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智能家居

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1.什么是智能家居[1]

智能家居也稱智能住宅,是以住宅為平臺,兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動化,集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。

智能家居利用先進(jìn)的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、綜合布線技術(shù),將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機地結(jié)合在一起,通過統(tǒng)籌管理,讓家居生活更加舒適、安全。

2.智能家居的特點[1]

與普通家居相比,智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能,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(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇又腔鄣墓ぞ?,提供全方位的信息交換功能,使家庭與外部保持信息交流暢通,優(yōu)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,甚至可節(jié)約各種能源費用。

3.智能家居的目標(biāo)[2]

家居智能的基本目標(biāo)是:將家庭中各種與信息相關(guān)的通訊設(shè)備,家用電器和家庭保安裝置通過家庭總線技術(shù)(HBS)連接到一個家庭智能化系統(tǒng)上進(jìn)行集中的或者異地的監(jiān)視、控制和家庭事務(wù)性管理,并保持這些家庭設(shè)施與住宅環(huán)境的和諧與協(xié)調(diào)。

4.智能家居的功能[3]

智能家居系統(tǒng)致力于為用戶營造一個更為安全、靈活、簡便、時尚的數(shù)字化家居空間,帶來全新的、高尚的、智能的生活體驗。現(xiàn)將其系統(tǒng)功能介紹如下:

  1)系統(tǒng)基于TCP/IP通信協(xié)議,以家庭智能網(wǎng)關(guān)為控制核心,將對講、家電、照明、安保、娛樂等設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)集成于一體,實現(xiàn)可視對講、實時監(jiān)視控制、燈光控制、電動窗簾控制、智能插座控制、紅外電器控制、遠(yuǎn)程電腦控制、電話控制、門禁控制、安防報警、信息發(fā)布、背景音樂及多媒體娛樂等強大功能,綜合布線簡單,有效降低成本。

  2)系統(tǒng)采用紅外無線遙控、GPRS技術(shù),引入人性化理念,賦予用戶更多、更智能的操控方式,外觀設(shè)計典雅、精致、大方。實時監(jiān)控,安全保障,實時監(jiān)控梯口、門口狀況,防護(hù)房屋周界安全。

  3)遠(yuǎn)程監(jiān)視功能,確保時時獲悉家中安全狀況,并可監(jiān)視小區(qū)其他活動區(qū)域。一鍵布防,守護(hù)全家。創(chuàng)新的防區(qū)智能化算法,有效減少誤報。提供多防區(qū)的安防報警方案,允許用戶根據(jù)自身需要連接紅外、煙感、緊急按鈕、門磁、窗磁等設(shè)備。警笛、短信、電話、管理中心呼叫等多種報警輸出方式,報警記錄自動生成方便查看。

  4)智在生活,隨心而控,帶有實際狀態(tài)反饋的家電控制技術(shù),通過家庭控制終端或遠(yuǎn)程控制網(wǎng)頁,可以真實反饋當(dāng)前家電的工作狀態(tài),一目了然。

  5)人性化的圖形用戶界面設(shè)計,獨特的圖形化報警與家電控制用戶界面設(shè)計,支持多層戶型圖。支持多種控制操作界面,所有控制狀態(tài)閉環(huán)反饋,確保控制指令有效執(zhí)行。

  6)場景幻化,隨心而動,允許設(shè)置多處場景模式,在每一個場景模式中均包含了連接到系統(tǒng)的各個燈光家電設(shè)備,用戶可調(diào)節(jié)不同的亮度狀態(tài)并將狀態(tài)組合,即成為一個場景模式。用戶可以通過觸摸屏、遙控器、電話遠(yuǎn)程控制等方式自由切換不同場景。

5.智能家居的體系結(jié)構(gòu)[3]

實現(xiàn)智能家居必須滿足3個條件:具有家庭網(wǎng)絡(luò)總線系統(tǒng);能夠通過這種網(wǎng)絡(luò)(總線)系統(tǒng)提供各種服務(wù)功能;能與住宅外部相連接。通過總結(jié)各類智能家居系統(tǒng),可以得出圖1-1所示的體系結(jié)構(gòu)圖。從圖可知整個系統(tǒng)通過家庭網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)來連接家庭設(shè)備、家庭網(wǎng)關(guān)/家庭服務(wù)中心和遠(yuǎn)程終端等3類設(shè)備,以便實現(xiàn)智能家居的功能。

          圖1-1 智能家居的體系結(jié)構(gòu)

  下面將重點介紹家庭內(nèi)部的家庭網(wǎng)關(guān)和家庭網(wǎng)絡(luò)。

  作為智能家居系統(tǒng)的核心,家庭網(wǎng)關(guān)還沒有形成統(tǒng)一的定義。以下列出一些有代表性的定義。

  家庭網(wǎng)關(guān)論壇組織(Residential Gateway Group,RG)是一個在1995年建立的正式的工業(yè)論壇組織,它率先采用家庭網(wǎng)關(guān)來代表一個集中式智能接口,將家庭外部的接入網(wǎng)絡(luò)和家庭內(nèi)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來。RG將家庭網(wǎng)關(guān)定義為一種簡單的、智能的、標(biāo)準(zhǔn)化的、靈活的整個家庭網(wǎng)絡(luò)接口單元,它可以從不同的外部網(wǎng)絡(luò)接收通信信號,通過家庭網(wǎng)絡(luò)傳遞信號給某個消費設(shè)備。借助引入家庭網(wǎng)關(guān)的概念,希望能夠為集成不同的外部網(wǎng)絡(luò)和豐富新的應(yīng)用提供一個有效的途徑。

  思科系統(tǒng)公司的家庭網(wǎng)關(guān)定義是:一個在家庭內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)化信息設(shè)備與智能寬帶接入網(wǎng)之間的智能化網(wǎng)關(guān)。美國2Wire公司的家庭網(wǎng)關(guān)定義是:一種將家庭網(wǎng)絡(luò)無縫連接到寬帶網(wǎng)絡(luò),使所有家庭內(nèi)連網(wǎng)設(shè)備同時享有高速連接的設(shè)備。

  上面這幾種定義都認(rèn)為家庭網(wǎng)關(guān)是一種將外部寬帶網(wǎng)絡(luò)與家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備。而Parks Associates公司認(rèn)為家庭網(wǎng)關(guān)應(yīng)是:連接一個外部網(wǎng)絡(luò)或多個接入網(wǎng)絡(luò),通過某種類型的家庭網(wǎng)絡(luò)分配服務(wù)給一個或多個設(shè)備的設(shè)備,即一個集中式整個家庭的網(wǎng)關(guān)才能視為一個真正的網(wǎng)關(guān)。

  家庭網(wǎng)絡(luò)不同于純粹的“家庭局域網(wǎng)/家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)”。人們常提到的“家庭局域網(wǎng)/家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)”是指連接家庭里的PC、各種外設(shè)及與因特網(wǎng)互連的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),只是家庭網(wǎng)絡(luò)的一個組成部分。中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(CCSA)“家庭網(wǎng)絡(luò)總體研究課題組”研究報告認(rèn)為,家庭網(wǎng)絡(luò)概念是一個變化的概念,它隨著用戶的需求、政策、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展而發(fā)展。目前不同行業(yè)(包括IT/家電業(yè)、通信業(yè)、小區(qū)物業(yè))對家庭網(wǎng)絡(luò)的不同理解都是根據(jù)不同的用戶需求而來的。家庭網(wǎng)絡(luò)包含四個要素:用戶需求、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)與應(yīng)用,每個要素對不同用戶、不同時期是不同的。家庭網(wǎng)絡(luò)從廣義上理解是指在家庭內(nèi)部通過一定的傳輸介質(zhì)(如電力線、雙絞線、同軸電纜、無線電、紅外等)將各種電氣設(shè)備和電氣子系統(tǒng)連接起來,采用統(tǒng)一的通信協(xié)議,對內(nèi)實現(xiàn)資源共享,對外能通過網(wǎng)關(guān)與外部網(wǎng)(如以太網(wǎng),綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng),異步傳輸模式網(wǎng)等)互連進(jìn)行信息交換。家庭網(wǎng)絡(luò)作為家庭信息基礎(chǔ)設(shè)施,將構(gòu)筑以下三種網(wǎng)絡(luò),如圖1-2所示。

        圖 1-2 家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

  1)家庭高速娛樂網(wǎng)絡(luò):用于連接各種娛樂。陀家用電器,如高清晰電視機、DVD、家庭影院等。

  2)家庭數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò):用于傳遞數(shù)據(jù)信息,如電話、計算機等,包括電子郵件的收發(fā)、web瀏覽器、網(wǎng)上購物等。

  3)家庭低速控制網(wǎng)絡(luò):用于實現(xiàn)家用電器的遠(yuǎn)程監(jiān)視和遠(yuǎn)程控制,以及家庭安防控制。

  家庭網(wǎng)絡(luò)最終的發(fā)展目標(biāo)是:家庭網(wǎng)絡(luò)不僅僅是一個為了完成家庭內(nèi)部各種沒備資源共享、協(xié)同工作的網(wǎng)絡(luò),還能通過與外部網(wǎng)絡(luò)(電信網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)/社區(qū)網(wǎng))的連接,實現(xiàn)家庭內(nèi)部設(shè)備與外部網(wǎng)絡(luò)信息交流的日的,通過豐富多彩的業(yè)務(wù)和應(yīng)用使用戶享受到舒適、便利、安全的新的生活體驗。

  家庭網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具備以下一些功能:

  1)信息共享功能:共享互聯(lián)網(wǎng)訪問,共享微機外沒,共享文件和應(yīng)用。

  2)家庭娛樂功能:對內(nèi)實現(xiàn)多媒體設(shè)備之間的視頻音頻信號傳輸,對外實現(xiàn)可視電話、視頻會議和視頻點播等視頻音頻信息交流。

  3)信息采集功能:收集住戶家庭運行的各種參數(shù),包括水表、電表、煤氣表的計量數(shù)據(jù)以及居室溫度、濕度等,實現(xiàn)自動抄表、提高住宅檔次和物業(yè)管理水平。

  4)信息服務(wù):住戶可以了解自己家庭運作的各種參數(shù),如房間溫度、濕度,各種計量表讀數(shù),被控家電狀態(tài)等,同時可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行各種交通的簡單查詢。

  5)安全防范:通過住宅室內(nèi)安裝的各種報警探測器和禁忌按鈕進(jìn)行防盜、防火和防災(zāi)監(jiān)控,能夠及時處理各種警情。

  6)智能化控制:根據(jù)周圍環(huán)境的變化對家用電器進(jìn)行智能化控制,從而建立舒適健康的生活環(huán)境。

  7)其他增值功能:如家庭電子商務(wù)、申清社區(qū)服務(wù)等功能。

  現(xiàn)今家庭網(wǎng)絡(luò)向三大技術(shù)趨勢發(fā)展:網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展;領(lǐng)先的無線移動;脫離PC。而推進(jìn)這個發(fā)展趨勢的正是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線通信技術(shù)以及嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)化的嵌入式

  無線智能家居控制系統(tǒng)是未來智能家居的發(fā)展方向,它能夠提供標(biāo)準(zhǔn)化接口和無線網(wǎng)絡(luò)互連功能,而且可以通過嵌入式通信協(xié)議使得系統(tǒng)能夠脫離傳統(tǒng)PC,從而智能家居行業(yè)也將跨入“后PC時代”。正如計算機擺脫大型機進(jìn)入PC才開始大發(fā)展,脫離了PC獨立狀態(tài)的智能家居才能有更大發(fā)展。未來家庭的數(shù)字設(shè)備將會通過無線技術(shù)連接起來,從而實現(xiàn)了家庭內(nèi)每一個家用電器和設(shè)備都能上網(wǎng)和互操作。通過無線技術(shù)構(gòu)建獨立的家庭局域網(wǎng),讓“無線”自在的舒適生活成為現(xiàn)實,并通過互聯(lián)網(wǎng)或GPRS連接到外網(wǎng),進(jìn)而實現(xiàn)通過計算機、手機或PDA來遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制家庭中的各種設(shè)備,真正實現(xiàn)家庭設(shè)備的信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。

6.智能家居的平臺特點[3]

智能家居網(wǎng)絡(luò)隨著集成技術(shù)、通信技術(shù)、互操作能力和布線標(biāo)準(zhǔn)的實現(xiàn)而不斷改進(jìn)。它涉及對家庭網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有的智能家具、設(shè)備和系統(tǒng)的操作、管理以及集成技術(shù)的應(yīng)用。其技術(shù)特點表現(xiàn)如下:

  1.通過家庭網(wǎng)關(guān)及其系統(tǒng)軟件建立智能家居平臺系統(tǒng)

  家庭網(wǎng)關(guān)是智能家居局域網(wǎng)的核心部分,主要完成家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)各種不同通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換和信息共享,以及與外部通信網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換功能,同時網(wǎng)關(guān)還負(fù)責(zé)家庭智能設(shè)備的管理和控制。

  2.統(tǒng)一的平臺

  用計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、通信技術(shù),家庭智能終端將家庭智能化的所有功能集成起來,使智能家居建立在一個統(tǒng)一的平臺之上。首先,實現(xiàn)家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交互;其次,還要保證能夠識別通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹噶钍呛戏ǖ闹噶?,而不是“黑客”的非法入侵。因此,家庭智能終端既是家庭信息的交通樞紐,又是信息化家庭的“保護(hù)神”。

  3.通過外部擴展模塊實現(xiàn)與家電的互連

  為實現(xiàn)家用電器的集中控制和遠(yuǎn)程控制功能,家庭智能網(wǎng)關(guān)通過有線或無線的方式,按照特定的通信協(xié)議,借助外部擴展模塊控制家電或照明設(shè)備。

  4.嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用

  以往的家庭智能終端絕大多數(shù)是由單片機控制的。隨著新功能的增加和性能的提升,將處理能力大大增強的具有網(wǎng)絡(luò)功能的嵌入式操作系統(tǒng)和單片機的控制軟件程序做了相應(yīng)的調(diào)整,使之有機地結(jié)合成完整的嵌入式系統(tǒng)。

7.智能家居的關(guān)鍵技術(shù)[3]

一、家庭網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部組網(wǎng)技術(shù)

  家庭網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部組網(wǎng)主要解決各種信息家電之間的數(shù)據(jù)傳輸,能把外部連接傳人的數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳?yīng)的家電上去,同時可以把內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠窟B接。當(dāng)前在家庭網(wǎng)絡(luò)所采用的傳輸技術(shù)可以分為“有線”和“無線”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;無線方案主要包括:紅外線連接、無線電連接、基于RF技術(shù)的連接和基于Pc的無線連接等。家庭網(wǎng)絡(luò)相比起傳統(tǒng)的辦公網(wǎng)絡(luò)來說,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)也錯綜復(fù)雜。

  二、家庭網(wǎng)絡(luò)中間件技術(shù)

  家庭網(wǎng)絡(luò)必須是一個動態(tài)的環(huán)境,新設(shè)備加入到家庭網(wǎng)絡(luò)里,可以被其他在網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備識別,同時它也可以發(fā)現(xiàn)其他設(shè)備,并能相互協(xié)調(diào)工作;同時,以后將會出現(xiàn)專門開發(fā)家庭網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的公司,必須保證同一應(yīng)用程序可以在采用不同的嵌入式操作系統(tǒng)的信息家電上運行。解決這些問題并不簡單,因為家庭網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的資源構(gòu)成非常復(fù)雜,不僅有采用不同操作系統(tǒng)和硬件體系的設(shè)備,還有存在網(wǎng)絡(luò)中的可以被使用的軟件成員,甚至人也可以成為網(wǎng)絡(luò)資源的一部分,這樣就對設(shè)計信息家電以及家庭網(wǎng)絡(luò)成員的開發(fā)人員造成了很大的困難;如何使開發(fā)人員可以忽略各種不同設(shè)備的底層信息,如何在設(shè)計家庭網(wǎng)絡(luò)分布式應(yīng)用使用通用接口,這就必須在家庭網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的開發(fā)中引入中間件技術(shù)。根據(jù)IDC的表述:中間件是一種獨立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序,分布式應(yīng)用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源,中間件位于客戶機和服務(wù)器的操作系統(tǒng)之上,管理計算資源和網(wǎng)絡(luò)通信。IDC對中間件的定義表明,中間件是一類軟件,而非一種軟件;中間件不僅僅實現(xiàn)互連,還要實現(xiàn)應(yīng)用之間的互操作;中間件是基于分布式處理的軟件,最突出的特點是其網(wǎng)絡(luò)通信功能。

  可以這樣來定義面向家庭網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的中間件技術(shù),運行在信息家電的操作系統(tǒng)之上,使用操作系統(tǒng)提供的功能,從各種信息家電產(chǎn)品的不同硬件體系構(gòu)、操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)接入中抽象出一種邏輯上的通信能力,設(shè)計APIS接口為上層的家庭網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序提供一系列服務(wù),用于幫助建立和配置家庭網(wǎng)絡(luò)中的分布式應(yīng)用,它也是家庭網(wǎng)絡(luò)的重要組成成員之一。如果與OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型相對應(yīng),中間件技術(shù)一般對應(yīng)著是包括會話層及以上的表示層和應(yīng)用層。利用中間件技術(shù),信息家電的開發(fā)人員可以自由地選擇底層通信技術(shù)和操作系統(tǒng),信息家電產(chǎn)品可以選擇電力線、無線、IEEE 1394等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)通信。

  采用中間件設(shè)計信息家電可以完成如下功能,首先可以使信息家電具有在家庭網(wǎng)絡(luò)中宣布自身存在的能力,信息家電可以自動發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中存在的設(shè)備,其次,信息家電可以相互描述自身所獨具的功能,信息家電可以相互之間查詢、理解所具有的功能,家庭網(wǎng)絡(luò)無需人工參與,可以自動完成網(wǎng)絡(luò)設(shè)置,信息家電之間可以進(jìn)行無縫互操作。中間件出現(xiàn)在家庭網(wǎng)絡(luò)市場中的時間并不很長,但是發(fā)展非常迅速。據(jù)估計,家庭網(wǎng)絡(luò)的中間件市場將有幾十億美元的市場價值。為了獲得市場,很多協(xié)會、團(tuán)體開始向中間件市場推出了自己的產(chǎn)品,目前有OSGi、UPnP、JNI、HAVI、VESA、Interactive TV Software Provider、DVB、OPENCABLE等中間件技術(shù)。

  三、智能家居遠(yuǎn)程控制技術(shù)

  智能家居控制系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上來說嚴(yán)格分為兩部分:一是在家庭內(nèi)部的控制系統(tǒng),即內(nèi)部控制系統(tǒng);二是離家之后在異地環(huán)境下的控制系統(tǒng),也即遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。內(nèi)部控制系統(tǒng)與各種相關(guān)的家用電器和安保裝置,通過家庭網(wǎng)絡(luò)連接起來,方便家居的集中控制和監(jiān)視,并保持這些家庭設(shè)施與住宅環(huán)境的和諧與協(xié)調(diào)。內(nèi)部控制系統(tǒng)的不足之處在于其應(yīng)用范圍只能在家庭內(nèi)部控制家電設(shè)備。而遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)則擴展了智能家居控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍,真正讓家居的控制走出了家門。通過各種不同的遠(yuǎn)程控制技術(shù),人們可以隨心所欲地控制家電設(shè)備,以及監(jiān)視家里的情況。特別是隨著現(xiàn)代家庭中家電設(shè)備的增多和通信線路的發(fā)展,利用現(xiàn)有的通信設(shè)備和線路對家電和儀表進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,已經(jīng)成為未來家居發(fā)展的趨勢,遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的出現(xiàn)使得人們可以通過手機或者魚:聯(lián)網(wǎng)在任何時候、任意地點對各種家電進(jìn)行遠(yuǎn)程控制;也可以在下班途中,預(yù)先將家中的空調(diào)打開、熱水器提前燒好熱水??陀^地說,正是因為有了遠(yuǎn)程控制系統(tǒng),才讓智能家居真正變得方便、自由、舒適,成為真正意義上的“遙控”。

  作為吸引消費者眼球的一大閃光點,遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)得到了很多公司的極大關(guān)注和研發(fā)投入??梢哉f,遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)是現(xiàn)代智能家居控制系統(tǒng)中必不可少的一部分。遠(yuǎn)程控制終端可以通過不同的網(wǎng)絡(luò)方式連入家居的控制中心,并實施控制命令。因此,如何有效地為不同終端提供統(tǒng)一的控制接口,保證控制操作的順利進(jìn)行,是遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)首要解決的問題。下面主要介紹一些遠(yuǎn)程控制技術(shù)。

  1.智能家居有線遠(yuǎn)程控制技術(shù)

  有線遠(yuǎn)程控制技術(shù),即對目標(biāo)的控制是基于可見的各種線路傳輸。目前,有線網(wǎng)絡(luò)控制一般分為兩種:第一種是互聯(lián)網(wǎng)控制,第二種是有線電話網(wǎng)絡(luò)控制。

  (1)互聯(lián)網(wǎng)控制

  隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及個人計算機的普及,互聯(lián)網(wǎng)可謂是走人了家家戶戶,一般的居住小區(qū)或者家庭都已經(jīng)提供了互聯(lián)網(wǎng)接口。將互聯(lián)網(wǎng)引入控制系統(tǒng),打破了控制信息進(jìn)行傳遞和交換時在時間和空間上的限制,互聯(lián)網(wǎng)傳輸速率相當(dāng)高,可達(dá)到lOMbit/s或lOOMbit/s,能夠傳輸各種家電控制信息、視頻、圖像等信息。通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的模型圖如圖1-3所示。

       圖1-3 互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制模型

  (2)有線電話網(wǎng)絡(luò)控制

  基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程控制技術(shù),組網(wǎng)成本較高而且復(fù)雜,技術(shù)難度大,對維護(hù)者的技術(shù)水平要求也較高,它適用于新建的中高檔住宅。電話網(wǎng)絡(luò)是一種技術(shù)成熟并且具有普及性的一種通信網(wǎng)絡(luò),利用公用電話網(wǎng)對家電進(jìn)行控制,可以不用重新鋪設(shè)線路,方便舊宅的改造。

  利用電話的遠(yuǎn)程控制主要通過按鍵傳送控制信息,通過語音提示返回相應(yīng)的信息或進(jìn)行操作的提示。家居控制器通過對按鍵信息的解釋形成相應(yīng)的控制信息,并傳送給家里的各控制單元,從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。電話按鍵控制方式實現(xiàn)簡單,控制靈活方便。

  2.智能家居無線遠(yuǎn)程控制技術(shù)

  一般來說,對家居的無線遠(yuǎn)程控制,有以下幾種方式:

  (1)GPRS控制

  GPRs控制技術(shù)是通過手機GPRs無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)無線遠(yuǎn)程控制的控制方式。該方式基于GPRs和Java技術(shù),是目前控制距離最遠(yuǎn)的一種方式。只要是在有GPRs網(wǎng)絡(luò)覆蓋的環(huán)境下,就可以為用戶提供基于GPRs手機終端的無線遠(yuǎn)程控制功能。

  GPRS是通用分組無線業(yè)務(wù)(General Packet Radio service)的英文簡稱,它是現(xiàn)在GSM網(wǎng)絡(luò)的擴展。隨著互聯(lián)網(wǎng)以及移動接入技術(shù)的發(fā)展,移動網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為一種需求,但是GSM為基于電路交換系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò),它阻礙了移動接人互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,因此必須由基于分組交換系統(tǒng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)來擴展它。GPRS可以簡單地被描述為優(yōu)化接人互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)。目前我國已經(jīng)基本實現(xiàn)GPRS的網(wǎng)絡(luò)覆蓋,為采用該技術(shù)的控制方式提供了傳輸平臺,各種基于GPRs網(wǎng)絡(luò)的工程應(yīng)用層出不窮,應(yīng)用范圍也在不斷擴展。

  Java技術(shù)是一個開放、標(biāo)準(zhǔn)、通用的網(wǎng)絡(luò)運算平臺,由于其強大的兼容性,已經(jīng)成為在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域被廣泛采用的一個成熟的技術(shù)平臺。通過Java技術(shù),手機能夠?qū)崿F(xiàn)UI界面顯示和眾多增值功能,能夠直接從服務(wù)器上使用大量應(yīng)用程序,這些應(yīng)用程序可以包括娛樂(如游戲、屏幕保護(hù)及養(yǎng)寵物等)、股票、導(dǎo)游地圖等。目前很多手機都支持GPRs及Java技術(shù),因此為這項遠(yuǎn)程控制技術(shù)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

  (2)wi—Fi控制

  Wi—Fi全稱Wireless Fidelity,是在無線局域網(wǎng)市場上符合IEEE 802.11協(xié)議產(chǎn)品的商業(yè)上的名稱。它工作在2.4GHz的ISM頻段,所支持的速度最高達(dá)54Mbit/s,傳輸速度比藍(lán)牙快得多,并為用戶提供了無線的寬帶互聯(lián)網(wǎng)訪問,能夠在數(shù)百英尺范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無線電信號。Wi—Fi主要在搭建有Wi—Fi無線局域網(wǎng)的環(huán)境下應(yīng)用,例如機場、車站、咖啡店、圖書館、寫字樓、體育館等場所,只要在這些人員較密集的地方設(shè)置AP(無線接人點),并通過高速線路將因特網(wǎng)接入上述場所。這樣,由于AP所發(fā)射出的電波可以達(dá)到距接入點半徑數(shù)十米至100m的地方,用戶只要將具有IEEE 802.1lb/g無線局域網(wǎng)技術(shù)的筆記本電腦或PDA(掌h電腦)拿到該區(qū)域內(nèi),即可高速接人因特網(wǎng)。用戶控制終端上也預(yù)先安裝控制程序,然后通過AP接人局域網(wǎng)或因特網(wǎng),與網(wǎng)絡(luò)型主控機實現(xiàn)各種遠(yuǎn)程控制功能。

8.智能家居發(fā)展的特點和方向[3]

隨著智能化家居產(chǎn)品和產(chǎn)、吐的逐漸成熟,智能化家居系統(tǒng)在國內(nèi)呈現(xiàn)出以下的發(fā)展特點:

  1)市場潛力大,隨著房地產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,作為其下游產(chǎn)業(yè),智能家居市場前景非常樂觀。

  2)智能家居產(chǎn)業(yè)處于引導(dǎo)期,沒有一個領(lǐng)先品牌和領(lǐng)軍企業(yè),市場處于無序競爭期。這個產(chǎn)業(yè)各自為政,沒有一個統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),各種技術(shù)力量重復(fù)投入,致使在這個基礎(chǔ)上的家庭網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品五花八門,但多數(shù)產(chǎn)品是大同小異,行業(yè)內(nèi)各企業(yè)的競爭處于無序狀態(tài)。

  3)智能家居行業(yè)市場遠(yuǎn)未成熟,大規(guī)模的價格戰(zhàn)、廣告戰(zhàn)和服務(wù)戰(zhàn)還沒有爆發(fā),市場份額較為分散,市場的認(rèn)知和接受程度較低,市場尚處于一個需要逐步培育和引導(dǎo)的階段。與產(chǎn)品的服務(wù)供應(yīng)商的爭先恐后相比,智能家居產(chǎn)品進(jìn)入用戶終端的步伐略顯遲緩。

  4)面對著巨大智能家居市場的需求,市場區(qū)域也存在著不均衡的狀態(tài)。以華東、華南等經(jīng)濟較發(fā)達(dá)的地區(qū)為主要的市場需求區(qū)域,而西南、西北地區(qū)的市場份額相對較低,這主要與居民的總體消費水平有關(guān)。

  基于目前科技的發(fā)展情況和人們的消費理念,智能家居系統(tǒng)有以下5個發(fā)展方向:

  1.向“一體化系統(tǒng)集成”方向發(fā)展

  家居智能化需滿足自動化管理、三表計量、安全防范監(jiān)控、火災(zāi)報警、對講呼叫、設(shè)備監(jiān)控等6項內(nèi)容,把6項內(nèi)容的智能化功能集成,從而降低成本,是其未來發(fā)展的一個方向。

  2.向節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展

  智能化的本質(zhì)之一是降低成本和提高效率,節(jié)能是降低成本的關(guān)鍵技術(shù),環(huán)保是全球的要求,智能家居如何結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)降低功耗、減少對家庭和小區(qū)的環(huán)境污染,提高生活環(huán)境的質(zhì)量,這些也是其未來發(fā)展必須考慮的因素。

  3.向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化方向發(fā)展

  智能化是智能控制發(fā)展的必然趨勢,它是當(dāng)代高科技技術(shù)和生物學(xué)技術(shù)的高度綜合和升華。因此,家居也必然向智能化方向發(fā)展;網(wǎng)絡(luò)化是信息技術(shù)、通信技術(shù)和計算機技術(shù)發(fā)展的必然趨勢,是智能化的一個重要條件;人性化體現(xiàn)了“以人為本”的思想,是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的目的和最終歸宿。因此,也是智能家居未來的一個發(fā)展方向。

  4.向規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展

  我國智能家居發(fā)展較晚,新技術(shù)、新產(chǎn)品層出不窮,標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范還在制定之中。產(chǎn)品的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化方面仍存在著許多問題;還需考慮與國際接軌的問題;規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化是智能家居快速發(fā)展、走人國際市場的必由之路。

  5.向具有“中國特色”的家居智能化方向發(fā)展

  家居智能化系統(tǒng)需要大量的適合中國國情的產(chǎn)品和運行軟件,目前開發(fā)的軟硬件產(chǎn)品的種類較少,水平較低。因此,這一方面的研究開發(fā)急需加強。

9.智能家居國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀[3]

隨著家居控制技術(shù)的逐漸成熟,智能家居在國外越來越普及。不同國家的國情不同,因此智能家居的風(fēng)格也不一樣。美國智能家居偏重于豪華感,追求舒適和享受,但其能耗很大,不符合現(xiàn)階段世界范圍內(nèi)低碳、環(huán)保的理念。德國的智能家居則繼承了德國的一貫思想,注重基本的功能性,追求專項功能的開發(fā)與應(yīng)用。

  在澳大利亞,智能家居控制系統(tǒng)的特點是讓房屋做到百分之百的自動化,而且不會看到任何手動的開關(guān),例如一個用于推門的按鈕,在內(nèi)部裝上一個模擬手指來自動激活。安全問題也是考驗智能家居的標(biāo)準(zhǔn)之一.澳大利亞智能家居保安系統(tǒng)里的傳感器數(shù)量更多,即使飛過一只小蟲,系統(tǒng)都可以探測出來。日本的智能家居以人為本,注重功能,兼顧未來發(fā)展與環(huán)境保護(hù),比較講究充分利用空間和節(jié)省能源,大量采用新材料、新技術(shù),充分利用信息、網(wǎng)絡(luò)、控制與人工智能技術(shù),實現(xiàn)住宅技術(shù)現(xiàn)代化。

  日本的智能化家居除了實現(xiàn)室內(nèi)的家用電器自動化連網(wǎng)之外,還通過生物認(rèn)證實現(xiàn)了自動門識別系統(tǒng),站在安裝于入口處的攝像機前,用大約lS的時間,如果確認(rèn)來人為公寓居民,大門就會打開。此外還考慮到了廁所,在廁所安裝有很多使用的智能檢測裝置,為人們需要時提供必需的準(zhǔn)備。韓國智能家居采取實用主義,政府對智能小區(qū)和智能家居采取多項政策扶持,規(guī)定在首爾等大城市的新建小區(qū)必須具有智能家居系統(tǒng),目前韓國全國80%以上的新建項目采用智能家居系統(tǒng)。比如,韓國電信用4A描述他們的數(shù)字化家庭系統(tǒng)(HDS)的特征,即Any Device、Any Service、Any Where、Any Time,以此表示這套系統(tǒng)能讓主人在任何時間、任何地點操作家里的任何用具、獲得任何服務(wù)。

  智能化的家用電器,配上監(jiān)視系統(tǒng),通過通信網(wǎng)絡(luò),人們使用手機即可遠(yuǎn)程監(jiān)視和遙控,這就是韓國信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)所描繪的未來數(shù)字化家庭生活。過去的10年內(nèi),韓國政府斥資數(shù)十億美元,使其成為全球有線及無線網(wǎng)絡(luò)普及率最高的國家。現(xiàn)如今韓國3/4的家庭都通過寬帶接入互聯(lián)網(wǎng),80%的人在使用手機。為了使韓國數(shù)字家庭產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)保持領(lǐng)先地位,韓國政府啟動了新計劃,欲使韓國信息技術(shù)業(yè)始終走在科技的前沿。

  國內(nèi)的智能化住宅和智能化家居雖然起步比較晚,但發(fā)展速度很快。1999年,建設(shè)部勘察設(shè)計司、建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)化辦公室聯(lián)合組織實施全國住宅小區(qū)智能化技術(shù)示范工程,該示范工程的啟動,標(biāo)志著我國智能化家居的建設(shè)掀開歷史性的一頁。2000年左右智能家居的概念才逐步引入中國,隨后有部分廠商加入到智能家居的開發(fā)和應(yīng)用行業(yè)中來。2003~2009年逐步有中國自主研發(fā)生產(chǎn)的智能家居產(chǎn)品小規(guī)模應(yīng)用于市場,但也形成了很多不同的標(biāo)準(zhǔn)。

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