集成设计平台的操作从架构到室内艺术设计,材料建设,等等,这也会成为一个室内艺术设计改革的必然趋势。随着装饰行业发展的核心竞争力,BIM技术促进建筑装饰的创新技术,和越来越多的公司开始研究BIM技术可以应用于室内艺术设计。目前,BIM技术的研究取得了一定成果,但BIM +无线个域网技术的应用室内艺术设计的发展和应用较少。如果BIM +无线个域网的设计与室内艺术设计,它应该有很高的应用价值,室内艺术设计的发展。
与国外相比,国内的智能家居和室内艺术设计的发展是相对落后的5]。他们中的大多数引进外国技术和尚未形成一个完整的规范,但各种制造商开发了自己的智能家居,如清华同方公司的电子数字家庭,海尔的“ejiajia”,科龙公司的“现代家庭信息管理中心”等等(6]。“家庭网络平台”(即。,the e-home system) and “Information Equipment Resource Sharing and Collaborative Services” (i.e., the top ten editions) issued by the Ministry of Information Industry have become one of the nationally recommended industry standards. At the security exhibition in Shenzhen, many manufacturers of door control equipment exhibited their “smart home products,” such as “Bticino” and “Fujian Guanlin” from Victor Legrand, “Smart Home Terminal” series products, “HS360 Information Machine” of Kejia Company, “Juyi Smart Home” of Xiamen Zhenwei Company, and so on. At the “China” public security exhibition in Beijing, China, the concept of smart home is no longer limited to the concept of one or a few companies, but more pushed to the entire smart home field. In recent years, Chinese enterprises have successively launched intelligent homes that meet actual needs, and integrators, developers, and decoration companies have rich practical experience [7- - - - - -10]。因此,如何构建高效、低成本的住房在当今世界已成为一个研究课题。在家庭网络的有线和无线两种方式实现家庭内部网络(11]。与有线网络相比,无线网络不仅可以节省的成本和人力总线路还具有灵活性,更适合家庭网络通信的特点(12]。无线技术的不断发展,其发展将不可避免地产生巨大推动力的广泛使用。
本文的研究内容包括以下:基于BIM技术,嵌入式技术、无线个域网技术、网络技术以及其他技术和研究其总体规划和架构。本研究主要是调整各种参数与舒适性和室内艺术设计查看,如温度和湿度、光、和空气清洁,为了实现房子的舒适度。
2。室内设计系统的总体方案
本文使用BIM +无线个域网技术实现艺术和舒适的设计基于室内四维空间,包括室内环境、家具和装饰。
2.1。BIM技术协同设计和相关的修改
女子是一个完整的、大规模计算机文档,将各种专业设计材料集成到一个项目(13,14]。同时,各学科之间的合作也将实时上传各种系统的设计数据并将它们集成到一个系统。如果你想改变一些细节的室内空间,您只需要稍微改变模型。这个方法不能减少修改的数量,但可以大大提高修正的效率。例如,在室内空间的平面图在一楼,只要相关的立管平面图调整参数信息,系统会生成新的地板计划,海拔,节点的细节,和部分。
BIM技术已应用于内部各种专业的艺术设计,所以当编译项目的主文档,可以安排工作根据自己的工作经验15]。在内部空间中,不同学科之间的协同设计是基于平台,及时更新反馈信息及时,并使用一个完整的接线方式共享信息(16]。一旦建立了一个模型,所有相关文件及时反馈给用户,确保每个规程设计信息是正确地传输和显示。BIM-based室内设计如图1。
2.2。内部网络拓扑结构的选择
有三种网络模式的无线个域网:星形网络,树网络和网状网络(17]。智能住宅,每个节点的通信间隔相对较近,而且没有需要使用路由器扩大覆盖率。与此同时,家用电器的位置和数量也容易改变。因此,在智能住宅系统中,大多数的信息传播在主控制器与其他端点。根据国内情报的特点,使用星型拓扑设计家庭无线网络。
2.2.1。系统功能模块划分
根据智能家居功能需求的分析,我们可以把内部网络的智能家居系统分为五个模块,即舒适控制模块、电机控制模块,火灾报警模块、安全访问控制模块,和三米高设备模块,如图2。每个模块包含控制子模块实现各自的功能,并控制子模块无线个域网终端节点。每个终端节点交换数据与主控制器的智能家居系统的需求和接受主控制器的控制命令。
在当前的室内设计中,电气控制等技术,火灾报警,访问控制、和three-instrument控制相对完整,商业化的趋势和应用已经逐渐形成。这也是一个新课题,近年来刚刚出现。许多技术仍然需要改进和升级。未来的发展趋势,现代艺术设计公司以舒适控制模块将在未来的家庭中占有重要的地位。因此,与其他控制单元相比,舒适和观看的控制应用更为重要。本文主要侧重于室内舒适和查看和详细分析方面的温度和湿度,光,空气清洁,等等,以达到舒适的目的和美丽。
2.3。室内环境控制
2.3.1。温度和湿度控制的实现
温度和湿度控制节点设计本文主要由五部分组成:CC2430无线收发模块,温度和湿度数据采集模块,红外发射机模块,电源模块,和调试接口。结构图如图3。温度和湿度的控制主要包括温度和湿度等信息的收集,然后传输到主控制器的信息内部无线网络,主机接收到的信息处理和比较,最后,适当的控制算法由模糊控制算法计算值然后传送控制温度和湿度控制,然后,控制点传输控制命令。
2.3.2。实现光的控制
照明控制装置可以实现全自动操作。根据不同时期,不同情况下如白天,晚餐,和晚上,自动显示不同的图片在一段时间内。转换为不同的屏幕和执行相应的操作,如图4。
白天,房间里的光传感器收集数据,和运动检测器确定是否有任何人在房间里。光控制点将传输和动态检测信息到主控制台,和主控制台将检测根据运动信息来确定是否有一个人在房间里,然后比较收集光信息与用户的偏好。如果下雨或窗帘的尺寸不能调整,以满足用户的偏好,该系统将发出相应的照明调整命令根据室内照明条件调整房间里的灯光。在用餐期间,主要控制系统将问题适当的指令关闭和灯根据房间的照明条件下,创建一个柔软舒适的照明环境,允许用户得到充分的放松和休息。晚上,主控制系统将发出一个指令关闭窗帘,同时,照明和运动检测的信息将反馈给主控制系统。节点发出照明命令,这样房间可以点燃并自动关闭。当用户想要睡觉时,他可以手动关掉灯在活动区域,这房间里的光线变化从亮到暗,然后一个小灯打开,一分钟后就会消失,这样用户不必在黑暗中碰它。此外,该系统还可以为用户设计各种特殊的场景,比如聚会和家庭影院的场景。不同的场景有不同的预设的灯光,用户可以根据自己的喜好调整它们。
整个系统是个性化的,可以根据用户的需要调整。与此同时,合理使用自然光,在无人居住的地方,灯光会自动关闭,从而实现节能。
2.3.3。实现空气清洁度的控制
该空调净化系统全面控制室内净化作为一个整体。其中,终端与气体传感器设置在房间里,和终端节点负责收集数据的房间里的空气和加工电子,然后,系统调整的系统,然后广告CC2430的销。一个执行模拟/数字转换,最后,终端数据传输到主机控制器。主机比较和分析接收到的数据与预设空气质量数据符合标准和清洁控制节点发送一个指令。然后清洁控制节点会打开或关闭通风设备实现自动通风过程而不影响其使用。日常活动的用户可以造成任何干扰,以保证房间的清洁,让用户享受健康和新鲜的室内环境,如图5。
2.3.4。实现室内艺术设计的颜色匹配
室内艺术设计最重要的是美丽的设计,所以你应该多注意颜色匹配策略。经过长期系统的研究,逐渐形成了标准设计类型的室内装饰。
例如,现代简约风格,欧式田园风格,北欧豪华风格,光和欧洲田园风格通常类似于地中海装修风格。当使用这对住宅装修装饰风格,房间的主色调通常是选为蓝色。蓝色将给房间带来新鲜的感觉。然而,当使用这种装饰风格装饰,装饰的主要颜色是不固定的。例如,粉红,黄色,蓝色通常使用在欧洲田园风格,但在选择颜色的亮度时,选择明亮但不太华丽的颜色;白色的颜料往往是结合使用的颜料,这样的颜色给人感觉明快温暖的感觉。
色彩的和谐主要是指选择一个房间的颜色为主要颜色颜色的过程中设计的房间。它还需要与其他颜色相匹配,在此基础上提高房间的设计感和立体感。完美融合的颜色可以使房间看起来更舒适的整体色调和进一步改善居民的生活经验,所以居民可以有一个快乐的心情。如图“室内的角落”6。
2.3.5。软装饰在室内设计的实现
软装饰材料的结构装饰室内,可以美化和装饰。软装饰叫做第二装饰,这表明,软装饰是第一次装修的进展,生产加强第一装饰的效果。软装饰的特点是装饰,美化,可移动,可拆卸。软装饰材料的构成主要包括装饰绘画、装饰饰品、装饰花、窗帘、沙发等等。这些项目的组合是用来优化空间和取得更好的室内艺术效果。软装饰材料的使用需要综合考虑很多因素。在具体施工过程中,必须充分考虑室内艺术效果和装饰风格融入它,从而达到室内装饰与艺术风格的影响。此外,软装饰材料在引发大气中可以发挥的作用。例如,通过挂画、装饰品等,艺术效果可以更好地突出显示。由于软装饰材料的更换很容易,在使用的过程中,现有的风格可以改变通过替换项目组建一个新的室内艺术风格。可以看出,软装饰材料中扮演重要角色的创建室内艺术。
本文在设计软装饰时,匹配的原则与室内软装饰艺术风格,保持软、硬协调,强调软装饰的重点在应用程序应该满意。室内软装饰设计如图7。
2.4。室内设计主控制器
主控制器的电路设计包括外围电路、人机接口电路和接口电路。结构图如图8。
在智能家居中,外部电路的基本电路,实现主控制器的工作,包括电源电路、系统复位电路和存储电路。该计划使用FLASH和内部两种内存,使用64 NANDFLASH单片机K9F1208闪存,和使用两个16位的SDRAM单片机组成的32位的SDRAM HY57V561620BT-H接口。使用的人机界面系统可以很容易地实现主控制器的控制和调整,并使用的人机界面部分包括测试液晶显示器和JTAG接口。LCD采用3.5英寸的TFT液晶显示触摸屏,尤其是TD035STEB2解决 。
2.4.1。以太网接口电路
智能家居的主要控制系统采用ARM芯片S3C2410为核心。它没有以太网的连接方法。为了扩大网络的连接,CS8900A使用。CS8900A有两种工作模式:内存模式和输入输出模式。使用内存模式的优点是简单和容易使用,阅读和写作,但其硬件的连接更为复杂。IO的阅读和写作方法是复杂的,但其硬件接口相对比较容易,CS8900A启动或重新启动之后,它的默认状态是这样的。选择输入和输出的方法。在此基础上,数据总线、地址总线和控制总线用于实现以太网网络之间的互连和CPU。第一个16位(数据(15:0))的S3C2410连接CS8900A的SD(15: 0),因为CS8900A ADDR(19: 0)连接到以太网控制器CS8900A的SA (19: 0)。CS8900A的处理速度是超过S3C2410,它可以使用nWAIT方法提高访问时间。 This scheme uses ADDR24 address line, that is, CS8900A’s read and write controller: nIOW and nIOR, and its specific lines are shown in Figure9。传入的信号将达到CS8900A。RXD和RXD +以太网差动接收器和差动传动终端。
2.4.2。无线收发模块电路
无线传输/接收晶体管CC2430全8位端口,而P2只有5位。所有21个IO针能够应对外部干扰和干扰IO端口引脚外部设备的情况下,可以使用外部干扰睡眠醒来。在这个方案中,使用串行通信技术CC2430和S3C2410微控制器之间。CC2430和S3C2410传输连续的输入/输出端口P0.2 CC2430通过串行传输端口TXD1和传输的串行接收端口RXD1 S3C2410通过P0.3 CC2430和S3C2410可以交流。
2.5。嵌入式操作系统的结构
由于内存容量的限制和其他资源的嵌入式系统,在开发环境中很难执行,所以我们采用主机/对象模型在做嵌入式开发。主机是有更多的软件。目标机系统是一个真正的嵌入式系统应用。程序编译原始的平台上,可以在目标平台上运行不同的架构是交叉编译。交叉编译程序不能原来的平台上执行,但只能在目标平台上执行。所使用的编译器编译这样的跨平台的程序是一个交叉编译器,所以生成一个程序在目标计算机上运行,必须建立一个交叉编译环境在主机电脑。在本文中,我们选择Linux操作系统,操作系统安装在主机是Red Hat 9.0。主机需要标准的串行端口,以太网端口,并在硬件并行端口,引导装载程序和目标计算机的启动程序,Linux内核和文件系统所需的软件。Linux使用GNU工具,开发人员工具链编译为常见的体系结构,可以从网上下载。通过编译工具链,可以建立一个交叉编译环境。 This paper uses the cross-2.95.3.tar.bz2 package to establish a cross-compilation environment.
2.6。CGI动态交互技术
CGI软件分为两个主要部分:软件和HTML。CGI能够支持Linux、Unix、Windows等,在很多方面,可以完成不同编程语言如C、c++和Perl。在嵌入式系统中,Perl和其他语言通常不习惯,和这种软件也需要一个辅助程序,消耗大量的内存。C C是最常见的一个,但不太适合写代码喜欢CGI,因为它的代码非常复杂。然而,已经有许多开放源码的C语言库来支持CGI的发展。本文选择CGIC, C语言是一个开放源码,支持CGI。最新的CGIC代码是2.05,可以压缩后的源代码中找到。
2.7。无线个域网网络的安全服务
在无线个域网网络架构中,最低的两层内部(PHY, MAC)使用IEEE 802.15.4标准提供服务,最重要的是定义的NWK和APL层无线个域网联盟。PHY层提供了最基本的无线通信功能;MAC层提供了一个单跳,可靠的设备之间的联系;NWK层提供了多次反射,与不同的拓扑构建无线个域网网络路由功能;APL层包括应用程序支持组件。APS ZDO可以提供服务和应用程序,而APL提供应用程序和ZDO密钥设立、传输和设备管理服务。无线个域网安全体系结构使用内部IEEE 802.15.4,提供服务的安全服务使用这些安全服务加密传输数据,并提供身份认证和密钥管理等功能的设备访问网络。无线个域网协议提供安全机制三个协议的MAC层,NWK, APS,每一层实现安全保护框架的这一层。此外,APS层还负责建立和维护安全的关系,和ZDO层负责管理安全策略和安全设备的配置。
无线个域网的MAC层使用高级加密标记的算法(AES)加密。该算法使用一块128位作为一个参数,和密钥长度也选为128位。它是根据内部IEEE 802.15.4协议提供服务和无线个域网进行扩展以确保机密性、一致性和MAC层帧的真实性。MAC层负责自己的安全处理,但它是由上层决定采用什么样的安全水平。无线个域网提供了一个基于128位AES算法的安全解决方案。其中,ccm - 128和中国工商银行- mac - 128支持128位分组长度和关键。
3所示。实验调试
3.1。端点调试
终端节点的软件设计采用模块化设计。每个功能模块是相互独立的,所以在调试时,对应的代码生成的二进制文件下载到相应的终端节点。的温度和湿度控制节点为例,调整终端节点。终端节点的调试过程包括三个部分:程序编译程序编程和调试结果。
3.1.1。程序编译
ZigBee协议栈的选择一个简化msstatePAN从深圳徐和公司。这个协议是基于msstatePAN协议栈开发的李斯密西西比大学的教授是由改善等代码的底层硬件。之前,我们编写了一个控制软件对温度和湿度控制的PC, temp-humi_control。h和temp-humi_control。h,和删除文档,其中包含的主要功能项目。
3.1.2。程序下载
使用USB接口开发板连接到电脑,然后打开SmartRF04Prog。exe,选择目录Flashimage rfd对象的列,然后打开电源的温度和湿度控制组件,然后单击SmartRF04Prog执行运算。exe rfd转换。目标文件是终端的开发板。
3.1.3。调试结果
软件安装后,接下来要做的就是测试终端。温度和湿度控制模块连接到PC机通过串行线模块的电源打开,和串行调试辅助程序,串行COM1, 57600波特率,校验位,数据位,停止位1设置和显示在电脑上,如图10。
3.2。主控制器的调试
其中,网络服务器的操作和S3C2410之间的沟通问题,并相应地CC2430需要测试。
3.2.1之上。美国银行服务器调试
美国银行服务器的测试方法是使用FTP传输协议,转让的主要文件通过一种fxp软件/ var / www文件,然后将索引。html到这个文件夹中。启动控制台,打开游戏,在其地址类型192.168.0.115 (P,类型ifconfig特大型发电厂),然后点击按钮弹出页面。
3.2.2。串行CGI编程的纠错
S3C2410和CC2430以串行的方式相结合。与CC2430相比,S3C2410的串行接口调用一个连续函数在Linux中。因此,关键是要确定CGI编程可以调整,也就是说,在CGI编程格式。
CGIC CGIC库移植后,串行CGI编程测试。CGIC迁移之后,您可以使用cgictesr。cgi检查CGIC。确认过程如下:cgictest副本。cgi和捕捉到/ var / wwwcgi / bin /目录/目录,然后输入一个URL在主人的读者:http://192.168.0.115/cgi-bin/http: / /cgitest.cgi.com/,点击进入查看成功操作。
室内艺术设计本身而言,BIM技术和无线个域网的应用起着重要的作用和深远的意义在降低成本,缩短设计周期和设计协作。因此,它的现实意义进行深入研究室内艺术设计的发展BIM +无线个域网和扩大范围和适应的范围,这是现实意义的室内艺术设计水平的提高。
本文的目的是完成整个家庭智能监控的功能和艺术设计系统。在实验中,该软件是用来测试整个系统的性能,以及协调和监控终端,分别用作执行功能房间的每一部分电脑检测。使用接口类型空调按钮,室内空调的温度可以调节,和灯按钮可以用来调节灯泡的亮度。同时,可以根据个人喜好,设置各种参数,计算机可以自动运行。最后,通过实验和分析每个终端能耗的监测网络,每个节点的工作寿命周期,这对减少能耗奠定了基础;所有功能的实验室内进行,包括PC和移动终端功能演示的室内艺术设计系统的性能BIM +无线个域网。
4所示。结论
通过智能家居系统的研究和艺术设计,分析其未来的发展趋势,认为,舒适,方便,和观看是未来发展的趋势。论文的主要工作包括以下几点:(1)通过各种无线技术的比较和分析,选择无线个域网技术构建一个智能无线网络;在此基础上,以家庭为基础的智能住宅的总体方案和体系结构(2)环境参数如温度、湿度、光照、空气清洁,和查看详细程度进行了分析,提出了每个节点的具体结构,并讨论了温度和湿度的控制算法深度,和软件。通过调节室内温度和湿度,光照,空气清洁,和室内艺术设计查看学位,舒适,装饰生活空间的目的是实现,这样用户可以随时享受舒适的生活体验(3)操作系统移植到主控制器,建立了web服务器,和CGI技术用于实现家庭网络的远程监控,并进行实验
数据可用性
本文中使用的数据集可从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称,关于这项工作他们没有利益冲突。