智能家居技术方案.docx

1、智能家居技术方案1智能家居综述2.1智能家居概述智能建筑已经在世界各地蓬勃地发展起来了，并成为 21 世纪建筑业发展的主流。智能建筑是集现代建筑技术、现代通信技术、现代控制技术、现代仪器仪表技术和现代计算机技术于一体的产物。近年来，随着计算机网络通信技术的高速发展和人们对住居环境要求的提高，也将“智能”的概念引进到了住宅的建设当中。“智能”如今给业者带来诸多的遐想当家里发生紧急求助报警时，能及时自动通过自家电话通知家人，同时通过小区计算机网络通知管理中心。当您不在家时，为您的住宅提供全面的安全护卫，如防盗、防火、防煤气，发生警情能够迅速通过自家电话及小区以太网络通知有关人员进行排除，为您的生活

2、与生命提供保障。盗贼入室行窃，系统会自动通知主人、保安或者110 报警中心，同时家中警号发出刺耳的警报声，家中的灯光全部打开。如果瓦斯泄露了，煤气阀门会根据智能终端的指令关闭；窗子自动打开更换清新空气。不用起身就可以控制家里所有的灯并可调节亮度；外出之前只要按一个键就可以关上所有的灯和应关的电器。躺在床上就能关掉卫生间的换气扇。可以根据自己的需要调整灯光亮度并设置场景，轻触一个按键就可以实现各个场景之间的转换。门禁系统识别主人回到家里，大门会自动打开；客厅灯光自动开启；背景音乐同时奏出美妙的旋律欢迎主人回家。不必下楼就能为客人打开家门；可以监控门前来人情况。每天晚上，所有的窗帘都会定时自动关闭

3、。自动调节室内温度，使一年四季春意昂然，自然环保，自动调节室内空气质量。在办公室或在出差时打开电脑上网，家中的安全设备和家用电器立即呈现在你的面前。在炎热的夏天，你可以在下班前在办公室通过电脑打开空调，回到家里便能享受清凉；在寒冷的冬季，则可以享受到融融的温暖。回家前启动电饭煲，一到家就可以吃上香喷喷的米饭。如果不方便使用电脑，打个电话回家一样可以控制家电。当你在家中，可以操起任何一部电话或免提子机来控制家中的电器。外出时不必担心自家的窗户是否关闭，一个电话或轻敲键盘就能随心所愿。一个遥控器就可以解决家中的电器进行集中控制，省去了在一堆遥控器中寻找的烦恼。国内国外的新闻时事、金融信息，社区的各

4、种通知和提供的服务可以根据您的选择定期给您发送；足不出户就可以进行电子购物，网上医疗诊断，参观虚拟博物馆等方便快捷的信息服务。诺丁山郡4#楼总共三层，总建筑面积747.01平方米，作为本次设计的载体，一层有客厅、厨房、餐厅、客卫、洗衣房各2个组成。2层由卧室、储藏室、洗衣间组成；三层由主卧室、更衣室、起居室、卫生间、露台组成。本次设计的主要内容是诺丁山郡4#楼的家居安防系统和窗帘自动控制系统。1与普通家居相比，智能家居有以下4大特性：智能化：由原来的被动静止结构转变为具有能动智能的工具。信息化：提供全方位的讯息交换功能，帮助家庭与外部保持讯息交流畅通。人性化：强调人的主观能动性，重视人与居住环

5、境的协调，使用户能随心所欲地控制室内居住环境。节能化：取消了家用电器的睡眠模式，一键彻底断电，从而节省了电能。图1.1 4#楼立面图2.2智能家居发展智能家居至今在中国已经历了近6年的发展，从人们初最初的梦想，到今天真实的走进我们的生活，经历了一个艰难的过程）提到智能化家居，人们立刻会联想到网络。冰箱上网、洗衣机上网、电视机上网、微波炉上网 开发者高举智能家居大旗，宣称网络家电可以使生活达到全数字化，让人们感到轻松方便。智能家居当然不止是这些。在国内，智能家居不是一个单独的产品，也不是传统意义上的“智能小区”概念，而是基于小区的多层次家居智能化解决方案。它综合利用计算机、网络通讯、家电控制、综

6、合布线等技术，将家庭智能控制、信息交流及消费服务、小区安防监控等家居生活有效地结合起来，在传统“智能小区”的基础上实现了向家的延伸，创造出高效、舒适、安全、便捷的个性化住宅空间。2000年概念年：2000年是智能家居在中国的一个概念年。通过广播电台、电视、报纸和杂志等诸多媒体的广泛宣传，相当一部分居民已经接受了智能家居这个概念。各小区的开发商在住宅的设计阶段也已经或多或少考虑了智能化功能的设施，少数高档的住宅小区已经配套了比较完善的智能家庭网络，并在房地产的销售广告中，已经开始将“智能化”作为其一个“亮点”来宣传。一些对科技发展动向和市场趋势敏感的科研机构和有实力的公司，已经看到这个市场的广阔

7、前景，意识到这是一个难得的机遇，开始或已经研究和开发相关系统和产品作了先期的部署和规划。 2001年研究开发年：智能家居毕竟在硬件和软件方面都具有一定的难度，在数个月或一年的时间里是不可能研究开发成功的。国外完成这个系统的过程一般要经过35年的时间，当然在中国也许用不了这么长的时间，因为已有了国外的一些经验可供参考，但估计23年的时间还是需要的。因此，2001年是各个科研机构和公司从规划到实际研究和开发的关键一年。如同以往相类似产品（如彩色电视机和VCD及DVD机）在我国的发展过程一样，有些机构和公司开始引进一些国外的系统和产品，在一些豪华的公寓和住宅中已经看到了它们的踪迹。2002年2003

8、年实验年：在这一年中，有相当一部分高档和中档的住宅小区和私人住宅，将在控制和管理上实现一般意义上的智能化，宽带网将进入一般居民的住宅和小区，为智能家庭网络功能的完善佐以一定的条件。国内一些公司的网络产品将逐渐进入市场，一些国外的系统和产品也将在这一年开始以较大的规模进入中国市场，开始在市场上与中国的产品接触。我国关于智能家庭网络系统的各种标准将陆续出台，各种具有一定智能的可以上网的终端产品（智能家电/设备）将根据这些标准陆续研发出来，并逐步进入市场。 2003年2004年推广年：到20032004年，是智能家庭网络系统在中国推广应用的两年。我国自行研制的系统已经较为成熟，并有能力与国外的系统和

9、产品相抗衡。新建的住宅和小区大部分将配备一定的智能化设施和设备。美国和欧洲将在2003年2004年全面普及智能家庭网络，各种可连网的终端电器/设备将大量出现在市场上。我国自行设计和生产的可连网的家用电器/设备也将有相当的规模。 2005年2007年普及年：我国在智能家居技术领域与欧美国家的差距并不大，估计仅滞后23年，在这几年中，我国将全面普及智能家庭网络系统和产品，即开始走进普通居民的家居中。在这个时期，整个市场将是以我国自行研究和开发的系统和产品为主；国外的产品将在高档系统产品占有一席之地。真正智能家庭网络的大市场将在20042007年中形成。我国人民将以怎样的方式来观看和参与在我国举办的

10、2008年奥运会，现在都是很难准确预料和想象的，但有一点是可以肯定的：这将是以一种与现在观看体育比赛完全不同的方式和心态。图1.2 智能家居功能介绍图2.3设计目标1） 从住宅区和家居两个层面，提供安全、节能、健康(阳光与空气)、灵通(各种通讯手段)、舒适和便利(自动化)的生活的愿景规划。2）以适当的产品和软件，提供各系统的联动或集成。3）系统应周密而且最大限度地降低对居民的日常生活的影响，保证居民在室内活动的隐私不受侵害。4）家居控制系统，要求安防、灯光、音响、电话等各个系统，以生活场景的一键指令(如入户、用餐、迎客、睡眠、短暂或长期离开等)为核心，实现一键控制-包括各系统之间的联动控制；5

11、）家居安防系统着重解决报警灵敏度与最大限度减小误报的关系，例如：通过对感应器的编程或身份自动识别，区分主人与入侵者；家居安防系统应包括火灾报警系统。6）重视产品及系统的易用性、简单化：应用科技的目的应使操作、编程和比例失调更简单，更经济，而不是更繁琐；特别是家居内设备的操作。7）重视产品及系统的可靠性：选择己经实用证明可靠的产品，不采用为满足本项目要求而临时开发的软件或设备；8）可扩展性：限于规划设计的进度安排及项目可预期的面积扩展，各系统的应具备100%以上的扩展能力。2.4智能家居今后的发展许多人的概念里，智能家居这个词离我们的生活似乎异常遥远，只是存在于高科技展览会里的表演，或是富豪们向

12、人们炫耀财富而展示的一种家居装饰。事实上，近年来智能家居已开始一步一步走进越来越多的普通家庭。一套完整的智能系统一般包括保安、电话、影音、空调、灯光等几大子系统，价格上已可以被消费者所接受，业主完全可以根据自己的需要和喜好选择安装子系统，以满足自己居家的各种需求。随着家居智能化系统的不断完善，我们想象中的家中布满线网的情形不会再有了，家里一个小小的的角落就可解决全部问题。安装一套智能家居，已经不再是一个概念，而是生活中切切实实可以享受到的高科技带来的便利生活体验。目前智能家居市场上消费者接受程度最高的无疑是安防系统，一套完整的安防系统包括报警系统、视频监控和可视对讲。这些系统下又有许多分支系统

13、，消费者一般根据不同要求和需要来选择安装，很少有人全部选择。以最热销的报警系统为例，厨房安全警报和周边防范系统90以上的业主都会选择，而选择这些系统的业主一般都是居住在别墅里，所以周边防范是最隐蔽最实用的安防系统。一般周边防范由四盏位于别墅四周的路灯构成，这些表面看起来普通的路灯实则具有红外线监控系统，能够根据穿过红外线的物体大小判断，进行警报。而厨房安全警报则会自动测量厨房煤气浓度，一旦超标即可发出警报，并自动关闭煤气管道总阀门。尽管智能家居在我国好几年前已经出现，但至今仍是防盗和监控这两个功能的接受程度最高，这是由国情所决定的。由于系统的不同，造价也高低有差。虽然家庭安防系统偶尔有时会出现

14、误报情况，但是随着科技的进步，相信精确率会越来越高。在家居娱乐和电器控制方面，智能家居也有突出表现，包括背景音乐系统、数字网络客厅、家居综合布线、灯光控制和电器控制等功能在内的系统，使人们的生活从各个方面变得更加安全、舒适、简单。娱乐和电器方面的智能家居系统必须要走人性化路线，智能家居具有易于操作控制的特性，只要一块控制模板，就可以在家里的任意一个角落随意控制家里的电器、灯光、电脑。远程控制还可以做到使你在外（如办公室）通过电话控制家里电器的开关，或者在外地能够上网的地方对自家家居进行监控，就如同从前科幻片里的情节一般。目前市场上，智能家居的主要接受人群仍然是一部分高端人群。业内人士认为，阻挠

15、智能家居发展脚步的主要是价格和消费理念两方面的原因。智能家居还属于高档消费，一套系统要几万元不等。尽管接受度和认同度与以前相比已经大有提高，但仍主要局限于买别墅的高端人群和热爱生活、享受生活的年轻白领一族。另外，目前许多人对智能家居系统功能的认识不足，许多设计师也缺乏相应的专业知识去向业主推广，导致一部分实际上有需求的业主对智能家居还一无所知。但是近年来，智能家居的普及度正在慢慢提高，随着国外同行业产品不断涌入我国，以及与国内智能家居行业的竞争加剧，客观上逐渐加大了宣传力度，并产生互补。今后我国的智能家居应走品质与服务并重的路线，未来智能家居发展前景广阔。2.5设计依据智能建筑设计标准(GBT

16、 503142000)建筑智能化系统工程设计标准（DB32/191-1998）城市住宅建筑综合布线系统工程设计规范（CECS/119-2000）建筑与建筑群综合面线系统工程设计规范（GB/T50311-2000）民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92）民用闭路监视电视系统工程技术规范(GB/50198-94)系统接地的型式及安全技术要求（GB14050-93）安全防范工程程序与要求（GA/T75-94）安全检查防范系统通作图形符号（GA/74-94）火灾自动报警设计规范（GB50116-98）工业企业通信接地设计规范：GB/J79-85建筑电气设计技术规程：JG/J16-832.6需求分析

17、人们往往会把家居的安全考虑在首位，这次智能家居主要由可视对讲门口机、各种探测器组成，连接至智能家居管理机，一旦触发报警按钮，智能家居接受到信号，进行报警，用以提醒用户。随着人民生活水平的不断提高，人们对家庭生活舒适性的需求越来越强烈，窗帘作为每个家庭生活中最必须的家居用品之一，自然也需要满足人民更舒适性的需求。窗帘最基本的作用无非是保护业主的个人隐私以及遮阳挡尘等功能，但传统的窗帘您必须手动去开关，每天早开晚关也是挺麻烦的，特别别墅的大窗帘，比较长，而且重，用时需要很大的力才能开关窗帘，特别不方便；于是电动窗帘应运而生。现有的电动窗帘都可以自动开关闭窗帘，到了时间自动控制窗帘的开关，可以根据光

18、的但是他们也有些缺点。窗帘控制器的自动开关如何让窗帘能够开关自如，停机的时间是否到位。别墅智能化的发展现状和必要性，家庭智能化的出现已经有将近20年的历史，那个高度科技化犹如梦幻故事片般，神奇的令人向往的智能生活，已经开始逐步走入了一些在观念上同步于世界风尚，在生活上引领世界潮流的高品位时尚人士。别墅通过智能化建设，以家庭综合布线为基础，以计算机网络和无线通信网络为桥梁，全面实现了家庭智能化生活。为了美化您的生活环境，同时为了清除消防隐患，保障您和家人的安全，有必要运用现代化的高科技手段，加强住宅区的基础建设，实现住宅区的信息自动化。2.7拓扑图家居安防拓扑图：图1.3 智能家居安防拓扑图2

19、家居安防系统设计2.1家居安防系统图系统图主要组成部分有前段、传输部分、控制和处理部分组成，使用超五类双绞线、电源线、RVVP4*0.75和RVVP2*0.75进行传输。详见附录2.2家居安防前端诺丁山郡4#楼智能家居安防前端点位主要有温度探测器、气体探测器、紧急按钮、无线门磁（窗磁）、宽动态摄像机、枪式摄像机。本次摄像机采用TCP/IP网络，全部超五类双绞线连接连接方式。枪式摄像机主要布置在一层门口，主要目标是来访者。其中一、两层各设置4个宽动态摄像机，主要分布在走廊区域。三层设置2个宽动态摄像机。摄像机的工作原理：摄像机是一种把景物光像转变为电信号的装置。其结构大致可分为三部分：光学系统（

20、主要指镜头）、光电转换系统（主要指摄像管或固体摄像器件）以及电路系统（主要指视频处理电路）。光学系统的主要部件是光学镜头，它由透镜系统组合而成。这个透镜系统包含着许多片凸凹不同的透镜，其中凸透镜的中比边缘厚，因而经透镜边缘部分的光线比中央部分的光线会发生更多的折射。当被摄对象经过光学系统透镜的折射，在光电转换系统的摄像管或固体摄像器件的成像面上形成焦点。光电转换系统中的光敏原件会把焦点外的光学图像转变成携带电荷的电信号。这些电信号的作用是微弱的，必须经过电路系统进一步放大，形成符合特定技术要求的信号，并从摄像机中输出。 光学系统相当于摄像机的眼睛，与操作技巧密切相关，在本章以后的小节里将详细叙

21、述。光电转换系统是摄像机的核心，摄像管或固体摄像器件便是摄像机的心脏，有关这一部分的内容，将在第三章里介绍。由于家用摄像机大多是将摄像部分和录像部分合为一体，下面再概述一下录像部分的工作原理。 当摄像机中的摄像系统把被摄对象的光学图像转变成相应的电信号后，便形成了被记录的信号源。录像系统把信号源送来的电信号通过电磁转换系统变成磁信号，并将其记录在录像带上。如果需要摄像机的放像系统将所记录的信号重放出来，可操纵有关按键，把录像带上的磁信号变成电信号，再经过放大处理后送到电视机的屏幕上成像。 从能量的转变来看，摄像机的工作原理是一个光电磁电光的转换过程。诺丁山郡4#楼智能安防系统一共布置17个无线

22、门磁、27个无线窗磁。一层布置5个无线门磁，17个无线窗磁。二层布置9个无线门磁，9个无线窗磁。三层布置3个无线门磁，3个无线窗磁。无线门磁工作原理和特点：2无线门磁（窗磁）是由无线发射模块和磁块两部分组成，在无线发射模块有两个箭头处有一个“钢簧管”的元器件，当磁体与钢簧管的距离保持在1.5厘米内时，钢簧管处于断开状态，一旦磁体与钢簧管分离的距离超过1.5厘米时，钢簧管就会闭合，造成短路，报警指示灯亮的同时向网络智能网关报警。无线门磁感应器，具有可靠性高、频率稳定、功耗小、穿透能力强等特点；其内部电路设计采用声表面谐振器稳频，空旷距离200M；有固定编码和滚动编码型；内配锂电池，使用寿命可达一

23、年以上。无线窗磁与无线门磁相同型号。气体探测器共布置两个，分别布置在一层两个厨房。气体探测器工作原理：瓦斯探测器(以下简称气体探测器)，是一种可连续检测瓦斯浓度的本质安全型设备，人员的生命安全不受侵害，生产设备不受损失。瓦斯探测器采用自然扩散方式检测气体，敏感元件采用精良的气体传感器，具有极好的灵敏度和出色的重复性；瓦斯探测器测试程序由人工智能微电脑控制，工作流程合理，简洁便利，功能齐全，具有多种自适应能力。 温度探测器共布置五个，其中一层布置3个，两层布置2个，一层和两层分别布置在走廊。温度探测器工作原理：火灾时物质的燃烧产生大量的热量，使周围温度发生变化。温度探测器是对警戒范围中某一点或某

24、一线路周围温度变化时响应的火灾探测器。它是将温度的变化转换为电信号以达到报警目的。温度探测器特点：本地和远程两个探头可以同时探测 ；本地探针温度范围：0C60C ；远程探针温度范围：-40C60C；可编程阻止多次重复报警；提供灵活严密的输出保护；可编程报警延时； 多达8条的报警记录。图1.4 温度探测器效果图（仅供参考）视得安可视对讲机主要功能： 1）具有通话记录、访客留影/留言、禁止呼入、呼叫转移、信息提取、状态查询。2）可拨打免费的IP可视电话，拨打固定电话、手机。具有PSTN电话接口。3）室内机不仅可以提取文字信息，还可以提取图片、声音文件等多媒体信息。支持小区广播。4）室内机内置紧急按

25、钮功能，并可外接被动红外、门磁、紧急按钮、燃气泄漏报警探头，当警情发生时，自动报警同时发送报警信息到管理中心。5）若小区的服务器安装了视频点播系统，用户室内机还可以进行视频点播。6）若小区服务器建立了信息家园网站，用户可通过室内机访问该网址，进行天气预报、水电费等信息的查询，还可实现订餐，定水等服务功能。7）若家庭安装了网络摄像机，可通过室内机监看摄像机画面。8）若户内安装智能家居设备，可通过可视对讲终端实现灯光、窗帘、电视、空调的智能化控制。9）采用先进的微型处理器，集成度高，系统运行稳定，更可靠。2.3家居安防传输部分家庭智能网关采用RVVP2*0.75连接至紧急按钮。（豪恩HO-01）。

26、图1.5 紧急按钮连接图家庭智能网关采用超五类双绞线连接至可视对讲主机（视得安可是对讲主机C900BLGATS）：图1.6 可视对讲连接图家庭智能网关采用RVVP4*0.75连接至煤气探测器和温度探测器。 图1.7 探测器连接图2.4家居安防控制和处理部分部分硬盘录像机是家居安防系统中最重要的设备，人们不可能像摄像机一样盯着某个区域不停的注视，摄像机代替了我们，其中录像时非常重要的，发生了紧急状况，那时候刚好人又不在，这时候就需要调取视频功能。硬盘录像机特点硬盘录像机的主要功能包括：监视功能、录像功能、回放功能、报警功能、控制功能、网络功能、密码授权功能和工作时间表功能等。还包含以下功能：视频

27、存储所有硬盘录像机都可以接入串口硬盘，用户可以根据自己录像保存时间选择不同大小的硬盘接上去。视频查看硬盘录像机具有BNC、VGA视频输出，可以与电视、监视器、电脑显示器等显示设备配合使用。也有的厂家把显示屏与硬盘录像机做成一体化。其中视频查看分为视频实时查看和视频回放。视频管理所有厂家的DVR出厂都配有集中管理软件，可以用该软件管理多个硬盘录像机的视频图像与视频统一存储等功能。远程访问硬盘录像机通过网络设置，可以实现远程访问，手机访问。让监控在有网络的情况下，实现随时随地查看。硬盘录像机配置3个DVR硬盘。DVR专业硬盘主要用来存储重要图像和数据，比普通电脑运用的硬盘稳定性高很多。智能终端管理

28、（霍尼韦尔家庭智能网关HS-7000W）一、工作原理HS-7000V家居智能网络系统采用的是霍尼韦尔公司开发的最先进技术，基于TCP/IP采用嵌入式安装.该系统的7英寸TFT LCD触摸屏面板可以作为控制终端.实现对空调、灯光、窗帘等设备的控制.同时可以监控来访者.实现住户之间、住户与管理室之间的可视对讲。二、呼叫1）普通电话2）和公共门口机及单户门口机进行对讲3）通过LCD显示器验证访客4）开启公共门口机5）呼叫管理员御口接收管理员机的呼叫6）呼叫其它住户准收同一公离梭中其他住户的呼叫l奋妇盯视孩7）和分机、浴宣电话、厨房电视电话进行通话三、安防1）访客识别及开锁2）撤防/布防/睡眠模式设盆

29、3）访客图像存储(.多可存钻324彩色田片)4）使用门磁开关和移动探测器进行入俊检测5）使用火灾探测器进行火灾检测6）使用煤气探测器进行煤气探测7）向管理中心报份并在宣内产生报警智能家居管理机（霍尼韦尔智能家居管理机 HI-750）一、工作原理 用于综合管理的HI-750终端提供集成化综合管理功能，包括呼叫住所、大厅进入控制、接收来自各个住所的事件等。 接收来自每个住所的事件。 呼叫管理，如呼叫住所。二、主要功能：呼叫住户/大厅/其它警卫机；报警集中管理，接收火警、入侵、煤气泄漏。紧急情况等报警，确认住户终端状态；误报取消功能。系统所有终端的故障状态检查；住户设防状态及报警记录检查。单元门口机

30、开门状态检查及常开控制；打开全部单元门功能。呼叫所有警卫及管理员，特殊情况下方便地调控。外出状态下接受来访者呼叫，为来访者开门；住户电话转接功能；警卫机电话转移。2.5家居安防系统功能提供有线3防区，2 路输出，防区可以分三道防区，外界周界红外对射形成第一道防区，门窗等安装门磁或者幕帘探测器组成第二道防线，室内重要部位设置探测器形成第三道防线；厨房等区域加装煤气探测器，每个区域都安装上火灾报警发生器保证财产及生命安全。可以实现无线一键撤布防，使用方便；随身配备紧急求助按纽以放万一；密码撤防可以在胁迫情况下不引起抢匪注意隐蔽报警。可以通过电话和网络进行远程撤布防，消除警报。使人不在家就能随心控制

31、，解除了误报给人造成的烦恼。用户可查询报警类型、报警点、报警时间。触发警情后通过网向保安中心报警，同时拨打用户设定的电话号码进行报警。通过家庭智能网关，可以实现各个防区与其他家电自动化设备的联。专业的嵌入式中央控制器，可以独立的接收系统的报警及故障信息，因此即使在中心报警管理机或管理软件死机的情况下，系统仍能正常工作。能接收显示用户报警的具体防区、警情、布/撤防、布/撤防类型及使用者身份等报警信息。及时报告家庭报警主机在线/离线及其他实时工作的状态。及时报告系统分配器在线/离线及供电状态。报警管理软件能及时报告中心接收主机设备的工作状态。能具体报告分支线路的工作状态。实现用户报警文字、地图、中文语音三种提示方式，并能及时查询和打印。 能实现两级地图定位，住户单防区多探测器位置的定位。能在中心管理软件上实时了解住户报警系统的当前工作状态。2.6家居安防设备技术参数及选型2.6.1霍尼韦尔无线窗磁（816AP）图1.8 无线门磁示意图HONEYWELL的816AP 系列在同类发射器中出类拔萃，所有816AP 系列发射器均能向主机发射监控信息，还能发送系统故障和电量不足的通知，提供长久稳定的服务，大部分设备都装有容易购买方便更换的