基于Hadoop云计算智能家居信息处理平台

来源:中关村在线  
2014/10/20 9:59:43
近年来,在物联网等具有海量数据需求的应用变得越来越普遍时,无论是从科学研究还是从应用开发的角度来看,掌握云计算技术已成为一种趋势。智能家居作为物联网应用的主要领域之一,自然离不开云计算。

1.5智能家居云模型
 
智能家居拥有7大子系统,每一个系统包含了不同的终端,每一个终端都安装有传感器,传感器感知周围环境并产生大量数据。千千万万的用户会产生海量的数据,而云计算可靠的数据存储,强大的计算能力,低廉的运营成本使得它非常适合处理海量数据。于是每家用户都将通过网络连接到云服务中心,产生的数据均由云计算中心存储和计算处理。
 
开发程序设计分析
 
本平台针对智能家居中的几个典型应用:门禁、温度、湿度、光照等进行信息采集及分布式并行处理。启动程序后可以看到当前房间内的温度、湿度、土壤湿度、光强度,还可以通过对室内温度、湿度、土壤湿度进行设定来改变当前的状态。
 
2.1功能模块设计
 
根据需求分析可知,系统功能模块共分为四大部分,即门禁系统、温湿度系统、滴灌系统、照明系统。
 
门禁系统实现的功能是持卡人刷卡,产生持卡人的卡号,从事先设定好的数据库中查询是否有该卡号,如果有说明该用户为合法用户,门禁打开,并显示持卡人卡号、姓名、卡的类型,否则门禁继续保持关闭。
 
温湿度系统显示室内当前温度和湿度。当设定一个温度值后,空调工作,根据设定温度调整室内温度,直到室内当前温度达到设定值;当设定湿度值后,室内湿度就会根据所设定的湿度进行调整,直到室内当前湿度达到设定值。
 
滴灌系统显示当前的土壤湿度。当设定土壤湿度后,滴灌系统工作,调整湿度直到当前湿度为设定的土壤湿度。
 
在照明系统中,显示室内当前光强度。窗帘和电灯的状态受控于光照强度的大小。
 
智能家居云计算平台实现的功能主要是能够将产生的传感信息集中交给服务器处理,用户只需将传感器采集来的传感信息传输给服务器即可。服务器为计算机集群,这里使用三台电脑进行模拟。三台电脑对信息进行分布式并行处理,并根据处理结果对底层设备发出指令,以达到智能控制的效果。同时还要将各种传感数据和底层设备的状态写入数据库。
 
2.2逻辑结构设计
 
(1)门禁系统。
 
门禁状态一开始为关闭。当持卡人来刷卡时,获得持卡人卡号,查询数据库,判断卡的ID是否合法,如果ID不合法,则门禁保持关闭状态。如果合法则门禁打开,并且显示持卡人的姓名和性别。
 
(2)温湿度系统。
 
系统启动时首先要对温度进行判断。当前温度低于下限值,空调启动制热;当前温度高于上限值,空调启动制冷;当室内当前温度调整到舒适范围时空调自动关闭。系统同时显示室内当前湿度,通过“设定湿度冶按钮可以设置室内湿度,当前湿度会慢慢调整到所设置的湿度。
 
(3)室内滴灌系统。
 
滴灌系统的状态主要受控于土壤湿度。这里土壤湿度依然采用相对湿度。
 
系统开始运行时滴灌处于关闭状态,然后判断土壤湿度是否小于0.15,如果小于0.15,滴灌打开,喷水,土壤湿度开始上升,当土壤湿度达到预先设定的上限值时(0.4),滴灌自动关闭。滴灌关闭后由于水分的蒸发,土壤湿度会逐渐减少。系统每隔1s对土壤湿度进行一次判断,如果土壤湿度少于0.15,则滴灌再次打开。如此反复。当然,土壤湿度的上限值也可以通过“设定土湿冶按钮进行设定。
 
(4)照明系统。
 
照明系统主要由窗帘和电灯两个部分组成。窗帘和电灯的状态会根据光照强度的大小以及当前时间自动改变。根据文献[1]将客厅照明的最低照明度定为临界值,即150Lux。
责编:李玉琴
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