智能家居控系统.doc

智能照明、智能家居控制系统Intelligent lighting/Smart Home control system1 概述随着人们生活质量的日益提高，人们对居住环境的要求也越来越高。方便、舒适、享受、智能、时尚、超前、在家中任意位置都可控制灯光、家电、窗帘。特别是在灯光控制、家居的方便性智能化的要求也越来越高！SDR 采用的总线制家庭智能照明控制系统是世界上最先进的智能化系统，采用最新的电子与软件技术相组合，将照明控制与传统的HOME SERVER 系统通过RS232接口或TCP/IP 接口连接到一个平台，稳定可靠！如果说建筑是凝固的音乐，那么完美的家庭智能化控制系统则是这首乐曲上绝妙的音符。在科技发达、物质富庶的今天，智能化控制系统已不单纯是实现室内基本安防、照明、采暖的工具，而且是建筑装饰的一种实用艺术品，是智能化技术与建筑艺术的统一体。完善的智能化系统集装饰、照明、安防及节能于一身，尽力达到完美与和谐的统一，充分利用科学与艺术的搭配，光与影的组合以及安防与空调的自动控制来创造各种舒适、优雅的环境以加强室内空间效果的气氛。2 项目需求分析本次系统设计包含为：情景灯光控制、电动窗帘控制、背景音乐系统及数字可视对讲系统等：2.1 灯光控制 控制区域类型较多，车库、游泳池、健身房、家庭影院、客厅、餐厅、厨房、卫生间、更衣间、会议厅及办公室等等都需要列入控制范围。 灯光可以场景控制，即一个按键可以编程控制一组或多组灯光； 可以楼上楼下多个面板共同控制一个区域灯光，可以灵活搭配组合； 业主或使用者对于灯光有较高的指标要求，可以实现调光功能，调光器采用静音型；2.2 数字可视对讲在一层门口安装一台小门口主机，门口主机呼叫住户，被访问的住户确认后，按分机开锁键即可遥控打开大门电锁。住户家中各安装一台或多台联网型数字可视对讲分机，分机内置摄像头，可供监控使用IPAD/IPhone 手机输入控制功能，可以通过分机上的液晶显示屏查看文字信息等功能。采用TCP/IP 架构的数字可视对讲系统，更加稳定可靠。2.3 背景音乐系统家庭背景音乐系统以中央控制主机为核心音源，喇叭（左右双声道）或控制面板安装在有需要的房间里，喇叭和主机之间通过音响线联接，或控制面板和主机之间通过控制线联接，分布式控制，通过操作安装在各房间的控制面板控制各区域的音乐。2.4 电动窗帘控制对客厅、卧室等区域进行窗帘控制，能够在控制灯光开关上同时控制窗帘，实现一个按键能同时控制照明、窗帘等等。2.5 其他可扩展功能（可选项，需增加设备模块）：2.5.1 对VRV 空调的控制：对客厅、餐厅、卧室等各区域的空调进行控制（就地控制、远程控制等）。2.5.2 防盗报警：防盗报警功能，能够通过无线PIR、微波、玻璃破碎探测器、周界红外对射、门磁窗磁探头进行探测，小偷入侵时能及时报警并以多种方式（电话、短信息等）通知业主。2.5.3 视频监控：可以远程监控家中的实时录像，也可以进行硬盘录像，方便后期的跟踪。2.5.4 远程控制（服务） 小区物业公告信息集成：在各个智能终端（触摸屏、iPhone、iPAD 等）都通过oBIX/IP 协议连接到小区服务器，并获取相关的信息，例如信报箱是否有信件、三表抄送信息、停车库系统费用等。 Internet 控制：与其他面板和触摸屏，ipad 等智能手机集成控制。 能耗管理（选购）：可以对家中每一个插座进行计量，并通过无线系统发送到家庭网关，再通过家庭互联网（比如ADSL）发送到施德朗数据中心，方便日后的维护。2.5.5 其它控制 对电梯的控制（选购）： 对电视的控制： 对分体式空调的控制： 通过遥控器能集中对各种电器进行控制，例如电视机、功放机、DVD机、空调（包括中央空调）等等。3 方案设计说明以下，我们以方案的主要的功能区域，说明智能家居系统的功能。区域：大门、客厅、主卧（包括卫生间）、餐厅、视听室/家庭影院、停车库、会议厅：3.1 大门主要设备设置：小门口对讲门口机实现访客和主人的对讲，并有留言和保存图像功能。3.2 客厅主要设备设置：智能控制面板、背景音乐天花喇叭，窗帘电机、开关控制模块和调光模块等。描述：客厅灯光、窗帘，（可增加风机盘管、空调控制）采用智能面板进行场景控制。通过智能面板可以方便地调出多种不同的灯光和搭配窗帘的开关以达到不同的环境效果，如休闲、娱乐、电视、会客、全开、全关等场景模式供随时选用。且可通过遥控器随心所欲地改变灯光场景，另因系统采用了调光控制，灯光的亮度有一个渐变的过程，可给客人营造出一种温馨、浪漫、高雅的灯光环境。例如：会客模式：打开客厅的主要灯光设备，调光灯调至60；聚会模式：打开客厅的主要灯光设备及辅助灯光设备，调光灯调到80；休闲模式：关闭主要灯光设备，调光灯调到45，打开辅助灯光设备。3.3 主卧(包括卫生间)主要设备设置：智能控制面板、背景音乐中央控制主机、背景音乐天花喇叭，窗帘电机、开关控制模块和调光模块，数字对讲分机等：描述：主卧,是主人休息和休闲的地方，通过智能控制系统对灯光、电动窗帘等的控制，可营造出一个宁静、温和、安祥的休息场所。按照主人要求事先调节出适合身心、减少疲劳的灯光照度。并采用场景控制调整出看电视，看书、午休，晚休等不同的灯光场景后。便可用遥控器随心所欲地调节每组灯的亮度。如需要看电视，看书、午休，或晚休时只须按遥控器，即可使环境瞬间进入所选场景。通过背景音乐中央控制主机，随时选定不同的音乐，播放CD、MP3、FM，调节音量的大小，并通过数字对讲分机完成与访客对讲，开门等功能。卫生间的灯光控制可通过主卧床头面板或卫生间门口便可以轻松完成。还可以通过红外移动感应器(吸顶式)控制，当进入洗手间，灯光自动缓缓亮起，这样，即便在黑暗时，也不需要寻找开关了。使用时，也可以通过联网跷板开关开灯关灯。打开洗手间灯光后，红外感应器开始工作。如果无人活动，一段时间后，系统自动把灯光关掉，以防止忘记关灯3.4 其他卧室（客卧）描述：客人卧房灯光采用智能面板进行场景控制。通过遥控器或智能面板可以方便地调出不同的灯光场景，同时在一层客人卧房可以全关客厅、餐厅及走道灯光实现多点控制。3.5 餐厅主要设备设置：智能控制面板、背景音乐天花喇叭，开关控制模块和调光模块等：描述：采用SDR 照明控制系统能够非常方便地调出与会餐气氛相协调的灯光场景来，满足就餐时对灯光的不同要求，如：生日宴会、情人节、朋友聚餐,中餐、晚餐等。而幽雅的灯光场景，合适的灯光亮度，加上优雅的音乐可以烘托出良好的就餐气氛，能把菜肴的色、香、味淋漓尽致地表现出来。使人食欲大增，在使人得到美食享受的同时，并且使人得到心身放松。3.6 视听室/家庭影院主要设备设置：智能控制面板、背景音乐中央控制主机、背景音乐天花喇叭，无线射频遥控器、开关控制模块和调光模块、数字对讲分机等：描述：在视听室/家庭影院门口设智能面板，可以设置不同场景，如：看电影、听音乐、全开、全关等，满足视听室中不同使用情况下对灯光的不同要求。另外通过遥控器可以在影院内任意控制，减少了主人需要走到门口去改变灯灯光的麻烦。同时通过遥控器和智能面板也可以控制空调的开关。通过背景音乐中央控制主机，随时选定不同的音乐，播放CD、MP3、FM，调节音量的大小，并通过数字对讲分机完成与访客对讲，开门等功能。3.7 停车库主要设备设置：智能控制面板、开关控制模块等：在车库入口管理处安装可编程面板，用于车库灯光照明的手动控制。平时在系统中央控制主机的作用下，车库照明处于自动控制状态。车辆进出繁忙时，车库照明处于全开状态。白天，由于有日光，通过时钟控制可适当降低照度，节省能耗。车辆较少时只开车道灯，如需观察车辆，可就地开启局部照明，经延时后关闭。可采用智能移动探测传感器，当有人或车移动时开启相应的局部照明，车停好后或人、车离开后灯延时关闭。当有车移动时可以通过主机显示出来。方便保安和管理人员的管理。据实际照明及车辆的使用情况。可将一天的照明分为几个时段，比如上午、中午、下午、晚上、深夜五个时段，通过软件的设置，在这些时段内，自动控制灯具开闭的数量。达到控制区域不同的照度方式以供照明，这样使灯光的照明既得到了有效的利用，又大大地减少了电能的浪费，保护了灯具，延长了灯具的使用寿命。如有特殊需要，可在管理室用按键开关，手动开启或关闭照明。当符合了自动控制的要求时，系统会自动恢复到自动运行的状态，无需手动复位。3.8 会议厅主要设备设置：智能控制面板、开关控制模块等：会议厅作为公馆的一个重要组成部分，采用智能照明控制系统通过对各照明回路进行调光控制可预先精心设计多种灯光场景，使得会议室在不同的使用场合都能有不同的合适的灯光效果，工作人员可以根据需要手动选择或实现定时控制。通过系统特有的链接功能，可以根据会议室的使用需求灵活的实现各种分割和合并，而无需改变原有系统配置。例如当房间使用移动隔板将房间分隔成几个小房间时，只需把配置面板上的键打到“OFF”状态，各房间就可实现单独控制；而当撤去移动隔板成为一个大空间时，只需重新设置面板就能实现联动控制，使用极其方便。会议厅的灯光控制系统可以和投影仪设备相连，当需要播放投影时，会议室的灯能自动的缓慢的调暗；关掉投影仪，灯又会自动的柔和的调亮到合适的效果。4系统核心技术优势4.1 模块化设计系列全部采用模块化设计： 总线上每个设备均为对等设备，无需专门的主控制器，各模块就能正常工作； 各模块内部设置CPU，可直接处理来自总线的场景命令（每个模块存储200个场景，刚好符合标书要求），按照场景列表控制各个回路的输出值； 每个子网通过带RJ45口的网关（又称总线耦合器）直接接入以太网，即成熟又简单； 全部继电器或小功率调光器、网关、网桥、电源、232接口模块全部采用国际通用DIN导轨式结构，可以无限制叠加安置在现有的配电箱内。 维修更换方便，不用进入室内，在配电箱即可完成。4.2 中央监控软件 图形界面应为图形与文字相结合的全中文界面. 界面形象, 功能丰富，操作方便。 提供动态画面功能，可在一个画面上进行所有的编程设定作业以及对系统进行监控。 提供二次开发工具，支持平面地图设计，采用拖放方式编辑平面图。 可统计每个回路的运行时间和开关次数 可进行坏灯检测（需要相应型号模块配合） 对每个模块进行状态监控并报警 内置OPC 软件模块，可与BMS 进行集成 具有远程编程和管理功能能进行整个系统中每一个照明回路的时间程序或逻辑条件动作设定,工作状态显示, 回路电流实时显示。（需要相应型号模块配合） 如果有光源损坏, 回路断电故障, 系统故障, 能实时具体显示及报警。 能被其他系统方便集成（如安保、消防报警系统），实现照明回路与其它系统的联动控制。 照明控制器和服务器能接收BMS 系统发出的统一时钟校时信号。 具有运行时间及历史纪录功能，并可根据需要灵活设定。 具有报表功能，并可根据需要灵活设定。5 主要设备介绍5.1 网关-技术参数/ 工作环境：-1055，095%RH 电源： 110/220VAC, 50/60Hz-特点/ 传输距离：1.2Km 手工配置路由 CPU工作状态LED显示 现场总线和以太网之间信号转换装置 故障复位功能：系统故障时复位按钮5.2 电源模块-技术参数/ 输出电压：DC1524V（可调） 环境温度：1040 工作湿度：20%80%-特点/ Features 对外输出2A电流 输出电流测量功能，可在中央软件上读取 短路保护功能5.3 时钟控制器-技术参数/ 电压：DC1530V 电流：200mA 环境温度：-1045 工作湿度：20%90%-特点/ Features 可编程周期数：24个 每个周期数具有春夏秋冬四个模式 每个周期数具有节假日模式 每天最多24个时间点 编程功能：PC机编程5.4 4/6路小开关模块-技术参数/ 工作环境：-1055，095%RH 工作电源：DC24V-特点/ 每路最大负载10A 故障复位功能 每个区域可存储128个场景 具备多回路顺序延时启动功能 可存储每一回路开关次数，闭合时间在EEPROM中，随时查询按动手开关得时候，状态会自动返回主控站 每一场景具备网络开启（Enable）或关闭（Disable）功能控制回路的工作电压为安全电压DC12V36V5.5 4/6路小调光模块-技术参数/ 环境温度：-1055 工作湿度：095% 工作电源：220V AC, 50/60Hz -特点/ 4路负载，每路5A / 6路负载，每路3A 故障复位功能 可存储128个场景 每个回路延迟时间可设置为0655.35秒 整个模块可以更改调光曲线 具备可控硅短路保护功能 采用高性能的晶体闸流管THYRISTOR（可控硅） 调光电流上升时间大于200微妙 收到总线场景命令后，可立即返回执行完成后各回路的实际电流值5.6 红外动态传感器-技术参数/ 电流：15mA 工作电源：913.5V DC 环境温度：-1060 工作湿度：0%95%-特点/ Features 感应方式：红外+微波复合感应 延时范围：012分钟 覆盖面积：吸顶式直径79米5.7 可编程面板-技术参数/ 工作电源：DC1230V 电流：50mA 环境温度：-1055 工作湿度：20%80% -特点/ Features 可发送全局场景命令 每个按键在选择按下发送场景或奇偶次按下发不同场景时，还可选择实时调光功能 按键LED灯环颜色可选 每个按键可以设置三种输入方式（按下发送场景、奇偶次按下发不同场景） 软件和硬件网络ID码设定 无需断电的软多位功5.8 数字室内分机-技术参数/ 7寸数字终端 显像屏：7TFT LCD（彩色） 分辨率：800X480 振铃：电子铃60dB 电源：DC12V 工作电流：280mA安装方式：嵌入-特点/ Features 400M主频双核CPU 64M DDR-1 高速内存 256M Nand Flash 存储 30万像素数字摄像头（客户选配） 7英寸TFT电阻式数字触摸屏 具有8路安防有线探头接口（支持安防接口外扩，预留RS485接口，需定制） 实现可视对讲、安防报警、智能家居 信息服务、增值服务、多媒体娱乐功能5.9 小门口主机-技术参数/ 电源：DC12V 夜间自支补光 工作电流：280mA 安装方式：壁挂 特点(Features)： 新颖前卫的外观设计 集精湛工艺与优雅格调与一般 无论您钟情现代生活美学还是倾向功能需要 此款门口机都将成为最佳选择 适用于别墅或住户门口 具有呼叫、开锁、对讲功能6 智能家居系统的原理及组成部分6.1 布线组成图【术语定义】 子网： 用于寻址，每个设备都需要定义一个子网号，从属于不同子网的设备间通信，必须通过网关路由中转，通常一个楼层或一个建筑物内的设备定义为一个子网； 子网网段： 物理上用一根485总线连接的设备的总和，一个网段最多接32个设备，一个子网可以由多个子网网段组成； 网桥：由于485总线只能支持1.2公里长度，当子网网段或子网之间距离较长的时候，需要用网桥来延长距离； 网关： 网关的作用有两个，其一，可以作为总线耦合器连接多个子网网段，其二，可以作为485总线和以太网之间的接口； 场景控制器： 储存场景用，连接功率输出模块，用于功率输出模块和485总线之间的通讯、命令解释和执行，12路、24路大功率输出模块已经内置场景控制器； 中央管理电脑：定时器程序设置处理各种信号和警报图形化监控能源管理记录自动记录所有数据信息和日志 远程控制：PDA控制、电话/手机控制、互联网控制6.2组成部分SDR 照明控制系统是由中央监控装置，照明控制器和现场设备所组成的。a. 中央监控装置-. 系统软件： -. 通信装置：直接连入以太网或者网关-. 不间断电源UPSb. 照明控制器1) 开/关方式的照明控制器-. DIN 导轨和箱体-. 电源装置-. 场景控制器2) 调光控制器-. DIN 导轨和箱体-. 电源装置-. 场景控制器c. 现场设备-. 可编程开关(Program Switch)-. 触摸屏(Touch Screen)：4/7 寸彩色液晶6.3 工作原理6.3.1 命令的传输当按下面板按键的时候，面板上CPU 首先测量按压时间的长短，作出判断。如果判断为按下按键，则面板把外界信号转化为内部命令，在总线上广播，分组格式为：起始码、目的地址、源地址、命令内容、参数、校验码6.3.2 命令的执行目标单元收到相应的命令后，在本地CPU 上做出解释，并执行本次命令，比如开灯、关灯、亮度调节等。值得注意的是，目标单元（继电器、调光器模块等）执行命令后会向源单元（可编程面板、触摸屏等）发回一条确认命令（命令已经执行），否则源单元会不断重发命令，直到目标单元收到并执行命令为止。6.4 系统强电部分6.4.1 小功率照明控制器小功率照明控制器采用标准D