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    智能家居系統

     一、智能家居概述

      您想過嗎?當您回到家中,隨著門鎖被開啟,家中的安防系統自動解除室內警戒,廊燈緩緩點亮,空調、新風系統自動啟動,您最喜歡的背景交響樂輕輕奏起。在家中,只需一個遙控器就能控制家中所有的電器。每天晚上,所有的窗簾都會定時自動關閉,入睡前,床頭邊的面板上,您觸動“晚安”模式,就可以控制室內所有需要關閉的燈光和電器設備,同時安防系統自動開啟處于警戒狀態。在您外出之前只要按一個鍵就可以關閉家中所有的燈和電器??

      在炎熱的夏天,你可以在下班前在辦公室通過電腦打開空調,回到家里便能享受清涼;在寒冷的冬季,則可以享受到融融的溫暖?;丶仪皢与婏堨?,一到家就可以吃上香噴噴的米飯。如果不方便使用電腦,打個電話回家一樣可以控制家電。在辦公室或在出差時打開電腦上網,家中的安全設備和家用電器立即呈現在你的面前??這一切都只是網絡化智能家居控制系統能為您做的事情中的一小部分。

      家居智能化技術起源于美國,最具代表性的是X-10技術,通過X-10通信協議,網絡系統中的各個設備便可實現資源的共享。因其布線簡單、功能靈活,擴展容易而被人們廣泛接受和應用。自動化的家居不再是一幢被動的建筑,相反,成了幫助主人盡量利用時間的工具,使家庭更為舒適、安全、高效和節能。網絡化的智能家居系統可以為您提供家電控制、照明控制、窗簾控制、電話遠程控制、室內外遙控、防盜報警、以及可編程定時控制等多種功能和手段,使您的生活更加舒適、便利和安全。

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      二、智能家居的定義

      智能家居可以定義為一個系統。它以住宅為平臺,利用先進的計算機技術、網絡通訊技術、綜合布線技術、無線技術,將與家居生活有關的各種子系統有機地結合在一起。與普通家居相比,智能家居不僅具有傳統的居住功能,提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間;還由原來的被動靜止結構轉變為具有能動智慧的工具,提供全方位的信息交換功能,幫助家庭與外部保持信息交流暢通,優化人們的生活方式,幫助人們有效安排時間,增強家居生活的安全性,甚至為各種能源費用節約資金。

      與普通家居相比,智能家居有以下4大特性:

      1、智能化:由原來的被動靜止結構轉變為具有能動智能的工具。

      2、信息化:提供全方位的訊息交換功能,幫助家庭與外部保持訊息交流暢通。

      3、人性化:強調人的主觀能動性,重視人與居住環境的協調,使用戶能隨心所欲地控制室內居住環境。

      4、節能化:取消了家用電器的睡眠模式,一鍵徹底斷電,從而節省了電能。

      智能家居的功能概述

      提要:一個完整的智能家居系統應具有6項功能,包括家庭安全防范、照明系統控制、環境控制、家電控制、智能化控制、多種途徑控制。

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      一般來說,一個完整的智能家居系統應具有6項功能,包括家庭安全防范、照明系統控制、環境控制、家電控制、智能化控制、多種途徑控制。根據不同實際情況,業主會選擇不同功能。家居安防系統可以有效的利用技防手段來實現居家安全防范。家居安防系統包括防盜、防燃氣泄漏、防火等功能,并具備遠程監控,住戶可以通過網絡或電話隨時了解家內情況,同時可遠程監聽或監視家庭內部情況。智能家居的主體在于家庭自動化,未來家庭自動化的主體是家電、照明等電氣設備的控制。自動化系統采用集中或者分布式控制,住戶可以通過網絡或者電話遠程控制家庭內部設備,家居自動化系統是智能家居的主要發展方向。隨著人們對生活體驗的個性化要求越來越高,家庭內部影音系統、家庭內部環境、網絡虛擬環境等需求也越來越高,人們用在這方面的消費支出也將越來越高,未來的智能化家居也會更多的滿足人們這些方面的需求。

      智能家居的技術分類與比較

      提要:根據布線方式劃分,目前市場上智能家居技術主要有集中控制、現場總線、電力載波技術、RF/IR遙控技術。

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      目前市場上的智能家居技術,根據布線方式劃分,主要有集中控制、現場總線、電力載波技術、RF/IR遙控技術4種技術。下面介紹這幾種控制技術的基本概念。

      1、集中控制技術采用集中控制方式的智能家居系統,主要是通過一個以單片機為核心的系統主機來構建,中心處理單元(CPU)負責系統的信號處理,系統主板上集成一些外圍接口單元,包括安防報警、電話模塊、控制回路輸入/輸出(I/0)模塊等電路。

      這類集中控制方式的系統主機板一般帶8路的燈光、電器控制回路,8路報警信號輸入,3-4路抄表信號接入等。由于系統容量的限制,一旦系統安裝完畢,擴展增加控制回路比較困難。

      這類產品由于采用星型布線方式,所有安防報警探頭、燈光及電器控制回路必須接入主控箱,與傳統室內布線相比增加了布線的長度,布線較復雜。目前市場上這類產品較多。

      2、現場總線技術

      現場總線控制系統則通過系統總線來實現家居燈光、電器及報警系統的聯網以及信號傳輸,采用分散型現場控制技術,控制網絡內各功能模塊只需要就近接入總線即可,布線比較方便。

      一般來說,現場總線類產品都支持任意拓撲結構的布線方式,即支持星型與環狀結構走線方式。燈光回路、插座回路等強電的布線與傳統的布線方式完全一致?!耙粺舳嗫亍?,在家庭應用比較普遍,以往一般采用“雙聯”、“四聯”開關來實現,走線復雜而且布線成本高。若通過總線方式控制,則完全不需要增加額外布線。是一種全分布式智能控制網絡技術,其產品模塊具有雙向通信能力,以及互操作性和互換性,其控制部件都可以編程。典型的總線技術采用雙絞線總線結構,各網絡節點可以從總線上獲得供電(24V/DC),亦通過同一總線實現節點間無極性、無拓撲邏輯限制的互連和通信,信號傳輸速率和系統容量則分別為10KBPS和4G。

      現場總線控制系統采用總線式的結構,主要由電源供應器、雙絞線和功能模塊三個基本部分組成。每個功能模塊都是串連在雙絞線上,互相的連接不分極性??偩€控制系統產品從功能上可分為很多類,下面將簡單介紹常用的幾種:

     ?。?)基本控制產品,主要包括總線電源供應器、無線遙控接口、電話遙控接口、電腦控制接口、以太網(TCP/IP)接口、安防控制和安防報警接口等,這些產品是總線控制系統的基礎,同時也為其他總線控制產品提供一個接口平臺。

     ?。?)燈光控制產品,以輕觸式電子開關/調節器為代表。這一類產品有一個特色就是其外觀尺寸與正常開關相似,可以直接替換原有的開關便可實現照明系統的智能化改造,可以調光,也可以遙控,更可以用來產生不同的燈光組合以滿足不同的照明需要。萬一個別電子開關有故障,所受影響的也僅僅是該開關所連接的那一部分,即使沒有備用產品也可以換回原來的開關便可恢復原來的功能,實現手動操作。

     ?。?)電器控制產品,這類產品即是前面所提到過的可控插座。與電子開關、調光器相似,該類產品也可以通過直接替換原有的插座來實現對電器控制的智能化改造。將電飯鍋、熱水爐、洗衣機等電器的電源接在該插座上,用戶便可以通過電子開關、遙控器或電話等來控制這些電器,非常方便。該可控插座分自動和手動兩種操作方式,萬一系統失靈,亦可以用手動去操作。

     ?。?)紅外控制產品,這類產品主要用于控制空調機、電視機、DVD機等本身帶有紅外遙控器的家電,它具有紅外信號的學習和記憶功能,可以通過連接在控制總線上的設備(包括控制面板、定時、遙控、電話、互聯網等)實現對空調機的開、關、模式、溫度等操作,以及對電視機、DVD的開/關、音量調節、頻道選擇、播放、停止等操作。

     ?。?)安防控制產品,這類產品主要包括人體紅外傳感器,煤氣泄露傳感器,煙霧火災傳感器和三表自動抄表及可視對講系統等。這些產品的安裝和使用比其他產品都要簡單,因為有總線兼容標志,可以直接連接在總線之上,并可利用基本系統中的電話遙控/IP接口和其他報警接口實現遠程報警。另外,通過基本系統中的安防控制接口,普通的傳感器也可以用在總線系統之中。

      3、電力載波技術

      高頻電力載波類家居控制系統是無線技術應用的代表產品。電力載波技術是利用220V電力線將發射器發出的高頻信號傳送給接收器從而實現智能化的控制。高頻信號傳送技術將120Khz的編碼信號加載到50Hz的電力線上,由發射設備將高頻信號送給接收器,而每個接收設備都預先設定了一個地址碼。地址碼是由房間碼(A-P)和單元碼(1-16)組成,共有256種組合。因此采用這套系統不需要額外的布線,這也是這套系統的最大的一個優勢。

      4、RF/IR遙控技術

      遙控開關則有無線RF遙控技術、紅外IR遙控技術兩類。遙控開關主要是一些傳統普通電工產品廠家的產品,事實上,遙控開關只是在傳統開關的基礎上增加了遙控功能,有些產品還在遙控器上增加可定時控制,但由于其功能單一,不應算做智能家居產品。

      智能家居產品根據所采用技術的不同,特性如下表:

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