家居智能控制系统设计方案.docx
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家居智能控制系统设计方案
家居智能控制系统
朝华智能家居产品包括以下基本单元：
智能中控器、全能遥控器、情景遥控器、无线接力器、智能开关、智能插座、智能转换插座。
上述各产品单元的具体功能和性能参数功能如下：
产品
外观
功能
技术参数
智
能
中
控
器
对内进行集中管理和智能控制，对外通过小区服务器实现小区的信息交流与管理。
具体功能如下：
1、家居控制
2、集中控制
3、情景控制
4、组合控制
5、条件控制
6、远程控制
7、安防报警
8、可视对讲
9、安防报警
10、远程监控
11、紧急呼叫
12、信息服务
13、消息发布
14、语音留言
15、远程抄表
16、便民服务
17、上传/下载红外数据
18、数据传输协议：
TCP/IP
19、集中控制可控制设备数目：
6（红外），遥控有效范围内所有受控设备（无线）
20、每组合控制可控制设备数目：
10台
21、组合控制数目：
16个
22、条件控制数目：
23、温度：
5个（本地），8个（上位机）
24、时间：
5个本地，16个（上位机）
25、可视对讲设备：
自定
26、安防接口数目：
有线4防区
27、消息容量：
服务器决定
28、留言时间：
4分钟
29、遥控距离：
开阔地100米
30、功率：
3.5W
31、电源：
12V
32、外形尺寸（mm）：
27023287
全
能
遥
控
器
用于对家电的智能控制和灯光的情景控制，具体功能如下：
33、红外编码学习
34、设置情景控制、组合控制
35、上传/下载红外数据
36、集中控制
37、情景控制
38、组合控制
39、集中控制可控制设备数目（红外设备）：
4
40、组合控制可控制设备数目：
<8个
41、组合控制的组合键数目：
3个
42、条件控制数目：
1个
43、无线遥控距离：
开阔地100米
44、红外遥控范围：
>10米
45、待机时间：
12个月
46、电源：
AAA4
47、外形尺寸（mm）：
1195426
情
景
遥
控
器
用于实现灯光的情景控制，具体功能如下：
48、建立同遥控开关、遥控插座的联系
49、设置场景
50、情景控制
51、可控制对象总数（开关和插座）：
遥控有效范围内所有受控设备
52、可控制情景数：
8个
53、遥控有效范围（米）：
开阔地100米
54、待机时间：
12个月
55、电源：
AAA2
56、外形尺寸（mm）：
90×62×40
无
线
接
力
器
用于转发信号，具体功能如下：
57、接收无线信号
58、无线信号转换为红外信号
59、发射红外信号
60、红外发射模块数目：
8
61、红外遥控有效距离：
10米
62、无线遥控有效范围：
开阔地100米
63、功率：
12W（红外），
64、电源：
12V
65、外形尺寸（mm）：
2R=82、h=40
智
能
开
关
单
刀
66、手动开关
67、手动调光
68、建立同遥控器的联系
69、遥控开关
70、工作电压：
180~250Vac
71、最大负载：
700W
72、受控距离：
室内30米，空旷500米
73、最大受控遥控器数目：
8个
74、每遥控器对应控制码数：
8个
75、外形尺寸（mm）：
86×86×46
双
刀
76、手动开关
77、手动调光
78、建立同遥控器的联系
79、遥控开关
80、遥控调光
81、工作电压：
180~250Vac
82、最大负载：
350W
83、受控距离：
室内30米，空旷500米
84、最大受控遥控器数目：
8个
85、每遥控器对应控制码数：
8个
86、外形尺寸（mm）：
86×86×46
智
能
插
座
87、手动开关
88、建立同遥控器的联系
89、遥控开关
90、工作电压：
180~250Vac
91、最大负载：
2000W
92、受控距离：
室内30米，空旷500米
93、最大受控遥控器数目：
8个
94、每遥控器对应控制码数：
8个
95、外形尺寸（mm）：
86×86×46
智
能
转
换
插
座
96、手动开关
97、对码：
建立同遥控器的联系
98、遥控开关
99、工作电压：
180~250Vac
100、最大负载：
2000W
101、受控距离：
室内30米，空旷500米
102、最大受控遥控器数目：
8个
103、每遥控器对应控制码数：
8个
104、外形尺寸（mm）：
114×64×51
朝华家庭无线控制系统
朝华家庭无线控制系统实现对家电设备、电源、灯光的无线控制。
使用该系统可以在家庭中的任意位置控制家中的所有灯光和电源，能够使用一个遥控器实现所有红外遥控设备的功能。
因此，朝华家庭无线控制系统将使家庭内部设备的使用变得更加方便、轻松和快捷。
无线控制系统构成及原理
无线控制系统包括以下产品单元：
全能遥控器、情景遥控器、智能开关、智能插座。
无线控制系统的控制原理如图1所示。
无线控制系统的核心为情景遥控器和全能遥控器，情景遥控器能够发射频信号，控制灯光和电源；全能遥控器可以发射红外信号和射频信号，因此，既能控制家电中采用红外遥控的设备，又可以控制灯光和电源等采用射频信号控制的设备。
图1无线控制系统控制原理图
无线控制系统功能
无线控制系统采用红外信号和射频信号作为控制信号的载体，具有红外控制和射频控制两种控制方式，综合运用这两种控制方式，系统能够实现以下功能：
集中控制、情景控制、组合控制和条件控制。
集中控制
把家庭中所有遥控器的功能都集中在一个遥控器上，使这个遥控器能够控制家中所有的遥控设备的控制方法。
该功能的核心部件为全能遥控器，通过学习电视机、VCD机、DVD机、功放、空调、遥控照明等多种设备的控制码，全能遥控器可以控制家庭中的所有遥控设备，从而无须再使用多个遥控器控制家用电器。
无线控制系统集中控制示意
灯光情景控制
使用一个键把要控制的所有照明灯调整到指定状态的控制方法。
其核心部件为情景遥控器，情景遥控器学习需要控制照明灯的状态编码，储存起来，当希望把灯光状态调整到已经学习过的状态时，按情景遥控器上的指定按键，实现对灯光照明的情景控制。
无线控制系统灯光情景控制示意
组合控制
把任意几种家电设备的单独功能组合起来作为一个功能，实现按下一键对多个设备的联动控制的控制方法。
该功能的核心部件为全能遥控器，通过把学习到的其他设备的单独功能组合在一起，以单键实现多个设备的功能。
无线控制系统组合控制示意
条件控制
指根据设定条件，控制一种或几种家电设备的动作的控制方式。
该功能的核心部件为全能遥控器，可设定条件为时间和居室温度，在全能遥控器上设置控制条件及动作，当系统监测到的条件满足设定要求时，全能遥控器发出信号，控制选定设备完成设定的功能。
无线控制系统条件控制示意
家庭智能系统
家庭智能系统在家庭无线控制系统的基础上扩展得到，通过在家庭无线控制系统原有硬件上添加智能中控器、无线接力器和安防系统，就得到家庭智能系统。
智能中控器是数字家庭的智能化控制中心和信息平台，它为家居环境、家电设备提供一个共享的接入中心。
通过它对内可实现可视对讲、安防系统、电器设备、灯光、电源、三表等的联络、集中管理和智能控制，对外通过TCP/IP接口和电话接口,实现小区的信息交流与管理、家居设备的远程控制。
图2朝华家庭智能系统工作原理图
家庭智能系统组成及原理
家庭智能系统通过在家庭无线控制系统原有硬件上添加智能中控器、无线接力器和安防系统得到，其主要构成部件为：
智能中控器、全能遥控器、情景遥控器、无线接力器、智能开关、智能插座、可视对讲设备和安防传感器。
家庭智能系统的结构和工作原理比无线控制系统复杂，其结构和工作原理如图2所示。
家庭智能系统功能
家庭智能系统使人类的生活更加轻松、舒适和安全，为实现这一目标，系统提供三大功能模块：
智能控制、信息服务和家庭安防监控。
智能控制在无线控制的基础上进一步加强，除了包含无线遥控系统的功能并扩大其控制范围和各种控制方式的容量外，还添加远程控制功能；信息服务和家庭安防监控是家庭智能系统新增加的功能，当单独使用家庭智能系统时，这两个功能的应用会受到一定程度的限制。
智能控制
智能控制实现对家庭设备的轻松控制，包括下列具体功能：
集中控制、灯光情景控制、组合控制、条件控制、远程控制。
集中控制
把家庭中所有遥控器的功能都集中在一个控制器上，使该控制器能够控制家中所有的遥控设备的控制方法。
该功能的核心部件为全能遥控器（或智能中控器），通过学习电视机、VCD机、DVD机、功放、空调、遥控照明等多种设备的控制码，全能遥控器（或智能中控器）可以控制家庭中的所有遥控设备，从而无须再使用多个遥控器控制家用电器。
家庭智能系统集中控制示意
灯光情景控制—一键多灯
使用一个键把要控制的所有照明灯调整到指定状态的控制过程。
其核心部件为情景遥控器（全能遥控器或智能中控器），情景遥控器（全能遥控器或智能中控器）学习需要控制照明灯的状态编码，储存起来，当希望把灯光状态调整到已经学习过的状态时，按情景遥控器（全能遥控器或智能中控器）上的指定按键，实现对灯光照明的情景控制。
家庭智能系统灯光情景控制示意
组合控制
把任意几种家电设备的单独功能组合起来作为一个功能，实现一键对多个设备联动的控制方法。
该功能的核心部件为全能遥控器（或智能中控器），通过把学习到的其他设备的单独功能组合在一起，以单键实现多个设备的功能。
家庭智能系统组合控制示意
条件控制
指根据设定条件，控制一种或几种家电设备的动作的控制方式。
该功能的核心部件为全能遥控器（或智能中控器），可设定条件为时间和居室温度，在全能遥控器（或智能中控器）上设置控制条件，当系统监测到的条件满足设定要求时，全能遥控器（或智能中控器）发出信号，控制选定设备完成设置的功能。
家庭智能系统条件控制示意
远程控制
通过拨打家中的电话或登陆Internet，实现对家庭的所有家用电器、灯光、电源的远程控制。
该功能的核心部件为智能中控器，通过电话或Internet，把控制信号发送到智能中控器，智能中控器控制电器完成动作。
家庭智能系统远程控制示意图
图3朝华家庭智能系统功能模块
安防监控
安防监控的主要对象为家庭安全，主要包括以下功能：
可视对讲、安防报警、远程报警和紧急求助。
可视对讲
系统在智能中控器的第二个结合屏幕上显示来访者，若主人不在，访客可以结合大楼门禁装置在智能中控器上留言。
安防报警
包括防盗报警、火灾报警和煤气泄露报警。
所有安防报警器都连接到智能中控器，安防传感器具有有线和无线两种接入方式。
当发生警报时，智能中控器把警情送往小区监控服务器，并根据设置进行下列操作：
启动警铃和联动设备、拨打设定的报警电话。
紧急呼叫
事先在智能中控器上设定4个紧急呼叫电话号码，当需要紧急救助时，直接按下紧急呼叫按钮，智能中控器拨打预先设定的求救电话。
远程撤布防
通过电话和网络改变家庭安防系统的布防状态。
信息服务
信息服务包括以下内容：
信息浏览、语音留言、远程抄表和便民服务
信息浏览（小区服务器提供相关信息）
小区可以发布多种信息，包括小区信息、时事新闻、金融信息、天气预报等内容，以方便住户及时了解各种信息。
信息由管理人员在小区服务器发布，信息通过智能中控器阅读。
短信功能
住户可以通过登陆远程控制网站或者使用智能中控器应用软件,向家人或朋友发短信，实现信息共享,信息通过智能中控器阅读
语音留言
用户可以在智能中控器上留言，问候家人或向家人提供信息；同时，为来访客人提供语音留言服务。
三表查询（结合小区住户管理程序使用）
用户可以通过智能中控器查询家庭水、电、煤气和其他类似用品的用量和费用。
便民服务（小区服务器提供相关信息）
由管理人员在小区服务器发布小区及附近的商业信息和服务信息，住户通过智能中控器了解信息，选择自己需要的商品或服务。
朝华社区智能家居系统
朝华社区智能家居系统是基于小区的家庭智能家居解决方案，通过小区服务器和小区应用软件把小区内的多个家庭智能系统结合起来，进行集中管理和资源共享，使家居生活更加简单、舒适和安全。
朝华社区智能家居系统工作原理
朝华社区智能家居系统包括两大部分：
社区管理系统和家庭智能系统。
社区管理系统为多个家庭智能系统的管理和资源中心，包括小区服务器和相应软件，实现小区信息的综合、管理和同外部信息的交换；家庭智能系统是社区智能家居系统的基本单元，一个社区智能家居系统中包含多个家庭智能系统，其对内实现家庭内部的控制和管理，对外向小区服务器提供各种信号，
小区服务器和软件包括以下几部分：
数据库服务器、社区数据交换服务器、社区系统配置服务器、社区系统管理服务器和远程电子报警服务器。
小区系统中，有些服务器可以复用，也可以由多台服务器实现相同的功能。
小区服务器及其软件之间数据交换的原理如图4所示：
数据交换服务器是其他服务器和数据库服务器交换数据的通道，所有的数据交换都通过数据交换服务器实现。
图4朝华社区智能家居系统数据交换过程
朝华社区智能家居系统模块功能
对每个家庭而言，朝华社区智能家居系统既具有家庭智能系统单独使用时的所有功能，又实现了需要小区服务器配合才能实现的功能。
对于整个小区而言，首先具有对整个小区系统进行配置的功能，小区系统正常使用时，具有住户管理和远程监控功能。
朝华社区智能家居系统包括以下功能模块：
社区系统配置模块、社区系统管理模块、社区系统数据交换模块、安防监控模块和家庭智能系统。
社区系统配置模块
在安装或改动智能家居系统配置时，设置小区信息，配置家庭智能系统的智能中控器参数和相应硬件接口。
具体功能如下：
小区层次设置：
设置小区的结构层次。
现实中每个小区规划、管理模式都不尽相同，因此，需要设置一个同小区具体情况相一致的结构框架。
小区网络设置：
用于设定数据库服务器的IP地址及各个网段对应主控机、从控机的IP地址。
小区结构设置:
对小区实际结构、每位住户的户型位置、控制器的具体情况及连接设备进行设置。
社区系统管理模块
辅助小区管理人员对小区物业进行日常管理，主要功能为住户管理、家居远程控制设置、故障功能、信息发布、远程抄表和用户管理。
住户管理：
编辑和查看小区住户的基本资料和联系方式。
家居远程控制设置：
开通或关闭小区住户家庭智能系统的远程控制功能（电话控制和网络控制），并提供密码修改功能。
故障功能：
自动读取家庭智能系统中智能中控器的运行状态，并提供故障提示功能和故障处理的管理方法。
信息发布：
发布各种小区信息、服务信息、商业信息和个人信息。
远程抄表：
在物业管理办公室中就实现小区住户家中水表、电表、煤气表和其他家庭用表的使用量，并自动计算费用。
用户管理：
添加或删除小区软件用户、编辑小区软件用户的权限。
社区系统数据交换模块
实现数据库服务器同小区其他服务器、家庭智能系统之间的数据交换，其功能自动实现，不用用户干预。
远程电子报警模块
实时监控小区家庭智能系统中所有安防设备的状态并显示报警信号，提供报警信号的类别及具体位置。
主要功能：
自动报警、报警记录查询、报警记录统计。
自动报警：
当有安防警报时，电子报警服务器将显示报警画面并发出警告声，提示保安人员。
报警信息中包含警报类别及发生的具体位置。
报警记录查询：
可以根据警报发生的时间、区域或类型查询警报的历史情况。
报警记录统计：
在指定时间内，根据警报发生的时间、区域或类型，统计得到的警报的情况。
家庭智能系统
家用电器、家庭照明的智能控制、组合控制和远程控制，家庭安全的实时监控和报警，网上信息的即时浏览。
图5朝华社区智能家居系统功能模块示意图
朝华社区智能家居系统构成
朝华社区智能家居系统的硬件构成包括小区服务器和家庭智能系统硬件。
根据实际情况，可以使用一台或几台服务器，家庭智能系统的具体构成也可以不同。
家庭智能系统的情况详见家庭智能系统部分。
服务器
用于小区管理人员对系统进行管理，具体功能如下：
数据库服务、社区系统配置、社区管理、社区数据交换、安防监控。
其运行环境如下：
硬件
数据库服务器
1台，要求：
PentiumⅡ以上处理器，最少64M内存，2G以上空闲硬盘空间,10M以上以太网卡1个，UPS1个（可选）；
数据交换服务器
1台以上，可与数据库服务器复用，要求：
PentiumⅡ以上处理器，最少64M内存，500M以上空闲硬盘空间，10M以上以太网卡1个，UPS1个（可选）；
图6朝华社区智能家居系统结构示意
社区管理服务器
1台以上，可与数据库服务器复用，要求：
Pentium133MHz以上处理器，最少16M
内存，5M以上空闲硬盘空间,10M以太网卡1个；
社区配置服务器
1台，可与数据库服务器复用，要求：
Pentium133MHz以上处理器，最少16M内存，5M以上空闲硬盘空间,10M以太网卡1个；
安防监控服务器
1台以上，可与数据库服务器复用，要求：
Pentium133MHz以上处理器，最少16M内存，5M以上空闲硬盘空间,声卡1个，音箱1对，10M以太网卡1个；
软件：
数据库服务器：
操作系统为WindowsNT4.0或以上，数据库软件要求SQLServer7.0或以上；
其他机器：
Windows98以上操作系统及对应应用程序。
朝华智能家居产品方案设计
朝华智能家居产品为人们描绘了一种新的生活方式，为人们的家庭生活注入新的理念。
为满足不同层次用户的要求，朝华智能家居产品把产品单元组合为具有不同功能组合的系统：
朝华社区智能家居系统、朝华家庭智能系统和朝华家庭无线控制系统。
以这三个系统为基础，我们提出不同的系统实现方案。
朝华社区智能家居系统实现方案
朝华社区智能家居系统是基于小区的智能家居解决方案，朝华社区智能家居系统采用TCP/IP接口通讯协议作为小区服务器和智能家庭系统的接口，在当今宽带入户的情况下，使得户外的布线、施工变得简便易行，甚至无需布线和施工。
朝华社区智能家居系统组网方案
朝华社区智能家居系统包含两大部分：
社区管理系统和家庭智能系统。
在一个小区中，一般配置一套社区管理系统和多个家庭智能系统，其组网方式如图所示。
社区管理系统包括：
小区服务器和相应软件，实现信息的综合和管理；家庭智能系统向小区服务器提供各种信号，小区服务器和相应软件实现信息的综合和管理。
社区管理系统解决方案
社区管理系统包括以下服务器：
数据库服务器、社区数据交换服务器、社区系统配置服务器和远程电子报警服务器。
其中，有些服务器可以复用，也可以由多台服务器实现相同的功能。
社区管理系统包括以下服务器：
数据库服务器
1台，要求：
PentiumⅡ以上处理器，最少64M内存，2G以上空闲硬盘空间,10M以上以太网卡1个，UPS1个（可选）；
数据交换服务器
1台以上，可与数据库服务器复用，要求：
PentiumⅡ以上处理器，最少64M内存，500M以上空闲硬盘空间，10M以上以太网卡1个，UPS1个（可选）
社区管理服务器
1台以上，可与数据库服务器复用，要求：
Pentium133MHz以上处理器，最少16M内存，5M以上空闲硬盘空间,10M以太网卡1个；
社区配置服务器
1台，可与数据库服务器复用，要求：
Pentium133MHz以上处理器，最少16M内存，5M以上空闲硬盘空间,10M以太网卡1个；
安防监控服务器
1台以上，可与数据库服务器复用，要求：
Pentium133MHz以上处理器，最少16M内存，5M以上空闲硬盘空间,声卡1个，音箱1对，10M以太网卡1个；
服务器操作系统及应用程序：
数据库服务器
操作系统为WindowsNT4.0或以上，数据库软件要求SQLServer7.0或以上；
数据交换服务器
Windows98以上操作系统，应用程序：
区系统数据交换程序
社区管理服务器
Windows98以上操作系统，应用程序：
社区系统管理程序
社区配置服务器
Windows98以上操作系统，应用程序：
社区系统配置程序
安防监控服务器
Windows98以上操作系统，应用程序：
电子报警程序
社区系统服务器及软件确定原则：
1、为便于提高数据交换的速度和减少小区成本，当小区户数较少时，可以考虑数据库服务器和数据交换服务器使用同一台计算机；
2、由于社区配置和社区管理两个功能分别在社区系统的建设阶段和投入正常使用后的日常管理中使用，其使用的时间段不同，因此，可以考虑社区配置和社区管理使用同一台服务器。
3、安防监控服务器最好单独使用，其数量根据小区规模决定，可以选用多台安防监控服务器，在小区家庭的安防状况采用多点监控。
4、为保证系统的稳定性和可靠性，数据库服务器、数据交换服务器、安防监控服务器可以考虑使用多机和双机。
社区管理系统服务器连线方案：
假设社区管理系统中每种服务器都只使用一台，并且都单独使用，当所有属服务器都连接到同一个集线器时，其连线情况如图所示，如果服务器的同集线器的连接变化时，其连线也将相应变化
家庭智能系统解决方案
家庭智能系统是社区智能家居系统的基本单元，是社区管理系统管理的主要对象，是家庭资源管理和配置的中心。
其主要构成部件为：
智能中控器、全能遥控器、情景遥控器、无线接力器、智能开关、智能插座、可视对讲设备和安防传感器。
家庭智能系统具有三大功能模块：
智能控制、信息服务和家庭安防监控。
以这三大功能模块为基础，家庭智能系统内部的解决方案可以分为几部分：
家庭无线控制方案、远程抄表解决方案和家庭安防实现方案。
家庭无线控制方案
家庭无线控制方案解决家庭设备的智能控制，包括以下具体部件：
智能中控器、全能遥控器、情景遥控器、无线接力器、智能插座、智能开关、集线箱。
a）智能中控器
智能中控器是家庭智能系统的核心，对外提供TCP/IP和电话接口，对内提供有线和射频输出接口。
连接小区服务器、PSTN和各种家居设备。
b）全能遥控器
全能遥控器集中电视、空调、DVD、功放、灯光等的遥控功能，具有红外编码学习功能，能够发射红外信号和射频信号，完成各种控制功能，一个家庭中至少配备一个，也可以根据具体情况增加配置。
c）情景遥控器
情景遥控器具有射频发射模块，具有灯光情景学习和切换功能，实现对智能开关和智能插座的控制。
d）无线接力器
无线接力器接收智能中控器所发出的射频信号，将它转换成IR信号后，发送至同一物理环境的红外控制设备，协助智能中控器完成对红外电器设备的控制，每一受控设备所在的房间均需安装。
e）智能插座
标准的86系列电工插座，为家庭的电器提供电源，包含内嵌式射频收发模块。
可同时接收智能中控器、全能遥控器和情景遥控器的射频控制指令，管理家电设备的电源，进而控制其工作状况。
f）智能开关
标准的86系列电工开关，为家庭的灯光提供开关管理，可设置为调光和非调光状态，包含内嵌式射频收发模块。
可同时接收智能中控器、全能遥控器和情景遥控器的射频控制指令，管理家中灯光的通断，进而控制其工作状况。
同时具备手触式按扭，可同普通开关使用。
g）集线箱
提供无线接力器需要的直流电源，以及警号、485信号、安防传感器、网络、电话的转接接口。
无线控制系统设备选取原则：
105、一个家庭中一般使用一个智能中控器
106、全能遥控器和情景遥控器的使用数量根据用户房屋的情况和用户的具体要求确定，一般说来，一个家庭需要一个全能遥控器作总控制器，有红外遥控设备的房间都需要配一个全能遥控器，只需要进行灯光控制和电源控制的房间配一个情景遥控器。
107、无线接力器的使用数量根据用户房
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