2016-06-25
智能家居(英文:smart home, home automation)是以住宅為平臺(tái),利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、 安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成,構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng),提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性,并實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。
智能家居是在互聯(lián)網(wǎng)影響之下物聯(lián)化的體現(xiàn)。智能家居通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將家中的各種設(shè)備(如音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、窗簾控制、空調(diào)控制、安防系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)、影音服務(wù)器、影柜系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)家電等)連接到一起,提供家電控制、照明控制、電話遠(yuǎn)程控制、室內(nèi)外遙控、防盜報(bào)警、環(huán)境監(jiān)測(cè)、暖通控制、紅外轉(zhuǎn)發(fā)以及可編程定時(shí)控制等多種功能和手段。與普通家居相比,智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能,兼?zhèn)浣ㄖ⒕W(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動(dòng)化,提供全方位的信息交互功能,甚至為各種能源費(fèi)用節(jié)約資金
智能家居的概念起源很早,但一直未有具體的建筑案例出現(xiàn),直到1984年美國(guó)聯(lián)合科技公司(United Technologies Building System)將建筑設(shè)備信息化、整合化概念應(yīng)用于美國(guó)康涅狄格州(Connecticut)哈特佛市(Hartford)的CityPlaceBuilding時(shí),才出現(xiàn)了首棟的“智能型建筑”,從此揭開了全世界爭(zhēng)相建造智能家居派的序幕。
一、家庭自動(dòng)化(Home Automation)
家庭自動(dòng)化系指利用微處理電子技術(shù),來(lái)集成或控制家中的電子電器產(chǎn)品或系統(tǒng),例如:照明燈、咖啡爐、電腦設(shè)備、保安系統(tǒng)、暖氣及冷氣系統(tǒng)、視訊及音響系統(tǒng)等。家庭自動(dòng)化系統(tǒng)主要是以一個(gè)中央微處理機(jī)(Central Processor Unit,CPU)接收來(lái)自相關(guān)電子電器產(chǎn)品(外界環(huán)境因素的變化,如太陽(yáng)初升或西落等所造成的光線變化等)的訊息后,再以既定的程序發(fā)送適當(dāng)?shù)男畔⒔o其它電子電器產(chǎn)品。中央微處理機(jī)必須透過(guò)許多界面來(lái)控制家中的電器產(chǎn)品,這些界面可以是鍵盤,也可以是觸摸式熒幕、按鈕、電腦、電話機(jī)、遙控器等;消費(fèi)者可發(fā)送信號(hào)至中央微處理機(jī),或接收來(lái)自中央微處理機(jī)的訊號(hào)。
家庭自動(dòng)化是智能家居的一個(gè)重要系統(tǒng),在智能家居剛出現(xiàn)時(shí),家庭自動(dòng)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,但隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有智能家居的普遍應(yīng)用,網(wǎng)絡(luò)家電/信息家電的成熟,家庭自動(dòng)化的許多產(chǎn)品功能將融入到這些新產(chǎn)品中去,從而使單純的家庭自動(dòng)化產(chǎn)品在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中越來(lái)越少,其核心地位也將被家庭網(wǎng)絡(luò)/家庭信息系統(tǒng)所代替。它將作為家庭網(wǎng)絡(luò)中的控制網(wǎng)絡(luò)部份在智能家居中發(fā)揮作用。最有名的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)為美國(guó)的X-10。
二、家庭網(wǎng)絡(luò)(Home networking)
首先大家要把這個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò)和純粹的“家庭局域網(wǎng)”分開來(lái),我們?cè)诒緯羞€會(huì)提到“家庭局域網(wǎng)/家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)”這一名稱,它是指連接家庭里的PC、各種外設(shè)及與因特網(wǎng)互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),它只是家庭網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)組成部份。家庭網(wǎng)絡(luò)是在家庭范圍內(nèi)(可擴(kuò)展至鄰居,小區(qū))將PC、家電、安全系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和廣域網(wǎng)相連接的一種新技術(shù)。 當(dāng)前在家庭網(wǎng)絡(luò)所采用的連接技術(shù)可以分為“有線”和“無(wú)線”兩大類。有線方案主要包括:雙絞線或同軸電纜連接、電話線連接、電力線連接等;無(wú)線方案主要包括:紅外線連接、無(wú)線電連接、基于RF技術(shù)的連接和基于PC的無(wú)線連接等。
家庭網(wǎng)絡(luò)相比起傳統(tǒng)的辦公網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō),加入了很多家庭應(yīng)用產(chǎn)品和系統(tǒng),如家電設(shè)備、照明系統(tǒng),因此相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也錯(cuò)綜復(fù)雜,這里面也牽涉太多知名的網(wǎng)絡(luò)廠家和家電廠家的利益,我們?cè)谥悄芗揖蛹夹g(shù)一章中將對(duì)各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作詳細(xì)介紹。家庭網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)是將智能家居中其它系統(tǒng)融合進(jìn)去,最終一統(tǒng)天下。
三、網(wǎng)絡(luò)家電
網(wǎng)絡(luò)家電是將普通家用電器利用數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及智能控制技術(shù)設(shè)計(jì)改進(jìn)的新型家電產(chǎn)品。網(wǎng)絡(luò)家電可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)組成一個(gè)家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò),同時(shí)這個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò)又可以與外部互聯(lián)網(wǎng)相連接??梢?jiàn),網(wǎng)絡(luò)家電技術(shù)包括兩個(gè)層面:首先就是家電之間的互連問(wèn)題,也就是使不同家電之間能夠互相識(shí)別,協(xié)同工作。第二個(gè)層面是解決家電網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的通信,使家庭中的家電網(wǎng)絡(luò)真正成為外部網(wǎng)絡(luò)的延伸。
要實(shí)現(xiàn)家電間互聯(lián)和信息交換,就需要解決:1. 描述家電的工作特性的產(chǎn)品模型,使得數(shù)據(jù)的交換具有特定含義;2. 信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)媒介。在解決網(wǎng)絡(luò)媒介這一難點(diǎn)中,可選擇的方案有:電力線、無(wú)線射頻、雙絞線、同軸電纜、紅外線、光纖。認(rèn)為比較可行的網(wǎng)絡(luò)家電包括網(wǎng)絡(luò)冰箱、網(wǎng)絡(luò)空調(diào)、網(wǎng)絡(luò)洗衣機(jī)、網(wǎng)絡(luò)熱水器、網(wǎng)絡(luò)微波爐、網(wǎng)絡(luò)炊具等。網(wǎng)絡(luò)家電未來(lái)的方向也是充分融合到家庭網(wǎng)絡(luò)中去。
四、信息家電(3C 或者說(shuō)IA)
信息家電應(yīng)該是一種價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)便、 實(shí)用性強(qiáng)、帶有PC主要功能的家電產(chǎn)品。利用電腦、電信和電子技術(shù)與傳統(tǒng)家電(包括白色家電:電冰箱、洗衣機(jī)、微波爐等和黑色家電:電視機(jī)、錄像機(jī)、音響、VCD、DVD等)相結(jié)合的創(chuàng)新產(chǎn)品, 是為數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更廣泛地深入家庭生活而設(shè)計(jì)的新型家用電器,信息家電包括PC、機(jī)頂盒、HPC、DVD、超級(jí)VCD、無(wú)線數(shù)據(jù)通信設(shè)備、視頻游戲設(shè)備、WEBTV、INTERNET電話等等,所有能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)交互信息的家電產(chǎn)品,都可以稱之為信息家電。音頻、視頻和通信設(shè)備是信息家電的主要組成部分。另一方面, 在傳統(tǒng)家電的基礎(chǔ)上,將信息技術(shù)融入傳統(tǒng)的家電當(dāng)中,使其功能更加強(qiáng)大,使用更加簡(jiǎn)單、方便和實(shí)用,為家庭生活創(chuàng)造更高品質(zhì)的生活環(huán)境。比如模擬電視發(fā)展成數(shù)字電視,VCD變成DVD,電冰箱、洗衣機(jī)、微波爐等也將會(huì)變成數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的信息家電。
從廣義的分類來(lái)看,信息家電產(chǎn)品實(shí)際上包含了網(wǎng)絡(luò)家電產(chǎn)品,但如果從狹義的定義來(lái)界定,我們可以這樣做一簡(jiǎn)單分類:信息家電更多的指帶有嵌入式處理器的小型家用(個(gè)人用)信息設(shè)備,它的基本特征是與網(wǎng)絡(luò)(主要指互聯(lián)網(wǎng))相連而有一些具體功能,可以是成套產(chǎn)品,也可以是一個(gè)輔助配件。而網(wǎng)絡(luò)家電則指一個(gè)具有網(wǎng)絡(luò)操作功能的家電類產(chǎn)品,這種家電可以理解是我們?cè)瓉?lái)普通家電產(chǎn)品的升級(jí)。
信息家電由嵌入式處理器、相關(guān)支撐硬件(如顯示卡、存儲(chǔ)介質(zhì)、IC卡或信用卡等讀取設(shè)備)、嵌入式操作系統(tǒng)以及應(yīng)用層的軟件包組成。信息家電把PC的某些功能分解出來(lái),設(shè)計(jì)成應(yīng)用性更強(qiáng)、更家電化的產(chǎn)品,使普通居民步人信息時(shí)代的步伐更為快速,是具備高性能、低價(jià)格、易操作特點(diǎn)的lnternet工具。信息家電的出現(xiàn)將推動(dòng)家庭網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的興起,同時(shí)家庭網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的發(fā)展又反過(guò)來(lái)推動(dòng)信息家電的普及和深人應(yīng)用。
詳細(xì)設(shè)計(jì)
一、子系統(tǒng)
智能家居系統(tǒng)包含的主要子系統(tǒng)有:家居布線系統(tǒng)、家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、智能家居(中央)控制管理系統(tǒng)、家居照明控制系統(tǒng)、家庭安防系統(tǒng)、背景音樂(lè)系統(tǒng)(如TVC平板音響)、家庭影院與多媒體系統(tǒng)、家庭環(huán)境控制系統(tǒng)等八大系統(tǒng)。其中,智能家居(中央)控制管理系統(tǒng)、家居照明控制系統(tǒng)、家庭安防系統(tǒng)是必備系統(tǒng),家居布線系統(tǒng)、家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、背景音樂(lè)系統(tǒng)、家庭影院與多媒體系統(tǒng)、家庭環(huán)境控制系統(tǒng)為可選系統(tǒng)。
在智能家居系統(tǒng)產(chǎn)品的認(rèn)定上,廠商生產(chǎn)的智能家居(智能家居系統(tǒng)產(chǎn)品)必須是屬于必備系統(tǒng),能實(shí)現(xiàn)智能家居的主要功能,才可稱為智能家居。因此,智能家居(中央)控制管理系統(tǒng)、家居照明控制系統(tǒng)、家庭安防系統(tǒng)都可直接稱為智能家居(智能家居系統(tǒng)產(chǎn)品)。而可選系統(tǒng)都不能直接稱為智能家居,只能用智能家居加上具體系統(tǒng)的組合表述方法,如背景音樂(lè)系統(tǒng),稱為智能家居背景音樂(lè)。將可選系統(tǒng)產(chǎn)品直接稱作智能家居,是對(duì)用戶的一種誤導(dǎo)行為。
在智能家居環(huán)境的認(rèn)定上,只有完整地安裝了所有的必備系統(tǒng),并且至少選裝了一種及以上的可選系統(tǒng)的智能家居才能稱為智能家居。根據(jù)2012年4月5日中國(guó)室內(nèi)裝飾協(xié)會(huì)智能化委員會(huì)《智能家居系統(tǒng)產(chǎn)品分類指導(dǎo)手冊(cè)》的分類依據(jù),智能家居系統(tǒng)產(chǎn)品共分為二十個(gè)分類:
控制主機(jī)(集中控制器):Smarthome Control Center
智能照明系統(tǒng):Intelligent Lighting System(ILS)
電器控制系統(tǒng):Electrical Apparatus Control System(EACS)
家庭背景音樂(lè):Whole Home Audio(WHA)
家庭影院系統(tǒng):Speakers, A/V & Home Theater
對(duì)講系統(tǒng):Video Door Phone(VDP)
視頻監(jiān)控:Cameras and Surveillance
防盜報(bào)警:Home Alarm System
電鎖門禁:Door Locks & Access Control
智能遮陽(yáng)(電動(dòng)窗簾):Intelligent Sunshading System/Electric Curtain
暖通空調(diào)系統(tǒng):Thermostats & HVAC Controls
太陽(yáng)能與節(jié)能設(shè)備:Solar & Energy Savers
自動(dòng)抄表:Automatic Meter Reading System(AMR)
智能家居軟件:Smarthome Software
家居布線系統(tǒng):Cable & Structured Wiring
家庭網(wǎng)絡(luò):Home Networking
廚衛(wèi)電視系統(tǒng):Kitchen TV & Bathroom Built-In TV System
運(yùn)動(dòng)與健康監(jiān)測(cè):Exercise and Health Monitoring
花草自動(dòng)澆灌:Automatic Watering Circuit
寵物照看與動(dòng)物管制:Pet Care & Pest Control。