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打造完美生活空间——智能家居技术解读

我爱方案网| 智能家居| 2011-03-16
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中心议题
    *
智能家居概念及系统介绍
发展动力
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什么是智能家居
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智能家居的设计原则
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各种技术分析比较

什么是智能家居

家庭自动化、家庭网络、网络家电、信息家电的定义及与智能家居的关系

1、家庭自动化(Home Automation

 家庭自动化系指利用微处理电子技术,来集成或控制家中的电子电器产品或系统,例如:照明灯、咖啡炉、电脑设备、保安系统、暖气及冷气系统、视讯及音响系统等。家庭自动化系统主要是以一个中央微处理机(Central Processor UnitCPU)接收来自相关电子电器产品(外界环境因素的变化,如太阳初升或西落等所造成的光线变化等)的讯息后,再以既定的程序发送适当的信息给其它电子电器产品。中央微处理机必须透过许多界面来控制家中的电器产品,这些界面可以是键盘,也可以是触摸式荧幕、按钮、电脑、电话机、遥控器等;消费者可 发送信号至中央微处理机,或接收来自中央微处理机的讯号。

家庭自动化是智能家居的一个重要系统,在智能家居刚出现时,家庭自动化甚至就等同于智能家居,今天它仍是智能家居的核心之一,但随着网络技术有智能家居的普遍应用,网络家电/信息家电的成熟,家庭自动化的许多产品功能将融入到这些新产品中去,从而使单纯的家庭自动化产品在系统设计中越来越少,其核心地位也将被子家庭网络/家庭信息系统所代替。它将作为家庭网络中的控制网络部份在智能家居中发挥作用。

目前最有名的家庭自动化系统为美国的X-10

2、家庭网络 (Home networking)

首先大家要把这个家庭网络和纯粹的家庭局域网分开来,我们在本书中还会提到家庭局域网/家庭内部网络这一名称,它是指连接家庭里的PC、各种外设及与因特网互联的网络系统,它只是家庭网络的一个组成部份。家庭网络是在家庭范围内(可扩展至邻居,小区)PC、家电、安全系统、照明系统和广域网相连接的一种新技术。当前在家庭网络所采用的连接技术可以分为有线无线两大类。有线方案主要包括:双绞线或同轴电缆连接、电话线连接、电力线连接等;无线方案主要包括:红外线连接、无线电连接、基于RF技术的连接和基于PC的无线连接等。

家庭网络相比起传统的办公网络来说,加入了很多家庭应用产品和系统,如家电设备、照明系统,因此相应技术标准也错综复杂,这里面也牵涉太多知名的网络厂家和家电厂家的利益,我们在智能家居技术一章中将对各种技术标准作详细介绍。

家庭网络的发展趋势是将智能家居中其它系统融合进去,最终一统天下。

3、网络家电

网络家电是将普通家用电器利用数字技术、网络技术及智能控制技术设计改进的新型家电产品。网络家电可以实现互联组成一个家庭内部网络,同时这个家庭网络又可以与外部互联网相连接。可见,网络家电技术包括两个层面:首先就是家电之间的互连问题,也就是使不同家电之间能够互相识别,协同工作。第二个层面是解决家电网络与外部网络的通信,使家庭中的家电网络真正成为外部网络的延伸。

要实现家电间互联和信息交换,就需要解决:1. 描述家电的工作特性的产品模型,使得数据的交换具有特定含义;2. 信息传输的网络媒介。在解决网络媒介这一难点中,可选择的方案有:电力线、无线射频、双绞线、同轴电缆、红外线、光纤。

目前认为比较可行的网络家电包括网络冰箱、网络空调、网络洗衣机、网络热水器、网络微波炉、网络炊具等。

网络家电未来的方向也是充分融合到家庭网络中去。

4、信息家电 (3C 或者说IA)

信息家电应该是一种价格低廉、操作简便、 实用性强、带有PC主要功能的家电产品。利用电脑、电信和电子技术与传统家电(包括白色家电:电冰箱、洗衣机、微波炉等和黑色家电:电视机、录像机、音 响、VCDDVD等)相结合的创新产品, 是为数字化与网络技术更广泛地深人家庭生活而设计的新型家用电器,信息家电包括PC、机顶盒、HPCDVD、超级VCD、无线数据通信设备、视频游戏设 备、WEBTVINTERNE电话等等,所有能够通过网络系统交互信息的家电产品,都可以称之为信息家电。目前,音频、视频和通信设备是信息家电的主要 组成部分。另一方面, 在目前的传统家电的基础上,将信息技术融人传统的家电当中,使其功能更加强大,使用更加简单、方便和实用,为家庭生活创造更高品质的生活环境,比如模拟电 视发展成数字电视,VCD变成DVD,电冰箱、洗衣机、微波炉等也将会变成数字化、网络化、智能化的信息家电。

从广义的分类来看,信息家电产品实际上包含了网络家电产品,但如果从狭义的定义来界定,我们可以这样做一简单分类:信息家电 更多的指带有嵌入式处理器的小型家用(个人用)信息设备,它的基本特征是与网络(主要指互联网)相连而有一些具体功能,可以是成套产品,也可以是一个辅助 配件。而网络家电则指一个具有网络操作功能的家电类产品,这种家电可以理解是我们原来普通家电产品的升级。

信息家电由嵌入式处理器、相关支撑硬件(如显示卡、存储介质、IC卡或信用卡等读取设备)、嵌入式操作系统以及应用层的软件包组成。

信息家电把PC的某些功能分解出来,设计成应用性更强、更家电化的产品,使普通居民步人信息时代的步伐更为快速,是具备高性 能、低价格、易操作特点的lnternet工具。信息家电的出现将推动家庭网络市场的兴起,同时家庭网络市场的发展又反过来推动信息家电的普及和深人应用。

我们可以看出,实际上家庭自动化产品、家庭网络产品、网络家电产品、信息家电产品都只是智能家居系统产品里的一种,它们有各自不同的产品特征,不能简单地将它们划等号。当然也有许多概念交叉的产品,如机顶盒你可以理解为是一个家庭网络产品、但同时又是一个信息家电产品。

需要说明的是,国内很多媒体和厂家有意无意地将智能家居和信息家电(或网络家电)这两个概念混淆了。有些厂家干脆将一两件信息家电的功能放大,称拥有了这些信息家电的家庭也就实现了智能家居。这显然是不对的,也给行业带来一些不利的影响,使消费者最终对智能家居产生怀疑。

智能家居的设计原则

1
.功能需求,目前意义下的智能家居已能够满足人们在方便和舒适方面的很多需要,要向业主介绍能实现的并且有意义的功能。比如:遥控功能(一个遥 控器便可遥控所有的灯,窗帘,空调和电器);集中控制(不进行布线,便可在多处集中控制);网络化控制(全开全关,场景设置);本地控制(调光,软启,记 忆);更高级的功能选项(无线安防系统,电话远程控制,全宅自动定时控制,网络化窗帘控制,网络化空调控制,多功能遥控器,全宅音响系统,宠物电器等)

2
性能价格比是很重要的一个因素。要对比各种产品的价格,即使你有好的产品要推荐,在这时最好让客户选择。

3
兼容性和可扩展性,每个智能家居工程都会有这方面的要求,很多工程甚至在施工中,就会有许多变化,千万不要做不可更改的设计。

4
过渡技术的考虑,目前所有的智能家居技术都是过渡性的,还没有真正成熟,所以要选择兼容性好,最好符合国际通用协议的。

5
复杂性, 布线安装是否简单直接关系到成本,可扩展性,可维护性的问题,一定要选择布线简单的系统,使用是否简单符合大多数人的习惯,也很重要。

6
安全性,包括是否容易被别人破坏,有些产品遥控器邻里之间可以互相控制。

7
考虑好了以上事宜,才可以开始设计智能家居,才能做出一套完整的智能家居设计流程,样例,表格,图纸。

智能系统: 网络开关智能照明系统、无线遥控系统、集中控制系统

功能实现

网络开关在保持普通开关功能和特点的同时,使家中所有的白帜灯均有以下功能:

软启功能:开灯时,灯光渐渐的亮,关灯时,灯光渐渐的灭,消除亮度骤变对人眼的刺激,保护眼睛,减小电流和灯丝温度的冲击,延长使用寿命,保护灯泡。
   
调光功能:均可调明暗,有64级亮度,任意设定。

记忆功能:电脑记忆前一次开灯时所设置的亮度,下次开灯时自动恢复。

在门厅,使用墙上的网络开关

场景设置:进门之后,无需逐一操作,轻轻一按,就可实现预先设定好的灯光模式效果。

全开:按一个键,就可以开启家中所有的照明。

全关:出门之前,无需逐一检查,就可关闭家中所有的照明灯具及卫生间的换气扇。

可变开关: 需要时每个按键还可以重新设置,改变它的控制对象。

控制白帜灯时可有软启,调光、记忆功能。

在床头,使用集中控制器

集中控制:可控制家中任何的照明灯具及卫生间的换气扇。

控制白帜灯时可有软启、调光、记忆功能。

全关:临睡前,按一个键,关闭家中所有的照明灯具及卫生间的换气扇。

 全开:需要时,按一个键,开启家中所有的照明。 同时还有较大的灵活性,集中控制器可以在家中的任何房间使用。

在家中的任何位置,使用无线遥控器

全部遥控:可控制家中任何的照明灯具及卫生间的换气扇。

全关:按一个键,关闭家中所有的照明灯具及卫生间的换气扇。

全开:按一个键,开启家中所有的照明。

控制白帜灯时可有软启、调光、记忆功能。

各种技术分析比较

如果单从技术层面看,难以辨别智能家居产品中究竟哪类技术居于领先地位。但我们可以从目前世界上家庭智能系统应用比较普及的地区情况来探讨哪类产品比较有竞争优势。同时,结合我国的实际情况来作一比较。

由于国内一些经济较发达的地区,城市人口密度高,住宅建设相对密集。目前,多数住宅楼、小区是很多住户共用一台变压器甚至是共用一相电源,这对电 力载波类的智能家居产品在国内市场的应用带来技术上的难题。由于信号的稳定性较差与串扰较大,地址码的限制(一个独立的系统最多不超过256节点),安装 电力载波系统的住宅容易产生误操作。即便厂家针对这个问题设计了阻波器、滤波器这种装置,效果也没有太多的改善。

从应用层面来比较这几类产品的优势与不足。评判某类产品其应用技术是否为广大用户接受,主要体现在该产品在系统功能、布线方式、安装及调试的复杂 性、系统可靠性、操作方便性、标准化、扩展性性价比等几个方面。我们可以通过各项比较来看,现场总线控制系统技术功能最为全面。

集中控制系统与电力载波类产品功能上也比较全面,一般能提供灯光、电器控制功能,也可通过遥控器、电话等方式控制,实现场景设定,有些产品还带有 安防报警器信号接口。但集中控制系统多数由于采用小功率继电器来实现用电回路的通断开关,给现场安装也带来一些问题,只能控制小功率的灯具、电器。

综上所述,从布线方式、产品功能、系统稳定性及使用方便性等方面综合比较,很显然,现场总线类智能家居产品在应用方面具有相当的优势,应该是未来中国家庭智能化技术主流发展方向。

至于以单片机技术开发的集中控制智能家居产品则存在明显的不足,输出功率低,不兼容传统的开关方式、布线复杂,充其量也只是一个过渡性的产品。目前这类产品有些应用在价位相对较低的楼盘中,发展商主要出发点是追求智能家居的市场,对出售楼盘进行炒作。

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