家庭智能化发展

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 家庭智能化发展 摘 要 随着生活水平的提高，人 们对住宅环境越来越关注，在其舒适、 安全、高效、节能和便捷等多方面提出 了更高的要求，因此便产生了家庭智能 化系统。它一方面实现对电器设备进行 自动化监控，对能源进行优化管理与控 制。另一方面，对数字设备与网络连接， 实现家庭网络智能控制。 中国论文网 /8/view-12875910.htm 关键词 家庭；智能化；自动控 制；安全便利 中图分类号 TP39 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2012 ）69-0048- 02 0 引言 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 1 家庭智能控制系统概述 1.1 概念、目标和组成 家庭智能系统是一个完整的集家 庭通信、家庭设备自动控制以及家庭安 全防范等功能于一体的智能控制系统。 以现场总线、以太网、HFC、公用电话 网、无线网等传输网络为家庭智能控制 系统提供了物理条件，以现场总线为其 提供了应用操作条件，网络技术为其提 供了技术手段。这项系统由许多部件构 成，其中有：家庭控制器、路由器、系 统服务器、CMTS 、交换机、控制器、 通信器、无线收发器、各种探测器、传 感器、执行机构以及打印机等。 1.2 系统的分类以及及其特征 家庭智能控制系统根据网络输出 的不同，可分为如下几类： 1）采用公用电话网的家庭智能 控制系统。这项家庭智能控制系统内装 有一个收发器，这个收发器与电话线连 接在一起，因此它是通过电话网络来传 递信息。这项家庭控制系统非常实用， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 能够使用户满意，并且还能减少布线的 使用，节省成本； 2）HFC 的家庭智能控制系统。 这项系统的家庭智能控制系统的主要特 征是将 Cable Modem 装在其控制器内， 它是通过有线电视的 HFC 网络来传递 信息。其优点也表现在功能和布线上。 HFC 网络采用的共享方式，其共 享带宽为 36Mbit/s。但在上网高峰期， 网速会变慢。由于设备费用较高，用户 网络开通费用也较； 3）以太网的家庭智能控制系统。 该系统的家庭智能控制器配置了以太网 网卡，利用以太网作为信息传输网。以 太网同时支持住户计算机和家庭智能控 制系统。以太网传输速率较高，根据传 输距离的要求，通常采用 5 类以上 4 对 双绞线、多模光缆或单模光缆； 4）LonWords 的家庭智能控制系 统。使用一个覆盖全部 ISO/OSI 标准七 层通信协议和开放性的 LonWords 总线 技术是这项系统的基本特征，一台系统 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 服务器上可以连接很多 LonWords 路由 器，数量可以达到 127 台，连接在 LonWords 路由器上的家庭控制器数量 最多可以达到 63 台。在 LonWords 通道 中，每台家庭控制器相当于一个网络节 点。这个网络节点由神经元芯片、振荡 器、电源、一个收发器、监控设备接口 的 I/O 设备（电路）以及存储器等。 LonWords 通信距离为两千多米，如果 超过这个距离，安装一个中继器就可以 解决问题。信息传播速度在最快情况下 可以为 1.25Mbit/s。双绞线是其经常用 到的传输线，不过有时候也会用到同轴 电缆或电力线； 5）RS485 的家庭智能控制系统。 主从式网络是这项系统的 RS485 串行接 口总线，通信连接方式采用半双工、采 用双向单信道。双绞线是 RS485 串行接 口总线的传输线，传播速度如果是 10Mbit/s，传播距离可以达到 12m，如 果传播速度是 1Mbit/s，传播距离可以 高达 1200m； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 6）无线网的家庭智能控制系统。 通过无线来传递信息是这项家庭智能控 制系统的主要特征。这项系统采用无线 作为传输的手段，很容易达到用户的要 求。 1.3 家庭控制系统的主要用途 1）红外遥控学习：信息控制的 方法类似于模仿传统家用电器红外遥控 器，存储控制代码时按照家居协议来进 行； 2）家电遥控：传送家居控制协 议规定中的控制代码时，采用网络、短 信息等手段，然后通过解析控制码，利 用存储的红外线遥控控制信息的方式， 对家具等各项设施实施远程遥控； 3）灯光控制：可以根据环境的 不同设置不同的灯光，也可以按照预定 模式来进行；具体来讲，在对每个房间 的照明设备的开关进行控制时，可以按 照预先设定好房间照明设备启动或关闭 的时间进行，当然房间的亮度也可以自 由调节； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 4）数据采集：传感器能够把家 庭信息采集起来，网络和短信息可以实 现信息的查询；还可以对各种家用表具， 比如电表、燃气表、水表等进行数据采 集，小区物业管理系统可以直接接收到 各项数据内容； 5）电动伺服机构：用户可以预 先设定的时间程序，通过网络或者发送 短信息，远程遥控窗帘进行开启或者关 闭服务； 6）远程监控：可以远程监控家 用电器，像家中的热水器、电冰箱等都 可以按照预先程序被用户监控；此外， 用户可以根据房间温度、湿度等条件的 变化监控空调； 7）家庭安全：在维护家庭安全 方面具有重要作用，有多项报警内容， 可实现防盗报警、火灾报警等。 2 智能家居控制系统的逻辑结构 根据我国家用电器行业的具体情 况，在家用电器生产商各自独立、互不 兼容和家用电器非数字化、智能化的情 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 况下，充分考虑了系统的安全性、可靠 性、交互，将智能家居控制系统主要主 要分为对外接口模块、主控制模块以及 终端设备模块。逻辑结构如下： 3 几种典型的家庭智能控制系统 3.1 家电的远程控制系统 家电的远程遥控有以下几种方式： 1）遥控家电方式 遥控技术是控制器与被控物体有 一定距离并实现控制的一种技术。遥控 家电方式现已发展为多种类型，包括： 无线电遥控、有线遥控、红外线和超声 波遥控等。距离仍是其最大的限制因素。 2）PC 远程控制家电 在有网的条件下，都可以通过上 网登录到家里 PC 的 Web 页面节能型家 电控制。优点是稳定可靠，可进行各种 控制。缺点是只能在网上控制，有可能 存在网络安全隐患，家电须联网。 3）手机短信控制家电 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 当前，手机已具备远程控制功能， 成为智能控制的一个成员。手机编辑短 信发到家里的网关，收网关传到家电控 制器，家电控制器对短信指令进行分析 与解读，从而实现家电的控制。这种方 式方便灵活，但人需记住控制指令，在 技术实现上也有很大的挑战性。 4）手机上网控制家电 用手机代替电脑，使用起来更灵 活了，缺点是无论是 2G 还是 3G，上网 速度与电脑相比，仍较慢而不稳定，手 机上网话费较多，实现技术难度很大， 比较难控制。 5）通过拨打固定电话控制家电 现代电话网络是由交换机和电话 传输线共同组成，其性能、可靠性都非 常高。优点是方便实用，实现的技术难 度不大，比较容易实现控制技术。 3.2 家电智能照明控制系统 普通照明控制系统分类： 1）传统照明控制方式 传统的照明控制的实现多是手动 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 控制，包括利用设置在灯具配电回路中 的开关来控制配电回路的通断以及利用 设置在灯具配电回路中的手动按钮调节 供电回路中的电气参数等手段，从而实 现灯光的明暗调节。 2）自动控制方式 数字控制技术是这种控制方式的 核心。由控制中心发出信号，控制器控 制交流接触器的分合，从而实现灯具开 关控制。显而易见，这种控制方式更方 便、简单，摒弃了传统手动控制的分散 弊端，使用户用着更舒心。 智能照明控制系统分类： 1）集中式智能照明控制系统 集中式智能照明控制系统主要以 中央控制节点为中心，把若干外围节点 连接起来的辐射式互联结构，也就是星 形拓扑。实际上是在中央控制器 CPU 上连接上照明设备的控制器和控制面板 灯设备，数据包是由中央控制器向照明 控制器末端执行单元传送。 优点是照明效果很高，诊断和排 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 除问题很容易，便于存储或读取协议， 传输的效果很好。缺点是由于太受中央 控制器的制约，所以系统不够安全，从 资金投入来看，也不划算。 2）分布式智能照明控制系统 分布式智能照明控制系统以中央 监控为中心，组建控制主干网和多个子 控网。系统将原控制中心的控制功能分 散给系统中的每一个模块，这样，即使 控制中心出现了问题，系统也不会出现 瘫痪。 优点是方便地实现了节点间互相 监测与控制，解决了现场设备的点对点 连接方式带来的弊端同时也增强了系统 的可靠性，实