主頁(yè)(http://www.130131.com):智能家居系統(tǒng)核心技術(shù)探討(上) 本文從技術(shù)與應(yīng)用的廣角全面闡述智能家居系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展前景,深入分析了其核心技術(shù)——通訊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和控制器,并提出個(gè)人的技術(shù)觀點(diǎn)和建議。由于本文篇幅較長(zhǎng),將分兩期為讀者呈現(xiàn)。 智能住宅或智慧家居,是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、綜合布線技術(shù),依照人體工學(xué)原理,融合個(gè)性需求,對(duì)家居生活進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的綜合智能管理,以實(shí)現(xiàn)更舒適、更安全、更便捷的全新家居生活體驗(yàn)。智能住宅對(duì)中國(guó)市民來(lái)說(shuō)并不陌生,早在2001年就有媒體報(bào)道,上海智能化住宅已經(jīng)達(dá)到400幢,但嚴(yán)格說(shuō)來(lái),它們只是在原來(lái)可視對(duì)講的基礎(chǔ)上,增設(shè)了幾種簡(jiǎn)單的系統(tǒng)(比如基本的安防控制和三表遠(yuǎn)程抄送等),真正意義上的智能化住宅截止目前并不多見。而智能小區(qū)經(jīng)過多年的實(shí)際應(yīng)用,已經(jīng)有了長(zhǎng)足的發(fā)展,僅僅提供安全保障的智能小區(qū)系統(tǒng)已經(jīng)很難滿足人們對(duì)于安全、方便、智能化等方面的需要。因此,智能家居必將成為一個(gè)新的市場(chǎng)熱點(diǎn)。 智能家居系統(tǒng)的內(nèi)涵,主要包括家居綜合布線系統(tǒng)、家居安全防范系統(tǒng)、家居電器自動(dòng)控制系統(tǒng)和家居背景音響系統(tǒng)。其功能結(jié)構(gòu)為家庭信息控制、家庭通信網(wǎng)絡(luò)和控制總線、家庭網(wǎng)關(guān)。國(guó)際廠商如德國(guó)西門子、日本松下等,國(guó)內(nèi)廠商如聯(lián)想、海爾、TCL紛紛推出產(chǎn)品。 目前,智能家居系統(tǒng)種類繁多,主要有基于樓宇對(duì)講系統(tǒng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)、基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)和基于智能手機(jī)的智能家居系統(tǒng)三大類。 由于樓宇保安對(duì)講系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化成熟,使得單純的樓宇對(duì)講系統(tǒng)向家庭自動(dòng)化系統(tǒng)過渡,而基于樓宇對(duì)講系統(tǒng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)產(chǎn)品居多。這類產(chǎn)品基于樓宇對(duì)講系統(tǒng)技術(shù)(系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和傳輸系統(tǒng)),在各戶室內(nèi)分機(jī)增添功能終端設(shè)備(防盜、防火、照明、家用電器等);谥悄苁謾C(jī)的智能家居系統(tǒng)屬新興產(chǎn)業(yè)技術(shù),本文僅做簡(jiǎn)要闡述。而基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的智能家居系統(tǒng)技術(shù)含量高、功能強(qiáng),實(shí)施容易,是本文探討的重點(diǎn)。 在滿足系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)要求情況下,不同產(chǎn)品可能采用不同的技術(shù)手段,其核心技術(shù)是通訊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和控制器。目前實(shí)現(xiàn)智能家居系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)總體上可以歸為三大類:總線技術(shù)、無(wú)線技術(shù)、電力載波技術(shù)。控制器方式主要有拼湊型控制系統(tǒng)、主機(jī)式集中控制系統(tǒng)和智能控制中心。 通訊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 荷蘭PLC-Bus技術(shù),是一種高穩(wěn)定性及較高價(jià)格性能比的雙向電力線通信總線技術(shù),而其他的電力線控制技術(shù)在系統(tǒng)功能、可靠和成本上均無(wú)法與之比擬。它主要由發(fā)射器、接收器與系統(tǒng)配套設(shè)備三部分組成,該系統(tǒng)對(duì)弱電布線的唯一要求是每個(gè)開關(guān)盒里必須有零線和火線,而電力線的Home Plug也展露良好發(fā)展前景。 國(guó)內(nèi)引入PLC-Bus技術(shù)的主要有索博智能家居系統(tǒng),濟(jì)南中訊高科電子科技公司的同類產(chǎn)品,還有(佛山)自主開發(fā)基于電力線載波技術(shù)的智能墻壁開關(guān)產(chǎn)品。 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 802.11b技術(shù),是IEEE的無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。目前802.11g也運(yùn)行在2.4GHz頻段,達(dá)到54M寬帶,更高寬帶(100M以上)的802.11n和UWB也開始嶄露頭角;跓o(wú)線通信技術(shù)的系統(tǒng),具有免布線、安裝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn),但目前多數(shù)此類產(chǎn)品都是單向通信方式,各個(gè)開關(guān)之間也無(wú)法建立聯(lián)動(dòng)關(guān)系,對(duì)于某些要求220V交流電的火線和零線均連接到控制節(jié)點(diǎn)上的產(chǎn)品必須重新布線。 藍(lán)牙技術(shù)是一種廉價(jià)的、低功能的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),用戶可以控制10m之內(nèi)的藍(lán)牙設(shè)備。工作在2.4GHz頻段,數(shù)據(jù)速率為1Mbps。國(guó)內(nèi)推出基于藍(lán)牙技術(shù)的松本智能全無(wú)線家居智能系統(tǒng);另外澳門科技大學(xué)智能家居系統(tǒng)(MUST Smart Home System)由PRO2主處理器、藍(lán)牙控制系統(tǒng)(Bluetooth Control System,簡(jiǎn)稱BCS)、手機(jī)電腦連接系統(tǒng)(Motile to PC System,簡(jiǎn)稱MPS)組成。 Home RF技術(shù)主要為家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),工作在2.4GHz頻段,它采用了數(shù)字跳頻擴(kuò)頻技術(shù),在HomeRF2.x中,跳頻速率增加到75跳/S,其數(shù)據(jù)峰值也高達(dá)10Mbps,并能根據(jù)傳輸速率動(dòng)態(tài)調(diào)整跳頻寬帶。 遙控器系統(tǒng)采用射頻遙控的方式,主機(jī)通過射頻的方式遙控現(xiàn)場(chǎng)的控制模塊,安裝、使用簡(jiǎn)單,但遙控器和中央監(jiān)控的設(shè)備,受無(wú)線信號(hào)傳輸距離的限制,控制規(guī)模小。 總線技術(shù) 目前世界上現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)有200多個(gè),有很多應(yīng)用于建筑物的總線技術(shù),它們中大多數(shù)是某個(gè)具體應(yīng)用的解決方案。當(dāng)前國(guó)際上具有代表性的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與產(chǎn)品有FF總線、PROFI 總線、LON總線、BAC net、CAN 總線、INTER 總線和CC Link總線等。 以雙絞線為基礎(chǔ)的家居控制總線,以此通信介質(zhì)的主要有CEBUS消費(fèi)電子總線、Lon Works總線、AP Bus總線、RS-485總線、EIB電氣安裝總線。就總線本身而言,這幾種總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本是相同的。
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智能家居,又稱智能住宅,在國(guó)外常用Smart Home表示。與智能家居含義近似的有家庭自動(dòng)化(Home Automation)、電子家庭(Electric Home、E-home)、數(shù)字家園(Digital Family)、家庭網(wǎng)絡(luò)(Home Net/Networks for Home)、網(wǎng)絡(luò)家居(Network Home)、智能家庭(Intelligent Home),在我國(guó)港臺(tái)地區(qū)還有數(shù)碼家庭、數(shù)碼家居等稱謂。



