JESS的智能家居安防系統的設計方案

0 引 言

隨著社會的不斷發展和人們收入的不斷增加，人們開始越來越關注生活條件的安全性和生活質量的可靠性，個人用戶對家庭安全需求的增長越來越快。與此同時，傳統的機械式或單純依靠人為控制和操作的安防系統在實際的使用中暴露出了很多隱患和不足，遠遠達不到人們對智能生活的要求;隨著計算機技術的普及，智能化數字家庭在人們對美好生活的呼聲中迅速崛起，而安防系統作為整個數字家庭系統安全的重要組成部分，其可靠性、智能性和安全性將直接影響到數字家庭系統的實現。

因此，本文提出了基于JESS專家系統的智能家居安防系統。

1 技術綜述

1.1 JESS和其工作原理

JESS是在1995年由美國Sandia國家實驗室成員開發的一個規則引擎，是一種使用Java語言編寫的腳本環境。它強大的腳本語言能力能夠為用戶提供所有的Java的API.JESS小巧、靈活，并且是已知規則引擎中最快的。

JESS采用產生式規則作為基本的知識表達模式，其核心包括事實庫、規則庫、推理機三大部分。其中推理機由模式匹配、沖突集、執行引擎組成，規則庫與事實庫則組成知識庫。執行引擎按一定優先級激活沖突集當中的規則，修改事實庫。循環這個過程，直到事實庫無變化推理結束。其中事實包括簡單事實和對象事實，匹配是指JESS通過模式匹配語言對事實行操作，而JESS中的規則庫是中心數據庫，存儲了各個領域模擬人類問題求解的產生式規則。

1.2 傳感器

傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出信號的器件或裝置。傳感器種類是非常繁多的，例如本文用到防燃氣泄露子系統則采用氣體傳感器，當檢測到空氣中燃氣的濃度超過閾值的時候，傳送信號給專家系統，從而觸發報警。

1.3 無線傳感技術

無線傳感器網絡是由部署在監測區域大量的智能微型傳感器節點組成，其目的是協作地感知、采集和處理網絡覆蓋區域中被感知對象的信息，并發送給觀察者或控制中心，無線傳感網絡是以無線的方式進行通信的，需要低功耗、短距離的無線通信技術來實現。本文采用ZigBee技術，其擁有一套非常完整的協議層次結構，具有低功耗、低成本、延時短、網絡容量大和安全可靠等特點，完全滿足本系統的需求。

2 系統架構

2.1 系統特性

依據住戶家庭內部安防的需求，本系統可劃分為如下子系統：門禁子系統、防盜報警子系統、防火災報警子系統、防燃氣泄漏子系統。故系統具有以下特征：

(1)系統的自動性通過相對應的傳感器，系統能夠對家庭內部的狀況進行時時刻刻的自動檢測。門禁子系統能夠檢測整個家庭的門窗的開閉情況;防盜報警子系統能夠檢測家庭是否遭到暴力入侵;防火災報警子系統能夠檢測火災和煙塵;防燃氣泄露子系統能夠檢測空氣中天然氣的濃度等。

具體的本文僅以防火災報警子系統為例進行如下說明：通常情況下，當有意外火災發生時，室內會產生大量的煙霧，同時產生大量的煙霧，因此，通過感煙探測器檢測室內煙霧的濃度或檢測室內溫度，就能夠判斷家庭內部是否發生火災，從而能夠及時發現火情，傳送信號給專家系統，通過專家系統報警，從而最大限度的降低火災造成的損失。

(2)系統的實時性和安全性系統能夠根據檢測到的異常狀況做出實時的反應，保證家庭內部和人員的安全。例如當防燃氣泄露子系統檢測到空氣中天然氣的濃度偏高會自動關閉天然氣閥門并能夠開窗及時通風，待恢復正常后再關閉窗戶。

(3)系統的可控性系統的工作狀態可劃分為全布防狀態、半布防狀態和撤防狀態。主人可根據具體的情況進行靈活的配置。

全布防狀態適用于家中無人時，所有設備均設防。半布防狀態可對一定防護區進行布防，適用于家中人員處于睡眠狀態或只在單一區域進行活動的狀態。撤防狀態：

撤防狀態適用于家中有人活動時，所有設備均處于撤防狀態，所有活動信息均不會被設備采集。這樣靈活的配置可以提高系統的靈活性和避免錯誤報警。

(4)系統的可升級性系統的控制是由自定義的專家系統來控制，有利于對系統進行升級。

2.2 系統組成

本系統主要有三個功能模塊：專家系統模塊、識別模塊(主要是傳感器模塊)，以及執行設備模塊(包括自動報警機、語音電路、各輸入輸出設備、門禁設備等)。

如圖1所示。

圖1 系統組成