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实验1智慧家居系统

一、实验目的

1.了解智慧家居产业应用场景。

2.了解视觉技术在智慧家居中的应用

3.掌握基于手势识别智能交互技术的智能家居系统开发。

二、实验环境

硬件环境：PC机Pentium处理器双核2GHz以上，内存4GB以上

操作系统：Windows764位及以上操作系统、AiLab-ubuntu

开发软件：MobaXterm

实验器材：人工智能边缘应用平台

实验配件：无

三、实验内容

1.系统架构

1.1需求分析

智慧家居是以住宅为平台，集系统、结构、服务、管理、控制于一体，利用先进的网络通信技术、

电力自动化技术、计算机技术、无线电技术，将与居家生活有关的各种设备有机地结合起来，通过网络

化的综合管理家中设备，来创造一个优质、高效、舒适、安全、便利、节能、健康、环保的居住生活环

境空间，智能家居的主要功能有：

1）环境信息：实现家居内各种环境信息的采集和监测，包括：温湿度、光照度、空气质量、大气

压力等，并可基于相关数据联动电器设备实现智能化的环境调节。

2）安全监控：包括各种报警探测器的信息采集，开关门报警等如门磁、紧急按钮、红外探测、煤

气探测、火警探测等，并完成与住宅小区物业管理和110报警的联网。

3）家电控制：利用计算机、移动电话、PDA通过高速宽带接入Internet，并对灯具、窗帘、空调、

冰箱、电视、洗衣机等家用电器进行远程控制、定时控制。

4）家庭医疗保健和监护：利用Internet实现家庭的远程医疗和监护。Internet在智能家居医疗保健

中的作用有很大的潜力，不仅可以帮助人们身心更加健康，而且会降低医疗保健成本。

5）通信服务：通过Internet可在任何时间任何地点获得和交换信息，信息传输可以以多种形式，

从静态文本、图形到动态的音频、视频信息。

随着智能家居的发展趋势，市场消费群体已经形成了对智能家居单品的稳定需求。从最早的Wi-Fi

联网控制到如今的手势交互、语音识别，交互性能也逐步在提升，在人工智能世界里，从过去鼠标键盘

转变成当下的触控、语音、手势、视觉等，多模态人机交互技术正在彼此融合。

1.2系统架构

智能家居系统是一套典型的边缘应用场景，包含了硬件层、边缘层、应用层。

1）硬件层：由无线节点和Sensor-A采集类传感器、Sensor-B控制类传感器、Sensor-C安防类传感

器来完成一套完整的智能家居系统硬件部分，通过光栅传感器监测是否开启手势识别等AI智能交互操

作。

2）边缘层：边缘计算网关内置IoT网关服务和AiCam计算引擎。IoT网关服务负责接收/下发无线

节点的数据，发送给应用端或者将数据发给云端的物联网智云平台。AiCam计算引擎内置算法、模型、

视频推流等服务，支持应用层的边缘计算推理任务。

3）应用层：应用层通过智云接口与IoT硬件层交互（默认与云端的物联网智云平台接口交互），通

过AiCam的RESTful接口与算法层交互。

智云平台

互联网互联网

边缘应用

边缘计算网关RESTful

IoT网关服务AiCam框架

无线

无线节点摄像头

Sensor-A/B/C麦克风

2.功能设计

2.1功能要求

本实验智能家居系统主要完成了智慧物联、手势交互、语音交互、入侵监测、应用设置等功能。

1）智慧物联：展示实时的家居环境、设施、安防的数据信息，支持模式设置。

2）手势交互：调用摄像头实时进行手势开关家居设备操作，识别人手手势进行设备开关操作（算

法识别结果连续4次一样判定为正确的手势