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智能家居系统需求分析与结构化设计文档 Release 版 10300240002 陈牧昊 10300240022 宋壬初 10300240050 孙祥彦

1. 引言 1.1. 系统概述智能家居是以住宅为平台，兼备建筑、网络通讯、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高校、舒适、安全、便利、环保的居住环境。智能家居系统利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、无线技术等技术，将与家居生活有关的各种子系统结合在一起。与普通家居相比，由原来的被动静止结构转变为具有主动智能的工具，为用户提供实时的、准确的家具信息，让用户更加随心所欲地控制室内的居住环境。 1.2. 文档概述本文档详细描述了智能家居系统的需求规约，为下一步设计奠定了基础。 1.3. 参考文献《软件项目国标文档模版——软件需求说明书》 2. 项目概述 2.1. 目标本系统是实现智能家居生活的关键系统，在应用于实际之后，将信息化应用于家居生活之中，大大提高住户的生活体验。 2.2. 用户的特点本软件系统的最终用户是城市家庭成员以及系统维护人员。对于家庭成员只要求有基本的电子设备操作知识即可完全操作家中的所有电器设备，而对于老人和不会使用电脑的家庭成员仍然可以继续通过原始的手动方式使用它们。对于系统维护人员，需要对系统有深入的了解，在大多数情况下远程协助用户快速解决问题。对于无法远程解决的问题，需要进行上门维护。 3. 需求规定 3.1. 功能需求

智能家居系统主要分为以下几个功能需求：  多媒体数字影院系统实现家庭影音数据库的功能，将的音频、视频数据实现全住宅共享。支持 CD、VCD、 DVD、监控摄像头多种视频输入，并可以在家里的每一台电视、计算机甚至远程观看。  实时监控系统在家中重要部位安装摄像头进行不间断摄像，由系统将摄像记录保存在库以便随时随地查看。并由计算机实时监测监控视频，检测入室盗窃、火灾、煤气泄漏以及紧急救助，能够在检测到险情之后予以记录并自动拨打用户设置的电话进行报警。  电话、网络通信系统防止误接与打扰他人，实现内外线电话的自动转接，保证保密性与安全性。同时所有房间共享网络资源，并实现从外网控制、监测家中的情况。  电器及照明控制传统电器以个体形式存在，智能家居的电器控制系统将家庭的所有电器及照明设施组成为一个可以随意控制的整体。用户可以通过遥控器、智能开关、计算机和网络等多种途径控制电器，一键实现各种情景灯光及电器组合效果，随心所欲地控制家中的设备。 3.2. 性能需求 3.2.1. 精度该系统中，只有录像部分对精度的要求相对较小。监控视频受到监控设备价格、灯光环境等条件限制影响较大。但是监控视频的清晰度至少应保证监控系统可以正确识别出异常情况。对于通话数据等也是如此。对于系统的其他部分，如电器、灯光控制数据、多媒体控制数据，则必须要求传输过程中数据的绝对准确，否则错误的设备操作可能会导致严重的异常。 3.2.2. 时间特性要求家中住户对系统进行实时操作的相应时间必须为实时响应，对异常状况的监测识别应 24 小时不间断、尽可能快地进行，并在监测到异常状况时立即通过多种方式通知住户。远程操控的相应时间受网络状况而定。 3.2.3. 灵活性  系统不仅要支持现代的操作方式（计算机、网络等），也需要支持传统的操控方式（开关等），同时也要能适应将来可能出现的新的操作方式  对电器的操控需要能适应电器种类和型号的变化，做到可以灵活扩展 3.2.4. 安全性系统只可以接受家庭成员以及被授权的人员的操作，避免遭到他人破坏，影响整个家庭的安全。由于系统含有远程控制模块，必须通过专用的服务器实现控制端，设置防火墙和严格的身份验证系统，并安排专人定期进行维护，以确保远程访问的安全。

3.2.5. 可维护性整个系统在开发成熟后会应用于大量的家庭，对于一般的故障和日常维护需要提供远程维护系统功能，以降低维护人员的数量和维护成本。整个系统的各个功能高度模块化，达到高内聚低耦合的目标，实现清晰的模块接口，明确每个模块的功能，方便以后的系统维护，如果一个功能模块出现问题，不会致使整个系统瘫痪。 3.3. 输入输出要求照明控制数据数据类型数据项名称预设效果定时时间操作属性操作值数据类型数据项整形整形实型家用电器控制数据数据类型数据项名称预设效果定时时间操作属性操作值数据类型数据项整形整形实型预设效果数据类型计量单位 - 秒 1 0.001 计量单位 - 秒 1 0.001 数据项名称操作属性操作值延迟时间持续时间数据类型整形实型整形整形计量单位 1 0.001 秒秒数据类型字符串远程售后控制数据数据类型数据项名称权限验证码系统功能模块标识整形系统功能子模块标整形识实型功能参数值预置操作标识整形预置操作组合标识整形计量单位 Ascii 字符 1 1 0.001 1 1 数据范围 - 0-4294967295 0-9999 -100.000-100.000 数据范围 - 0-4294967295 0-9999 -100.000-100.000 数据范围 0-9999 -100.000- 100.000 0-4294967295 0-4294967295 数据范围 /^\w {32,64}$/ 0-9999 0-9999 -100.000-100.000 0-32767 32768-65535

外线通话输入数据数据类型数据项名称电话语音数据流数据类型数字语音信号外线通话输出数据数据类型数据项名称电话语音数据流数据类型数字语音信号音频视频资源数据数据类型数据项名称多媒体二进制数据流数据类型二进制数据流多媒体设备音频视频数据数据类型数据项名称多媒体二进制数据流数据类型二进制数据流计量单位 Byte 计量单位 Byte 计量单位 Byte 计量单位 Byte 音频视频数据数据类型数据项名称多媒体二进制数据流数据类型二进制数据流计量单位 Byte 媒体设备属性调节数据数据类型数据类型数据项名称多媒体设备的系统整形标识进程控制号属性标识属性值整形整形实型门禁控制数据数据类型数据项名称开锁指令关锁指令数据类型比特比特到访请求数据数据类型数据项名称数据类型门铃数据模拟语音信号可视门铃视频数据二进制数据流计量单位 1 1 1 0.001 计量单位 Bit Bit 计量单位高低电平 Byte 数据范围有穷长度二进制组合数据范围有穷长度二进制组合数据范围有穷长度二进制组合数据范围有穷长度二进制组合数据范围有穷长度二进制组合数据范围 0-65535 1-65535 0-9999 -100.000-100.000 数据范围 1 0 数据范围低电平 | 高电平有穷长度二进制组合

实时监控录像数据类型数据项名称多媒体二进制数据流数据类型二进制数据流计量单位 Byte 内线电话输入数据数据类型数据项名称电话语音数据流数据类型数字语音信号内线电话输出数据数据类型数据项名称电话语音数据流数据类型数字语音信号无效的注册信息数据类型数据项名称无效信息条目数据类型字符串计量单位 Byte 计量单位 Byte 计量单位 GB2312 字符无效原因描述字符串 GB2312 字符其他提示信息字符串 GB2312 字符数据范围有穷长度二进制组合数据范围有穷长度二进制组合数据范围有穷长度二进制组合数据范围 /^[\wu4e00- u9fa5]{1,255}$/ /^[\wu4e00- u9fa5]{1,255}$/ /^[\wu4e00- u9fa5]{1,255}$/ 家人注册信息数据类型数据项名称家庭成员的系统标识家庭成员姓名数据类型整形计量单位 1 数据范围 0-9999 字符串 GB2312 字符 /^[a-zA-Zu4e00- u9fa5]{1,255}$/ /^\w {6,64}$/ 图像格式图像格式有穷长度二进制组合密钥指纹扫描数据虹膜扫描数据语音数据字符串二进制图像文件二进制图像文件二进制数据流 Ascii 字符 Byte Byte Byte 监控状况清单数据类型数据类型数据项名称枚举元素非法入室事件火灾事件枚举元素电器运行状态事件枚举元素请求时间处理时间到访请求处理结果数据项 Unix 纪元时间 Unix 纪元时间数据范围非法入室事件火灾事件计量单位非法入室事件火灾事件电器运行状态事件电器运行状态事件秒秒 - 0-4294967296 0-4294967296 -

到访请求处理结果数据类型数据项名称开关数据类型比特比特失败的身份验证数据数据类型数据项名称验证方式验证失败提示语数据类型整形字符串计量单位 Bit Bit 数据范围 1 0 计量单位 1 GB2312 字符数据范围 0-3 /^[a-zA-Zu4e00- u9fa5]{1,255}$/ 0-5 数据范围 /^[a-zA-Zu4e00- u9fa5]{1,255}$/ /^\w {6,64}$/ 图像格式图像格式有穷长度二进制组合数据范围 1-3 0-1999 2000-3999 4000-5999 6000-7999 8000-9999 开关设备|模式选择 |音量控制|上网请求 -100.000-100.000 10000-11999 - - 重试次数提示语整形 1 身份验证数据数据类型数据项名称家庭成员姓名数据类型字符串计量单位 GB2312 字符密钥指纹扫描数据虹膜扫描数据语音数据字符串二进制图像文件二进制图像文件二进制数据流 Ascii 字符 Byte Byte Byte 数据类型整形整形计量单位 1 1 操作数据数据类型数据项名称系统模块标识家用电器的系统标识照明设备的系统标识多媒体设备的系统标识通讯设备的系统标识网络设备的系统标识操作种类整形整形整形整形枚举操作值实数门禁设备系统标识整形门禁控制数据远程售后授权数据项文件数据项 1 1 1 1 枚举元素 0.001 1 - -

门禁控制数据数据类型数据项名称开锁指令关锁指令数据类型比特比特远程售后授权文件数据类型数据项名称加密权限验证码类 MD5 不可逆加密方式规则描述数据类型字符串整形向量网络资源请求数据数据类型数据项名称满足网络通信协议的请求数据数据类型字节流计量单位 Byte 网络资源数据数据类型数据项名称满足网络通信协议的请求数据数据类型字节流计量单位 Byte 计量单位 Bit Bit 数据范围 1 0 计量单位 Ascii 字符整数数据范围 /^\w {64}$/ (-2147483648- 2147483647)* 数据范围有穷长度二进制组合数据范围有穷长度二进制组合 3.4. 数据管理能力要求  就一般家庭的应用需求来看，对于电器和灯光控制的事件和预设置情形不会过多，保证有数十条的保存和处理能力即可。  对于互联网接入，需要保证 5-10 台电子设备可同时使用网络。  监控视频保证不间断存储，并至少需要保存最近 1-3 个月每日 24 小时的监控视频供随时查看。  家庭影音数据库现阶段需要保证数 T 级别的数据存储容量，并可以随时扩充。 3.5. 故障处理需求  当硬件故障出现时，系统应能自动进行检测，并通过监控状况清单的形式通知用户修复、更换出现故障的硬件设备。  当系统软件出现故障时，系统应给予用户提示，并必须保证电器、照明和通讯设备可以继续手动使用。避免软件系统瘫痪导致家庭所有硬件设备瘫痪。 4. 运行环境 4.1. 设备每个家庭需要配备：  电话和互联网接入，包含配套的调制解调器、交换机等设备  一台专用服务器进行所有数据的处理  一台存储服务器存储影音库、监控视频和所有的数据记录

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