智能家居相關(guān)技術(shù)及比較

什么是智能家居

　　“智能家居”這個(gè)詞目前已經(jīng)被廣泛引用，很多的安防廠(chǎng)商、樓宇對講廠(chǎng)商都聲稱(chēng)自己是智能家居廠(chǎng)商。那么到底什么是智能家居？我認為智能家居就是通過(guò)綜合采用先進(jìn)的計算機、通信和控制技術(shù)（3C），建立一個(gè)由家庭安全防護系統、網(wǎng)絡(luò )服務(wù)系統和家庭自動(dòng)化系統組成的家庭綜合服務(wù)與管理集成系統，從而實(shí)現全面的安全防護、便利的通訊網(wǎng)絡(luò )以及舒適的居住環(huán)境的家庭住宅。智能家居是IT技術(shù)（特別是計算機技術(shù)）、，網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、控制技術(shù)向傳統家電產(chǎn)業(yè)滲透發(fā)展的必然結果。由社會(huì )背景之層面來(lái)看，近年來(lái)信息化的高度發(fā)展，通信的自由 化與高層次化，業(yè)務(wù)量的急速增加與人類(lèi)對工作環(huán)境的安全性、舒適性、效率性要求的提高，造成家居智能化的需求大為增加，在科學(xué)技術(shù)方面，由于計算機控制技術(shù)的發(fā)展與電子信息通信技術(shù)的成長(cháng)，也促成了智能家居的誕生。

　　在智能家居系統規劃中，智能家居系統遵循的總體規劃原則應該是以人為本，也可以說(shuō)是以管理和服務(wù)為本，這是貫穿整個(gè)系統規劃的中心思想。智能家居的集成設計絕不是圍繞著(zhù)各式各樣的設備展開(kāi)，這樣會(huì )變成“以設備為本”，但人不是設備的奴隸，設備是為人服務(wù)的。智能家居的智能化設計應該始終站在使用者的角度進(jìn)行設計，智能家居的實(shí)際使用者和服務(wù)對象可分成以下3類(lèi)：

• 住戶(hù)——智能家居中的“上帝”，最終服務(wù)對象，他們的服務(wù)費用支出是智能家居服務(wù)者的主要收入來(lái)源，同時(shí)也是智能家居系統的直接用戶(hù)；
• 社區管理人員——以社區的物業(yè)管理者為主，包括保安管理人員和信息服務(wù)管理人員，是智能家居的管理者和服務(wù)提供者，他們的素質(zhì)高低和對智能家居系統的熟悉掌握程度直接影響智能家居系統的實(shí)際使用效果；
• 社會(huì )資源部門(mén)——包括社區周邊商戶(hù)、社區網(wǎng)絡(luò )提供運營(yíng)商、公安消防和醫療部門(mén)以及其他與社區生活密切相關(guān)的可以通過(guò)數字城市網(wǎng)絡(luò )與智能家居系統相連的部門(mén)。該類(lèi)用戶(hù)可能牽涉到所有與住戶(hù)生活相關(guān)的部門(mén)，在未來(lái)數字城市中，他們對智能家居的貢獻更大程度上依靠整個(gè)社會(huì )環(huán)境的建設，包括相關(guān)的管理服務(wù)體系和發(fā)達完善的社會(huì )網(wǎng)絡(luò )。

　　值得強調的是，在智能家居的各個(gè)組成部分的實(shí)際規劃設計中必須緊扣這三類(lèi)用戶(hù)的實(shí)際需求去展開(kāi)規劃和設計，這樣才能充分體現“以人為本”的總體規劃原則。
1、 小區智能化的核心是家庭智能化

　　小區的智能化，涉及小區的周邊、小區內以及住戶(hù)家庭的智能化：在智能化住宅小區的周邊及內部設置安全防范系統，并在家庭內設置可視對講、防盜報警控測器、緊急求助和報警按鈕、可燃氣體探測報警等家庭安全防范系統，設置三表（或四表）出戶(hù)計量系統，家電控制以及電視、電話(huà)和計算機網(wǎng)絡(luò )服務(wù)，為住戶(hù)需求的高速通信提供可能。家庭智能化部分與信戶(hù)生活息息相關(guān)，不但滿(mǎn)足了住戶(hù)生活的舒適性、便利性，改善住戶(hù)居住環(huán)境，提高住戶(hù)生活水平，改變住戶(hù)生活方式，是小區智能化的核心。

　　家庭內大多數的子系統和設備都以通過(guò)智能家庭網(wǎng)絡(luò )聯(lián)網(wǎng)實(shí)現自動(dòng)化。相信不久的將來(lái)，甚至日常器具也可以通過(guò)增加其內在智能，在網(wǎng)絡(luò )上發(fā)送信息。統一的網(wǎng)絡(luò )結構和控制平臺，靈活的接入方式，高可靠性和兼容性，低成本，提供舒適、安全和高效的家庭環(huán)境，是研究智能家庭網(wǎng)絡(luò )的目標。

2、智能家居集成平臺系統

2.1、家庭智能終端

　　智能家居是指利用先進(jìn)的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)、綜合布線(xiàn)技術(shù)，將與家居生活有關(guān)的名種子系統，有機地結合在一起，通過(guò)統籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、有效。與普通的家居相比，智能家居不僅具有傳統的居住功能，提供舒適安全、高品位且宜人的空話(huà)生活空間；還由原來(lái)的被動(dòng)靜止結構轉變?yōu)榫哂心軇?dòng)智慧的工具，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，甚至為各種能源支出節約資金。智能家居的基本目標是：將家庭中各種與信息相關(guān)的通信設備，家用電器和家庭保安裝置通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)的方式連接到一個(gè)家庭智能化系統上進(jìn)行集中的或者異地的監視、控制和家庭事務(wù)性管理，交保持這些家庭設施與住宅環(huán)境的和諧與協(xié)調。

2.1.1 家庭智能終端的主要功能

　　作為小區智能化系統的核心，智能家居平臺系統通過(guò)其核心設備――家庭智能終端來(lái)實(shí)現家庭智能化的功能。家庭智能終端是智能家成的心臟，通過(guò)它實(shí)現系統信息的采集、信息輸入、信息輸出、集中控制、遠程控制、聯(lián)動(dòng)控制等功能。

家庭智能終端的功能一般包括如下幾個(gè)方面：

（1） 家庭安防：安全是居民對智能家居的首要要求，家庭安防由此成為智能家居的首要組成部分。家庭安防報警、門(mén)窗磁報警、緊急求助報警、燃氣泄漏報警、火災報警等。當家庭智能張端處于布防狀態(tài)時(shí)，紅外探頭探測到家中有人走動(dòng)，就會(huì )自動(dòng)報警，通過(guò)蜂鳴器和語(yǔ)音實(shí)現本地報警；同時(shí)，報警信息報到物業(yè)管理中心，還可以自動(dòng)撥號到主人的手機或電話(huà)上。

（2） 可視對講：通過(guò)集成與顯示技術(shù)，家庭智能終端上集成了可視對講功能，無(wú)需另外設置室內分機即可實(shí)現可視對講的功能。

（3） 遠程抄表：水、電、氣表的遠程自動(dòng)抄收計費是物業(yè)管理的一個(gè)重要部分，它的實(shí)現解決了入戶(hù)抄表的低效率、干擾性和不安全因素。

（4） 家電控制：家電控制是智能家居集成系統的重要組成和支持部分，代表著(zhù)家庭智能化的發(fā)展方向。通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)的聯(lián)網(wǎng)接口，將家電、燈光與家庭智能終端相連，組成網(wǎng)絡(luò )家電系統，實(shí)現家用電器的遠程控制。

（5） 家庭信息服務(wù)：物業(yè)管理中心與家庭智能終端聯(lián)網(wǎng)，對住戶(hù)發(fā)布信息，住戶(hù)可通過(guò)家庭智能終端的交互界面選擇物業(yè)管理公司提供的各種服務(wù)

（6） 增值服務(wù)：通過(guò)家庭智能終端可以實(shí)現網(wǎng)上購物，視頻點(diǎn)播等增值服務(wù)。

2.1.2智能家居平臺系統的技術(shù)特點(diǎn)

　　 智能家庭網(wǎng)絡(luò )隨著(zhù)集成技術(shù)、通信技術(shù)、互操作能力和布線(xiàn)標準的實(shí)現而不斷改進(jìn)，它涉及到對家庭網(wǎng)絡(luò )內所有的智能器具、設備和系統的操作、管理，以及集成技術(shù)的應用。

（1） 通過(guò)家庭網(wǎng)關(guān)――家庭智能終端及其系統軟件建立家居智能平臺系統。
家庭網(wǎng)關(guān)是智能家庭局域網(wǎng)的核心部分，主要完成家庭內部網(wǎng)絡(luò )各種不同通信協(xié)議之間的轉換和信息共享，以及同外部通信網(wǎng)絡(luò )之間的數據交換功能，同時(shí)網(wǎng)關(guān)一般還負責家庭智能設備的管理和控制。

　　用計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、通信技術(shù)，家庭智能終端（家庭網(wǎng)關(guān)）將家庭智能化的幾乎所有功能集成起來(lái)，使智能家居建立在一個(gè)統一的平臺之上。首先，實(shí)現家庭內部網(wǎng)絡(luò )與外部網(wǎng)絡(luò )之間的數據交互；其次，還要保證能夠識別通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸的指令是合法的指令不是“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神。

（2） 通過(guò)外部擴展模塊實(shí)現與家電的互聯(lián)

　　為實(shí)現家用電器的集中控制和遠程控制功能，家庭智能網(wǎng)關(guān)通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)的方式按照特定的通訊協(xié)議借助外部擴展模塊控制家電或照明設備。

（3） 嵌入式系統的應用

　　以往的家庭智能中斷絕大多數是由單片機控制，隨著(zhù)新功能的不斷增加和性能
的不斷提升，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和單片機的控制軟件程序作了相應的調整，使之有機地結合成完整的嵌入式系統。

2.1.3智能家居平臺系統的技術(shù)發(fā)展趨勢

（1） 硬件平臺的處理能力日益增強

　　 早期的智能中控器采用8位單片機作為核心處理單元，功能比較簡(jiǎn)單、純粹。
往往只具備安防、三表采集、簡(jiǎn)單文字信息發(fā)布和簡(jiǎn)單的家電控制功能。這個(gè)時(shí)期的產(chǎn)品操作界面比較簡(jiǎn)陋，家電控制等高級功能還只限于展示概念。比較典型產(chǎn)品是交大的NDT100、NDT200、新加坡寶路的8XE。

　　近幾年很多廠(chǎng)家為了使自己的產(chǎn)品功能更全面、顯示更美觀(guān)，采用了處理能力更強的單片機或使用多顆單片機協(xié)同工作。這個(gè)時(shí)期的產(chǎn)品操作界面有比較大的改善，往往采用彩色LCD,大多帶有觸摸功能，集成了樓宇對講的功能，家電控制功能也相對豐富。

　　比較典型產(chǎn)品是交大的NDT300、正星特的智能王、科瑞的未來(lái)之家。

　　目前有一些國內外廠(chǎng)家采用32位的處理器結合先進(jìn)的嵌入式開(kāi)發(fā)平臺開(kāi)發(fā)出了更為先進(jìn)的產(chǎn)品?；谠摷夹g(shù)的產(chǎn)品處理能力顯著(zhù)提升，以往無(wú)法處理的多媒體信息和增值服務(wù)都可以得以實(shí)現，由于采用專(zhuān)門(mén)的顯示引擎所以界面更加豐富、美觀(guān)，家電控制功能也趨于完善。比較典型產(chǎn)品是波創(chuàng )的BC2-D50L、三星的8170。
和電腦、手機等絕大多數電子產(chǎn)品一樣硬件性能的不斷提升將是一個(gè)永遠的趨勢。這一總的趨勢也必將不斷推動(dòng)智能家居平臺系統產(chǎn)品日益豐富。

（2） 智能家居平臺逐步整合安防、對講等子系統日益成為一個(gè)綜合平臺

　　最初的智能中控器往往獨立于傳統的安防和對講系統，用戶(hù)的家中需要安裝幾套彼此獨立的子系統，增加了安裝和使用的復雜性。行業(yè)間的技術(shù)整合促使智能家居平臺成為包括安防、對講、信息、家電控制、家庭數字影音為一體的智能化家居平臺。

（3） 由模擬向數字化逐步轉變

　　如同模擬電視向數字電視、模擬手機象數字手機的逐步轉變一樣，智能家居平臺也正在經(jīng)歷著(zhù)一場(chǎng)由模擬到數字的變革?，F在是數字化的時(shí)代，數字信號比模擬信號所傳輸的信息量要大很多，而且不象模擬信號那樣因為信號容易受到干擾或者衰減而導致信號缺失。數字化技術(shù)正在日益廣泛的應用到智能家居的系統中來(lái)，主要表現在以下幾個(gè)方面：

A、 在電路設計上采用越來(lái)越多的數字集成電路?，F在的智能家居產(chǎn)品中使用了大量的數字芯片，集成度和可靠性比之從前的模擬電路有了很大提高。

B、 顯示數字化大大了提升了顯示效果。數字化顯示的技術(shù)難度和成本都相對比較高，所以目前除了極少數廠(chǎng)商采用這種顯示技術(shù)（如三星的8170，波創(chuàng )的BC2-D50L），隨著(zhù)顯示技術(shù)的日益成熟，它必然會(huì )被越來(lái)越多的廠(chǎng)家所采用。

C、 傳輸方式逐步走向多網(wǎng)合一，安防、對講、門(mén)禁、抄表逐步走向統一的以太網(wǎng)聯(lián)結。多網(wǎng)合一大大減少了施工和維護的復雜度，而且提高了傳輸可靠性。

（4） 從有線(xiàn)走向無(wú)線(xiàn)

　　無(wú)線(xiàn)傳輸的盛行是基于人們對于靈活、便攜、無(wú)所不在的訴求。無(wú)線(xiàn)傳輸特點(diǎn)就是靈活，移動(dòng)性和可擴展性是有線(xiàn)傳輸方式所無(wú)法具備的，同時(shí)無(wú)線(xiàn)技術(shù)所需要解決的難題也多的多。

A、 如何使傳輸的距離盡可能的遠，而又盡可能的避免對人的損害。

B、 如何盡量避免信號受到干擾。

C、 如何提高傳輸的帶寬，以便能夠傳輸更為復雜的數據。

　　盡管上面的問(wèn)題需要技術(shù)研發(fā)人員不斷的去鉆研創(chuàng )新，相信從有線(xiàn)走向無(wú)線(xiàn)的總趨勢無(wú)法逆轉。

2.2智能模塊

　　智能模塊是智能家居平臺的執行單元和控制末端，它和智能中控系統是一個(gè)有機的整體，如同大腦和神經(jīng)末梢的關(guān)系一樣，協(xié)調動(dòng)作才能完成整個(gè)控制過(guò)程。智能中控器象是一個(gè)大腦指揮整個(gè)家居智能化系統并發(fā)出各種指令，但是發(fā)出的指令依賴(lài)外圍的智能模塊來(lái)執行，缺少了這些模塊智能中控器就如同失去了手腳的殘疾人而變得寸步難行。

2.2.1智能模塊的種類(lèi)

智能模塊按照功能可以大致分為如下幾類(lèi)：

（1） 紅外控制模塊：

　　此類(lèi)模塊主要用于控制電視、空調等具備紅外遙控功能的普通家用電器，它最主要的特點(diǎn)是具備紅外學(xué)習功能不需要改造原來(lái)的家用電器。

（2） 照明控制模塊：

　　家中的照明是使用比較多的，開(kāi)關(guān)從最初的拉線(xiàn)開(kāi)關(guān)到目前普遍使用的機械開(kāi)關(guān)雖然外觀(guān)形態(tài)發(fā)生了比較大的改善，但是仍然沒(méi)擺脫手動(dòng)操作的范疇。在家居智能化中照明的智能化占著(zhù)舉足輕重的作用。

（3） 遠程控制模塊

　　遠程控制模擴展了智能家居的空間限制，大大豐富了控制載體，借助電話(huà)、網(wǎng)絡(luò )、短信息使您即使和家遠隔千里也能夠章控自如。


（4） 手持遙控器

　　遙控器做為便攜的遙控設備成為智能中控器的輔助設備。它往往可以脫離中心控制系統獨立承擔最基本的功能。

2.2.2智能模塊的技術(shù)特點(diǎn)

　?。?） 各種智能模塊通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)的方式和智能中控器相連，接受中控器的集中控制指令，與中控器一起組成整個(gè)智能家居系統平臺。

　?。?） 智能模塊相對獨立，往往可以脫離智能中心獨立工作。照明控制模塊可以獨立成為照明控制系統，而其它模塊也可以相應的獨立成為系統。

2.2.3智能模塊的技術(shù)發(fā)展趨勢

　　(1) 無(wú)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)方式將成為主流

　　最初的智能模塊采用有線(xiàn)方式連接起來(lái)，通常采用預布的總線(xiàn)或電力線(xiàn)傳輸控制信號。遙控的功能通過(guò)無(wú)線(xiàn)或紅外接入點(diǎn)把遙控指令轉化為有線(xiàn)控制指令傳輸給受控的智能模塊。

　?。?） 向DIY市場(chǎng)的智能模塊產(chǎn)品會(huì )成為發(fā)展的趨勢

　　以往的智能模塊只是配合家庭智能中心共同構成一整套智能家居解決方案，這往往是一個(gè)大而全的系統，價(jià)格也比較昂貴。智能模塊無(wú)法脫離系統獨立使用，這也使得智能家居只是少數有錢(qián)人享受的奢侈品。但是隨著(zhù)智能家居的概念日益深入人心，廣大的普通消費者也存在著(zhù)同樣的消費需求，所以智能模塊必須變的安裝、維護、使用都簡(jiǎn)單并且不再依賴(lài)于智能家居的中心系統而自成系統。

　　目前國外的許多智能家居產(chǎn)品都被拆分成很純粹的模塊擺在超市中銷(xiāo)售，這一趨勢的出現將徹底做大智能家居的市場(chǎng)并引起一場(chǎng)革命。