智能小区与智能住宅概述PPT课件

1 智能小区与智能住宅概述 欢迎参加中国邮电工业总公司培训班金永海Tel88446863Fax 88446869 2 智能小区与智能住宅概述 1 智能建筑定义2 教学内容3 智能建筑的发展4 智能小区的系统构成5 智能小区的功能与特性6 智能住宅家庭网7 智能小区技术导则8 智能化小区发展前景 3 智能住宅小区概述 改革开放以来 随着中国综合国力的增强 人民的生活质量有了很大的提高 居住条件也得以很大改善 从80年代末起全国居民住宅的建设标准开始逐步提高 1994年建设部正式提出了小康住宅的概念并且推出了小康住宅设计的标准 不久 国家科委与建设部又共同推进 2000年小康型城乡住宅科技产业工程 以科技为先导 提高城乡居民住宅的功能与质量 改善居住环境 并认定这将成为跨世纪的科技产业工程 4 智能住宅小区概述 前言1997年 国家正式进行住宅制度的改革 住宅不再是一种福利措施 而是市场经济中一种特殊的消费品 建设什么样的住宅 已经不是计划经济下下达指标的问题 而是房产开发商如何适应市场需求的商业行为 5 智能住宅小区概述 近年来中国大步跨入了信息化社会 人们的工作与生活与通信与信息的关系日益紧密 信息化社会在改变我们生活方式与工作习惯的同时 也对传统的住宅提出了挑战 社会 经济及技术的进步改革 更使人们的观念也随之变化 6 智能住宅小区概述 于是在小康住宅概念的基础上 生成了智能化住宅的概念 由于中国的住宅多为成片开发按区域管理 采用各种智能化手段来提高居住者的生活质量 按此顺理称乎为智能化住宅小区 1998年来 和 智能建筑 同样地全国从南到北都在宣传建设 跨世纪 五星级 的 智能化住宅小区 7 智能住宅小区概述 但是 智能化住宅小区 的内涵到底是什么 如同 智能建筑 一样至今尚无一个确切的说法 夹杂着各种偏见与误导 使住宅建设中出现了思想混乱与不规范的行为 有的住宅小区配置了密集的布线系统 高速的网络系统 但系统设计华而不实 投资增加不少 但实效甚微 8 智能住宅小区概述 因此如何正确认识 智能化住宅小区 科学合理有效地进行住它小区的智能化建设 当前的确有必要进行深入的研讨 以正确引导住宅小区建设 9 智能住宅小区概述 住宅小区智能化概念的演变建设部主管领导曾把我国住宅分为四种类型 安置型 实用型 舒适型和豪华型 从中国的国情来看 其中实用型与舒适型应为住宅建设的主流 因为实用型住宅主要面向国内目前低收入者 舒适型面向中等偏上收入者 但是住宅是一项使用寿命较长 一次投资较大的特殊商品 因此建设时的标准必须具有一定的超前性 10 智能住宅小区概述 建筑电气技术信息网在1997年制定了 小康住宅电气设计 标准 导则 讨论稿 初步确定了必须重视的五方面功能 安全性 生活环境 通信方式 信息服务 家庭智能化系统 这是国内最早制定与住宅智能化相关的技术文献 11 智能小区与智能住宅概述 一 智能大楼 智能小区与智能住宅的定义 智能建筑IB 智能大楼 智能小区 智能住宅 12 智能小区与智能住宅概述 智能大楼 智能建筑是指利用系统集成方法 将计算机技术 通信技术 信息技术与建筑艺术有机结合 通过对信息的自动监控对信息资源的高级管理和对使用者的信息服务及其与建筑的优化组合所获得的投资合理 适合信息社会需要并且具有安全 高效 舒适 便利和灵活特点的建筑物 13 智能小区与智能住宅概述 智能小区 在现代化的城乡住宅小区内综合采用微机 自动控制 通讯与网络和智慧卡运用等技术 建立一个由住宅小区综合物业管理中心与安防系统 信息通信服务与管理及家庭智能化系统组成的 三合一 住宅小区服务与管理集成系统 使小区与每个家庭达到安全 舒适 温馨和便利的环境 最终目的是使每一住户得到满足其要求的最佳方案 14 智能小区与智能住宅概述 在现代化的城乡住宅小区内综合采用目前国际上最先进的4C技术 即 计算机 自动控制 通讯与网络和智慧卡运用技术 建立一个由小区综合信息服务和物业管中心 通讯接入网和家庭智能化系统组成的 三位一体 小区服务与管理集成系统 即智能小区服务与管理系统 IntelligentHomeService ManagementSystem HIS M 15 智能小区与智能住宅概述 智能住宅 将家庭中各种与信息相关的通讯设备 家用电器和家庭保安装置通过家庭总线技术 HBS 连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视 控制和家庭事务性管理 并保持这些设施与住宅环境的和谐与协调 16 智能住宅小区概述 尽管我们现在还难以给智能化住宅小区作出确切的定义 但是无论是国外还是国内 号称智能化的住宅小区都具有共同的功能特征 1 住宅内部具备完善的综合了安保防灾措施与生活服务的智能控制器 住宅与小区和社会之间具有高度的信息交互能力 17 智能住宅小区概述 2 小区内部具备完善的安保措施 全面的公用设施监控管理和信息化的社区服务管理 3 为小区内住户提供多媒体的多种信息服务 18 智能住宅小区概述 总之智能化住宅小区是综合运用了计算机技术 通信技术 控制技术 由家庭智能控制系统 通信接入网 小区物业管理服务系统和小区综合信息服务系统来支持实现的 19 智能小区与智能住宅概述 我们也可以这样来理解 家庭智能化就是由一个智能化系统构成安全 舒适和便利的信息化居住空间 从而适应人们在21世纪信息社会中的快节奏和与外部世界保持完全开放的环境 20 智能小区与智能住宅概述 早在1983年美国电子工业协会就专门机构开始制定家庭电气设计标准 并于1988年编制了第一个适用于家庭住宅的电气设计标准 即 家庭自动化系统与通讯标准 也称之为 家庭总线系统标准 21 智能小区与智能住宅概述 二 教学内容与教学目的 1 教学目的 掌握系统组成 学会设计集成方法 具备工程管理能力 22 智能小区与智能住宅概述 2 学习方法 把握综合集成性 系统开放性的原则 把握满足用户需求的原则 把握便于使用与管理的原则 23 智能小区与智能住宅概述 3 教学内容 基本原理及技术导则 综合布线系统 宽带接入系统 保安监控系统 物业管理系统 工程设计实例 24 智能小区与智能住宅概述 三 智能建筑的发展1 智能建筑起源于八十年初期的美国 1984年1月美国康涅狄格 Connecticut 州哈福德 Hartford 市 将一幢旧金融大厦进行改建 称之为都市大厦 CityPlaceBuilding 25 智能小区与智能住宅概述 可以说完成了传统建筑工程与新式信息技术相结合的尝试 26 智能小区与智能住宅概述 改建后的大楼 主要增添了计算机 数字程控交换机等先进的办公设备以及高速通信线路等设施 大楼的客户不必购置设备便可进行语言通信 文字处理 电子邮件 市场行情查询 情报资料检索 科学计算等服务 27 智能小区与智能住宅概述 此外大楼内的暖通给排水 防火 防盗系统 供配电系统 电梯系统等均为计算机控制 实现了自动化管理 使客户感到更加舒适 方便和安全 引起了世人的关注 28 智能小区与智能住宅概述 智能化大厦是建筑艺术与电子技术完美结合的产物 智能化大厦是随着控制技术 通信技术和计算机连网技术的普及应用而逐步发展起来的一个建筑领域的全新概念 29 智能小区与智能住宅概述 智能化大厦即指通过建筑物的四个基本要素结构 系统 服务 管理以及它们之间的相互联系的最优考虑 来提供一个投资合理 同时又拥有高效率的舒适 温馨 便利的环境 帮助业主实现其包括花销 舒适 便利和安全多方面的目标 以及长远的系统灵活性及市场能力 30 智能小区与智能住宅概述 近年来 美国新建和改建的办公楼约有70 为智能建筑 总数计上万座 日本从1985年开始建智能建筑 并制定了从智能设备 智能家庭到智能建筑 智能城市的发展计划 成立了 建设省 国家智能建筑专业委员会 和 日本智能建筑研究会 JIBI 31 智能小区与智能住宅概述 新加坡政府为推广智能建筑 拨巨资进行专项研究 计划将新加坡建成 智能城市花园 韩国准备将其半岛建成 智能岛 印度于1995年起在加尔各答的盐湖开始建设 智能城 英 法 德等国也相继在80年代未和90年代初发展各具特色的智能建筑 32 智能小区与智能住宅概述 其中世界上著名的智能建筑有美国的IBM AT T DEC 日本的NEC NTT 日立 住友等公司总部大厦 伴随着智能建筑的建设诞生了综合布线系统 1992年 智能建筑 的概念随AT T的综合布线系统传入中国 中国开始发展智能建筑 1998年 美国政府提出 信息高速公路 构想 加快了世界社会信息化的发展进程 33 智能小区与智能住宅概述 2 我国智能建筑的建设始于1990年 随后便在全国各地迅速发展起来 北京的发展大厦可谓我国智能建筑的雏型 随后建成了北京燕莎中心 上海商城 广州世贸中心 南京新机场等一批具有一定智能化的建筑 上海总数约百幢 北京约八十幢 广东约七十幢 江苏约六十幢 34 智能小区与智能住宅概述 国内已建成和正在建设的真正具有完整 3A 系统概念的代表性智能建筑有 据不完全统计 首都机场航站楼 北京恒基中心 珠海机场 上海金茂大厦 35 智能小区与智能住宅概述 南京工商银行大厦及南京招商局国际金融中心 中国化工进出口总公司大厦 上海证券大厦 广州华南海运调度通信中心大厦等 它们基本都按国际标准设计 施工与管理 36 智能小区与智能住宅概述 国内这些智能建筑的特点是其主营业与计算机使用 数据通信和自动信息处理已密不可分 它们各自都拥有数套计算机系统及终端来支撑其日常各种业务 37 智能小区与智能住宅概述 它们也都是除了拥有有线通信手段之外 还拥有其它通讯手段 如卫星通信 微波通信 无线通信等 同时这些建筑的BAS系统也比较完善 也都拥有综合布线系统 38 智能小区与智能住宅概述 这些建筑还有一个共同的特点就是 3A 系统都是独立的 甚至一些子系统都是各自独立的 在这些系统之上没有建立一个由大型计算机控制的集中管理系统 所以可以说这些建筑是属于比较初级形态的智能建筑 39 智能小区与智能住宅概述 3 我国政府有关部门对智能建筑技术的发展也比较重视 采取一系列的部署和措施1986年 由国家计委会同国家科委主持制定的国家 七五 重点科技攻关项目中 已将 智能化办公大楼可行性研究 列为科技攻关课题之一 这项由中国科学院计算技术研究所完成的科研成果已于1991年通过鉴定 40 智能小区与智能住宅概述 1995年7月 华东建筑设计研究院受上海市建委委托率先推出上海地区 智能建筑设计标准 DBJ 47 95 1997年6月 中国工程建设标准化协会发布了用于智能建筑的 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 及 建筑及建筑群综合布线系统工程施工及验收规范 CECD72 97 41 智能小区与智能住宅概述 1996年 有关智能建筑技术与技术政策已分别列入了国家经贸委制定的 国家 九五 重大技术项目指南 和建设部 中国建筑技术政策 42 智能小区与智能住宅概述 1997年9月9日 邮电部发布了中华人民共和国通信行业标准 大楼通信综合布线系统第一部分 总规范 YDT926 1 97 和 大楼通信综合布线系统第二部分 综合布线用电缆 光缆技术要求 YDT926 2 97 43 智能小区与智能住宅概述 1996年2月 建设部成立了建设部科技委智能技术开发推广中心 协助有关部门对全国智能建筑的建设进行协调 指导与管理 推广中心组建了智能建筑技术专家组负责智能建筑工程项目评审和方案审定工作 智能建筑 杂志正式创刊发行 44 智能小区与智能住宅概述 为了加强对建筑智能化系统工程的设计管理 规范工程设计行为 保障建筑智能化系统工程的设计 建设部于97年10月30日向全国发布了 建筑智能化系统工程管理暂行规定 该文件对建筑智能化系统工程内涵 管理 内容 指导思想与评估均作了明确规定 对我国智能建筑系统工程设计管理走向有序化具有重要意义 45 智能小区与智能住宅概述 上海 北京 江苏 四川先后成立了智能建筑专业委员会 并发布各地方的关于智能建筑方面的技术政策及法规 如江苏省建委发布了 江苏省建筑智能化系统工程设计标准 KB32 181 1998 江苏省建筑智能化系统工程设计管理暂行规定 江苏省建筑智能化系统工程设计管理资质分级标准 46 智能小区与智能住宅概述 1998年3月20日 中国石油工程建设公司科技大楼工程被建设部指定为智能建筑示范工程并正式进入了设计 施工阶段 这是建设部作为智能建筑主管部门正式启动并按照国际工程项目管理模式运作的第一个智能建筑国内智能建筑市场 促进信息技术 建筑技术进步和智能建筑健康有序地发展具有重要意义 47 智能小区与智能住宅概述 1998年6月8日 建设部建筑智能化系统工程设计专家工作委员会成立 该工作委员会作为建设部勘察设计司的顾问 参谋和助手 协助设计司进行有关行业管理工作 以及接受委托开展一些工作 工作的目标是提高我国建筑智能化的总体水平 近期目标是整顿并加强智能建筑的市场管理和规范技术行为 48 智能小区与智能住宅概述 待条件成熟 将在专家工作委员会的基础上进一步成立全国的智能建筑协会 进行本行业的行业管理以及促进这一行业的开发推广和交流服务方面的工作 并将陆续编制发布 建筑智能化系统工程设计标准 建筑智能化系统工程设计资质标准 建筑智能化系统工程验收规范 和 建筑智能化系统工程质量评估标准 49 智能小区与智能住宅概述 2000年国家发布综合布线国家标准 GB50311 2000 GB50312 2000 国家建设部已正式立项起草国家标准 智能建筑设计规范 50 智能小区与智能住宅概述 4 国内外智能小区与智能住宅的现状智能住宅已经成为智能建筑的重要方面 成为21世纪住宅的主流 现代社会的家庭成员正以追求家庭智能化带来的多元化信息和安全 舒适与便利的生活环境作为一个理想的目标 51 智能小区与智能住宅概述 智能住宅是现代住宅建筑与现代计算机 通信 控制等技术有机结合的产物 它采用智能管理和智能控制的方法 将居室内各种安全措施 信息设备及家用电器 通过家庭总线系统连接起来 构成完整的家庭智能系统 并以信息网络为纽带与小区物业管理系统互联 形成开放式的小区管理体系 52 智能小区与智能住宅概述 智能住宅的发展几乎与智能大厦同步 早在1979年 美国斯坦福研究所就提出了在建筑物内将家用电器 电气设备的控制线统一为家庭总线的概念 之后 在美国成立了现代住宅研究会 专门从事这一领域的研究 53 智能小区与智能住宅概述 1983年 美国电子工业协会开始制定家庭电气设计 1984年 美国住宅建筑者协会成立了现代住宅开发公司 开展有关基础性研究工作 并在1989年推出了将电力供应 空调控制和数据通讯合成为整体的布线系统示范单元 在这期间智能住宅 SmartHome 的要领在欧美等发国家得到了广泛认同和发展 54 智能小区与智能住宅概述 欧洲在1986年把集成化的家庭系统研究列为尤利卡计划 大力进行研究 在20世纪80年代 欧洲电气标准化委员会制定了家用数字总线标准 进一步规范化了智能住宅技术标准 55 智能小区与智能住宅概述 日本在80年代初即大力推进家庭电子化 在80年代中期 将家用电器 保安设备 通讯设备功能综合后 提出家庭自动化的新构想 1988年 日本建立了住宅信息化促进会 主要开展家庭总线技术的研究 并且公布了总线标准 56 智能住宅小区概述 当时日本正处于住宅建造过剩 房产市场低迷的时期 日本建设省在推进智能建筑概念时 抓住用于住宅的总线技术为契机 提出了家庭总线系统概念 HBS HomeBusSystem 邮政省与通产省于1986年组织曰本电子机械工业协会与电波技术协会共同组建HBS标准委员 在1988年9月制定了HBS标准 57 智能住宅小区概述 1988年初又在通产省 邮政省和建设省三个部的支持下成立了日本住宅信息化推进协会 并提出对住宅区内所有住宅的信息管理采用超级家庭总线技术 S HBS Super HomeBusSystem 58 智能住宅小区概述 1990年左右 日本在幕张建立了一个高水平示范性的智能住宅区 美国 新加坡也都建有基于EIA在1988年制定的智能化住宅系统 IHS 及其通信标准 家庭总线 HDS HomeDistrubutionSystem 的智能化住宅 59 智能小区与智能住宅概述 近年来 为了适应大型住宅小区的需要又提出了超级家庭总线系统的概念 1996年 日本推出多媒体住宅样板计划 将多媒体技术引入智能住宅 并取得重要研究成果 60 智能小区与智能住宅概述 在东南亚 新加坡的智能建筑技术研究处于领先水平 如宝德胜家庭智能化系统 已经用于30多个住宅小区 在 98亚洲家庭电器与电子消费品国际展览会 上展示的 未来之家 其智能品质受到人们的关注 61 智能小区与智能住宅概述 智能住宅系统具有家庭安全自动化 家庭设备自动化和家庭通讯自动化的功能 62 智能小区与智能住宅概述 我国对智能住宅的研究刚刚起步 但已经引起有关部门的高度重视 一些大公司和房地产商已投入相当的力量 推动智能住宅小区的普及与推广 63 智能住宅小区概述 1997年厦门市建坤实业公司开发了WDJ 6住宅智能管理系统 1998年深圳市住宅局对总建筑面积为8O万m2的梅林一村按智能化住宅和智能化住宅小区的概念进行规划建设 长沙市地税局的住宅采用了智能化住宅布线系统 上海邮电二村初步建成了智能化住宅小区 上实花苑 创世纪花苑 万里小区等纷纷宣布将建设 流的智能化住宅小区 64 智能住宅小区概述 北京保安电器厂正式投产CBB三表户外计量保护箱 上海邮电智能化系统集成公司开发出家用智能控制器 北京奇艺新技术公司推出电脑家庭自控系统 上海惠源科技发展有限公司开发并大量投产家庭智能化系统 65 智能小区与智能住宅概述 1994年 国家科委立项资助重大科技项目 2000年小康型城乡住宅科技产业工程项目 其目标是以科技为先导 以示范住宅小建设为载体 推进我国住宅产业现代化 构建新一代住宅产业 66 智能小区与智能住宅概述 该项目于1995年正式启动 国内30家科研单位 高等院校和生产企业参与了该项目的研究和发展 67 智能小区与智能住宅概述 在该项目中 把 智能型住宅技术 列为重中之重专题 投入大量人力与物力 重点开展技术 产品与工程应用研究 68 智能小区与智能住宅概述 1997年 建设部有关单位制定了 全国住宅小区智能化系统示范工程建设要点与技术导则 试行稿 对住宅小区设计规定了基本要求 在上海 北京 大连 成都等城市 已先后建成不同规模 不同标准的智能化住宅小区 69 智能小区与智能住宅概述 在上海浦东新区建立了 信息城 城中设有智能信息套房 作为智能能住宅的示范单元 展示现代高新技术服务于人类的美好前景 由于我国大城市人口密集 居住集中 高层住宅楼群较为普及 且多以住宅小区形式进行集中管理 70 智能小区与智能住宅概述 另一方面 由于人们水平和自身素质的提高 以及现代高新技术的推广应用 导致了人们在住房需求概念上的变革 从以往追求居住的物理空间和豪华的装修向着享受现代化精神内涵与生活情趣的方向发展 追求更高的层次和境界 71 智能小区与智能住宅概述 因此 尽管智能住宅在我国刚刚起步 但却有着十分广阔的发展前景 市场潜力巨大 必将成为我国下一个世纪住宅市场的主流 72 智能小区与智能住宅概述 四智能小区与智能住宅的系统构成 一 智能住宅构成构成智能住宅的基本条件有如下三点 1 具有相当住宅神经系统的家庭内部网络 是指具有家庭总线系统 HBS 等的信息传输设备 它能使各设备之间保持有机联系 并且任何人随时随地都可以自由地选择家庭内外的一切信息 73 智能小区与智能住宅概述 如果把以往家里四周的电气配线和煤气配管等比作血管 那么现在的家庭总线则相当于住宅的神经系统 74 智能小区与智能住宅概述 2 能够通过这种网络提供各种服务 是指用来支援家庭的信息活动的服务功能并通过住宅内的设备控制执行 这里所谓的家庭活动可分为四类 家务 管理 文化活动和通信 75 智能小区与智能住宅概述 所谓家务 housekeeping 是指家电设备 住宅设备及保安设备的自动控制 能源管理与显示等 所谓管理 management 包括家庭购物和金融管理 交通工具预约 家庭工作及医疗健康管理等 76 智能小区与智能住宅概述 所谓文化生活 culture 包括利用计算机辅助教学等的家中学习 个人及家庭的娱乐和创作活动等 所谓通信 communication 包括利用公共通信网和双向CATV与外界通信以及咨询服务和社区行政服务等 77 智能小区与智能住宅概述 智能住宅的一般模型 作为系统引入家庭总线系统 HBS 进行各种信息传送是一大特点 另外在此没有引用住宅自动化 HA 这个词 这主要是因为HA会给人联想到机械的自动化 而使人处于被动的地位 78 79 智能小区与智能住宅概述 3 能与地区 社会等外部世界相连接 即能进入国际Internet和地区性Internet 80 智能小区与智能住宅概述 二 智能小区的系统构成营造人生活场所的最小单位是家庭 是一户的住宅 住宅楼或公寓则是由多个单元住宅集合而成的 而多个住宅楼集合在一起就构成了住宅小区 因此 智能住宅按住宅 住宅楼 小区的不同规模可以构成不同等级的信息系统 81 智能小区与智能住宅概述 一般可以构成如下三种系统 住宅信息系统 住宅楼 公寓 信息系统 住宅小区信息系统 如图所示 82 83 智能小区与智能住宅概述 1 住宅信息系统这是在住宅内实现的系统 有时还根据信息内容的需要与户外 住宅楼或住宅小区 的系统联动 84 智能小区与智能住宅概述 从硬件上说 住宅信息系统是将火灾 煤气 防盗 保安 通信及生活设备集中在一起进行管理的系统总称 图中是住宅信息系统示例 它相当于一个包括家庭保安和高度住宅自动化 HA 的系统 85 智能小区与智能住宅概述 2 住宅楼 公寓 信息系统这是将各住房发出的信息和公用空间或设备发出的必要信息 以住宅楼为单位 进行集中管理的系统 它与上述居住者密切相关的系统不同 主要是用来监视和控制各种公用设备 住宅楼信息系统典型监控的公用设备如图所示 86 智能小区与智能住宅概述 这种系统的信息量很大 因此要求系统必须能迅速 高效 可靠地传递信息和信号 作为典型示例 利用所谓超级家庭总线系统 S HBS 可将图像 数据 控制等信息在S HBS的同轴电缆中传递 实施对居住者的各种服务和住宅楼的管理 87 智能小区与智能住宅概述 火灾自动报警设备 安全报警设备 防火门 消防栓 电梯设备 呼叫设备 CATV设备 电话设备等 供水泵管理室 电机房配电间 88 智能小区与智能住宅概述 这种系统的特点是 实现信息传输线一元化 使布线简化 功能多 并具有扩充性 可降低成本 并可节能 可通过S HBS软件处理图 文 数 声等多媒体信息 实现多种服务 当然 这种住宅楼信息系统也可以利用智能大楼那种以数字程控交换机为中心和综合布线的方法 89 智能小区与智能住宅概述 3 住宅小区信息系统这是在小区内 将住户内和住宅楼等的公用设备产生的信息大部分集中在一起 进行监控 发送和显示等的处理 以提高小区综合性能的系统 如图1 2c所示 这种小区信息系统原则上与住宅楼相类似 只是规模宏大 90 智能小区与智能住宅概述 不过 住宅小区信息系统不仅传递各种管理信息 还要考虑系统与社区形成有关 尤其是居住者对社区要求什么样的信息服务等问题 因此还有许多值得探讨的问题 91 智能小区与智能住宅概述 下图是以S HBS为中心构成的智能化住宅楼系统图 它把住宅楼HBS和住户内HBS相互连接起来 这个系统是利用共用电视天线的同轴电缆 把图像和数据通过编码实现信息传输 92 智能小区与智能住宅概述 亦即 利用S HBS同轴电缆传送电视 卫星广播 电视电话等图像信息和设备间的控制信号的数据信息 从而对居住者进行各种服务和住宅管理 93 94 智能小区与智能住宅概述 五 智能小区与智能住宅的功能与特性智能小区与智能住宅可以分为八大类功能和具有六个特性 智能小区与智能住宅的功能 可按四种家庭活动 家务 管理 文化和通信 的方法进行分类 对于智能住宅小区的整个功能 可以分为八大类 防火防盗保安管理 能源管理 环境控制 各种监视控制 健康和医疗 空间 信息 生产等 95 智能小区与智能住宅概述 一 功能1 防火防盗的保安管理火灾报警通过烟感温感探测器报警自动灭火通过火灾探测器驱动消防火灾预防在高温部位用红外探头探测煤气泄露报警探测空气中煤气浓度煤气关断通过煤气探头自动关断煤气栓O换气控制检测煤气和一氧化碳等 96 智能小区与智能住宅概述 漏电报警检测大地漏电量O漏水报警检测水池的漏水侵入报警门窗开启 玻璃破碎及红外线的检测门锁控制通过远距离集中控制O门窗开关通过集中控制开关门窗电梯监视电梯内设置监控电视和紧急联络住户内显示在住户内的报警显示 97 智能小区与智能住宅概述 O近邻报警为使近邻获知的报警管理室报警对管理室报警与显示地区保安中心报警向地区保安中心报警紧急疏导自动紧急广播和疏导灯 98 智能小区与智能住宅概述 2 能源管理电力保护与显示当达到设定值时 切断重要性较低的设备供电并显示自动显示自动显示包括记录和电费计算等O热能利用锅炉 炉灶 冷存库的废热量利用O管道自动开关水管 热气管出入口的自动量与开关 99 智能小区与智能住宅概述 3环境控制照明控制关闭控制 亮度控制空调控制温度 湿度等的空调控制 换气 空气清洁器O百叶窗控制百叶窗窗帘等的开关和节控制O自然环境控制冬天把南面暖空气引入北面房间等的环境控制 100 智能小区与智能住宅概述 4各种监视控制O澡盆控制检测水位 温度 防止空烧O澡盆温度最佳控制对老人 病人每个入浴者最佳温度控制O热水控制控制热水的温度与水量 101 智能小区与智能住宅概述 O厨房系统监视控制加热 防火 煤气泄露等的探测处理 排烟控制及其他有关设备的控制O清洗控制通过远程控制的洗涤控制 102 智能小区与智能住宅概述 O家务机器人处理各种家务的机器人O集中控制利用中央集中控制室的照明 空调开关进行通断控制服定时控制根据预定时刻表进行运转控制 103 智能小区与智能住宅概述 5 健康与医疗O测量诊断测量血压 体重等 记录诊断与劝告 O健康设备监视控制跑步器等的健康设备的监控 例如根据前项诊断结果等控制跑步器的方式O远程检诊可在家中接受诊断的系统 104 智能小区与智能住宅概述 O病人异常监视检测老人 病人的异常并通知家里人等O儿童保育记录身高 体重等的变化和保育室的远程监视等 105 智能小区与智能住宅概述 6 空间O公用库房公用库房的机械控制O机械收存为便于存取 提高效率 采用机械结构视听室设置高级音像系统 各种娱乐室家具型家电与住宅家具等协调一体化的家电 106 智能小区与智能住宅概述 7信息户内通信门铃呼叫系统 电话 可视电话O户内信息处理家庭管理 菜单显示卡路里计算 计算机辅助教学 游戏O紧急联系区内外的紧急按纽 自动通报O通报小区和居委会的通告 107 智能小区与智能住宅概述 O小区广播小区内的广播咨询与预约对小区设施等的维修咨询与预约双向教育可双向通信的教育与游戏O社会系统电视购物 家庭银行 行政窗口系统 图文电视 108 智能小区与智能住宅概述 8 生产O家庭勤务系统住宅或小区的勤务中心O绿化工场在人工控制的环境中栽O符号表示视国情和今后发展情况而定 109 智能小区与智能住宅概述 二 特性如果将它们按照与日常生活的对应关系和家庭管理的角度 可以归纳为四种主要功能 即防火防盗安全管理功能 环境控制功能 家务管理功能 信息收取功能 并按家庭生活分类可具有六个特性 安全性 舒适性 健康性 便利性 经济性 精神文明性等 110 智能小区与智能住宅概述 住宅小区的要求随住宅的形式不同会有所差异 即使同样是住宅楼 高层 中层和超高层在防火 防盗和环境控制等方面的特性上也有很大的差异 111 智能小区与智能住宅概述 安健舒便经精全康适利济神性性性性性性I防火防盗安全管理1 防火A火灾a 预防 b 报警Oc 灭火O 112 智能小区与智能住宅概述 安健舒便经精全康适利济神性性性性性性B煤气泄漏空气污染a 煤气泄漏与关断Ob 缺氧 c 其他空气污染Od 对上述a b c控制换气OC地震 D漏电 E漏水O 113 智能小区与智能住宅概述 安健舒便经精全康适利济神性性性性性性2 防盗a 控制防盗灯Ob 侵入报警 c 门锁控制Od 外部状况的确认对于O大门O 1 对电梯内和前面OO 114 智能小区与智能住宅概述 安健舒便经精全康适利济神性性性性性性3 紧急联系A近邻联络a 火灾Ob 煤气泄漏Oc 防盗Od 紧急情况O 2 B紧急疏导a 声音疏导O 3 b 疏导指示O 115 智能小区与智能住宅概述 安健舒便经精全康适利济神性性性性性性II环境控制1 空调控制A暖气B冷气OOOOC空气净化OOOOD换气OOOE温度调节OOF干燥OOG利用自然能调节OO 116 智能小区与智能住宅概述 安健舒便经精全康适利济神性性性性性性2 照明控制A照明器具a 调光 OOb 遥控 c 集中控制OOB窗帘百叶窗控制 117 智能小区与智能住宅概述 安健舒便经精全康适利济神性性性性性性III家务管理1 能源管理A用量显示a 平时用量 b 每月用量 B负荷控制a 峰值限定 OOb 费用控制 118 智能小区与智能住宅概述 安健舒便经精全康适利济神性性性性性性2 能源设备管理A热水控制a 温度调节OOb 水余量指标OOc 远程操作OB洗澡a 水位控制OOb 水温控制OOO 119 智能小区与智能住宅概述 安健舒便经精全康适利济神性性性性性性3 厨房管理A设备控制与防忘OOOB防止油炸起火 C程序定时控制OD烹调 菜单 调理与卡路里计算 E笔记 备忘录 留言 F垃圾处理信息 120 智能小区与智能住宅概述 安健舒便经精全康适利济神性性性性性性IV信息收取1 通信A住宅内电话 B住宅外电话 2 管理 远程控制 A设备集中管理a 住宅内 Ob 住宅外OOO 121 智能小区与智能住宅概述 安健舒便经精全康适利济神性性性性性性B人员集中管理a 紧急联系 b 计量诊断OOc 远程检诊Od 小孩保育Oe 各种生活指导O 122 智能小区与智能住宅概述 安健舒便经精全康适利济神性性性性性性3 要求与检索A家庭购物 B家庭银行 C学习 教养 4 接受外部信息AFAX 传真 OOBCATVOOC图文电视OOD广播电视 E无线电广播 123 智能小区与智能住宅概述 注 表示必须有 O表示希望有 表示可要可不要 1 对于公用大门为 2 对于老人 残疾者为 3 对于超高层为 124 智能小区与智能住宅概述 六 智能住宅核心 家庭网 125 家庭网 在CATV系统中 随着广播与通信的逐步融合 相继城市网 MAN 和各种局域网 LAN 的实现 家庭网 HomeNetwork 已成业界瞩目的热点 美国著名的有线电视实验室 CableLabs 已将 家庭网的手段 列入2001年前研究课题 126 家庭网 1家庭网的发展背景十几年前一度风行的3A技术 即OA 办公室自动化 FA 工厂自动化 和HA 家庭自动化 中 由于半导体集成技术的进步和计算机的普及 在OA和FA领域取得了很大进展 但遗憾地是迄今HA却没有取得明显的商机 127 家庭网 家庭网又称家庭总线系统 HBS 近来也有称作信息家电的 其线路构成众多 主要有通信媒体的双绞线 TP 和CATV的同轴电缆 CX 以及电源线 PLC 红外线 IR 无线射频 RF 等等 但HBS至今未能得到普及的原因何在 128 家庭网 迄今HA的未能发展的原因 可能有以下几点 1 在声像 AV 领域中 仍是以模拟式为主体 而且AV信号与控制信息一般是有不同的线路连接的 2 家庭与外部相连接的线路 主要是利用声频电话线 其速率较低 多是利用 kbps的Modem构成的低速数据通信 129 家庭网 3 在上述条件下 由于信息量少 速率低 HBS一直没有引起令人向往的操作兴趣 4 此间 虽然出现了一些实验系统 如美国的Cebus 家电总线系统 Smarthome 智能家庭 和欧洲的EHS 欧洲家电系统 以及日本的HAVi 家庭声像互操作性 等方式 但在国际间尚未能形成标准化 也影响了HBS的进展 130 家庭网 2家庭网的变化近年来 由于数字压缩技术 如MPEG 的迅速发展 PC的更加普及 加上因特网用户的爆发式猛增 数字卫星广播的开播 致使数字家电急剧增加 但模拟式家电设备依然存在 于是形成了数模方式混存的局面 图1是现在家庭网的现状一例 131 家庭网 132 家庭网 从发展上看 家庭网的组成已经不单纯是娱乐性的 数字技术的发展使它还包括有信息性和家庭自动化功能内涵 133 家庭网 1 在娱乐性方面 新的数字设备 如CD VCD DBCR 数字摄像机 PC等 不断增加 需要配备互联的数字接口 如IEEE1394 进行规范地连接 但IEEE1394缆长为4 5m 这个长度估计是以往按电视机为中心设计的 134 家庭网 目前 家庭网通用的缆线与速率 最大长度如下 玻璃光纤 GOF 400Mbps以上约300m 塑料光钎 POF 200Mbps以上约50m 双绞线电视 UTP5 100Mbps以上约100m 135 家庭网 今后 随着光网的发展 IEEE1394长缆 如4 5m 16 72m 有可能用作未来家庭网的居室网络接口 图2 136 家庭网 137 家庭网 2 信息系统 由于因特网的普及 PC已形成家庭信息通信的中心 其中 包括以太网和家庭插即通 PnP plugandplay 的应用 关于PnP稍作一点说明 PnP是IEEE1394中一种重要功能 即在系统中插入电缆之后 具有自动识别设备和识别接入线路与STB的功能 PnP由于连接简单 在家庭网中对于不含PC的数字摄像机 打印机更为方便 PnP也有称作通用PnP UpnP 的 138 家庭网 另外 利用ISDN的因特网中 网关 Gateway 也是重要的 网关功能的示意图如图3所示 下一代的视窗有可能还需要家用路由器 139 家庭网 140 家庭网 3 家庭自动化系统 家庭自动化 主要是指对居室的能源 安全和生活环境等自动化系统 诸如电灯 电冰箱 门窗 空调器 电视机等家电设备 生活环境进行控制的低速率网络 家庭自动化系统与家庭网络的互连是通过网关连接的 目前 家庭自动化线路多用电源线作媒体 141 家庭网 3家庭网标准化的目的家庭的网络化 会出现在因特网和CATV等现代的家庭自动化中 这是前所未有过的新的社会系统 因此 为了适应往家庭提供多种媒体的各种服务需要 家庭网络化必须做到布线简便 这一点是与OA和FA的自动化有所不同的 由于家庭布线比较麻烦 尤其是对于已建的居室更为突出 因此 也出现了利用无线 射频 和红外线 电源线作为信息媒体的方案 142 家庭网 为此 有建议在未来家庭中 除了电源口 插座 之外 最好也预置信息口 插座 当然信息口就会要求有信息分配盘 从网络的连接来看还要有网关的概念 为了推动家庭网的有序发展 就需要对家庭网的产品规格化 国外标准化的目的即在于此 143 家庭网 图4是家庭网的布线概念图 左侧为现况 右侧为规范化之后的简明状况 144 家庭网 145 家庭网 4家庭网的国外标准化动向推动家庭网标准化的业界活动 按信息媒体来分 主要有两类 一是有线媒体 二是无线媒体 现分述如下 146 家庭网 4 1TA1394TA1394是TradeAssociation1394的简称 首先谈谈IEEE1394沿革 IEEE1394规格曾于1987年先由Apple公司开发 后于1992年Sony公司应用于AV系统提出P1394的标准化 1994年建立1394TradeAssociation TA 同年制定了IEEE1394 1955标准 147 家庭网 1955年美国电子工业协会 EIA 采用IEEE1394为数字电视 DTV 接口 由于1394在1955年被美国电气电子工程师学会 IEEE 认定 而被命名为IEEE1394 有时简称1394 148 家庭网 IEEE1394为串行数字接口 主要特点如下 1 可用于传输高速数据 速率可有100 200 400Mbps几种 2 能用于实时传输 3 电缆连接构成简便 149 家庭网 TA1394是推进IEEE1394商品化的民间团体 现在已有包括Apple Intel TI SUN Compaq 松下 Sony Yamaha NEC Philips等177家公司参加 TA1394的IEEE1394 作为高性能串行总线的标准化规格已向国际电联IEC TC100提案 为适应光纤媒体的发展 关于速率可达800 1600Mbps的1394POF也在研讨中 150 家庭网 4 2HAViHAVi HomeAudio Videointeroperability 是家庭声像互操作系统的简称 它是由松下 飞利普 日立 索尼 东芝 夏普 汤姆逊等8家公司的国际财团 为了适应1394在AV设备中进行PnP的相互连接的操作性 实现家庭网及其扩展性 以推进包括软件标准化的民间团体 151 家庭网 应用HAVi的1394家电设备实例如图5所示 152 家庭网 153 家庭网 4 3USB通用串行总线 USB UniversalSeriesBus 规格标准是利用双绞线的数字信号串行系统 严格讲USB尚不属于家庭网的范畴 而是将微机作为主机PC的外围网络 早期的USBV1 1版为低速的1 5Mbps和12Mbps的两种速率 目前的USBV2版速率可达360 480Mbps 比现行的1394还快 它与USB1 1有向上兼容性 是以Intel为中心开发的 154 家庭网 4 4HomePNAHomePNA HomePhonorelineNetworkAlliance 是家庭的电话线网络同盟的缩语 也是利用居室中已经布设的电话线 对声音 数据进行传输并连接PC 打印机 扫描器等设备 以推进标准化的团体 参加单位主要有美国的3Com AMD AT T Compaq HP IBM Inter等43家公司 155 家庭网 HomePNA规格的V1版为1Mpbs V2版为10Mbps 现已成为北美市场产品 日本在宾馆和公寓等新建筑中也亦应用 HomePNA的典例模型如图6所示 156 家庭网 157 家庭网 为了减少与ISDN和XDSL的频率干扰 在图7中示出了HomePNA的工作频率范围与电话 ADSL频谱的比较 158 家庭网 159 家庭网 以下介绍无线媒体的几种方式概况 4 5HRFWG家庭射频工作组 HRFWG HomeRFWG 是为了在家庭内利用无线射频 RF 将PC和各种家电设备进行连接 使之易于实现数字声音 数据的传输和交换 以推动RF标准化的组织 参加单位有Inter IBM 微软 HP Compaq等公司 工作频率建议利用微小功率不需执照的ISM 工业 科学 医疗 频段4GHz或5GHz HomeRF的模型如图8所示 160 家庭网 161 家庭网 家庭RF网的类型有多种 现举两例如下 4 5 1BluetoothBluetooth蓝牙也称蓝精灵 这一系统是由瑞典的爱立信 Ericsson 美国IBM Intel和芬兰诺基亚 Nokia 日本东芝的5家公司为中心 以推进手机 携带信息终端 PDA PC 摄像机 打印机 FAX 游戏机等进行数字无线连接 使通信电缆化为目的的标准化团体 162 家庭网 目前 参与单位已多达1300多家公司 规模十分庞大 工作频率利用ISM频段的2 45GHz 速率V1为1Mpbs V2为10Mbps 功率在lmW时 覆盖范围约10m 一般手机上已装备BlueTooth功能 除进行声音 数据传输 交换之外 还可利用MP3方式传送音乐以供耳机欣赏 图9为BlueTooth的应用环境示意 163 家庭网 164 家庭网 4 5 2W 1394Wireless1394简称无线W 1394 是在信息技术 IT 新发展时期 应用无线方式连接家庭的多媒体和信息家电设备之间 以实现家庭链路的IEEE1394的无线版式 由于W 1394在新建筑中 不需要有线电缆的复杂布线 具有连接简便 又有1394高速传输数据的优点 正在备受各国注视 165 家庭网 W 1394可连接的设备众多 表1 可以说所有的家电设备均可括在内 166 家庭网 167 家庭网 图10是应用W 1394的家庭链路一例 W 1394的速率多样 5GHz时为100 200 400Mbps 60GHz时可达800 1600和3200Mbps 目前已实用的是5GHz 调制方式OFDM 副载波调制可用BPSK QPSK 16QAM 副载波数52个 服务区最大50 100m 168 家庭网 169 家庭网 4 6IrDAIrDA是InfredDataAssociation的缩写 也是红外线数据协会及其标准的简称 IrDA以红外线为媒体 进行数据传输方式的标准化为目的 前述的Bluetooth也可看成是IrDAR的无线版 但两者有何区别 IrDA属于无绳式数据通信 而Bluetooth不仅是无绳式而且是具有分散协议的功能 170 家庭网 例如利用1台主机可控制多达7台的家电设备 而IrDA几乎是1对1的 目前 在笔记本电脑和PDA中 几乎100 均配有此功能 图11是IrDA高速红外线网的模型一例 171 家庭网 172 家庭网 红外遥控器是大家熟悉的家电中最简便的遥控方式 而IrDA家庭网就是将室内网络用红外线进行建网的概念 与RF网相比较 由于RF的频率资源有限 并且还有能否随意使用的制约 加上RF网的速率多在10Mbps 这些方面有线系统和红外线系统比较优越 但红外却不适于室间通信 而在室内并无制约 速率也可高达几十Mbps 所以 有人预测今后在家庭网中 有可能是RF与IrDA共存的局面 173 家庭网 据报道 欧洲国际会议上的同声传译系统 译意风 就是利用IrDA进行的 图12是IECSG100 WG17关于IrD的频率配置资料 可供运用参考 174 家庭网 175 家庭网 4 7电力线传输电力线传输 PLC PowerLineCarrier 是在家庭网中利用电力线传输和控制数据的方式 早期在HA的实验时代 应用PLC只能传送几十bps的开关控制信号 目前 由于信息家电的涌起 美国一些厂家又兴起了PLC的热潮 176 家庭网 据报道 PLC的速率现在可以达到1Mbps甚至几十Mbps 虽然电力线噪波较多 不过传输数Mbps的清晰信号是没问题的 PLC方式尤其对于电冰箱 微波炉 空调机等有源控制是最方便的 177 家庭网 又据1999年12月美国有线电视的西部电视展览会 WesternShow 99 报道Intel公司已展出利用2Mbps的PLC控制家电的系统 Passport 产品 该公司预计2000年还要推出10Mbps的PLC产品 由此 使CATV网与家庭网相连接的高速因特网接入业务 使信息家电又将步入一个新的台阶 图13是PLC信息家电的一例 178 家庭网 179 智能小区与智能住宅概述 七 智能住宅小区的技术导则 180 住宅小区智能化技术导则 1 0 1示