智能家居初步分析.docx
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智能家居初步分析
一、前言
智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。
智能家居集成是利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成。
由于智能家居采用的技术标准与协议的不同，大多数智能家居系统都采用综合布线方式，但少数系统可能并不采用综合布线技术，如电力载波，不论哪一种情况，都一定有对应的网络通信技术来完成所需的信号传输任务，因此网络通信技术是智能家居集成中关键的技术之一。
安全防范技术是智能家居系统中必不可少的技术，在小区及户内可视对讲、家庭监控、家庭防盗报警、与家庭有关的小区一卡通等领域都有广泛应用。
自动控制技术是智能家居系统中必不可少的技术，广泛应用在智能家居控制中心、家居设备自动控制模块中，对于家庭能源的科学管理、家庭设备的日程管理都有十分重要的作用。
音视频技术是实现家庭环境舒适性、艺术性的重要技术，体现在音视频集中分配、背景音乐、家庭影院等方面。
二、智能家居系统的组成
所谓的家庭智能化就是通过家居智能管理系统的设施来实现家庭安全、舒适、信息交互与通信的能力。
家居智能化系统由如下三个方面组成：
（1）家庭安全防范（HS）；
（2）家庭设备自动化（HA）；
（3）家庭通讯（HC）。
在建设家居智能化系统时，依据我国有关标准，具体提出了如下的基本要求：
（1）应在卧室、客厅等房间设置有线电视插座；
（2）应在卧室、书房、客厅等房间设置信息插座；
（3）应设置访客对讲和大楼出入口门锁控制装置；
（4）应在厨房内设置燃气报警装置；
（5）宜设置紧急呼叫求救按钮；
（6）宜设置水表、电表、燃气表、暖气（有采暖地区）的自动计量远传装置。
智能家居系统包含的主要子系统有：
家居布线系统、家庭网络系统、智能家居（中央）控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统、背景音乐系统、家庭影院与多媒体系统、家庭环境控制系统等八大系统。
其中，智能家居（中央）控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统是必备系统，家居布线系统、家庭网络系统、背景音乐系统、家庭影院与多媒体系统、家庭环境控制系统为可选系统。
三、能实现的功能和提供的服务
1、始终在线的网络服务，与互联网随时相连，为在家办公提供了方便条件。
2、安全防范：
智能安防可以实时监控非法闯入、火灾、煤气泄露、紧急呼救的发生。
一旦出现警情，系统会自动向中心发出报警信息，同时启动相关电器进入应急联动状态，从而实现主动防范。
3、家电的智能控制和远程控制，如对灯光照明进行场景设置和远程控制、电器的自动控制和远程控制等。
4、交互式智能控制：
通过各种主动式传感器（如温度、声音、动作等）实现智能家居的主动性动作响应。
5、环境自动控制。
如家庭中央空调系统。
6、提供全方位家庭娱乐。
如家庭影院系统和家庭中央背景音乐系统。
7、现代化的厨卫环境。
主要指整体厨房和整体卫浴。
8、家庭信息服务：
管理家庭信息及与小区物业管理公司联系。
9、家庭理财服务。
通过网络完成理财和消费服务，
10、自动维护功能：
智能信息家电可以通过服务器直接从制造商的服务网站上自动下载、更新驱动程序和诊断程序，实现智能化的故障自诊断、新功能自动扩展。
四、智能家居技术分类：
目前应用于智能家居的技术主要分为三大技术：
1.集中布线技术,需要重新额外布设弱电控制线来实现对家电或灯光的控制,以前主要应用于楼宇智能化控制,因为重新布线,所以信号最稳定,比较适合于楼宇和小区智能化等大区域范围的控制,现开始部分应用于别墅智能化,但一般设置安装比较复杂,造价较高,工期较长,只适用新装修用户。
例如,ABBI-BUS技术,典型厂家,ABB公司、德国莫顿等。
2.无线射频技术,无需重新布线,利用点对点的射频技术,实现对家电和灯光的控制,安装设置都比较方便,主要应用于实现对某些特定电器或灯光的控制,但系统功能比较弱,控制方式比较单一,且易受周围无线设备环境及阻碍物干扰,适用于新装修户和已装修户,目前，全球通用的无线技术主要包括红外、蓝牙、RFID、ZigBee、WIFI等。
随着科技的不断发展，无线技术也进行着日新月异的改进。
基于其灵活性、无需布线等优点，在市场上也得到相当广泛应用。
智能家居产品的出现，更是为无线技术开辟了另一方新的应用空间。
相比较传统智能家居系统采用的有线布网方式，无线技术的应用则可以减少布线带来的麻烦，具有更好的可扩展性、移动性。
（1）.ZigBee技术——智能家居行业最流行的无线技术
ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。
主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。
简单的说，Zigbee是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络。
Zigbee数传模块类似于移动网络基站。
通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。
ZigBee是一种无线连接，可工作在2.4GHz（全球流行）、868MHz（欧洲流行）和915MHz（美国流行）3个频段上,分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率，它的传输距离在10-75m的范围内,但可以继续增加。
作为一种无线通信技术，ZigBee具有低功耗、成本低、时延短、网络容量大、可靠、安全等特点。
目前一般的无线智能家居系统是基于315M/433M射频进行单向数据传输的，由于没有接受方的确认信息的反馈，这些无线智能家居在受到干扰的情况下会经常控制失灵，系统可靠性非常差。
符合Zigbee标准的无线智能家居系统则可以彻底解决控制失灵这种致命缺陷,基于其这些优点，所以，ZigBee技术也成为目前智能家居行业最流行的无线传输技术。
目前采用ZigBee技术的智能家居企业主要有Control4、波创科技等。
（2）.红外技术——最广泛的通信和遥控技术
红外线传输是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段，由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，在家电遥控和控制传输中普遍采用。
红外探测技术分为主动式红外探测及被动式红外探测，两者在智能家居中有着不同的应用方式。
主动式红外探测，是通过红外线发射器发出一束或多束经过调制处理的平行红外光束，由红外线接收器进行接收并转换为数字信号发送给报警控制器，若传输区间出现障碍物，就会触发报警。
主动式红外探测在家庭报警系统中有着广泛的应用，比如在阳台的两端各安装红外发射及接收器，只要有人翻越阳台，马上就会触发报警信号，让主人在第一时间做好戒备。
红外线传输作为一种无线通讯技术，还可以应用于家电设备之间的数据传输方面，比如音频传输。
无线红外技术最大的优点就是带宽大，甚至要超过其它几种主流无线技术，这就意味着采用红外无线技术的音频产品可以不用压缩来传输大容量的音频信号，可以满足更高码率格式的运行。
（3）.Wi-Fi技术——短程无线传输技术
Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备（如PDA、手机）等终端以无线方式互相连接的技术。
Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟（Wi-FiAlliance）所持有。
目的是改善基于IEEE802.11标准的无线网路产品之间的互通性。
Wi-Fi俗称无线宽带是一种短程无线传输技术，能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。
随着技术的发展，以及IEEE802.11a及IEEE802.11g等标准的出现，现在IEEE802.11这个标准已被统称作Wi-Fi。
从应用层面来说，要使用Wi-Fi，用户首先要有Wi-Fi兼容的用户端装置。
Wi-Fi技术突出的优势在于：
其一，无线电波的覆盖范围广，半径则可达100米，办公室自不用说，就是在整栋大楼中也可使用。
其二，传输速度非常快，可以达到11mbps，符合个人和社会信息化的需求。
3.X10电力载波,无需重新布线,主要利用家庭内部现有的电力线转输控制信号从而实现对家电和灯光的控制和管理,安装设置比较简单,很多设备都是即插即用,可以随意按需选配产品,而且可以不断智能化升级,功能相对比较强大而且实用,价格适中,比较适合大众化消费,技术非常成熟,已有25年左右的历史,现在美国已有将近1300万家庭用户,适用于新装修户和已装修户,是比较健康、安全、环保的智能家居技术。
本实用新型提供基于X10电力线载波通信的家电控制系统，包括计算机、主控端和一个以上的受控端；计算机通过串口线与主控端连接，实现受控端地址分配、受控端名称管理、家电工作状态控制和家电运行状态查询；受控端与主控端通过电力线连接，采用X10协议通信；受控端还与家电连接，控制家电的运行状态。
本实用新型将计算机与主控端通过串口线连接，主控端与受控端通过电力线连接，家电接入到受控端的家电控制模块，实现受控端地址分配、受控端名称管理、家电工作状态控制和家电运行状态查询。
本实用新型采用X10协议，实现了同相电力线回路的多路独立的家电控制，无需另行布线，具有成本低、兼容性强、安装操作简单的优点。
五、智能家居控制功能及方式
（1）、遥控功能
不论在家里的哪个房间，用一个遥控器便可控制家中所有的照明、窗帘、空调、音响等电器。
例如，看电视时，不用因开关灯和拉窗帘而错过关键的剧情；卫生间的换气扇没关，按一下遥控器就可以了。
遥控灯光时可以调亮度，遥控音响时可以调音量，遥控拉帘或卷帘时，可以调行程，遥控百页帘时可以调角度。
（2）、集中控制功能
使用集中控制器，不必专门布线，只要将插头插在220V电源插座上，就可控制家里所有的灯光和电器，一般放在床头和客厅。
可以在家里不同的房间有多个集中控制器。
躺在床上，就可控制卧室的窗帘、灯光、音响及全家的电器。
控制灯光时可以调亮度，控制音响时可以调音量，控制拉帘或卷帘时，可以调行程，控制百页帘时可以调角度。
（3）、感应开关
在卫生间、壁橱装感应开关、有人灯开、无人灯灭。
（4）、网络开关的网络功能
一个开关可以控制整个网络，整个网络也可以控制任意一个（组）灯或电器。
其控制对象可以任意设置和改变，轻松实现全开全关，场景设置，多控开关等复杂的网络操作功能。
门厅的T型网络开关可设成全开全关键、及门厅灯的开关；出门时不必每个房间检查一遍，只要按一个键就可以将所有的灯和电器关闭，需要时也可按一个键打开所有的灯。
客厅的T型网络开关可设成场景设置键，按一个键开一组灯，不必逐一打开。
也可配合全宅音响、空调、窗帘等进行复杂的场景设置。
T型网络开关也是可变开关，它的控制对象可以随意设置，今天是窗帘的开关，明天可以将它设为音响的开关。
同时T型网络开关还是多控开关，传统开关最多只能在两处实现对同一对象的控制（双控开关），使用T型网络开关，可以在任意多处对同一对象进行控制。
控制灯光时可以调亮度，控制音响时可以调音量，控制拉帘或卷帘时，可以调行程，控制百页帘时可以调角度。
（5）、网络开关的本地控制功能
所有的灯和电器都可使用墙上的网络开关进行本地开关控制；既实现了智能化，又考虑到多数人在墙上找开关的习惯。
开灯时，灯光由暗渐渐变亮，关灯时，灯光由亮渐渐变暗，避免亮度的突然变化刺激眼睛，给眼睛一个缓冲，保护人眼；避免大电流和高温的突变对灯丝的冲击，保护灯泡，延长使用寿命；无论通过遥控还是本地开关均可调光,网络开关能够记忆设定好亮度，下次开灯时自动恢复。
（6）、电话远程控制功能
电话应答机将家里和外界连成了网络，在任何地方，都可以使用电话远程控制家中的电器产品，例如，开启空调、关闭热水器，甚至在度假时，将家中的灯或窗帘打开和关闭，让外人觉得家中有人。
电话应答机本身也是一个八位的集中控制器，放在床头柜上，只要将插头插在220V电源插座上，就可已在床上控制家里所有的灯光、电器和窗帘等等，也有调光功能。
（7）、网络型空调及红外线控制
网络型空调控制器将空调的控制连到整个网络中来，可以使用电话来远程控制空调，也可以使用无线遥控器在楼下将楼上的空调启动和关闭，集中控制器、定时控制器、网络开关、无线感应开关等等也都可以控制空调了。
（8）、网络型窗帘控制器
网络型窗帘控制器将窗帘的控制连到整个网络中来，控制拉帘或卷帘时，可以调行程，控制百页帘时可以调角度。
不仅可以使用本地开关来控制窗帘，还可以使用电话来远程控制窗帘，也可以使用无线遥控器在楼下将楼上的窗帘打开和关闭，集中控制器、定时控制器、网络开关、无线感应开关等等也都可以控制窗帘了。
（9）、可编程定时控制
定时控制器可以对家中的固定事件进行编程，例如，定时开关窗帘，定时开关热水器等等，电视、音响、照明、喂宠物等均可设定时控制。
定时控制器本身也是一个八位的集中控制器，放在床头柜上，只要将插头插在220V电源插座上，就可已在床上控制家里所有的灯光、电器和窗帘等等，也有调光功能。
同时它还有时间显示和闹表的功能。
（10）、多功能遥控器
六和一多功能遥控器集六种遥控功能于一身，首先它是无线遥控器，可以控制家中的照明，窗帘，空调等系统。
同时它也是红外遥控器，内置了许多品牌的电视，音响，VCD等红外控制指令集。
还可以学习两种红外线遥控器的控制功能。
放在客厅的茶几上，看电视或听音响时，一个遥控器就可以非常方便地遥控所有的设备。
（11）、无线感应探头
可随意摆放，能控制任意的电器，例如大门口外，当有人来时，它可以触发自动门铃，也可以将灯开启，甚至可以开音响、热水器等。
放在阳台上，可以知道是否有人从阳台非法闯入。
（12）、全宅音响系统
全宅音响系统可将传统的音响延伸到家中的每个房间及每一个角落。
在阳台浇花时可以欣赏悠扬的音乐，清早盥洗时可以听到电台的新闻，甚至在厨房也可以听到现场转播。
系统可接驳家中现有的电视，广播，VCD,DVD及音响系统提供的声源；每个房间的音箱可以单独开关和调音量，无需考虑功率匹配；系统支持高保真立体声技术，对音质不作任何处理。
利用现有的网络化智能家居控制手段，如：
遥控器、集中控制器、网络开关等方式对音箱进行开、关、调音量、全开全关、部分开关，也可配合照明系统、空调系统、窗帘等进行复杂的场景设置。
（13）、扩展和升级
为扩展和升级提供了良好的基础。
可扩展和升级语音控制子系统，计算机控制子系统，智能安防子系统，智能门禁子系统，智能电器控制子系统。
六、列举主流的智能家居品牌
一、Control4智能家居相关产品简介
主要技术:
Zigbee无线通讯技术、wifi技术
Zigbee设备之间，可以互相转发信号，每一个设备，都是信号的发射端和接收端，而不用专门的接收设备。
1.控制主机HC-300C
Control4控制主机HC-300C让大众能以可负担的价格轻易的在家中加入智慧型的操控装置。
HC-300C能让使用者将整个屋子自动化，包括家庭剧院、多空间音乐、照明、温度、安防等。
有规格基准的操控-所有装置的控制使用无线ZigBee（802.15.4）网际网络、以太网路或WiFi（转接器自由选择）。
不着痕迹的整合性-可与所有Control4配件和广泛的其它产品系列装置相容运转。
2.用户界面
您有多种方式来操作导航界面：
·电视屏幕—通过您家中Control4系统远程遥控，在电视屏幕上享受整体家庭控制。
·触摸屏—Control4提供多款触摸屏，让您在家中任何地方都能随时方便的进行控制。
·手机和iPad—通过AppStore上”我的家”应用程序，用您的iPhone/iPodTouch/iPad直接操作。
· 系统遥控器—系统遥控器SR-250带一个OLED背景屏，将Control4导航界面以文字的形式展示出来，与您熟悉的遥控操作别无二致。
·面板—线条流畅，外形优雅的按键面板拥有可客制化、预设和一键控制等功能。
3.电器控制设备
（1）、Control4无线WiFi喇叭点
（2）、Control4无线调光器
（3）、Control4无线开关
（4）、Control44*5A继电器
可控制百叶窗，电机和有负载的开关。
1个双极接口和3个单极接口。
（5）、Control4网络处理器
可通过以太网和RS232连接，控制多个房间的系统处理器。
通过软件可以实现多达1000多个场景。
功能实现独立运作而不需要一个Control4家用主机。
（6）、无线温度控制器
Control4无线温度控制器能让任何居家简单的加入智慧型温度控制。
（7）、Control4DaikinVRV空调控制模块
通过RS232串口实现对大金VRV冷媒空调的全功能控制管理。
（8）、PanasonicBL-131无线摄像头
网络摄像机的通信基于IEEE802.11b/g无线通信协议,无线安装方式对于网络摄像机安置点的要求更加灵活些,通过以太网连接的通信方式也是可行的,数据加密保证了无线网络的安全。
（9）、Control4无线移动感应器
实现无线移动感应探测。
（10）、Control4车库门套装
当您回到家时，只需按下mini遥控器的开门键，车库门就会开启或关闭，能通过Control44Sight远程软件系统完全操控。
（11）、Control4老人看护套装
可统计出老人在家中的去过的位置，为老人提供一款手表或一款防水呼叫吊坠，在遇到紧急情况时，可按下手表的紧急按钮，系统就会以邮件的方式通知老人的子女。
（12）、Control4水淹套装
在设备安放点位中出现漏水时，会以邮件或短信的方式通知业主。
（13）、KwiksetZigBee三合一无线密码门锁
4.软件
（1）、Control44Sight远程维护控制软件
（2）、Control4用户版编程管理软件
二、上海索博智能家居相关产品简介
主要技术:
X10电力载波协议
它主要利用普通家庭电力线网来传输控制信号，从而实现对家庭电力线网上的灯和家用电器的各种智能管理和控制的目的。
1、载波接收器
主要接收与分析来自电力线网上的X10信号，并执行相应的控制命令，来实现具体灯或电器的各种智能控制，每个电器都用接在载波接收器上，实现地址编码。
2、载波发射器
主要通过电力线网发射X10控制信号，实现具体灯光或电器的各种控制。
索博有液晶显示屏、无线发射器等多种载波发射器。
七、总结
1.国内智能家居组网方式无线是主流，综合布线只是辅助，大多数功能都是靠软件编程实现的，关键是整合，施工上技术难度不大，调试比较难。
2.智能家居需要有一台功能强大、整合性高的主机，配备强大的管理软件，能兼容所有的无线有线设备，所有产品用同一品牌稳定性更强。
3.目前市场主流品牌各子功能产品都已经成熟，比如电动窗帘、门禁对讲、自动车库门等都有套装产品，选择成熟、声誉高的品牌很重要。
4.要详细了解必须实地考察，接受厂家培训，大多数智能家居网站都是复制模板的，具体功能的实现概念模糊，这跟智能家居没有大规模兴起是息息相关的。
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