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智能家居的建設(shè)是一個(gè)高技術(shù)含量的系統(tǒng)工程，近年來，關(guān)于智能家居的概念日益被關(guān)注，了解的人越來越多。它己走進(jìn)了人們的日常生活。在國內(nèi)已經(jīng)開始在全國不少城市普及，幾乎新建的每個(gè)小區(qū)都會(huì)配置智能化系統(tǒng)。伴隨科技的發(fā)展，在人類豐富的想象空間里，智能化住宅的發(fā)展必將帶來人類居住的一場大變革。為此本文將對(duì)智能家居的基本架構(gòu)特征與理念及其總線式控制系統(tǒng)應(yīng)用的智能家居系統(tǒng)解決方案作分析說明。首先應(yīng)對(duì)智能家居的基本理念作說明。 1、智能家居的理念及范疇 1.1 智能家居的理念 “智能家居”這個(gè)詞目前已經(jīng)被廣泛引用，那么到底什么是智能家居？智能家居就是通過綜合采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、通信和控制技術(shù)(3C)，建立一個(gè)由家庭安全防護(hù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)和家庭自動(dòng)化系統(tǒng)組成的家庭綜合服務(wù)與管理集成系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)全面的安全防護(hù)、便利的通訊網(wǎng)絡(luò)以及舒適的居住環(huán)境的家庭住宅。智能家居是IT技術(shù)（特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)），網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)向傳統(tǒng)家電產(chǎn)業(yè)滲透發(fā)展的必然結(jié)果。也就是說，首先，它們都要在一個(gè)家居中建立一個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)，為家庭信息提供必要的通路，在家庭網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng)的控制下，通過相應(yīng)的硬件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有家庭網(wǎng)絡(luò)上的家電和設(shè)備的控制和監(jiān)測。其次，它們都要通過一定的媒介平臺(tái)，構(gòu)成與外界的通訊通道，以實(shí)現(xiàn)與家庭以外的世界溝信息，滿足遠(yuǎn)程控制／監(jiān)測和交換信息的需求。最后，它們的最終目的都是為滿足人們對(duì)安全、舒適、方便和符合綠色環(huán)境保護(hù)的需求。 特別要指出的是，智能家居不是一個(gè)單獨(dú)的產(chǎn)品，也不是傳統(tǒng)意義上的“智能小區(qū)”概念，而是基于小區(qū)的多層次家居智能化解決方案。 智能家居是一個(gè)多功能的技術(shù)系統(tǒng)，包括可視對(duì)講、家庭內(nèi)部的安全防范、家居綜合布線系統(tǒng)、照明控制、家電控制、遠(yuǎn)程的視頻監(jiān)控、聲音監(jiān)聽、家庭的影音系統(tǒng)等。家居智能化包含的內(nèi)容比較多，而且國內(nèi)目前的產(chǎn)品主要基于總線制、電力線載波、無線等方式，在網(wǎng)絡(luò)連接方面基本上用總線制聯(lián)網(wǎng)、電話聯(lián)網(wǎng)或者通過以太網(wǎng)方式來實(shí)現(xiàn)。 2、智能家居系統(tǒng)架構(gòu)與功能 2.1 系統(tǒng)架構(gòu) *家居綜合布線系統(tǒng) 家居布線系統(tǒng)就是把電話、有線電視、電腦網(wǎng)絡(luò)、影音系統(tǒng)、家庭自動(dòng)化控制系統(tǒng)的布線統(tǒng)一規(guī)劃、布局、集中管理，為實(shí)現(xiàn)家居智能化提供網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，通過家居綜合布線既可以實(shí)現(xiàn)智能化控制，又可以做到資源共享，而且采用綜合布線，使家庭內(nèi)部布線系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性，并可隨時(shí)升級(jí)，滿足用戶未來的需要。 *家居安防系統(tǒng) 家居安防系統(tǒng)可以有效的利用技防手段來實(shí)現(xiàn)居家安全防范。家居安防系統(tǒng)包括防盜、防燃?xì)庑孤⒎阑鸬裙δ埽⒕邆溥h(yuǎn)程監(jiān)控，住戶可以通過網(wǎng)絡(luò)或電話隨時(shí)了解家內(nèi)情況，同時(shí)可遠(yuǎn)程監(jiān)聽或監(jiān)視家庭內(nèi)部情況。 *家庭自動(dòng)化系統(tǒng) 智能家居的主體在于家庭自動(dòng)化，未來家庭自動(dòng)化的主體是家電、照朋等電氣設(shè)備的控制。自動(dòng)化系統(tǒng)采用集中或者分布式控制，住戶可以通過網(wǎng)絡(luò)或者電話遠(yuǎn)程控制家庭內(nèi)部設(shè)備，家居自動(dòng)化系統(tǒng)是智能家居的主要發(fā)展方向。 *場景環(huán)境預(yù)置 隨著人們對(duì)生活體驗(yàn)的個(gè)性化要求越來越高，家庭內(nèi)部影音系統(tǒng)、家庭內(nèi)部環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境等需求也越來越高，人們用在這方面的消費(fèi)支出也將越來越高，未來的智能化家居也會(huì)更多的滿足人們這些方面的需求。 2.2 系統(tǒng)功能 智能家居的平臺(tái)系統(tǒng)通過其核心設(shè)備-智能終端來實(shí)現(xiàn)家庭智能化的功能。家庭智能終端用來實(shí)現(xiàn)家庭智能化的各項(xiàng)功能。因此，家庭智能終端是智能家居的心臟，通過它才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息的采集、信息輸入、邏輯處理、信息輸出、聯(lián)動(dòng)控制等功能。其系統(tǒng)功能實(shí)際上是說明智能家居其“智能”在何處的說明。智能家居所要實(shí)現(xiàn)的主要的系統(tǒng)功能有： *家電控制 通過系統(tǒng)靈活多樣的控制方式(如按鍵開關(guān)、遙控器、電話、Internet等)，您隨時(shí)可開啟家中空調(diào)、電動(dòng)窗簾、電飯煲等電器設(shè)備，功能實(shí)用方便。系統(tǒng)設(shè)置的“全關(guān)模式”，可以在您出門或就寢時(shí)，非常方便的關(guān)閉室內(nèi)燈光、電器設(shè)備的電源，方便、安全又省電。 *溝通黑色家電和其他視頻設(shè)備之間以及與外部世界之間的信息通道，其中包括：臺(tái)式／手持計(jì)算機(jī)、電視、錄／攝像機(jī)、VCD／DVD和數(shù)碼照相機(jī)等；同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)它們的控制和監(jiān)測。 *安防、防盜報(bào)警 智能家居系統(tǒng)兼容目前大多數(shù)的防盜產(chǎn)品（紅外探測器、煤氣探頭、 門磁開關(guān)、聲光報(bào)警裝置等），且具有邏輯判斷，多防區(qū)設(shè)置，電話報(bào)警功能。系統(tǒng)設(shè)有“在家”、“離家”兩種布防模式，并可通過電話遠(yuǎn)程布、撤防，并帶有語音提示及系統(tǒng)自檢功能。一旦檢測到報(bào)警信號(hào)，系統(tǒng)立即將警情報(bào)至小區(qū)保安中心，引發(fā)燈光閃爍、警號(hào)鳴響等動(dòng)作，并啟動(dòng)電話遠(yuǎn)程告警功能。 *電話遠(yuǎn)程遙控與無線遙控 通過對(duì)外的接口，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和信息交換，如：電活線、有線電視電纜、市電電源線、雙絞線和無線通訊方式等。電話遠(yuǎn)程控制功能靈活實(shí)用，無論何時(shí)何地，您都可方便的通過電話或手機(jī)按鍵遠(yuǎn)程控制家中的各種燈光、電器設(shè)備。無線遙控通過遙控器，您可以方便地控制家中所有的燈光、電器設(shè)備。當(dāng)您在客廳看電視時(shí)，您可通過遙控方便地關(guān)掉廚房、走廊、陽臺(tái)和房間里不必要的燈光電器，而不用因起身而錯(cuò)過劇情。 3、關(guān)于智能家居系統(tǒng)主要核心技術(shù)： 3.1 計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 在數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中涉及的計(jì)算機(jī)軟件，除一般的用戶程序外，最突出的有二個(gè)方面：首先是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，這個(gè)操作系統(tǒng)應(yīng)該具有占存儲(chǔ)器小、使用方便、配置靈活、容錯(cuò)性能好等特點(diǎn)；其次是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這是由于一般的家庭控制網(wǎng)絡(luò)中，不可能使用各種體積龐大的數(shù)據(jù)庫，而實(shí)際使用時(shí)又需要處理大量的數(shù)據(jù)，因此需要設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)一個(gè)適合于家庭網(wǎng)絡(luò)使用的數(shù)據(jù)庫。 這里比較突出的是家庭網(wǎng)關(guān)。家庭網(wǎng)關(guān)是智能家庭網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)重要部分，它是將單個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò)與外部世界（如局域網(wǎng)、Internet網(wǎng)或智能小區(qū)的子網(wǎng)絡(luò)）溝通起來的關(guān)鍵部件。例如與Internet或Ethernet的接入、路由的選擇、瀏覽器的設(shè)計(jì)網(wǎng)頁的制作，此外還有編碼壓縮技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)接口技術(shù)等。 3.2 信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù) 當(dāng)今各地的有線電視主干網(wǎng)已大規(guī)模采用光纖。利用有線電視網(wǎng)作為信息傳輸平臺(tái)，基于有線電視HFC網(wǎng)建設(shè)智能小區(qū)已成為許多城市的成功案例。 HFC接人技術(shù)是一新成熟技術(shù)，能綜合傳輸圖像、數(shù)據(jù)和語言等多媒體業(yè)務(wù)。高速數(shù)據(jù)傳輸采用QAM／QPSK調(diào)制，低速數(shù)據(jù)采用FSK／ASK調(diào)制。圖0為信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用例舉-HFC接人技術(shù)與應(yīng)用原理示意圖。 用戶終端機(jī)頂盒擁有Internet接人能力并能夠?qū)⒓彝ピO(shè)備包括報(bào)警探頭、水電氣表、家電等接人互聯(lián)網(wǎng)，不僅滿足了用戶交互或快速上網(wǎng)等的要求，而且為住戶提供了能適應(yīng)將來科技發(fā)展的人性化接口，其實(shí)施的保證是由有線電視中心完成的。最為關(guān)鍵的是基于HFC網(wǎng)能夠節(jié)省大量的利用光纖及五(六)類線組網(wǎng)的費(fèi)用，并免去了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)的費(fèi)用。 3.3 圖像處理技術(shù) 圖像處理技術(shù)是屬于信息技術(shù)中一個(gè)層次比較高的技術(shù)，目前它也已經(jīng)走人了數(shù)字家庭之中。其中最典型的例子是智能型防盜門，這種防盜門是不需要用普通鑰匙的，它的“鑰匙”是該家庭每個(gè)人員自己身上的某個(gè)器官特征：比如，手指的指紋，或人臉的特寫，或眼睛中的虹膜等。這些人體的自身的特征，首先需要通過一些專用的裝置將它們采集到，然后對(duì)這些采集到的圖像信息作必要的處理，并提取相應(yīng)需要的特征，最后根據(jù)這些特征來識(shí)別出“是否是本家居中的成員”。 3.4 傳感器技術(shù) 在一個(gè)數(shù)字家庭中，為保證完善的控制，需要測量的物理量是多種多樣的（例如流量、電量、溫度、濕度、微量氣體含量等），這都需要傳感器技術(shù)。一般說來，家庭中的物理量的測量精度要求不高，測量設(shè)備的體積和重量也沒有苛刻的要求，因此還需要研究和開發(fā)適應(yīng)家庭網(wǎng)絡(luò)控制用的價(jià)格低、穩(wěn)定、可靠和多功能集成的測量技術(shù)和傳感器技術(shù)以及相應(yīng)的產(chǎn)品。 4、總線式的控制系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)解決方案 總線是一種靈活方便、可靠性好、通信速率高和價(jià)格低廉的現(xiàn)場總線，它適用于生產(chǎn)過程控制，智能家居等。 當(dāng)今用于智能家居系統(tǒng)的總線有LonWorks、TP BUS與APBUS等多種類型總線。其LonWorks總線是一種具有強(qiáng)勁實(shí)力的全新現(xiàn)場總線技術(shù)，它提供了一個(gè)開放性很強(qiáng)的局部操作網(wǎng)絡(luò)，其顯著的特征主要表現(xiàn)在：功能強(qiáng)大的神經(jīng)芯片、系統(tǒng)的互操作性和LonTalk通信協(xié)議。高可靠性、安全性、易于實(shí)現(xiàn)和互操作性，應(yīng)用非常廣泛。而TP BUS與APBUS為通用方便及性價(jià)比較高的二線制的智能控制總線。 采用總線式的控制系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)，不需要像傳統(tǒng)方式那樣重新連線，它又區(qū)別于集中控制模式，可以通過修改軟件改變按鍵與燈光等設(shè)備的對(duì)應(yīng)關(guān)系，有著它無可比擬的擴(kuò)展靈活性。 值此僅以APBUS總線應(yīng)用為例的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案作介紹。 4.1 系統(tǒng)特征 何謂APBUS總線？它是一個(gè)二線制的智能控制總線，所有的系統(tǒng)單元由一對(duì)通信信號(hào)線（雙絞線）連接成網(wǎng)絡(luò)，亦是目前最簡單，最可靠，最易用的智能家庭控制總線標(biāo)準(zhǔn)之一。 它是一個(gè)二線制的智能控制總線APBUS，所有的系統(tǒng)單元由一對(duì)通信信號(hào)線（雙絞線）連接成網(wǎng)絡(luò)，亦是目前最簡單，最可靠，最易用的智能家庭控制總線標(biāo)準(zhǔn)之一。APBUS家庭智能控制系統(tǒng)是新一代智能家居系統(tǒng)。通過先進(jìn)的總線控制技術(shù)APBUS，實(shí)現(xiàn)對(duì)住宅燈光、電器及安防的無線遙控、電話及網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控等多種控制功能，融合了現(xiàn)代家庭追求舒適、安全、節(jié)能、高品味的家居生活理念。 該智能家居系統(tǒng)的家庭智能終端主要針對(duì)現(xiàn)代住宅家居智能化和保安智能化而設(shè)計(jì)的方案，可以實(shí)現(xiàn)如下功能：家庭綜合保安系統(tǒng)；室內(nèi)照明控制系統(tǒng)；家庭電器控制系統(tǒng)；無線遙控系統(tǒng)；遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。圖1為AP BUS總線智能家居系統(tǒng)示意圖。 4.2 系統(tǒng)功能 該智能家居系統(tǒng)產(chǎn)品取代傳統(tǒng)的燈光及家電控制模式，為您提供安全保障的同時(shí)，讓您輕松享受生活。 *靈活的控制模式：互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)上控制、電話遠(yuǎn)程控制、預(yù)置時(shí)間控制、遙控器控制、主控鍵盤控制、手動(dòng)直接控制。 *簡易的用戶編程：用戶可自行編程，預(yù)設(shè)多種燈光場景及家電的控制功能。 *隨心的控制效果：既可遠(yuǎn)程查詢和控制，又可以一鍵式場景預(yù)置和操控。 4.21 室內(nèi)照明控制 室內(nèi)照明主要由日光燈、吊燈、壁燈、射燈和落地臺(tái)燈等組成，除日光燈外，所有其它燈均可作亮度調(diào)節(jié)，以滿足不同的需要。 客廳和起居室具有多種燈光組合，使環(huán)境光線更為舒適，同時(shí)刃；可作較多的變化，以適應(yīng)不同的情況，例如在客人探訪、聚會(huì)暢談時(shí)可能需要較明亮的燈光，而在欣賞古典音樂或輕音樂時(shí)，柔和的燈光會(huì)顯得較為寫意；而要把客廳變?yōu)榧彝ビ霸河^看精彩影片時(shí)，燈光便需要調(diào)得更為暗淡。 所有的燈光都由高科技的輕觸式電子開關(guān)控制，只需要輕觸一個(gè)按鈕便可產(chǎn)生一種預(yù)先設(shè)定的照明效果，用起來不但非常方便，同時(shí)亦為您的家居生活提高檔次，以及增添更多姿彩。 4.22 交流供電控制 目前大部分的家庭電器都通過電源插座獲得交流電能的供應(yīng)。然而普通的插座并未能提供一個(gè)有效的供給控制，即使每個(gè)插座都附有一個(gè)開關(guān)，但要在出門前將所有的電器關(guān)掉亦實(shí)屬不易，結(jié)果就有洗衣機(jī)、風(fēng)扇、音響電器漏電而造成火災(zāi)的弊病。 本系統(tǒng)可為所有的燈光電器提供一個(gè)有效的控制手段，例如您可以在出門前(或睡前)按一個(gè)按鈕關(guān)掉所有燈光電器，而在回家人門（或早晨起床）后按另一個(gè)按鈕便可恢復(fù)之前的供電，非常簡單。事實(shí)上，通過這—供電控制系統(tǒng)，您可以在任何地方，任何時(shí)候控制您的燈光電器、及電飯煲煎、煮。 4.23 無線遙控控制 無線遙控可以為家居生活帶來方便。 4.24 電話遙控系統(tǒng) 借助電話控制系統(tǒng)，您幾乎可以在任何地方，任何時(shí)候監(jiān)控您的家居狀況： 如果您匆匆忙忙趕上班或出去而忘記廠關(guān)熱水爐或空調(diào)等設(shè)備，那么您只要打一個(gè)電話就可以把它關(guān)掉而不需要特意趕回家里處理。 如果您在大熱天的中午回家吃飯午休而時(shí)間又特別緊的話，您可以在回家前用電話接通電飯鍋、電子瓦鍋和客廳冷氣機(jī)的電源，這樣當(dāng)您回到家的時(shí)候，不但可以實(shí)時(shí)享受到舒適的冷氣，而且還馬上有飯吃、有湯喝，給您帶來前所未有的方便。 電話遙控還有其它方面的用途，例如當(dāng)您全家外出渡假或旅游時(shí)，您可以通過電話在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候開啟燈光照明甚至電視音響，以造成有人在家的假像，防止不法之徒乘虛而入。 4.3 系統(tǒng)功能模塊選擇 開關(guān)面板—KPl51 弱電控制：用于APBus系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)端指令鍵 其技術(shù)參數(shù)為：面板按鍵5個(gè)；APBus接口12VDC／24VDC／25mA；尺寸86x86x52mm； 開關(guān)面板—KPl21 弱電控制：用于APBus系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)端指令鍵 其技術(shù)參數(shù)為：面板按鍵2個(gè)；APBus接口12VDC／24VDC／25mA；尺寸86x86x52mm； 主控面板CP101 主要功能為：安防管理、信息資訊、家電控制、緊急報(bào)警、設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)謅及定時(shí)控制。 插座模塊PW115 PW415是與APBus兼容使用的多功能電源控制模塊。它具有4路輸出，可控制4路燈光或插座電源，配合開關(guān)面板KPl21，KPl51等APBus兼容產(chǎn)品構(gòu)成雙聯(lián)，三聯(lián)等多聯(lián)控制功能。用戶通過編程來賦予每個(gè)輸出回路名稱后，可通過智能家居控制器的控制面板、APBus兼容遙控器以及電話等來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。 5、結(jié)束語 家居智能化系統(tǒng)應(yīng)體現(xiàn)“以人為本”的原則，在充分考慮技術(shù)的先進(jìn)性、設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、使用的便捷性、系統(tǒng)的可靠性基礎(chǔ)的同時(shí)，充分利用小區(qū)的信息系統(tǒng)，為住戶提供安全、舒適、方便的服務(wù)。 |
