本平臺(tái)針對(duì)智能家居中的幾個(gè)典型應(yīng)用：門禁、溫度、濕度、光照等進(jìn)行信息采集及分布式并行處理。啟動(dòng)程序后可以看到當(dāng)前房間內(nèi)的溫度、濕度、土壤濕度、光強(qiáng)度，還可以通過(guò)對(duì)室內(nèi)溫度、濕度、土壤濕度進(jìn)行設(shè)定來(lái)改變當(dāng)前的狀態(tài)。
2.1功能模塊設(shè)計(jì)
根據(jù)需求分析可知，系統(tǒng)功能模塊共分為四大部分，即門禁系統(tǒng)、溫濕度系統(tǒng)、滴灌系統(tǒng)、照明系統(tǒng)。
門禁系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能是持卡人刷卡，產(chǎn)生持卡人的卡號(hào)，從事先設(shè)定好的數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢是否有該卡號(hào)，如果有說(shuō)明該用戶為合法用戶，門禁打開(kāi)，并顯示持卡人卡號(hào)、姓名、卡的類型，否則門禁繼續(xù)保持關(guān)閉。
溫濕度系統(tǒng)顯示室內(nèi)當(dāng)前溫度和濕度。當(dāng)設(shè)定一個(gè)溫度值后，空調(diào)工作，根據(jù)設(shè)定溫度調(diào)整室內(nèi)溫度，直到室內(nèi)當(dāng)前溫度達(dá)到設(shè)定值；當(dāng)設(shè)定濕度值后，室內(nèi)濕度就會(huì)根據(jù)所設(shè)定的濕度進(jìn)行調(diào)整，直到室內(nèi)當(dāng)前濕度達(dá)到設(shè)定值。
滴灌系統(tǒng)顯示當(dāng)前的土壤濕度。當(dāng)設(shè)定土壤濕度后，滴灌系統(tǒng)工作，調(diào)整濕度直到當(dāng)前濕度為設(shè)定的土壤濕度。
在照明系統(tǒng)中，顯示室內(nèi)當(dāng)前光強(qiáng)度。窗簾和電燈的狀態(tài)受控于光照強(qiáng)度的大小。
智能家居云計(jì)算平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的功能主要是能夠?qū)a(chǎn)生的傳感信息集中交給服務(wù)器處理，用戶只需將傳感器采集來(lái)的傳感信息傳輸給服務(wù)器即可。服務(wù)器為計(jì)算機(jī)集群，這里使用三臺(tái)電腦進(jìn)行模擬。三臺(tái)電腦對(duì)信息進(jìn)行分布式并行處理，并根據(jù)處理結(jié)果對(duì)底層設(shè)備發(fā)出指令，以達(dá)到智能控制的效果。同時(shí)還要將各種傳感數(shù)據(jù)和底層設(shè)備的狀態(tài)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù).
2.2邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(1)門禁系統(tǒng)。
門禁狀態(tài)一開(kāi)始為關(guān)閉。當(dāng)持卡人來(lái)刷卡時(shí)，獲得持卡人卡號(hào)，查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，判斷卡的id是否合法，如果id不合法，則門禁保持關(guān)閉狀態(tài)。如果合法則門禁打開(kāi)，并且顯示持卡人的姓名和性別。
(2)溫濕度系統(tǒng)。
系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)首先要對(duì)溫度進(jìn)行判斷。當(dāng)前溫度低于下限值，空調(diào)啟動(dòng)制熱；當(dāng)前溫度高于上限值，空調(diào)啟動(dòng)制冷；當(dāng)室內(nèi)當(dāng)前溫度調(diào)整到舒適范圍時(shí)空調(diào)自動(dòng)關(guān)閉。系統(tǒng)同時(shí)顯示室內(nèi)當(dāng)前濕度，通過(guò)“設(shè)定濕度冶按鈕可以設(shè)置室內(nèi)濕度，當(dāng)前濕度會(huì)慢慢調(diào)整到所設(shè)置的濕度。
(3)室內(nèi)滴灌系統(tǒng)。
滴灌系統(tǒng)的狀態(tài)主要受控于土壤濕度。這里土壤濕度依然采用相對(duì)濕度。
系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行時(shí)滴灌處于關(guān)閉狀態(tài)，然后判斷土壤濕度是否小于0.15，如果小于0.15，滴灌打開(kāi)，噴水，土壤濕度開(kāi)始上升，當(dāng)土壤濕度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的上限值時(shí)(0.4)，滴灌自動(dòng)關(guān)閉。滴灌關(guān)閉后由于水分的蒸發(fā)，土壤濕度會(huì)逐漸減少。系統(tǒng)每隔1s對(duì)土壤濕度進(jìn)行一次判斷，如果土壤濕度少于0.15，則滴灌再次打開(kāi)。如此反復(fù)。當(dāng)然，土壤濕度的上限值也可以通過(guò)“設(shè)定土濕冶按鈕進(jìn)行設(shè)定。
(4)照明系統(tǒng)。
照明系統(tǒng)主要由窗簾和電燈兩個(gè)部分組成。窗簾和電燈的狀態(tài)會(huì)根據(jù)光照強(qiáng)度的大小以及當(dāng)前時(shí)間自動(dòng)改變。根據(jù)文獻(xiàn)[1]將客廳照明的最低照明度定為臨界值，即150lux。
(5)智能家居云平臺(tái)。
整個(gè)云平臺(tái)采用五臺(tái)電腦進(jìn)行模擬，第一臺(tái)電腦作為傳感器和底層設(shè)備的模擬，用于產(chǎn)生傳感信息。第二臺(tái)電腦作為連接底層設(shè)備和服務(wù)器的網(wǎng)關(guān)，剩下三臺(tái)電腦構(gòu)成服務(wù)器集群，作為云處理中心，并與數(shù)據(jù)庫(kù)相連，對(duì)傳感信息進(jìn)行分布式并行處理。服務(wù)器與客戶端之間的通信使用socket。
3平臺(tái)仿真
3.1門禁系統(tǒng)測(cè)試
運(yùn)行程序后，門禁處于關(guān)閉狀態(tài)。單擊“生成id冶按鈕，會(huì)產(chǎn)生當(dāng)前持卡人卡的id號(hào)。然后單擊“刷卡搜索數(shù)據(jù)庫(kù)中已存在的合法id號(hào)，合法來(lái)訪者，門禁打開(kāi)，并顯示持卡人的姓名和性別。門禁打開(kāi)5s后再次關(guān)上。如果id號(hào)不存在，則門禁繼續(xù)保持關(guān)閉狀態(tài)，如圖4所示。
3.2溫濕度系統(tǒng)測(cè)試
運(yùn)行程序后顯示當(dāng)前溫度、濕度，以及默認(rèn)的下限溫度(18益)和上限溫度(23益)。系統(tǒng)將當(dāng)前溫度與下限溫度和上限溫度進(jìn)行比較，如果當(dāng)前溫度在人體舒適度范圍18益~23益內(nèi)，則空調(diào)繼續(xù)保持關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)前室內(nèi)溫度低于下限溫度時(shí)，空調(diào)打開(kāi)，處于制熱狀態(tài)，直到當(dāng)前室內(nèi)溫度達(dá)到舒適度的下限溫度。當(dāng)前室內(nèi)溫度高于上限溫度時(shí)，空調(diào)打開(kāi)，處于制冷狀態(tài)，直到當(dāng)前室內(nèi)溫度達(dá)到舒適度的上限溫度。溫度的上下限值可以通過(guò)設(shè)置按鈕進(jìn)行設(shè)定。