家庭智能用电的研究与实现.doc

家庭智能用电的研究与实现 1 选题的背景以及研究的意义 1.1 选题的背景 智能家居(Smart Home)的概念最早出现于美国，它一般指将家庭中各种与信息相关的通讯设备、家用电器和家庭保安装置，通过传输技术连接到一个家居智能化系统上，以实现监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家居设施与住宅环境的和谐与协调。 智能家居系统作为一个完整的系统，其结构和功能是相当复杂的，整系统的建设需要涉及许多方面，但无论如何复杂，其基本思路在于，通过网络把各种家居设备连接起来，实现各种家居设备的双向交流，从这个层上讲，智能家居包含3类设备:智能家电、总线连接器和家居控制器。 智能家电是指将先进的控制技术、网络技术以及通信技术应用于传统家电，使家电具备智能化和信息网络化功能。与传统家电相比，智能家电不仅具有使人类生活更为舒适、安全、有效、方便的传统功能，还由原来被动静止的物体转变为具有主动智慧的工具，提供全方位的信息交互功能，优化人们的生活方式，增强家居生活的安全性。无论是新型家电还是传统家电，其整体技术都在不断提高。家电的进步，关键是采用了先进控制技术，从而使家电从一种机械式的用具变成一种具有智能的设备，智能家电体现了家电必威体育精装版技术的全貌。毋庸置疑，现在整个社会正在向数字化、信息化、网络化的方向发展，智能家电是家电产品发展的必然趋势。家电在跨过了机电控制、电子控制、程序控制和智能控制的技术台阶后，必然发展成为通过网络获取知识、交换信息、协同工作的新一代智能家电。无论是在国际上，还是在国内这股潮流都已经得到了充分的验证。目前市场上的少部分高端智能家电都已经具有蓝牙信号接收、传输接口，能够主动将自身状态信息送入控制器，同时在控制器发出命令后能够自动执行动作。这就为智能家电控制器的开发提供了良好的基础。智能家电系列产品包括：空调、热水器、洗衣机、洗碗机、灯光、背景音乐、电动窗帘等。 1.2 选题的意义 根据国家电网公司2010年6月发布的《智能电网关键设备（系统）研制规划》，2009—2010年国家电网需要完成以下任务：研制标准化的智能家庭网关；实现家电的网络化通信；实现家电的信息化通行等。2010—2011研制智能家电的控制器以及家庭能源管理系统(HEMS)。 随着我国智能电网建设的展开，智能用电作为智能电网的重要环节也越来越多的得到重视，智能家居是智能用电的重要组成部分，已被列入研究计划。家居控制系统作为智能家居系统的重要组成部分，无疑是其中的重要技术手段和今后社会的基础信息结点。开发智能家居相关产品不仅能够满足人们生活的需要，对整个社会信息化进程的推动作用也不可忽略。因此，基于DSP的智能家居控制器的研究顺应国内外发展趋势，具有重要的现实意义。 2 本课题研究领域国内外的研究动态及发展趋势 2.1智能家居控制器的国内外动态 自从1984年世界上第一幢智能建筑在美国出现后，美国、加拿大、欧洲、澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居的方案。智能家居在美国、德国、新加坡、日本等国都有广泛应用。目前已出现在市场上的智能家居控制器产品主要有:美国的X-10系统 、德国的EIB系统、 新加坡的SX系统， 由于智能家居的诱人前景和巨大市场，尽管国外市场真正启动也尚需时日，但并未能阻止企业去争食智能家居市场。 在国内，智能家居不是一个单独的产品，也不是传统意义上的“智能小区”概念，而是基于小区的多层次家居智能化解决方案，它综合利用计算机、网络通讯、家电控制、综合布线等技术，将家庭智能控制、信息交流及消费服务、小区安防监控等家居生活有效地结合起来，在传统智能小区的基础上实现了向家的延伸，创造出高效、舒适、安全、便捷的个性化住宅空间。目前我国智能家居控制器的主要产品：霍尼韦尔公司的HRIS-1000，清华同方的e-Home数字家园，海尔的“e家庭”，科隆的“现代家居信息服务集散控制系统”，快思聪的智能家居中央控制系统，思美特的IPMCR控制系统等。 智能化家居系统在国内的发展特点： （1）目前我国市场上的智能家居控制器的大部分是基于ARM控制芯片和红外传输技术，ARM具有比较强的事务管理功能，可以用来跑界面以及应用程序等，其优势主要体现在控制方面，而DSP主要是用来计算的优势是强大的数据处理能力和较高的运行速度。本设计预期达到的目标 图5.1行为预测总体框图 前向学习：所谓前向学习，是指按照时间顺序对用户的历史动作串进行排序。然后按照时间的先后顺序从旧往新进行遍历。将庞大的历史动作串分割成短的动作串，并存储到字典中。并且记录下在某个时间区间内每个动作串发生的次数，用于下一步预测算法的权重。同时根据用户的实际动作不断更新字典。 字典：在算法中必须定义字典中存储词的最大长度。因为如