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l引言
隨著國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)水平的提高,特別是計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)的迅猛發(fā)展與提高,促使了家庭實現(xiàn)了生活現(xiàn)代化,居住環(huán)境舒適化、安全化。這些高科技已經(jīng)影響到人們生活的方方面面,改變了人們生活習(xí)慣,提高了人們生活質(zhì)量,家居智能化也正是在這種形勢下應(yīng)運而生的。
2智能家居控制系統(tǒng)概述
智能家庭控制系統(tǒng)是以HFC、以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線、公共電話網(wǎng)、無線網(wǎng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)為物理平臺,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為技術(shù)平臺,現(xiàn)場總線為應(yīng)用操作平臺,構(gòu)成一個完整的集家庭通信、家庭設(shè)備自動控制、家庭安全防范等功能的控制系統(tǒng)。
智能家居控制系統(tǒng)的總體目標(biāo)是通過采用計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)和集成技術(shù)建立一個由家庭到小區(qū)乃至整個城市的綜合信息服務(wù)和管理系統(tǒng),以此來提高住宅高新技術(shù)的含量和居民居住環(huán)境水平。
系統(tǒng)通常由系統(tǒng)服務(wù)器、家庭控制器(各種模塊)、各種路由器、電纜調(diào)制解調(diào)器頭端設(shè)備CMTS、交換機(jī)、通訊器、控制器、無線收發(fā)器、各種探測器、各種傳感器、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)、打印機(jī)等主要部分組成。
3智能家居控制系統(tǒng)功能
智能家庭控制系統(tǒng)的主要功能包括家庭通信、家庭設(shè)備自動控制、家庭安全防范三個方面。
3.1家庭通信
家庭通信可采用電話線路、計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)、CATV線路、無線局域網(wǎng)等方式。
(1)電話線路
通過電話線路實現(xiàn)雙向傳輸語音信號和數(shù)據(jù)信號。
(2)計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)
通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)信息交互、綜合信息查詢、網(wǎng)上教育、醫(yī)療保健、電子郵件、電子購物等。
(3)CATV線路
通過CATV線路實現(xiàn)VOD點播和多媒體通信。
(4)無線局域網(wǎng)
通過無線收發(fā)器、天線、各種無線終端,實現(xiàn)雙向傳輸數(shù)據(jù)信號。
3.2家庭設(shè)備自動監(jiān)控
家庭設(shè)備自動監(jiān)控包括電器設(shè)備的集中、遙控、遠(yuǎn)距離異地(通過電話或Internet)的監(jiān)視、控制及數(shù)據(jù)采集。
(1)家用電器的監(jiān)視和控制
按照預(yù)先所設(shè)定程序的要求對熱水器、微波爐、視像音響等家用電器進(jìn)行監(jiān)視和控制。
(2)熱能表、燃?xì)獗怼⑺怼㈦姸缺淼臄?shù)據(jù)采集、計量和傳送根據(jù)小區(qū)物業(yè)管理的要求所設(shè)置數(shù)據(jù)采集程序,通過傳感器對熱能表、燃?xì)獗怼⑺怼㈦姸缺淼挠昧窟M(jìn)行自動數(shù)據(jù)采集、計量,并將采集結(jié)果遠(yuǎn)程傳送給小區(qū)物業(yè)管理系統(tǒng)。
(3)空調(diào)機(jī)的監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制
按照預(yù)先所設(shè)定的程序,根據(jù)時間、溫度、濕度等參數(shù)對空調(diào)機(jī)進(jìn)行監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制。
(4)照明設(shè)備的監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制按照預(yù)先設(shè)定的時間程序,分別對各個房間照明設(shè)備的開、關(guān)進(jìn)行控制,并可自動調(diào)節(jié)各個房間的照度。
(5)窗簾的控制
按照預(yù)先設(shè)定的時間程序,對窗簾的開啟/關(guān)閉進(jìn)行控制。
3.3家庭安全防范
家庭安全防范主要包括多火災(zāi)報警、可燃?xì)怏w泄漏報警、防盜報警、緊急求救、多防區(qū)的設(shè)置、訪客對講等。家庭控制器內(nèi)按等級預(yù)先設(shè)置若干個報警電話號碼(如家人單位電話號碼、手機(jī)電話號碼、尋呼機(jī)電話號碼和小區(qū)物業(yè)管理安全保衛(wèi)部門電話號碼等),在有報警發(fā)生時,按等級的次序依次不停地?fù)芡ㄉ鲜鲭娫掃M(jìn)行報警(可報出家中是哪個系統(tǒng)報警了)。同時,各種報警信號通過控制網(wǎng)絡(luò)傳送至小區(qū)物業(yè)管理中心,并可與其它功能模塊實現(xiàn)可編程的聯(lián)動(如可燃?xì)怏w泄漏報警后,聯(lián)動關(guān)閉燃?xì)夤艿郎系碾姶砰y)。
(1)防火災(zāi)發(fā)生
通過設(shè)置在廚房的感溫探測器和設(shè)置在客廳、臥室等的感煙探測器,監(jiān)視各個房間內(nèi)有無火災(zāi)的發(fā)生。如有火災(zāi)發(fā)生家庭控制器發(fā)出聲光報警信號,通知家人及小區(qū)物業(yè)管理部門。家庭控制器還可以根據(jù)有人在家或無人在家的情況,自動調(diào)節(jié)感溫探測器和感煙探測器的靈敏度。
(2)防可燃?xì)怏w泄漏
通過設(shè)置在廚房的可燃?xì)怏w探測器,監(jiān)視燃?xì)夤艿馈⒃罹哂袩o燃?xì)庑孤H缬腥細(xì)庑孤┘彝タ刂破靼l(fā)出聲光報警信號,并聯(lián)動關(guān)閉燃?xì)夤艿郎系碾姶砰y,同時通知家人及小區(qū)物業(yè)管理部門。
(3)防盜報警
防盜報警的防護(hù)區(qū)域分成兩部分,即住宅周界防護(hù)和住宅內(nèi)區(qū)域防護(hù)。住宅周界防護(hù)是指在住宅的門、窗上安裝門磁開關(guān),在對外的玻璃窗、門附近安裝玻璃破碎探測器;住宅內(nèi)區(qū)域防護(hù)是指在主要通道、重要的房間內(nèi)安裝被動紅外探測器或被動紅外/微波雙技術(shù)探測器。當(dāng)家中有人時,住宅周界防護(hù)的防盜報警設(shè)備(門磁開關(guān)、玻璃破碎探測器)設(shè)防,住宅內(nèi)區(qū)域防護(hù)的防盜報警設(shè)備(紅外探測器或被動紅外/微波雙技術(shù)探測器)撤防。當(dāng)家人出門后,住宅周界防護(hù)的防盜報警設(shè)備(門磁開關(guān)、玻璃破碎探測器)和住宅內(nèi)區(qū)域防護(hù)的防盜報警設(shè)備(被動紅外探測器或被動紅外/微波雙技術(shù)探測器)均設(shè)防。當(dāng)有非法侵入時,家庭控制器發(fā)出聲光報警信號,并通知家人及小區(qū)物業(yè)管理部門。另外,通過程序可設(shè)定報警裝置的等級和報警器的靈敏度。
(4)訪客對講
住宅的主人通過訪客對講設(shè)備與來訪者進(jìn)行雙向通話或可視通話,確認(rèn)是否允許來訪者進(jìn)人。住宅的主人利用訪客對講設(shè)備,可以對大樓入口門或單元門的門鎖進(jìn)行開啟和關(guān)閉控制。
(5)緊急求救
當(dāng)遇到意外情況(如疾病或有人非法侵入)發(fā)生時,按動報警按鈕向小區(qū)物業(yè)管理部門進(jìn)行緊急求救報警。緊急求救信號在網(wǎng)絡(luò)傳輸中具有最高的優(yōu)先級別,由于是人在緊急情況下的求救信號,其誤報的可能性很小。
智能家居控制系統(tǒng)類型
4.1系統(tǒng)類型
智能家庭控制系統(tǒng)可分成采用公共電話網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)、HFC的智能家庭控制系統(tǒng)、以太網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)、LonWorks的智能家庭控制系統(tǒng)、KS485的智能家庭控制系統(tǒng)、無線網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)等類型。
4.2基本特點、功能、適用范圍
(1)采用公共電話網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)采用公共電話網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)圖參見國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計<智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計施工圖集》03X602第14頁。
·基本特點:家庭智能控制器內(nèi)配置了與電話線連接的收發(fā)器,利用電話網(wǎng)絡(luò)作為信息傳輸網(wǎng)。該系統(tǒng)不僅在功能上能完全滿足要求,而且大大地簡化了布線,可以節(jié)省布線的投資。
·系統(tǒng)組成:系統(tǒng)由系統(tǒng)服務(wù)器、家庭控制器(內(nèi)置了與電話線連接的收發(fā)器)、路由器、收發(fā)器、各種探測器、各種傳感器、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)、打印機(jī)等組成。
·系統(tǒng)功能:實現(xiàn)家庭通信、家庭設(shè)備自動控制、家庭安全防范。
·適用范圍:該系統(tǒng)適用于新建、擴(kuò)建的智能化住宅(小區(qū))工程,且特別適用于改造的智能化住宅(小區(qū))工程,利用原有的電話線就可實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的共網(wǎng)傳輸。
(2)采用HFC的智能家庭控制系統(tǒng)
采用HFC的智能家庭控制系統(tǒng)圖參見國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計<智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計施工圖集》03X602第15頁。
·基本特點:家庭智能控制器內(nèi)配置了CableModem,利用有線電視的HFC網(wǎng)絡(luò)作為信息傳輸網(wǎng)。該系統(tǒng)不僅在功能上能完全滿足要求,而且大大地簡化了布線,可以節(jié)省布線的投資。
HFC網(wǎng)絡(luò)采用共享方式,其共享帶寬為36Mbps。當(dāng)上網(wǎng)人數(shù)較多時,上網(wǎng)的速度會變慢。由于CableModem設(shè)備費用較高,用戶網(wǎng)絡(luò)的開通費用高。
·系統(tǒng)組成:系統(tǒng)由系統(tǒng)服務(wù)器、家庭控制器(內(nèi)置了CableModem)、路由器、電纜調(diào)制解調(diào)器頭端設(shè)備CMTS、有線電視傳輸網(wǎng)絡(luò)、各種探測器、各種傳感器、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)、打印機(jī)等組成o
·系統(tǒng)功能:實現(xiàn)家庭通信、家庭設(shè)備自動控制、家庭安全防范。
·適用范圍:該系統(tǒng)適用于新建、擴(kuò)建的智能化住宅(小區(qū))工程,且特別適用于改造的智能化住宅(小區(qū))工程,僅將原有的有線電視HFC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向改造,就可實現(xiàn)數(shù)據(jù)和圖像信號的共網(wǎng)傳輸。
(3)采用以太網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)
采用以太網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)圖參見國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計<智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計施工圖集》03X602第16、17頁。
·基本特點:家庭智能控制器內(nèi)配置了以太網(wǎng)網(wǎng)卡,利用以太網(wǎng)作為信息傳輸網(wǎng)。以太網(wǎng)同時支持住戶計算機(jī)和智能家庭控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅在功能上能完全滿足要求,而且大大地簡化了布線,可以節(jié)省布線的投資。
以太網(wǎng)傳輸速率較高,傳輸速率有10Mbps、100Mbps等。根據(jù)傳輸距離的要求,由小區(qū)物業(yè)管理中心至各樓交換機(jī)采用5類以上4對對絞線、多模光纜或單模光纜,由交換機(jī)至家庭控制器采用超5類4對對絞電纜。
·系統(tǒng)組成:系統(tǒng)由系統(tǒng)服務(wù)器、家庭控制器、路由器、交換機(jī)、各種探測器、各種傳感器、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)、打印機(jī)等組成。
·系統(tǒng)功能:實現(xiàn)家庭通信、家庭設(shè)備自動控制、家庭安全防范。
·適用范圍:該系統(tǒng)適用于新建、擴(kuò)建和改造的智能化住宅(小區(qū))工程,用以太網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)和圖像信號的雙向傳輸。
(4)采用LonWorks的智能家庭控制系統(tǒng)采用LonWorks的智能家庭控制系統(tǒng)圖參見國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計《智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計施工圖集如3X602第21、22、23頁。
·基本特點:采用一個覆蓋全部ISO/OSI標(biāo)準(zhǔn)七層通信協(xié)議、開放性的LonWork總線技術(shù),一臺系統(tǒng)服務(wù)器最多可連接127臺LONWorks路由器,一臺LonWorks路由器最多可連接63臺家庭控制器。每臺家庭控制器為LonWork一個通道上的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點包括有神經(jīng)元(NEURON)芯片、振蕩器、電源、一個通過媒介通信的收發(fā)器和與監(jiān)控設(shè)備接口的I/O設(shè)備(電路)、存儲器等。
LonWorks直接通信距離可達(dá)2700m(雙絞線、78Kbps),其通信傳輸速度最大可達(dá)1.25Mbps(此時有效傳輸距離為130m)。LonWorks路由器至小區(qū)物業(yè)管理中心線路長度超過2700m時,需在總線上加裝中繼器。傳輸線通常采用雙絞線,根據(jù)需要也可采用同軸電纜或電力線。
·系統(tǒng)組成:由系統(tǒng)服務(wù)器、家庭控制器、路由器、LonWorks路由器、交換機(jī)、各種探測器、各種傳感器、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)、打印機(jī)等組成。
·系統(tǒng)功能:實現(xiàn)家庭通信、家庭設(shè)備自動控制、家庭安全防范。
·適用范圍:該系統(tǒng)特別適用于新建、擴(kuò)建的智能化住宅(小區(qū))工程。
(5)采用KS485的智能家庭控制系統(tǒng)
采用KS485的智能家庭控制系統(tǒng)圖參見國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計<智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計施工圖集>03X602第18、19、20頁。
·基本特點:KS485串行接口總線為主從式網(wǎng)絡(luò),它的通信為半雙工、采用雙向單信道連接方式。RS485串行接口總線的傳輸介質(zhì)采用雙絞線,它可以高速地進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸,傳輸速度與傳輸距離的技術(shù)指標(biāo)如下:傳輸速率為10Mbit/s時,最大傳輸距離是12m;傳輸速率為1Mbit/s時,最大傳輸距離是120m;傳輸速率為100kbit/s時,最大傳輸距離是1200m。
·系統(tǒng)組成:由系統(tǒng)服務(wù)器、家庭控制器、路由器、通訊器、控制器、各種探測器、各種傳感器、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)、打印機(jī)等組成。
·系統(tǒng)功能:實現(xiàn)家庭通信、家庭設(shè)備自動控制、家庭安全防范。
·適用范圍:該系統(tǒng)特別適用于新建、擴(kuò)建的智能化住宅(小區(qū))工程。
(6)采用無線網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)
采用無線網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)圖參見國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計<智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計施工圖集>03X602第24、25頁。
·基本特點:利用無線作為信息傳輸網(wǎng),該系統(tǒng)不僅在功能上能完全滿足要求,而且從系統(tǒng)服務(wù)器至家庭控制器、家庭控制器至各種現(xiàn)場末端裝置均采用無線傳輸方式,小區(qū)、樓內(nèi)、戶內(nèi)無需布線,施工簡單,可以節(jié)省施工的投資。
無線網(wǎng)的工作頻率符合IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)要求。
·系統(tǒng)組成:由系統(tǒng)服務(wù)器、家庭控制器、無線收發(fā)器、各種探測器、各種傳感器、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)、打印機(jī)等組成。
·系統(tǒng)功能:實現(xiàn)家庭通信、家庭設(shè)備自動控制、家庭安全防范。
·適用范圍:該系統(tǒng)適用于新建、擴(kuò)建的智能化住宅(小區(qū))工程,且特別適用于改造的智能化住宅(小區(qū))工程,不用敷設(shè)線路就可實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的傳輸。
5系統(tǒng)設(shè)計及產(chǎn)品選用要點
5.1智能家庭控制系統(tǒng)類型的選用
新建、擴(kuò)建的智能化住宅(小區(qū))工程,宜采用LonWorks的智能家庭控制系統(tǒng)、以太網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)或采用RS485的智能家庭控制系統(tǒng)。改造的智能化住宅(小區(qū))工程,宜采用公共電話網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)、HFC的智能家庭控制系統(tǒng)或無線網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)。
5.2家庭控制器的選用
家庭控制器的選用主要包括功能、總線技術(shù)及模塊化設(shè)計、擴(kuò)展功能、可按用戶的基本要求進(jìn)行配置等方面的選用要求。
(1)家庭控制器功能的選用
家庭控制器通常具有以下功能:
·家庭防盜報警;
·家庭火災(zāi)報警;
·家庭燃?xì)庑孤秷缶?/p>
·家庭緊急求助;
·遠(yuǎn)程設(shè)防與撤防;
·遠(yuǎn)程報警;
·訪客對講;
·家用電器監(jiān)控;
·家用表具數(shù)據(jù)采集及處理;
·空調(diào)機(jī)監(jiān)控;
·接入網(wǎng)接口;
·小區(qū)電子公告;
·信息查詢;
·家用設(shè)備報修等。
(2)家庭控制器功能的選擇
在工程設(shè)計中,家庭控制器功能的選擇可參見下表所示。
5.3總線技術(shù)及模塊化設(shè)計
·家庭控制器要求采用總線技術(shù),如LonWorks、R5485、BACnet、C^NBlls、CEBus、X一10;
·家庭控制器要求采用模塊化設(shè)計,以便用戶可以根據(jù)需求選擇不同的模塊完成不同的功能。
5.4擴(kuò)展功能
家庭控制器要有一定的擴(kuò)展功能,考慮能適應(yīng)今后發(fā)展的需要。
5.5可按用戶的基本要求進(jìn)行配置應(yīng)能根據(jù)用戶提出有哪些被控設(shè)備及監(jiān)視控制要求(功能要求)等因素,來對家庭控制器組成進(jìn)行配置,包含模塊種類的選擇和各種模塊數(shù)量的選擇。設(shè)備的安裝
6.1交換機(jī)、路由器、控制器、放大箱、分配箱、電話分線箱
2.在住戶內(nèi)安裝入侵報警探測器。
具有語音對講及控制開啟樓道人口處防盜門功能。
1~2點
熱能表、燃?xì)獗怼⑺怼㈦姸缺淼淖詣映占斑h(yuǎn)傳、超限判斷、自動檢查、分時計費、實時計量、管理功能。
提高級(2A)
在室內(nèi)安裝可燃?xì)怏w泄
漏自動報警裝置。且能就地
發(fā)出聲光報警信號。
1.在住戶內(nèi)兩處安裝緊急按鈕開關(guān)。
2.在住戶內(nèi)安裝入侵報警探測器,在戶門、及用臺、外窗安裝
人侵報警裝置。
具有語音對講及控鑭開啟樓道人口處防盜門功能。可實
現(xiàn)住戶與安防監(jiān)控中心的直接聯(lián)系。
2點以上
熱能表、燃?xì)獗怼⑺怼㈦姸缺淼淖詣映?/p>
收及遠(yuǎn)傳、超限爿斷、自動檢查、分時計費、實時計量、管理功能。
先進(jìn)級(3A)
1.在室內(nèi)安裝可燃?xì)怏w泄漏自動報警裝置,當(dāng)燃?xì)怏w泄漏報警后能自動切斷氣源、打開捧氣裝置,且能就地發(fā)出聲光報警信號。
2.在住戶內(nèi)設(shè)置火災(zāi)自動報警裝置。
1.在住戶內(nèi)不少于兩處安裝緊急按鈕開關(guān)。
2.在住戶內(nèi)安裝入侵報警探測器,在戶門及陽臺門、外窗安裝入侵報警裝置。
具有語音、可視對講及控翻開啟樓道入口處防盜門功能,可實現(xiàn)住戶與安防監(jiān)控中心的直接聯(lián)系。
2點以上
熱能表、燃?xì)獗怼⑺怼㈦姸缺淼淖詣映占斑h(yuǎn)傳、超限判斷、自動檢查、分時計費、實時計量、管理功能。
這些設(shè)備均應(yīng)安裝在電氣豎井內(nèi)或公共走道的墻上(內(nèi))。
6.2家庭控制器
暗裝(或明裝)在墻內(nèi)(上),其底邊距地面1.4m左右。家庭控制器應(yīng)設(shè)置在住戶大門附近(宜距戶門0.5m以內(nèi)),且容易操作(包括設(shè)防與撤防)的地方。
6.3可燃?xì)怏w探測器
安裝在廚房內(nèi)的燃?xì)夤艿馈⒃罹吒浇?dāng)住戶使用的是天然氣,燃?xì)馓綔y器吸頂棚安裝在距頂棚300ram以內(nèi)的地方;當(dāng)住戶使用的是液化石油氣,燃?xì)馓綔y器安裝在距地面300mm以內(nèi)地方。
6.4感溫探測器設(shè)置在廚房內(nèi),它吸頂棚安裝。
6.5感煙探測器設(shè)置在起居室、臥室等房間內(nèi),它吸頂棚安裝。
6.6緊急按鈕開關(guān)
設(shè)置在起居室沙發(fā)和主臥室床頭附近的墻上,及衛(wèi)生間的墻上。緊急按鈕開關(guān)暗裝在墻內(nèi),其底邊距地面0.5m~1.2m。
6,門(窗)磁開關(guān)
安裝在門扇和門框內(nèi)或窗扇和窗框內(nèi)。
6.8玻璃破碎探測器
安裝在窗戶和玻璃門(陽臺)附近的墻上或吸頂棚安裝。
6.9被動紅外侵入探測器和被動紅外/微波雙技術(shù)探測器
安裝在住戶的主要通道、重要的房間內(nèi),它吸頂棚安裝或安裝在頂棚的墻角處。
6.10紅外遙控器
安裝在被控電器設(shè)備正面附近的墻上,距離不能超過紅外線工作范圍,且與電器設(shè)備之間沒有遮擋。
7工程設(shè)計實例
以二室戶型為例介紹戶內(nèi)的智能家庭控制系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)采用康居住宅先進(jìn)級(3A)。采用以太網(wǎng)的家居控制系統(tǒng),家庭控制器與戶內(nèi)各模塊之間采用R.$485總線,家庭控制器可通過電話線或計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接收控制指令、發(fā)出信息,所選用的家庭控制器具有可視訪客對講功能。家居控制系統(tǒng)圖參見國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計<智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計施工圖集>03X602第17頁,二室戶型家居控制平面圖參見圖1、2所示,家庭控制器與室內(nèi)設(shè)備的連接參見圖3所示。
在起居廳、臥室設(shè)置了感煙探測器,廚房設(shè)置了感溫探測器、可燃?xì)怏w探測器,各房間的窗戶、陽臺推拉門上及附近設(shè)置了門(窗)磁開關(guān)和玻璃破碎探測器,起居廳設(shè)置了被動紅外侵入探測器,起居廳、臥室、衛(wèi)生間設(shè)置了緊急按鈕開關(guān)。對電、水、燃?xì)膺M(jìn)行計量;可對餐廳、起居廳、臥室的燈進(jìn)行控制;當(dāng)可燃?xì)怏w探測器探測到有燃?xì)庑孤┖螅?lián)動控制關(guān)閉燃?xì)夤艿郎想姶砰y、開啟排煙風(fēng)機(jī);當(dāng)有各種探測器報警后,聯(lián)動警報發(fā)聲器發(fā)出報警聲音。
家庭控制器共提供13路輸入:電度表(電度表安裝在照明配電箱內(nèi))、燃?xì)獗怼崮鼙怼⒖扇細(xì)怏w探測器、感溫探測器、感煙探測器、緊急按鈕開關(guān)、被動紅外侵入探測器、玻璃破碎探測器各1路,水表、門(窗)磁開關(guān)各2路。
家庭控制器共提供7路輸出:警報發(fā)聲器控制1路、燃?xì)夤艿郎想姶砰y控制1路、排煙風(fēng)機(jī)控制1路、照明控制4路。
智能家居系統(tǒng)別稱智能家庭局域網(wǎng),其基本功能包括防盜報警系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)、電視對講門禁系統(tǒng)、煤氣泄露探測系統(tǒng)等眾多功能系統(tǒng)。我國的智能家居設(shè)計起步較晚,與西方國家存在較大差異。
一、智能家居的概念
智能家居別稱智能住宅,英文名稱為“Smart Home”。其是一個以住宅為平臺,兼?zhèn)浣ㄖ⒆詣踊悄芑谝惑w的高效、舒適、安全、便利,安裝有智能家居系統(tǒng)的居住環(huán)境。智能家居集成是利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、綜合布線技術(shù)、安全防范技術(shù)、音視頻技術(shù)、自動控制技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)備產(chǎn)品集成。它的目標(biāo)是通過互聯(lián)網(wǎng)等信息通信技術(shù)手段,通過遠(yuǎn)程控制終端來實現(xiàn)對家居電器等的智能控制,使其能夠按照人們的意愿設(shè)定工作運行,而不論距離的存在。智能化是智能家居的兩大特點之一,其另一大特點就是遠(yuǎn)程控制。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,特別是無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)可提供遙控、家電控制、防盜報警、電話遠(yuǎn)程控制、計算機(jī)控制等多種功能和手段,讓生活變得更加舒適、簡單和安全。
智能家居因為受產(chǎn)品生產(chǎn)商的限制。使其短時間內(nèi)無法實現(xiàn)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,所以一般都是一個商家單獨做系統(tǒng)研發(fā)方案的。其中比較具有影響力的一次是2007年微軟推出的“未來之屋”的一個方案,是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于日常家居生活的一個典型案例。當(dāng)人們進(jìn)人房屋時,安全系統(tǒng)會對進(jìn)入者的面部進(jìn)行掃描,確認(rèn)身份后才會打開房門。冰箱的液晶顯示器能夠智能的列出保存的食物清單,廚房水槽可以能夠根據(jù)使用者身高不同而調(diào)節(jié)高度,而排風(fēng)機(jī)可以檢測油煙濃度,已作出是否需要開啟的決定。除了這些,每個房間的裝修風(fēng)格墻、壁顏色和溫度,都可以根據(jù)使用者的喜好自由更換。
二、國內(nèi)外智能家居發(fā)展?fàn)顩r
智能家居起源于20世紀(jì)80年代初,隨著大量電子家用電器的面市,家居生活電子化開始實現(xiàn);80年代中期,通過把家用電器、安全防范設(shè)備與通信設(shè)備各部分獨立的功能用途整合成一體,形成了家居生活自動化的概念;到80年代末,隨著通信信息技術(shù)的快速發(fā)展,出現(xiàn)了利用總線技術(shù)把家居生活中各種家電、通信、安防設(shè)備進(jìn)行管理與監(jiān)控的商用系統(tǒng),其在當(dāng)時被美國稱為Smart Home,也就是現(xiàn)在智能家居的雛形。智能家居進(jìn)入21世紀(jì)后,其發(fā)展是多樣化的,技術(shù)實現(xiàn)的方式也更加豐富了。總的來講,智能家居發(fā)展過程大概包括四個階段。第一階段主要是利用兩芯線、同軸線進(jìn)行家庭組網(wǎng),實現(xiàn)了窗簾、燈光控制等功能。第二階段主要利用RS-485線、部分利用IP技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng),實現(xiàn)安防、可視對講等功能。第三階段實現(xiàn)了家庭智能控制的系統(tǒng)化,控制主機(jī)產(chǎn)生,功能包括控制、安防等業(yè)務(wù)。第四階段全部利用IP技術(shù),末端設(shè)備利用zigbee等技術(shù),智能家居功能提供采用“云”技術(shù),達(dá)到了可以根據(jù)用戶需求實現(xiàn)個性化,以及定制。近年來,物聯(lián)網(wǎng)成為了全世界關(guān)注的熱點話題,全球公認(rèn)為其是繼互聯(lián)網(wǎng)之后最有價值的科技創(chuàng)新。物聯(lián)網(wǎng)通過射頻識別(RFID)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備,按制定的協(xié)議把所有物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來進(jìn)行信息通訊以及交換,來實現(xiàn)智能化跟蹤、管理、識別、監(jiān)控和定位。物聯(lián)網(wǎng)的科技創(chuàng)新也為智能家居引入了新的定義,也擴(kuò)大了其展領(lǐng)域。
在國內(nèi)開發(fā)智能家居的公司中,其家庭內(nèi)部組網(wǎng)中多采用有線方武(如X-10),但是利用無線通信的。 大多是自己制定簡單的協(xié)議,并沒有使用比較成熟的比較適用于智能家居的協(xié)議。國內(nèi)早期典型的智能家具系統(tǒng)有:海信的智能家居控制系統(tǒng)、科龍集團(tuán)研制的智能網(wǎng)絡(luò)家居系統(tǒng)等。他們的產(chǎn)品因為帶有不同的標(biāo)準(zhǔn),為產(chǎn)品的相互兼容帶來無法避免問題。2005年6月,以海爾為首的 “e家佳”和聯(lián)想牽頭的“閃聯(lián)”同時被信息產(chǎn)業(yè)部確定為推薦性標(biāo)準(zhǔn),從而拉開了數(shù)字家庭競爭的序幕。到目前為止,智能家居系統(tǒng)的發(fā)展有了很大的進(jìn)展,其功能也越來越多樣化,其產(chǎn)品的兼容性問題也得到了很大的改善。
三、智能家居的特點
1、節(jié)約能源:在不需要時,能源系統(tǒng)可以自動關(guān)閉,這樣可以減少能源的浪費,減低使用能源的費用。
2、操作方便:智能家居系統(tǒng)提供遠(yuǎn)程遙控接口。智能家居系統(tǒng)還可以把重復(fù)的工智能化。在您外出時,還可以控制家電。
3、安全性高:智能家居系統(tǒng)在緊急情況下可以防御壞人或報警。您可以在任何地方可以監(jiān)控家里的安全狀態(tài),這樣可以保證您住宅的安全。
4、改變生活方式:您可以在家辦公,進(jìn)行遠(yuǎn)程會議,孩子在家里上課,主婦在網(wǎng)上逛街等。生活中的大部分都可以利用互聯(lián)網(wǎng)在家進(jìn)行,不受時間地域的限制。智能化的生活工作方式與以往的生活工作方式有了很大區(qū)別。智能家居可以給人們帶來更為簡單快捷的生活,在現(xiàn)在這個生活、工作節(jié)奏越來越快的社會,智能家居也可以為人們減少繁瑣家務(wù)、節(jié)約時間,讓人們有時間去休息,去教育子女,去鍛煉身體和進(jìn)修,使人們的生活工作質(zhì)量有了很大的提高。
四、智能家居的控制
智能家居應(yīng)該不需要依賴復(fù)雜的集成和布線,而是能夠感知環(huán)境、感知人,并且隨著互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,人與物、物與物的溝通將變得不再困難。手機(jī)不應(yīng)該是控制器,而應(yīng)該只是這些“管家們”和人溝通的一個管道。智能家居控制系統(tǒng)是由各個子系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)組合而成的,要根據(jù)需要,減少或者增加子系統(tǒng),以滿足需求。另外,可以設(shè)置各種控制模式,如離家模式,回家模式,下雨模式,生日模式,宴會模式,節(jié)能模式等,極大滿足生活品質(zhì)需求,即插即用,特別用無線的方式,可以快速部署系統(tǒng)。
通過上述內(nèi)容簡要介紹了智能家居設(shè)計的內(nèi)容,分析了其在國內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀,詳細(xì)指出了其特點與有效控制形式,希望通過本論文能推動智能家居的發(fā)展。
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基于Cortex—M3的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計
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