59-家居智能.doc

1 目目 录录 一 家居智能的概述 2 二 智能家居系统的组成 2 三 智能家居的原理 2 四 系统图 4 五 智能家居的功能 4 六 智能家居系统中 ZIGBEE 技术的应用 6 七 BA 系统 7 2 家居智能系统家居智能系统 一 一 家居智能的概述家居智能的概述 智能家居 Smart Home 又称智能住宅 通俗地说 它是融合了自动化控制 系统 计算机网络系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统 将家中的 各种设备 如音视频设备 照明系统 窗帘控制 空调控制 安防系统 数字影院系统 网络家电等 通过家庭网络连接到一起 一方面 智能家居将让用户有更方便的手段来管 理家庭设备 比如 通过家触摸屏 无线遥控器 电话 互联网或者语音识别控制家用设 备 更可以执行场景操作 使多个设备形成联动 另一方面 智能家居内的各种设备相互 间可以通讯 不需要用户指挥也能根据不同的状态互动运行 从而给用户带来最大程度的 高效 便利 舒适与安全 二 二 智能家居系统的组成智能家居系统的组成 设备组成大致分为三类 传感器 系统主机 硬件 嵌入式操作系统 应用程序 web 服 务器 执行器 传感器 光感应器 风速感应器 门磁 红外探测器 摄像机等 执行器 灯光控制模块 窗帘控制模块 门锁 警号 摄像机云台灯等 信息传输主要有两种方式 1 传感器获得信号 主机分析信号根据设置的工作模式发出执行信号给执行器 2 定时和手动操作和第一种情况略有不同 信号直接从触摸屏获取或者定时触发 主 机直接发信号给执行器执行动作 三 三 智能家居的原理智能家居的原理 智能家居系统的基本原理 一般一套智能家居控制系统 主要由最核心两部分组成 即命令发射系统与命令执行系统 命令发射系统的作用 主要是通过各种传感设备接收各种传感信号 并触发控制命令 或者通过人的主动遥控 手动触发相应的发射类智能设备来发出控制命令 例如 温湿度 3 传感器收集室内的温湿度变化数据 根据需要设定温湿度变化的触发条件 当温度或湿度 达到预设的触发条件时 就联动发出控制命令 当温度高时 空调开始制冷 当温度低时 空调开始制热 若安装了亮度传感器 则当室内光照亮度充足时 预设的灯光自动关闭 当室内光照亮度不足时 预设灯光自动开启 若安防人体感应器 当布防时 监测到有人 在活动时 马上触发电话报警 当非布防状态时 感应到人 自动打开预设的灯光 当监 测到无人时 自动关闭灯光 以上这一些场景的实现 都是通过各种传感器来自动感应触 发实现智能控制 当然也可以直接人为手动触发控制命令 例如 通过各种智能遥控器 墙上智能面板 家庭局域网内的任意一台电脑直接触发控制命令 若人不在室内 还可以 通过电话或 INTERNET 远程控制来控制室内的所有设备 以上这些功能与场景的实现 事实上都是靠命令执行系统来执行完成的 例如 开 灯或关灯 主要通过智能面板来实现 智能面板收到各种控制命令后 通过分析解码 驱 动相应强电驱动电路 把灯控的回路线接通或断开 这样控制就实现啦 另外 像电器 窗 帘等设备的控制也是同样道理 当数字窗帘开关 收到控制命令后 立即驱动电动窗帘电 机马达的相应电路接通或断开 这样就做到窗帘的开关控制 对于红外家电的控制 例如 空调 电视机 DVD 等 通过安装在吸顶的人体感应器来实现 人体感应器收到控制信号 后 立即把控制信号转发成相应的红外指令 像控制 DVD 影碟机的开关 播放 暂停等红 外控制指令 对于安防报警功能的实现 当数字安防模块 收到控制命令后 会转成相应 的语音信号拨打给预设的电话号码报警 对于背景音乐的控制智能 同样 当数字影音中 心 收到控制命令后 立即切换内部的播放源电路 并开始播放音源 所以 当触发各种 复杂的场景命令时 例如 影院 场景键触发 这时相应的命令执行设备系统根据收到 的命令解码并同时执行控制命令 所以 相应的灯光 电器 窗帘 背景音乐就开始全面 按预设程度工作 达到了预设的场景效果 4 四 四 系统图系统图 五 五 智能家居的功能智能家居的功能 1 1 功能概述 功能概述 一般的家庭智能终端提供三大功能 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 2 2 智能控制功能 智能控制功能 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 5 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 灯光情景控制灯光情景控制 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过程 其核心部件为 情景遥控器 全能遥控器或智能终端 情景遥控器 全能遥控器或智能终端 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 全能遥控器或智能终端 上的指定按键 实现对灯光照 明的情景控制 组合控制组合控制 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 或智能终端 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 条件控制条件控制 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 远程控制远程控制 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 3 3 安防监控 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 即选择这家的终端就必须选择对应的可视对讲系统 给设计和兼容带来问题 建议发展商根据实际需要选用 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家庭智能 终 端 安防传感器具有有线和无线两种接入方式 当发生警报时 家庭智能终端 把 6 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 事先在智能终端上设定几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 4 4 信息服务 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 通过智能终端阅读 短信功能 住户可以通过登陆远程控制网站或者使用智能终端应用软件 向家人或朋友发 短信 实现信息共享 信息通过智能终端阅读 语音留言 用户可以在智能终端上留言 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 用户可以通过智能终端查询家庭水 电 煤气和其他类似用品的用量和费用 便民服务 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 能终端了解信息 选择自己需要的商品或服务 六 六 智能家居系统中智能家居系统中 zigbee 技术的应用技术的应用 1 1 ZigBeeZigBee 的应用的应用 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 早期也被称为 HomeRF Lite RF EasyLink 或 fireFly 无线电技术 目前统称为 ZigBee 技术 ZigBee 技术可以应用于家庭的照明 温度 安全 控制等 ZigBee 模块可安装在电视 7 灯泡 遥控器 儿童玩具 游戏机 门禁系统 空调系统和其它家电产品等 例如在灯泡 中装置 ZigBee 模块 则人们要开灯 就不需要走到墙壁开关处 直接通过遥控便可开灯 当你打开电视机 时 灯光会自动减弱 当电话铃响起时或你拿起话机准备打电话时 电视 机会自动静音 通过 ZigBee 终端设备可以收集家庭各种信息 传送到中央控制设备 或 是通过遥控达到远程控制的目的 提供家居生活自动化 网络化与智能化 2 2 ZigBeeZigBee 技术的特点技术的特点 1 低功耗 由于 ZigBee 的传输速率低 发射功率仅为 1mW 而且采用了休眠模式 功耗低 因 此 ZigBee 设备非常省电 据估算 ZigBee 设备仅靠两节 5 号电池就可以维持长 达 6 个月到 2 年左右的使用时间 2 低成本 由于 ZigBee 模块的复杂度不高 ZigBee 协议免专利费 再加之使用的频段无需 付费 所以它的成本较低 3 时延短 通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短 典型的搜索设备时延 30ms 休眠激 活的时延是 15ms 活动设备信道接入的时延为 15ms 4 网络容量大 一个星型结构的 ZigBee 网络最多可以容纳 254 个从设备和一个主设备 一个区 域内可以同时存在最多 100 个 ZigBee 网络 而且网络组成灵活 网状结构的 ZigBee 网络中可有 65000 多个节点 5 可靠 采取了碰撞避免策略 同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙 避开了发 送数据的竞争和冲突 MAC 层采用了完全确认的数据传输模式 每个发送的数据 包都必须等待接收方的确认信息 如果传输过程中出现问题可进行重发 6 安全 ZigBee 提供了基于循环冗余校验 CRC 的数据包完整性检查功能 支持鉴权和认 证 采用了 AES 128 的加密算法 各个应用可以灵活确定其安全属性 七 七 BA 系统系统 8 BA 系统全称楼宇设备自控系统 Building Automation System RTU 是以一台微机为中 心 由符合工业标准的网络 对分布于监控现场的区域智能分站 即 DDC 进行连接 通过特定的 末端设备 实现对楼宇机电设备集中监控和管理的专业楼宇自动化控制系统 它是基于现代 控制论中分布式控制理论而设计的集散型系统 是具有集中操作 管理和分散控制功能的综 合监控系统 系统的目标是对建筑物内大多数机电设备采用现代计算机技术进行全面有效 的监控和管理 确保建筑物内所有设备处于高效 节能 合理的运行状态 楼宇设备自控系统 Building Automa