室内智能建筑设计研究

室内智能建筑设计研究（精选十篇）

室内智能建筑设计研究 篇1

1 智能建筑对项目策划及建筑设计的影响

1.1 由于目前建筑行业对于智能建筑的标准尚无准确的定位, 这就

使我国的智能建筑行业存在很大程度上的弄虚作假或以偏概全的现象, 为了避免这一现象的发生, 使我国建筑行业的声誉受到破坏, 所以需要我国的建筑设计行业先将智能建筑的标准进行准确而权威的定义, 智能建筑的标准需要参考我国国内对于智能建筑的具体使用需求以及国内智能建筑技术的发展程度进行设计, 还要针对具体建筑的具体建设规模等作为参考内容。通常来说, 当建筑的建设规模超过20000m2时, 设计成智能建筑可以得到更加经济、便捷的效果。

1.2 对智能建筑的使用目的上我们能够看出, 智能建筑是为了能够

创造出更加舒适。方便、安全的居住、工作环境而产生的建筑设计, 因此, 设计师在进行设计时要始终保证设计的宗旨是为了获得更加舒适便捷的使用目的。在设计中要始终坚持以人为设计核心, 设计的目标要充分考虑到建筑的温度、光线、空气流通情况以及建筑的安全性、便捷性, 独立的工作、生活空间, 以人为本的办公器具, 适当的休息场所, 建筑之外的景观设计和私密性的隔断等。在这些体现现代舒适便捷的设计中要尽最大的努力实现建筑设计的精巧性和独创性。同时在设计中建筑设计师要注意的是进深的控制, 为了取得好的效果, 智能建筑的进深不应该太过大, 以保持在十米距离为佳, 要尽量使办公空间或居住空间的阳光充足, 也要使建筑外的景观环境能够体现时代的特点。此外, 在智能建筑的设计中, 我们可以将建筑的外墙规划成凹凸的外观形式, 再在其基础上建立corner office的概念建筑.会使智能建筑的设计更加的充满舒适性和时代性。我们还要注意的是智能建筑如果作为办公建筑, 就要在建筑的内部, 也就是办公区域增加适当的休息空间, 同时也要注意休息空间不能过于死板和呆滞, 应力图将休息空间设置的更加符合自然气息, 外窗的设计也要尽量防止设计出固定扇的形式。

1.3 对不同的结构对其应用不同的结构形式, 在当中对其应用框架

结构以及框剪结构能够适应多变的环境, 正常情况下九米的柱网对停车, 以及在空间的划分上都相对合理。因为智能化的建筑对其里面的舒适程度较高, 因此在安装设备中, 就要求对管线等进行包裹, 不可裸露在外, 并要对中央空调的管道进行布线的考虑。在对空调的排水等方面, 这就要求建筑物的层高要大过三点六米, 能够确保办公区域净空不少于二点六米, 廊道的净空不少于二点三米。

1.4 智能建筑内还要求行之有效的布线, 而建筑物内的设备会产生

热量、噪音, 设备的维修及各个办公区和生活空间的不同性质还要求合理的区域划分, 智能设施还要能根据气候、季节、光照变化自动调节建筑内的各项控制指标, 以达到居住的最佳处境。

1.5 设计师在设计过程中还要考虑智能建筑内的变化、发展及新增项目的可能性。

2 智能建筑的天花板及墙面设计

2.1 地面

在现代化的建筑风格中, 对其对面均可运用架空地面、预制线槽的楼板面层及地毯地面等。架空地面进行布线极其方便, 通常容量都比较大, 双层地面可以分开布设强、弱电, 更可以用于旧楼改造, 但会造成地面高差, 使人感到不方便。楼板面层预制线槽可在办公自动化房间内任何地方做接口, 不会产生高差, 施工方便, 可布设在面层10cm内。在方块地毯下布置布线系统, 一般是在层高受限制时使用, 要求线路少、交叉点少的分支线路, 采用扁平线, 施工同样方便, 但要注意与办公家具的配合, 做防静电处理。

2.2 墙面

墙面是建筑的重要部分之一, 建筑的墙面与其中的人员关系连接十分紧密。建筑墙面的外观不仅关系到整体的美感还涉及到实用性和智能性的关键点, 因此在墙面的处理措施中, 除了要对墙面进行具体而适当的隔断处理外还要对墙面进行出线口的处理, 除此以外智能建筑墙面还要为智能传感以及控制设备等设计出合理的布局。因此, 设计怎样才能达到美感和实用性的兼备是一个非常关键的问题。

2.3 天花板

智能建筑的天花板同样是一个需要花费大量心血进行设计的部分, 因为在智能建筑的设计中, 天花板的设计上不仅要承担普通建筑天花板需要承担的作用, 还要额外添加照明、送风、出风、烟感、喷洒等的走线及出口任务。

3 专用机能室的设计

3.1 中央控制室。中央控制室是整幢智能建筑的心脏部分, 负责设备运转监控及安全保卫监控等。

3.2 咨询中心。咨询中心中需要配备电脑、多功能工作站、电子档案、影像设备的输入和输出装置、微缩阅读及闭路电视等。

3.3 电视会议室中需要考虑音响、光源、照度及配电等的设计。

3.4 决策室需要考虑音像、声音、会议、电脑及通信系统的综合设计。另外, 接待柜台、电脑机房等机能室都需要给予充分的考虑。

4 屋顶的设计

室内智能控制照明系统研究论文 篇2

关键词：亮度空间； 视觉活动 ；情景模式； 间接照明

1.引言

当今社会，随着科技的日益发展和人们的物质与精神生活水平的迅速提高，在针对于空间的物质功能与精神功能开发的同时，科学、有效地进行空间的照明设计受到了更多专业人士的关注。照明设计的关键，是使人能够清晰识别物体的形象，同时还要把使人心情舒畅的空间作为适合的场景凸显出来。对于使用设施与环境的人来说，所谓舒适的光环境，其最佳的目标体现在用和谐的光线勾画出美丽宜人的景色，给人以身处其中的情绪上协调与美感，从而起到渲染环境、制造气氛、突出某种情调的作用。通过对照明的控制及室内造型设计达到室内光效随各种空间场景视觉功能的需求变化而变化，这就是智能照明系统。而找到依据，并且在室内设计中实现这样的依据，是本文要探讨的核心问题。

2.室内智能照明系统研究的基本思路

2.1 室内空间照明系统概念

所谓室内空间照明系统[1-2]，是相对于室内环境自然采光而言的。它是依据不同建筑室内空间环境中所需求的照明亮度，选用合适的照明方式与灯具类型来为人们提供更好的光照条件，以便人们在建筑室内空间环境中能够获得最佳的视觉效果，同时还能够获得某种气氛和意境，从而达到增强其建筑室内空间表现效果和审美感的一种设计处理手法。

2.2 室内照明系统的三大要素

室内照明系统主要由光源、照明灯具和照明控制系统三个方面组成的。其中，光源的物理性能及参数变化，照明灯具的样式及其与光源或空间的关系实现了照明效果的多样性，而通过控制系统实现人对光环境的选择性和智能调控。

2.3 智能控制系统的技术特点

智能控制系统[3]的技术先进性体现在以下4个方面：线路系统、控制方式、照明方式和管理方式。

首先从线路系统方面上看，智能照明系统的电路可以分为总线式单控电路和总控式双控电路两种。总线式智能照明系统单控电路特点为：① 负载回路连接到输出单元的输出端，控制开关是用 EIB 总线与输出单元相连的。当负载容量较大时，仅考虑加大输出单元容量即可，控制开关不受影响；② 当开关距离比较远时，只需要加长控制总线的长度，以节省大截面电缆用量；③ 可以通过软件设置多种功能（例如，开/关、调光、定时等）。总线式智能照明系统双控电路特点为：① 当实现双控时，只需简单地在控制总线上并联在一个开关；②而进行多点控制时，依次并联多个开关，开关之间仅用一条总线连接，线路安装简单、省事。

传统的控制方式采用手动开关，必须保持每一路地开或关不同，而智能照明控制一般采用低压 2 次小信号控制，控制功能强、方式多、范围广、自动化程度高，通过实现场景的预设置和记忆功能，操作使用时只须按一下控制面板上某一个特定键即可启动一个灯光场景（各个照明回路不同的亮暗程度搭配组成一种灯光效果），各照明回路随即自动变换到相应的场景状态。上述功能也可以通过其他界面如遥控器等实现[4]。

2.4 智能照明系统的分析

室内空间光效通过控制系统来应对使用过程中的各种场景变化，从而使亮度空间达到最佳的预定照明设计效果。这个控制是通过对场景的调光和照明模式的切换来实现的。

1．室内空间自然光线强度的变化

智能照明系统中的光线感应开关通过测定工作面的照明度，与设定值作比较，以此来控制照明开关，这样不仅可以最大限度地利用自然光，达到节能的目的，而且可提供一个不受季节与外部气候环境影响的相对稳定的视觉环境。通常越靠近窗自然光照度较高，那么所需人工照明提供的照明度就低，然而合成的照明度须维持在设计照明度值。依据视觉需要，在不同情景模式之间转换的时候，将亮度空间维持在预设的设计照度值水平。

2．空间光效的衰减

通常情况下照明设计师对新建的建筑物进行室内照明设计时，均会考虑到随着时间的推移，灯具的效率及房间墙面反射率都会不断衰减[5]。因此，在设置初始照明度时，都设置得较高，这种设计不仅造成建筑物使用期的照度不一致，而且由于照度偏高设计无法达到节能效果．而采用智能照明系统后，虽然照明度还是偏高设计，但是通过智能调光，系统将依据预置的标准亮度使照明区域保持恒定的照明度，而不会受灯具效率降低及墙面反射率衰减的影响，这也是智能照明控制系统可节约能源原因之一。

3．室内空间活动内容的转换

在室内空间的活动内容发生变化时，作业的照明条件也应发生相应变化，这是一个动态的过程，因此，同一套照明装置必须满足在不同的时刻有着不同的表现要求。采用智能照明控制系统不仅可满足便捷控制[6]、灯光效果等要求，而且由于可观的节能效果（节电可达到 25﹪～55﹪）及灯具寿命的延长（灯具寿命延长 3～4 倍），又能在降低运行费用中得到经济回报，还能省去常规照明所需的大部分配电控制设备，从而大大简化和节省穿管布线工作量。另外，智能照明系统还存在着潜在价值，例如智能照明控制系统由于可提供人们最舒适的工作状态，从而保证了人们的身心健康，提高了工作效率。

3.照明系统设计规划与室内空间中的应用

3.1 系统设计、安装流程图

3.2 室内空间的实际应用

以会议室智能照明系统设计为例，根据此案例给定的装修方案和亮度空间的要求，一般可以划分为以下四种情景模式，如“入场”、“主持”、“讨论”、“休息”，预期照明效果如图所示。

情景模式一：“入场”

当会议室门口智能感应探头探测到会议室有人来开会时，自动启动会议室全部照明，使会议室处于一个全亮状态，以示欢迎大家前来开会，同时，高亮度的照明更能清晰地显示会议室开始前的气氛。

情景模式二：“主持”

当主持人宣布会议开始或领导发言时，会议室周边区域灯光自动调暗，只保留主持人上方的灯光照明，以主持人区域为重点，着重体现灯光亮度，容易起到集中注意，重点突出的作用，使与会者更容易进入会议氛围。

情景模式三：“休息”

如果会议进程很长，中间需要休息调整，则调暗会议桌区域的灯光，调亮休息区域的灯光。

情景模式四：“讨论”

会议进程中，需要与会者一起讨论某件事，此时，会议桌区域的灯光调至最亮，调暗会议室周边区域的灯光，着重体现与会者及会议桌的亮度。

4.结论

智能室内环境监测仪的设计与研究 篇3

关键词:A Tmega16单片机监测仪室内环境

中图分类号：TP216 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2012)03(c)-0000-00

本文以室内空气中有毒有害气体的监测监控为主题,介绍了一种通用性很强的智能室内

环境监测装置。它的核心是 A Tmega16低功耗单片机 ,实现对室内空气中有毒有害气体浓度参数的采集处理、存储、显示、通信、报警等功能。本文对监测仪及其传感器的组成结构、工作方式、整体结构及软件构成做了说明。

1 室内环境监测仪的工作原理

室内空气中有害气体通过智能传感器进行检测，输出电流信号，经过I/V转换，得出电压模拟量,最后经过单片机内部 A/ D将模拟信号转换为数字信号送入单片机。单片机对采样值进行数字处理后,LCD显示器分别显示出被测室内空气中各项环境参数的浓度值。若被测气体浓度超过预设的警戒值时，报警电路发出报警信号。

1.1 微控制器 ATmega16

微控制器是便携式室内环境监测仪的核心,它完成监控仪的功能设定、测量对象的选择、数据通信、输出、显示、报警等功能。ATmega16是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8 位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16 的数据吞吐率高达1 MIPS/MHz，从而可以减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾。 ATmega16 AVR 内核具有丰富的指令集和32 个通用工作寄存器。所有的寄存器都直接与运算逻单元(ALU) 相连接，使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器。这种结构大大提高了代码效率，并且具有比普通的CISC 微控制器最高至10 倍的数据吞吐率。 ATmega16 有如下特点:16K字节的系统内可编程Flash(具有同时读写的能力，即RWW)，512 字节EEPROM，1K 字节SRAM，32 个通用I/O 口线，32 个通用工作寄存器，三个具有比较模式的灵活的定时器/ 计数器(T/C),片内/外中断，可编程串行USART，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI 串行端口，以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。

1.2 气敏传感器

气敏传感器是一种检测特定气体的传感器。它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等，其中用的最多的是半导体气敏传感器。它的应用主要有：一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、氟利昂的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等。可以通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统。

声表面波器件之波速和频率会随外界环境的变化而发生漂移。气敏传感器就是利用这种性能在压电晶体表面涂覆一层选择性吸附某气体的气敏薄膜，当该气敏薄膜与待测气体相互作用（化学作用或生物作用，或者是物理吸附），使得气敏薄膜的膜层质量和导电率发生变化时，引起压电晶体的声表面波频率发生漂移；气体浓度不同，膜层质量和导电率变化程度亦不同，即引起声表面波频率的变化也不同。通过测量声表面波频率的变化就可以准确的反应气体浓度的变化。

1.3 Zigbee无线传输

Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。

1.4 I/ V转换电路

气体传感器输出为标准的 4～20mA 的电流信号,为了可以由单片机进行AD转换，满足后续电路的需要采用两个运算放大器组成 I/ V 转换电路,采用 LM324集成芯片。同时有效地抑制了输入信号间的共模干扰和串模干扰。

1.5 通信电路

本监测仪设计了两种数据传输模式，一种是以Zigbee模块为主的无线传输模式，另一种是以MAX232为主的串口通信电路。采用MAX232 集成IC芯片与ATmega16单片机 的 RXD 和 TXD引脚 构成串行通讯口,它具有远距离、低功耗、高可靠性的调制解调芯片,使用该芯片编程容易、外围电路简单,通信距离可达15 米,远远大于其它常用通信芯片的距离,并且小信号传送稳定可靠,克服了模拟传送中小信号失真大的缺点,满足使用要求。

2 系统软件

AD转换程序

ATmega16单片机内置AD转换，以下是AD转换程序。

uint mega16_ad()

{ DDRA&=~BIT(PA0);

PORTA&=~BIT(PA0);

ADCSR|=BIT(ADSC);

while(!(ADCSR&(BIT(ADIF))));

addata=addata+ADCH*256;

return addata;}

3 结语

气体检测在环境保护和工业应用方面都有重要价值，本文提出的对于检测室内环境污染的方法，还有待于在实际运用中进一步完善与提高，比如采用更先进的微信号检测技术可以提高精度，引入神经网络、小波变换等理论可以实现多组分气体检测等等，以便切实为改善室内环境质量提供科学依据。

参考文献

[1] 刘海成.AVR单片机原理及测控工程应用[M].北京:北京航空航天大学出版社.2008.

[2] 李广弟,等.单片机基础[M].北京航空航天出版社.2001.

[3] 周昕,贾冬梅,张炎.数据通信与网络技术[M].北京:清华大学出版社.2004.

[4] 何立民.MCS - 51系列单片机应用系统设计[M ].北京:北京航空航天大学出版社.1990.

地址：辽宁省葫芦岛市龙湾南大街188号 辽宁工程技术大学金石炜老师（收）

电话：15124291130

室内智能建筑设计研究 篇4

一、当前居住室内空间设计的发展现状

随着社会经济的不断发展,居住空间不再是满足人们基本的居住条件,更加是代表着一种家居环境的个性化。当前,在居住空间的设计过程中,其包含着许多学科知识,并且在实际的设计中也要充分考虑人们的各种审美、心理以及行为等方面的需求。随着人们生活节奏的不断加快,在家居环境中可以与外界进行及时有效的联系和沟通已经成为当前家居的新要求,家居环境的便捷、舒适、环保、安全等形式的生活更加能够受到人们的青睐,所以,应该不断提升居住室内空间的智能化水平,不断满足现代人们对居住环境的要求[1]。

二、智能家居在未来居住室内空间设计中的应用分析

(一)智能家居在未来起居室设计中的应用。

首先,用户在智能家居的应用中,在起居室内安装大屏幕电视与投影电视的自动化播放功能,才是最佳的视觉享受,这可以让用户在自己的家中就能充分体验影院的氛围。但是,大屏幕设备的应用对起居室的空间和面积有一定的要求。其次,智能化照明设备的应用,可以在多种功能下配置相应的灯光模式,用户只需要使用遥控设备进行简单操作就可以完成。

(二)智能家居在未来卧室设计中的应用。

卧室是人们的休息睡眠空间,其对空间的舒适性、安全性以及私密性有着极高的要求。所以,需要充分考虑卧室空气质量和照明等需求,自动遮阳设备系统可以为卧室带来一定的便利性和舒适性,在灯光的设计方面往往较为简单,可以利用双路开关,将卧室空间的两路灯光进行控制,在床头可以安装多种模式功能的场景开关,例如,看书模式、起夜模式、休息模式等等。如果人们起夜时只需要控制“起夜”开关即可,这样就不会打扰到其他人休息,而且在起夜回来之后,直接控制“休息”开关就可以将照明灯全部关闭,让人们可以正常进入睡眠[2]。另外,电动窗帘是卧室空间不可缺少的设备系统,人们可以使用遥控器来控制窗帘的定时开关,当进入夜晚时窗帘就会自动拉上,而到了早上时间窗帘会自动拉起,为人们的生活提供了极大的便利条件。

三、智能家居在未来居住室内空间设计中的发展分析

(一)居住室内空间的使用变得更加灵活。

随着人们生活水平的不断提高,人们对室内空间的分割和利用需求发生了极大的变化。而智能家居出现,将其应用到居住室内空间的设计工作中去会产生一定的虚实变化,不仅满足了用户对居住环境的各种需求,同时还为室内空间设计提供了更多新的元素,使得人们的居住环境变得更加灵活多样。

(二)现代高科技手段的有效应用。

随着我国科学技术水平的不断提高,互联网、自动控制、计算机等科技形式逐渐被广泛应用到了居住室内空间设计中去,为智能家居的应用和发展提供了良好的条件[3]。通过科技手段与室内空间设计的结合为室内的通风、湿度、温度、采光等管理问题带来巨大的影响,从现代化的发展角度来考虑用户的需求,进而设计出用户满意的成果。此外,智能家居是对生态住宅、绿色住宅的一种发展和延续,其主要是以控制系统为主,这不仅可以降低功耗,并且还可以通过集中控制对家用电器、灯具照明等进行合理控制,实现能源的管理和监控,减少能源的浪费,提升节能的效果。

四、结论

总而言之,智能家居在未来居住室内空间设计中的应用,为人们的居住环境带来了巨大的变化,不仅满足了人们对居住空间的基本休息功能,同时还提高了室内居住环境的便捷性、舒适性、节能性、安全性,可以满足现代人们对居住环境的多种需求,并且智能家居在提升人们生活质量的基础上,还能提升节能的效果。

摘要：随着我国社会经济发展水平的不断提高,人们的物质生活水平也得到了很大的提升,同时他们对自身的住居环境也有了更高的要求。家居空间作为人们生活的重要物质条件,其形式的发展与进步对人们而言有着极大的意义。基于此,本文通过对当前居住室内空间设计的发展现状进行分析探究,并相应地提出智能家居在未来居住室内空间设计中的应用与发展策略。

关键词：智能家居,室内设计,空间设计,应用与发展

参考文献

[1]尹楠.家居智能发展下的居住室内空间设计应用研究[D].长春工业大学,2013.

[2]尹楠.智能家居在未来居住室内空间设计中的发展[J].科技展望,2014,(23):169.

老年住宅室内陈设设计研究 篇5

摘 要：目前老年住宅室内陈设设计只是基本满足了老人的功能需求，往往忽视了老人对于室内空间生理和心理的特殊需求。老年住宅室内陈设设计应遵从“以人为本”的根本出发点，满足老年人对于室内空间的特殊需求。

关键词：老年住宅；室内陈设；陈设设计

1 室内陈设设计定义及发展过程

陈设一词在《辞海》中解释为放置、陈列，也指陈列、摆设的物品。室内陈设指室内空间中的（除天棚、墙面、地面以外）家具、灯具、家用电器、艺术作品、植物等在室内空间中的组合关系。室内陈设设计是室内设计的重要组成部分，两者相辅相成。从使用功能的角度来划分，可以分为“住宅室内陈设设计”和“公共室内陈设设计”。住宅室内陈设设计，主要是根据居住者的自身条件和心理需求，设计出适宜居住者居住的最佳室内环境，同时能反映出居住者不同的文化理念、审美情趣以及性格特质。室内陈设一般又分为功能性陈设和装饰性陈设，随着科学技术的发展，许多室内陈设同时兼具了功能性和装饰性。

室内陈设设计主要经过了三个发展阶段：第一阶段，即实用性阶段，早期室内设计主要是满足人们的使用功能；第二阶段，即舒适性阶段，室内设计经过一定发展后，人们开始考虑所处室内环境的舒适性；第三阶段，即个性化階段，随着人民生活水平的日益提高，在满足实用性和舒适性的前提下，开始追求室内陈设的个性化设计。

2 老年住宅室内陈设设计现状

按照世界卫生组织的标准，当一个国家或地区60岁以上的老人超过总人口数的10%，或者65岁以上的老人占总人口数超过7%时，称为“老龄化国家”，当65岁以上的老年人口超过14%时，称为“老龄国家”。到2000年，我国60岁以上的老龄人口比例达到10%，标志着我国正式步入老龄化国家行列。随着各方面因素的影响，我国老龄化趋势还在日益扩大。同时，我国的社会结构向家庭小型化、核心化发展，所以空巢家庭、纯老年人家庭将越来越多。因此，为老年人提供安全、舒适的居住环境是解决养老问题，促进社会协调发展的重要方面。

西方发达国家先于我国步入老龄化国家，对于老年住宅有较深入的研究，我国目前的老年住宅多参考国外的研究成果。国内忽视对老年住宅的室内陈设设计，通常与其他家庭成员的房间设计并无特别差异。大部分老年住宅的室内设计过于简单，只是基本满足老年人日常生活需求，忽视了老年人因年龄增长导致的生理上和心理上的变化。

3 室内陈设设计在老年住宅中的应用

3.1 色彩的应用

色彩是室内陈设设计的重要方面，在选择上要符合老年人的心理需求。随着年龄的增长，老年人性情变得沉稳，喜欢安静。因此，室内的色彩不能过于强烈，颜色纯度不宜过高，应偏重朴素平和，古色古香的颜色。同时，老人喜欢缅怀过去，色调带有传统性的更符合他们的怀旧心理。老年住宅的室内陈设可多使用咖啡色、红木色等。

3.2 灯光和照明的应用

随着年龄的增长，老年人视觉逐渐衰退，甚至会伴有一些眼部疾病。这要求老年人的居室要明亮，房间的照明设备最好选择可调节强弱度的，以适应老年人生活的不同需求。在室内的走廊和靠近厕所的位置设置一些地脚灯，地脚灯安装时距地面300mm较为适宜，方便老年人夜晚如厕和行走。

3.3 家具及陈设的应用

老年住宅家具的选择，以木质为佳，避免使用铁器家具，并且注意选择棱角较少的家具。老年人随年龄增长，身高较年轻时有所减少，并且老人肢体活动能力也有所下降。因此，橱柜尺寸不宜高过头部，抽屉不宜低于膝部，家具尽量靠墙摆放，可多选择与写字台高矮相当的家具，便于老人起身时撑扶。家具摆放不宜过多，要留出足够空间供老人行走，走道的宽度不宜小于800mm，方便日后有使用轮椅的老人行动。

床对于老人尤为重要，这关系到老人平时的睡眠质量。床的位置最好南北方向放置，南北方向与地球磁场方向适合，利于老人睡眠。床的高度一般400～500mm为宜，但由于人的身材不一，可以以床高度到达正常成年人膝盖骨稍上方为准。床的宽度要比老人平躺时宽300～400mm，以方便老人在床上翻转伸缩自如，既有利于舒展筋骨，促进血液循环，也能解除疲劳。老人的睡床最好是硬床板加上厚褥子，床垫不宜过软，尤其对于患有风湿、腰肌劳损、骨质增生等疾病的老人更不适宜睡软床。

老人多喜欢养些花草，鸟雀，因此窗台的宽度可以稍微加宽或是在靠近窗户的位置可以放置宽度在400～600mm，高度在900mm左右的矮柜。这样方便老人摆放盆栽花卉和鸟笼。鸟语花香，更有益老年人的身心健康。

3.4 无障碍设施的应用

无障碍设施多用于公共空间，在室内尤其是家庭住宅使用率较低。随着老年人身体各项机能的下降，在适当的位置设置无障碍设施很有必要。在室内空间中，走廊、卫生间应适当的设置一些无障碍设施，可以帮助老人完成行走，坐起等动作。卫生间坐便器及洗手盆要设置扶手和抓杆，座便器扶手距地面高700mm.间距宽度700～800mm。沿洗手盆的三面宜设抓杆，洗手盆高800mm，抓杆高850mm，相互间距为50mm。卫生间地面经常湿滑，稍有不慎可能会造成老年人滑到，并且老人随着年龄的增长对于坐起动作变得日益困难，因此卫生间的无障碍设施尤为重要。

4 高科技技术在老年住宅室内陈设中的应用

4.1 智能坐便器

随着年龄的增长，老人上厕所渐渐变为一件较困难的事，同时可能伴随着痔疮、便秘等问题的出现，再加上老年人常常伴有高血压、冠心病，如厕时低头擦拭或用力排便都是一种潜在的危险。因此，坐便器的选择尤为重要，现在市面上的智能坐便器具有便后温水冲洗、暖风烘干等功能，冬天还有座圈加热功能，这样半夜老年人起床如厕不至于被冻到，而夜光模式在黑暗的时候就会自动启动座圈灯光，这些人性化的设计解决了老年人如厕难的问题。

4.2 碳晶墙暖

老年人随着年龄增长，身体对于温度的感知能力增强，更容易感到寒冷，碳晶墙暖可以帮助室内温度提高，并且现在许多碳晶墙暖都具有设计感，满足加热功能的同时还可以装饰室内空间。墙暖的厚度为20mm，通电5分钟即可取暖，升温快，散热均匀。碳晶墙暖还有其他功效，比如它产生与人体光波长相同的远红外线，对人体产生光波理疗，减少许多因潮湿而引起的疾病，对老年人的身体还具有一定的帮助。

4.3 安全防卫设备

为了老人在家中安全性的考慮，需要在家中安装安全防卫设备。现在市面上的安全防卫设备主要有烟感探测器、煤气探测器、红外人体感知仪、随身紧急按钮、综合报警主机。烟感探测器、煤气探测器，就是对火警和煤气泄漏的自动报警装置。红外人体感知仪，主要安装在老人卧室的门口，如果老人超过12小时不经过，就会将信息传递到中心平台，自动报警。随身紧急按钮，是挂在老年人身上，在触发紧急按钮时，10秒钟内，中心信息平台及子女家庭电话同时接到报警，中心会立即联系老人询问报警原因并及时提供协助。综合报警主机可以一键式呼叫中心，提供24小时电话受理服务。而随着热线功能的拓展，将来，老人还可通过热线请求帮助、代购物品、咨询政策等，及时问讯健康状况，并发布天气预报、时事传递、养生保健等信息。同时，主机也可以作为普通电话使用。安全防卫设备有效地避免了独居老人在家因疾病和危险所引发的严重后果。

参考文献：

[1] 财团法人（日），高龄者住宅财团.老年住宅设计手册[M].博洛尼精装研究院，中国建筑标准设计研究院，日本市浦设计，译.刘东卫，闫英俊，校.北京：中国建筑工业出版社，2005：32-38，133-140.

[2] 周燕珉，程小青，林菊英，林婧怡.老年住宅[M].北京：中国建筑工业出版社，2011：8-9，42-49，146-259.

[3] 庞峰.老年人住宅室外环境的无障碍设计[J].南京：室内设计与装修，2005，（12）：132-133.

[4] 梁茵.我国老年人住宅设计初探[J].成都：四川建筑，2005，25（6）：19-20.

作者简介：孟东生，河北工业大学建筑与艺术设计学院副教授，多次被评为优秀教师，研究方向：建筑室内设计，环境设计及绘画。

室内暴力智能监控系统设计 篇6

随着经济、科技的发展, 人类对安全越来越重视, 监控系统发展迅速。现有的监控系统主要方式是人工识别, 首先是观察视频监控画面, 然后通过大脑对视频画面分析处理进而判断监控状态。然而人脑在处理信息的时候可能会因为主观或者客观因素而误判, 因此人类设想用计算机代替大脑来处理视觉信息, 这样可以利用计算机强大的信息处理功能对监控信息进行处理, 由此推动了智能监控系统的发展。

目前, 大多数的监控都是通过人工识别来进行的, 这种监控方式有许多不足之处, 例如:①监控点较多且监视人员较少导致无法得到精确的监控信息;②许多的视频监控并不是为了监控场所, 而是为事情发生后提供事后证据;③现有的监控差不多都是人工识别和视频监控相结合, 即通过人坐在监控画面前监视, 这样的监控浪费了大量的人力和财力, 更重要的是这种监控方法会泄漏被监控者的生活隐私。

现有的监控系统若用于室内危险监控, 无法保证精确监控被监控人的室内情形和保护被监控者的隐私。本文介绍一种基于视频的室内暴力智能监控系统, 该系统主要应用于一些暴力频发的室内环境, 例如发生流血、打斗等暴力情形。监控系统主要由摄像头、系统硬件、系统软件组成。系统主要运用敏感色检测和人体异常运动检测, 敏感色检验是检测室内环境是否发生流血事件, 人体异常运动检测是检测室内环境中是否发生激烈运动。

相比于现有的视频监控系统, 本系统有以下创新点:①本文介绍的系统全部由计算机处理监控信息, 用户只需要接收发生暴力事件的室内状态, 保证了监控信息的精确性和实时性;②本文介绍的监控系统在监控过程中不会储存和传输视频信息, 即不会把被监控者的室内活动暴露在监控者的眼中, 保护了被监控者的隐私。

1 图像预处理

将摄像头采集到的模拟信号转换成数字信号, 然后对数字图像进行预处理。图像预处理是为了更好地处理图像信息。图像预处理有许多方法, 例如:灰度变、阈值分割、图像滤波、边缘检测, 本文中用到的图像预处理有中值滤波、二值化。

中值滤波是为了保护图像的边缘信息, 是一种有效抑制噪声处理技术, 其原理是把数字图像中的一点值用该点周围一个邻域中各点值的中值替代。例如有个需要处理的点邻域中有以下8个数:10、32、45、16、25、23、19、18;则该点应该被该数列的中值23替代, 具体如表 1所示。

图像二值化是指将一幅有色彩的图像经过处理得到只有黑白色彩的图像, 即图像的像素的灰度值只有255和0。图像二值化处理使分析图像变得简单, 可以有效凸显出所需要检测的某种色彩轮廓。二值化过程中需要经过阈值分割, 即通过设定一个阈值将图像中的色彩分成黑白两部分。在敏感色检验中把需要检测的具有敏感色的像素点都设成黑色, 其他的色彩都设成白色, 这样有利于进行敏感色检测时的判断。实验结果如图 1所示。

2 敏感色检验

本文所介绍系统的敏感色指血液的颜色。我们需要通过阈值分割和模版匹配来共同检验图像中是否有血液产生。此处阈值分割中的阈值指检测血液色时的阈值, 具体的实现步骤即是图像预处理中的图像二值化。模版匹配则是为了检测图像帧序列中血液色的面积是否有变化。具体的实现是先通过对相差2s的图像进行二值化处理, 在比较2s之后分析图像黑色面积是否有增加。

下面简要介绍敏感色检测法则:

首先设定另一个阈值, 此时的阈值可能一个范围, 是为了检测第一法则中血液色占整幅图像的比重。假如设定取的阈值是0.05～0.65。

第一法则:首先对一幅图像进行预处理, 利用设定的血液色阈值把衣服彩色图像处理成黑白色彩的图像, 利用设定的阈值判断是否有血液色产生。

第二法则:在第一法则的基础上, 复制该图像2s后的图像重新进行预处理, 并进行和第一法则一样的操作, 再与原图像比较检测血液色的面积是否有增加。

判断1:若第一法则检测出来血液色所占比重在0.05以下, 则可以判断为没有发生流血事件。

判断2:若第一法则检测出来血液色所占比重在0.05～0.65范围, 但是第二法则中血液色的面积没有增加则判断为疑似发生流血事件。这时就需要综合异常过激行为分析进行室内暴力检测。

判断3:若第一法则检测出来血液色所占比重在0.05～0.65范围, 第二法则中血液色面积有增加则可以认定为有流血事件发生。

判断4:若第一法则检测出血液色超过阈值0.65, 则可以判断为疑似发生流血事件, 因为这可能是被监控者穿着和血液色相近的衣服。这时就需要综合异常过激行为分析进行室内暴力检测。

3 异常过激行为分析

当今主要的目标运动检测方法有背景差分法、帧间差分法、光流法。背景差分法的检测速度非常快而且精确, 不过难点是如果环境的背景图像不时变化则需要背景建模和更新。帧间差分法算法较为简单, 程序不复杂但是无法提取检测对象的完整图像。本文介绍的是光流法检测异常过激行为, 提取光流特征中像素的能量和运动速度。下面介绍本文异常运动检测法则:根据像素能量设定第一法则、像素的运动速度设定第二法则。

(1) 首先采用光流法能量特征提取出人正常行走、快走时的平均能量作为异常过激行为能量的阈值, 若超过这个阈值可以确认为人体运动有些激烈。

(2) 检测图像中各个像素点的运动速度大小和方向。先检测人正常行走、快走时的平均速度大小, 作为异常过激行为速度大小的阈值, 若超过这个阈值即可以认为人体运动激烈, 然后检测像素点运动方向, 若运动方向各异则可以确认为人体运动异常。

一般人体运动能量都是由人体运动速度决定的, 一旦人体的运动速度加快, 相对应的能量就会变大。根据这一点, 我们把异常过激行为分为以下两种情况:

(1) 若法则一的能量和法则二的运动速度大小都超过阈值且法则二的运动方向各异, 则判断为有异常过激行为。

(2) 若法则一的能量和法则二的运动速度大小没有超过阈值而法则二的运动方向出现各异, 或者法则一的能量和法则二的运动速度大小超过阈值而法则二的运动方向未出现各异, 则判断为疑似有异常过激行为。

4 暴力情形判断

通过敏感色和异常过激行为的检测, 我们可以认定室内是否发生暴力事件, 下面由表2来表示经过监控和计算机处理后得到的室内监控状态判定。

该智能监控系统的所有监控信息是经过采集、处理、判断然后直接以室内的危险状态向用户发送。若是室内情景正常则不需要发送, 若是室内有疑似暴力或者暴力事件发生则把监控状态直接发送到用户手中。

5 结语

本文介绍了基于视频的室内暴力智能监控系统, 通过图像预处理后对敏感色和异常过激行为进行检测, 并设定阈值判断是否发生流血和异常过激行为, 再综合判断是否发生暴力事件。系统全部由计算机完成判断并仅向用户发送室内监控状态, 对被监控者的隐私起到了很好的保护, 而且计算机强大的分析处理数据功能会使监控更加精确。若该系统研制成功一定会弥补现有监控系统的不足并促进智能监控产业的进一步发展。

参考文献

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室内智能建筑设计研究 篇7

随着智能化技术的不断完善, 人们在生活中实现了智能化的居住目标。我们所说的智能家居, 也称智能住宅。也就是说, 智能化家居主要是集计算机网络系统、通信网络技术和自动化控制系统为一体的家居控制系统, 该系统主要是以居民住宅为平台, 通过合理利用计算机网络技术、通信技术、自动控制技术、音视频技术、安全防范技术等来实现室内环境设施自动化的运行目标, 以提高家居的安全性和舒适性。为此, 由于智能化家居具有高科技含量, 随着新科技的不断改善与创新, 正在慢慢朝着成熟的方向发展。因此, 设计人员在进行室内设计时, 需要考虑到数字化模式机械出图, 以更直接地设计出智能化的室内装饰设计效果, 使得住宅具有超前功能, 以满足社会发展下人们的居住需求。

2 智能家居理念下建筑室内装饰设计

2.1 建筑室内家具设计

由于家具在室内空间中比例较大, 因此成为了室内空间表现的要素之一。在室内家具设计中, 不仅要考虑到使用功能, 而且要可以体现出设计师的设计理念和内涵。在建筑室内家具设计过程中, 既要考虑到人们的使用需要, 又要满足人们的心理需求, 因此, 在设计中我们要体现出家具的娱乐性和趣味性。一种家具可以设计很多使用功能。如沙发可以设计成不同形状和动物形象, 以体现出轻松、愉悦的气氛和营造出温馨的空间。在家具设计时, 需要充分考虑不同年龄人的使用需求, 包括老人、年青人、儿童和残疾人等。对于不同的群体, 家具设计的重点也存在较大的差异, 所以我们要根据他们的需求进行设计。设计人员只有坚持以人为本的原则, 方可设计出人性化的作品。此外, 在智能建筑室内家具设计当中, 我们可以通过运用人机工程学的原理。例如, 在坐具设计中, 人们既要考虑到家具的功能和尺度, 支撑部位的硬度和面积, 还要考虑到人体变换的姿势, 以缓解人体的疲劳。长时间的姿势就会变得不舒适, 然而, 在人体变换姿势时, 需要一定的空间和强度的支点。只有从以上因素上考虑, 才能设计出合理的室内空间, 以最大限度的满足人们居住的需要。

2.2 建筑室内空间设计

在建筑室内空间设计中, 我们要突破原有的建筑室内平面、空间的限制, 通过科学合理的设计手法对建筑室内平面、空间进行利用, 以满足人们的使用需求。另外, 在室内空间设计过程中, 我们还要考虑到室内平面的多变性和空间的流通性。智能室内空间设计讲究的是设计上的灵活变化。只有注重装饰设计上的灵活性, 才能设计更有特色的作品。为此, 在室内装修设计时, 务必要在有限的空间里划分出生活的不同功能, 确保空间布局的合理性。对于智能空间而言, 在功能区域划分时, 为了提高空间的使用率, 应选用简约型的家具。与此同时, 要灵活地运用隔挡间来达到空间通透的目的。此外, 我们还要根据使用要求合理运用隔断, 在隔断材料选择时, 应选择玻璃材质, 增强室内空间的采光性和突出空间的完整性。总之, 在智能室内空间设计时, 要避免室内各个房间存在着界线, 体现室内空间的简洁性、经济性和实用性。

2.3 建筑室内色调设计

色彩作为室内设计中要素之一。人们面对不同颜色将会产生不同的感觉。因此, 在智能化室内设计中, 我们应结合室内使用环境, 根据不同的色调和构成灵活运用色彩。考虑到智能化室内空间色调较为单一, 主要以静态为主。因此, 我们应注重不同人群对色彩情感的联想。如果在设计中不能考虑到不同人群对色彩情感方面的联想, 就会使得观者失去色彩的联想与情感因素体现, 设计出来的室内空间将会显得杂乱无章, 难以满足观者的需求。在室内色采方案设计中, 我们应从色彩的静态与动态出发, 以观者的主观的认知与情感为设计条件, 以设计完整的无障碍色彩方案。在色彩的感觉上, 要从人的心情、色彩的冷暖、空间的远近、观者的味觉等方面进行考虑, 寻找相对应的色彩感觉。除此之外, 还要考虑到室内空间的主色调和与周围环境的协调性。例如, 我们可以采用少量有排列的亮色, 在视觉上起到延伸空间的作用。另外, 还要注重色彩搭配的层次变化。确保墙面色调与室内软装饰的颜色相互呼应。也可以按照不同的比例将临近色块以上下两块漆垒, 具有一定的层次感, 以显示品味十足的居家美感。

2.4 建筑室内细节设计

室内装饰的目的主要是为了表现出品味、时尚、个性的室内效果, 而这最关键的因素在于对于细节的塑造, 例如, 采用装饰画、陶器、花卉、布艺等设计要素, 不仅可以体现出主人的个性和品位, 而且具有一定的收藏价值。智能化装饰空间全面表现了室内空间内容, 住户立马可以入住进去, 但如果在室内设计中缺少细节的点缀, 室内就缺乏一些生气和特色。例如, 对于陶器来说, 如果将各种风格的陶器进行组合, 它将会达到美观空间的目的。若陶器旁边有家具, 应按照由高到低, 对称平衡的顺序进行排列, 以实现视觉上的协调性。若将两个不同样式的相同花样的陶器排列在一起, 将会产生和谐的韵律感, 给人一种温暖、祥和的感受。

2.5 情感的表达

人是智能化室内装饰设计的主体对象。在智能化室内装饰设计过程中, 我们要考虑到室内装饰效果与人的关系, 促进人的全面发展。在智能家居理念下, 室内智能化大大满足人的需求, 体现人的情感和思想内涵。因此, 在智能化室内装饰设计过程中, 我们要充分考虑到人的情感和交流方面的需求, 通过室内空间色彩和尺度的对比、线条的流畅, 表达出设计师的情感。室内不同的设计要素都包涵着设计师的情感, 可以被人们感知, 从而给人们带来心量生理和心理的轻松愉悦。为此, 在设计中我们需要从人的情感方面出发, 设计出智能化、人性化的室内作品。

3 结束语

随着我国通信网络技术的发展与创新, 智能化逐渐成为未来室内装饰设计的发展趋势。因此, 从未来发展的角度看, 智能化必然会成为人类社会持续发展和进步的象征。本文对探讨智能化室内设计进行了探讨, 具有鲜明的理论价值和实践意义。近年来, 智能化设计在各领域中得到了广泛的应用。在室内装饰设计中也离不开智能化技术的应用。因此, 在设计中我们要遵循可持续的理念, 采用智能化的室内设计手法, 创造出更加安全、健康、效率、舒适的智能化室内空间, 以满足现代人们的居住需求。

摘要：文章阐述了智能家居的概念, 在此基础上针对智能家居理念下建筑室内装饰设计中相关要点进行了分析, 主要从室内家具设计、空间设计、色调设计、细节设计、情感表达等方面进行了论述, 以供读者参考。

关键词：智能家居,装饰设计,人性化,可持续发展

参考文献

[1]谷晓龙.室内装饰设计“智能化家居”利弊分析[J].中外企业家, 2014, (8) .

无线智能家居室内终端的设计与实现 篇8

蓝牙技术作为无线传输技术的代表,是一种支持设备短距离通信的无线技术[2,3]。蓝牙工作在2.4 GHz频段(工业、科学和医疗频段),采用了蓝牙技术[4]的设备将能够提供高达720 kbit/s的数据交换速率。由于蓝牙技术的优点,使得蓝牙的用途很广泛,基本上各个领域都有涉及,就个人生活方面有居家、工作和娱乐。

1 智能家居系统的总体设计

系统总体的设计思路是结合Internet技术和自动控制技术,开发一套基于嵌入式Linux的智能家居系统[5],即要实现独立的嵌入式智能终端设备及其与Internet的直接接入,从而可以在远程对家庭环境进行实时监测,并可对智能家电进行控制[6];在嵌入式智能设备终端上要完成可视对讲、访客留影并存储图片、安防报警以及智能家电的控制等功能。主机还可以通过蓝牙将家庭环境信息传送给带有蓝牙的手持设备,如通过窗磁、门磁可以知道是否有陌生人闯入家中,通过烟雾传感器可以知道家中是否有火灾发生,通过温湿度可以实时了解家中的温度,室内终端都可以将这些信息传送给蓝牙手持设备实时显示。

智能家居网络的拓扑结构如图1所示。

2 智能家居室内终端功能需求分析

智能家居室内终端功能需求包括以下4个方面:

1)可视对讲功能,通过网络接收门口机或是网络摄像头采集到的视频信息,实现对来访者或是环境的监控。

2)家居安防功能,包括窗磁门磁报警、红外报警、有毒有害气体报警和烟雾报警等。

3)家电控制功能,通过红外家电控制器将所有红外控制家电设备集合在一起,红外控制器将家电信息传递给智能家居室内终端,通过一个终端实现对所有家电的控制,也可实现远程控制。

4)生活资讯功能,智能家居室内终端通过互联网连接物管中心或设备运营商,实时发布生活资讯信息。

3 室内终端的硬件设计

室内终端硬件由微控制器ARM9 GM8120、SDRAM、Flash、LCD显示器、蓝牙通信模块、以太网接口、音视频模块和JTAG下载电路组成,具体硬件框图如图2所示。

微处理器采用的是台湾升迈科技股份有限公司CPU芯片,具体型号为GM8120SF,此CPU采用FA526内核。FA526是32位的RISC体系结构,并且指令系统和ARM V4(ARM9)架构完成兼容,通过AMBA AHB接口和外部设备进行通信。该微处理器CPU内部含有丰富的片内资源,具体包括8 kbyte的i-cache和d-cache、通用I/O接口、调试接口JTAG、通用异步收发器UART、串行的I2C和I2S接口,在设计中,只需要连接少量的外围硬件就可以实现微处理器丰富的功能。这不仅降低了后期的开发难度,同时,也减少了硬件体积,方便集成度比较高、便携式的产品开发,这也是选择这款处理器的考虑因素之一。由于篇幅的限制,在这里主要对音视频电路模块和UART Zigbee模块做具体阐述,其余电路模块不在这里一一详述。

3.1 音视频电路模块

音频模块电路主要用来采集声音和播放声音。GM8120含有I2S接口,可以方便地接目前主流的音频解码器,本系统使用PHILIPS公司的UDA1345芯片。UDA1345在一块芯片上同时具有ADC和DAC的功能,并且功耗极低,工作所需要的电压仅为3.3 V,非常适合低功耗的要求。UDA1345支持I2S总线的数据格式,可以方便地跟CPU进行连接,电路简单。具体电路连接如图3所示。

从图3可以看出UDA1345的主要信号有VINL,VINR,BCK,WS,DATAO,DATAI,VOUTR和VOUTL等。VINL和VINR为左右声道模拟信号的输入端;BCK,WS,DATAO和DATAI作为I2S总线的时钟信号和数据通道;BCK是同步时钟信号线;WS为左右声道选择线,WS为0表示选择左声道,WS为1表示选择右声道;DATAI和DATAO为数据通道,分别作为数据输入通道和数据输出通道。

GM8120留有数字视频输入接口,对于输出CCIR656/601的CCD/CMOS照相模块,可以直接与GM8120连接,不用其他处理;对于输出复合视频或者S-video的CCD/CMOS照相模块,需要1个外部的视频解码芯片,本方案使用了Philips的SAA7113芯片。图4所示为视频模块电路。

如图4所示,SAA7113的1、43、7和4号引脚为4路视频信号的输入端,根据需要只用到了其中1个管脚,但是为了以后的扩展方便把其他的3个引脚也留了出来。8位VPO数字信号IPD0~IPD7分别与CPU的V_DI0~V_DI7相连。23和24号引脚分别作为I2C总线的数据线和时钟线与CPU的I2C接口连接,I2C总线作为控制总线,CPU可以通过I2C总线来读写SAA7113的相关寄存器[7]。

3.2 蓝牙模块电路

在蓝牙的硬件电路设计方面,采用了南京国春电气设备有限公司生产的GC-01蓝牙模块来直接通过UART串口和CPU链接[8]。GC-01蓝牙模块设计采用了CSR公司的AUDIO-FLASH蓝牙芯片,附加Atmel公司T7024蓝牙专用前段芯片,扩展成标准的1级蓝牙模块,通讯距离达到100 m,电路接口有USB口、RS-232串行口(TTL电平)、Audio模拟语音接口(SPK,MIC)、SPI编程口、2路AIO模拟量接口、7路数字PIO接口。并且每只模块出厂时,都载入了标准HCI(1208版),并且通过各项检测。如图5所示,在本次设计中只使用到了UART串行口,其他的功能引脚没有用到。UART串行口由UART_TXD、UART_RXD、UART_CTS、UART_RTS组成,CTS和RTS是用于串行数据的硬件流控制,不用时要进行悬空处理,在这里没有采用。RESET引脚在不用的时候接2 kΩ的电阻进行拉地处理。LED发光二极管用来显示蓝牙模块的通信状态。

4室内终端的软件设计

GM8120是ARM9+DSP的双核处理器架构,内部集成了MPEG-4的编解码模块。对于输出复合视频或者S-video的CCD/CMOS照相模块,需要一个外部的视频解码芯片,本设计中采用了SAA7113作为视频解码芯片。CPU上电后首先初始化DSP和I2C接口,使其能够正常工作。通过写I2C总线配置SAA7113的相关寄存器,使SAA7113处于查询状态,看是否有视频信号输入。然后SAA7113会在内部对所采集的视频信号进行自动编码,为8位VPO总线,为标准的ITU 656、YUV 4∶2∶2格式。DSP在收到8位的VPO信号后,对其进行MPEG-4格式的编码,将编解码的信息放到视频缓冲区中。判断缓冲区是否已满,如果已满则将视频信息通过以太网发送到网络上的目标地址。整个程序流程如图6所示。

5小结

依据对智能家居室内终端的发展要求,设计了无线终端的实现方案。采用了ARM9处理器GM8120为核心,利用其内部自带的MPEG-4的编解码器,实现对视频信号的MPEG-4编解码,能够使图像更加清晰,系统运行更加流畅,并且还极大地减轻了CPU的运行负担。另外还采用了低功耗的蓝牙模块CG-01通过串口与CPU连接,通过蓝牙模块室内终端可以将家庭环境信息传输给带有蓝牙的移动设备上显示。测试表明,系统简易可行,成本低,有较好的推广性和实用性。

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室内智能建筑设计研究 篇9

1 平台总构成

本文提出的平台整体框架设计如图1所示,用装有四个轮子的小车作为整个平台的载体。以FPGA控制器作为整个平台的主控器,通过I/O与光电传感器jk1、jk2、jk3、jk4及碰撞开关jk5相连,实现平台障碍的检测;通过I/O输出PWM波形,驱动扬声器和高低电平的变化以驱动LED的亮灭,组成声光电路;通过控制电机驱动器的信号控制线来驱动步进电机dj1、dj2和直流吸尘电机dj3,实现平台的移动和吸尘。

2 硬件主体设计

系统主要由FPGA主控芯片、光电传感器、碰撞开关、由2个STC89C52单片机控制的无线遥控发射模块、两种模式选择芯片、声光电路、驱动电机、吸尘器电机和整个系统的供电电路组成,如图2所示。

2.1 FPGA芯片的选择

根据平台的总体设计,可以得出对芯片的基本要求:(1)需要最少6路PWM波形输出。(2)需要一路串行通信接口。(3)需要较高的12 V转化为3.3 V的实时芯片。(4)较高的处理速度。(5)I/O接口要多。

综合考虑这些条件,采用Altera公司生产的CycloneII系列FPGA中的EP2C35F672C6型号基本可满足要求。它具有出色的运算速度,成本低且带有DSP模块,具有超大的内部存储器、多通道PWM输出以及灵活的设计和多种语言的综合运用,性价比较高[1,2]。

2.2 配置电路设计要点[3,4,5,6]

(1)电源电路:供电系统采用12 V电源作为输入电源,利用L7805CV将其降压为5 V,再由TPS37HD301将5 V转化为3.3 V和1.2 V,FPGA的I/O端口供电点压为3.3 V,内核供电电压为1.2 V。因为电机驱动系统是用控制器的5 V信号,而FPGA的端口电压是3.3 V,必须将I/O电压升压到5 V,在这里利用的是74HCT245升压芯片。

(2)时钟和复位电路:时钟电路中用ZPB-26-16 M作为有源晶振,频率为16 MHz,使得串口波特率更加精确。同时可支持芯片内部的PPL功能及ISP下载功能。复位电路采取硬件复位和软件复位。

(3)调试JTAG和下载电路:因为FPGA内部可以直接搭建软核ISP和JTAG,硬件电路接一个IDC-10的JTAG接口。

(4)配置存储电路:选用EPCS16作为FPGA的ROM,可以由下载电缆或其他设备进行重复编程,也可以通过AS接口进行在线系统编程。用FPGA芯片内部自带的4 MHz的On-Chip memory作为FPGA的RAM。

(5)传感器和碰撞开关:光电传感器(光电开关)选用沪工集团的E3F-DS5C4.P1R型号的光电开关,用于检测障碍和楼梯,此型号是圆柱型扩散式最远距离5 cm、可调NPN型常开光电开关。碰撞开关主要与前传感器配合完成对平台前的保护。当平台碰到前方障碍时,触发开关,使平台躲开障碍物。

(6)无线发送与接收模块:选用汇睿微通XL02-232AP1型号无线模块,XL02-232AP1是UART接口半双工无线传输模块,可以工作在433 MHz公用频段,满足无线管制要求。

(7)驱动和吸尘电机:平台采用前轮双驱动,电机选择深圳步科公司生产的两相混合式步进电机,吸尘器电机采用直流电机。步进电机的主要电器参数为:(1)步距角:1.8°;(2)相电流:0.87 A;(3)保持扭矩:0.24 nm;(4)相电阻:3.3Ω;(5)相电感:5.0 mH;(6)重量:0.2 kg。

(8)声光电路和自动清扫时间输入显示电路:声光电路主要由发光二极管和蜂鸣器组成,直接连FPGA,提醒平台工作状态。利用4个按键(确定、初始、上调、下调)输入清扫时间,再由三个数码管显示设定时间。清扫时间由FPGA内部的定时器计时,当计时完成时,平台即停止工作。

3 程序设计要点

将程序分为硬件程序设计和软件程序设计两部分,硬件程序设计要对硬件电路进行时序仿真以确定达到调试的效果。

3.1 硬件程序设计与仿真

平台主要通过传感器和碰撞开关产生输入信号,通过FPGA处理信号,最后FPGA把处理后的信号传到电机,由电机来完成一系列的动作,如表1所示。所以其逻辑设计是实现智能的关键。

自动清扫模式下实现平台工作要靠传感器(jk1、jk2、jk3、jk4)和电机(dj1、dj2、dj3)的协同工作,根据其功能设计逻辑关系。如表2所示。

结束硬件选型后,利用Quartus II搭建硬件原理图,编译后对jk1、jk2、jk3、jk4进行时序仿真,分析时序关系,估计设计的性能并检查和消除竞争冒险[7,8,9]。仿真结果如图3所示。

时序仿真图中,clk为输入PWM信号,clr和en两个模块的片选信号是由FPGA的SoPC通过软件C语言控制。当jk1=0、jk2&jk3=1时,output(PWM控制信号)会出现一段等于0之后产生20个波形。需要说明的是:图3(a时序仿真图中,output出现一段PWM后出现低电平后接着出现了20个PWM,说明平台在正常前进遇到jk1=0、jk2&jk3=1时,会停车一段时间接着左拐或者右拐20个PWM角度。驱动器用的是4细分,输出1个PWM波形步进电机会转动0.45°,应该旋转90°但是波形个数为:n=(90/0.45)=200个,在此用20个代替200个说明问题(图3(b)的波形个数都会以此情况说明)。

由图3(b)可以看到前段时间jk4为高电平,pwmout输出正常脉冲,说明此时平台处于正常吸尘状态。后段时间jk4变为低电平,pwmout时延后输出一小段脉冲,说明此时平台检测到楼梯,停车一段时间后调整方向。

3.2 软件程序设计

硬件设计调试完成后,还要进行软件系统设计。在C语言文件中编写C程序进行SoPC的编程[10]。平台工作总体算法流程如图4所示。平台接通电源,首先初始化进入自动清扫和手动遥控清扫二选一模式;当选择自动清扫模式时,通过键盘输入平台自动清扫工作时间,在清扫过程中通过传感器判断是否遇到障碍物或楼梯并进行处理。通过中断,时刻查询是否到达设置时间,如果没到,则程序返回运行;如果设置时间到,则程序结束,平台停止工作。当选择遥控清扫时,平台运动受操作者的控制。

通过硬件选型、搭建调试和软件语言的编写调试,成功地制作出了简易平台,实现了既定的各种功能。相比市场上的同类产品,其结构更简单、成本更低、灵活性和扩展性更强,为研究者开发更多功能提供了一个硬件支持的平台,具有实用价值。随着微处理器的不断进步和传感技术的发展,其性能可不断改进,成本也可不断下降。但在仿真和实现过程中发现其具体的流程算法不够严谨,日后有必要继续对其进行改进。

参考文献

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室内设计中的绿化设计研究 篇10

[关键词]室内设计；室内绿化；环保；植物

近年来，人们越来越重视室内环境的质量，追求高品质生活，也对室内设计有了更高的要求。随着生活水平的提高和审美意识的提高，“家”已不仅仅是居住的地方，人们更加重视室内的装饰与设计感。而室内绿化是大多数人们在室内设计中必然选择的，人们更希望在生活中多一些人与自然的接触，强调回归自然，绿色健康，生态环保的居住环境。现代生活中，人们大部分时间都会在室内，因此人们也更加追求室内环境的舒适、安逸。也就使得室内设计的发展更趋向于人性化设计，更多的为人们的精神文化需求与现代生活节奏考虑，不断探索创新，创造一个满足人类精神和物质需求的居住空间。

1 室内绿化装饰的概念

室内绿化装饰是现代室内空间设计中不可缺少的一部分，也是近年来室内设计中新型的一类设计。室内绿化装饰充分运用室内盆栽、绿色植物、花卉等自然元素与室内环境设计相结合，使室内设计更具有生命力，充满自然风情，打破了装饰物的古板与沉寂，创造出充满生机活力的生活空间，满足人们生理和心理要的居住空间。而绿化装饰在室内设计中起到了装饰作用的同时，同时，又能净化空气，美化环境，提高人们居住环境的质量。合理的运用绿色植物对人体也会起到积极的作用。在很多的设计中往往利用视觉冲击力比较强的造型、个性的家具或者别具一格的装饰摆件，往往忽略了室内绿化，而室内绿化作为更具有生命力的装饰往往更受人们青睐。人们在忙碌的生活之后，回到家中，绿化装饰更具有亲和力。人们与植物，与自然的交流更能放松工作后的紧张心情，享受人与自然的和谐。而绿色植物本身的柔和给人以舒适安逸的感受，使安静的室内空间有生命力，给人以活力美感，使室内更加生机盎然，在提高环境质量的同时，满足人们的精神需求。

2 绿化设计在空间设计中的作用

2.1 净化室内空气，美化环境

绿色植物对于室内设计的作用有很多的积极性，选取正确的植物可以改善室内空气质量，吸收二氧化碳、甲醛等有害物质。绿化植物还可以起到杀菌、释放氧气，提高空气湿度的作用，而花卉等有色彩的植物可以使人心情愉悦，体验植物本身的自然美。植物本身的色彩点缀也是室内设计更具有活力。植物本身自带的生命力是工业无法加工制造出来的，不管是从线条、形态、色彩都是工业产品无法比拟的。而植物本身的生命力给人们带来的朝气蓬勃的活力，也使人们在室内与自然有无限的交流与想象。

2.2 装饰点缀，空间过渡

绿化设计结合室内设计综合考虑，可以利用绿化装饰在室内设计中起到更加明显的作用。在室内的整个大空间中，绿化植物可以代替传统的实物墙体隔断等，利用植物将空间隔断比如客厅与餐厅等，使空间内部既有界限又有联系，将功能性与美观性统一。水景、盆栽、壁挂、吊盆等这些室内绿化装饰都能够调节僵硬的装饰氛围，使室内装饰更具有灵动性。

2.3 回归自然，亲近自然

由于现代化都市建设，许多建筑代替了城市中的植物，人们逐渐减少了与大自然接触的机会。在室内养殖几盆绿植成为多数人在工作之余享受生活的乐趣。土培盆栽、水养盆栽、多肉植物等深受人们喜欢，在装饰室内环境的同时，又使自己放松心情，置身于自然中，享受其带来的安逸。

3 室内绿植物的选择

3.1 依据植物自身的特点

植物可分为阳性植物和阴性植物，喜光的植物即为阳性植物。如仙人掌科，番杏科，部分凤梨科等，可放置在光照充足的地方，在阳光的照射下茁壮成长。而阴性植物即竹类，蕨类，兰科，一叶兰等在适度阴凉的地方生长较好，在光照较强的地方则生长不良。部分装饰中还会用到悬垂类室内观叶植物，则可以选择吊兰，绿萝，蟹爪兰，常春藤等。

3.2 依据室内空间，因地制宜

室内空间的大小，装修风格，目的等因素决定室内绿化设计，客厅作为室内较大的空间，也作为家居主要的接待场所，客厅的绿化尤为重要，一般可选择较为高端大气的盆景为主，品种数量不宜过多。一般可选择在客厅一角放置巴西铁、变叶木、朱蕉等。在墙壁上可以选择一些吊兰、常春藤等，刚中带柔，调和整体的装修氛围，使客厅装修精致又有活力。而卧室作为休息的地方，应选择有助于人体睡眠，使人平静的植物，一般选择相对于精巧雅致的盆栽放置于化妆台或窗台上。据查找资料：芦荟，吊兰，龟背竹是天然的清道夫，可以吸收甲醛等有害物质，而仙人掌可以吸收二氧化碳并制造氧气。阳台和窗台作为受光较好的地方，可摆放喜光植物，也可用于植物的养殖，主人能够修身养性，享受生活。餐厅则作为空间较小的地方，可在餐桌上放置较小的插花，用于简单的装饰作用。

4 结语

当代室内设计中，部分设计师将绿化设计与室内设计的融合还没有那么完美，只是单纯的让室内设计有绿化植物作为点缀，而如何将绿化更好的植入室内设计当中，需要我们打破传统的思维模式去探究、创新。人们越来越重视室内设计，室内设计的发展也将更人性化，根据人们的喜好，设计师们也将会更好的将绿化设计与室内设计融合。

作者单位

湖南文理学院 美术学院