主頁(http://www.by236.com):智能家居系統(tǒng)核心技術探討(上) 本文從技術與應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——通訊網(wǎng)絡架構和控制器,并提出個人的技術觀點和建議。由于本文篇幅較長,將分兩期為讀者呈現(xiàn)。 智能住宅或智慧家居,是利用先進的計算機技術、網(wǎng)絡通訊技術、綜合布線技術,依照人體工學原理,融合個性需求,對家居生活進行網(wǎng)絡化的綜合智能管理,以實現(xiàn)更舒適、更安全、更便捷的全新家居生活體驗。智能住宅對中國市民來說并不陌生,早在2001年就有媒體報道,上海智能化住宅已經(jīng)達到400幢,但嚴格說來,它們只是在原來可視對講的基礎上,增設了幾種簡單的系統(tǒng)(比如基本的安防控制和三表遠程抄送等),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)過多年的實際應用,已經(jīng)有了長足的發(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新的市場熱點。 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)、家居電器自動控制系統(tǒng)和家居背景音響系統(tǒng)。其功能結構為家庭信息控制、家庭通信網(wǎng)絡和控制總線、家庭網(wǎng)關。國際廠商如德國西門子、日本松下等,國內(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,主要有基于樓宇對講系統(tǒng)技術的智能家居系統(tǒng)、基于現(xiàn)場總線技術的家庭自動化系統(tǒng)和基于智能手機的智能家居系統(tǒng)三大類。 由于樓宇保安對講系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化成熟,使得單純的樓宇對講系統(tǒng)向家庭自動化系統(tǒng)過渡,而基于樓宇對講系統(tǒng)技術的智能家居系統(tǒng)產(chǎn)品居多。這類產(chǎn)品基于樓宇對講系統(tǒng)技術(系統(tǒng)結構和傳輸系統(tǒng)),在各戶室內(nèi)分機增添功能終端設備(防盜、防火、照明、家用電器等)。基于智能手機的智能家居系統(tǒng)屬新興產(chǎn)業(yè)技術,本文僅做簡要闡述。而基于現(xiàn)場總線技術的智能家居系統(tǒng)技術含量高、功能強,實施容易,是本文探討的重點。 在滿足系統(tǒng)功能設計要求情況下,不同產(chǎn)品可能采用不同的技術手段,其核心技術是通訊網(wǎng)絡架構和控制器。目前實現(xiàn)智能家居系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡架構技術總體上可以歸為三大類:總線技術、無線技術、電力載波技術。控制器方式主要有拼湊型控制系統(tǒng)、主機式集中控制系統(tǒng)和智能控制中心。 通訊網(wǎng)絡架構 荷蘭PLC-Bus技術,是一種高穩(wěn)定性及較高價格性能比的雙向電力線通信總線技術,而其他的電力線控制技術在系統(tǒng)功能、可靠和成本上均無法與之比擬。它主要由發(fā)射器、接收器與系統(tǒng)配套設備三部分組成,該系統(tǒng)對弱電布線的唯一要求是每個開關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。 國內(nèi)引入PLC-Bus技術的主要有索博智能家居系統(tǒng),濟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的智能墻壁開關產(chǎn)品。 無線網(wǎng)絡技術 802.11b技術,是IEEE的無線局域網(wǎng)標準。目前802.11g也運行在2.4GHz頻段,達到54M寬帶,更高寬帶(100M以上)的802.11n和UWB也開始嶄露頭角。基于無線通信技術的系統(tǒng),具有免布線、安裝簡單的優(yōu)點,但目前多數(shù)此類產(chǎn)品都是單向通信方式,各個開關之間也無法建立聯(lián)動關系,對于某些要求220V交流電的火線和零線均連接到控制節(jié)點上的產(chǎn)品必須重新布線。 藍牙技術是一種廉價的、低功能的無線網(wǎng)絡技術,用戶可以控制10m之內(nèi)的藍牙設備。工作在2.4GHz頻段,數(shù)據(jù)速率為1Mbps。國內(nèi)推出基于藍牙技術的松本智能全無線家居智能系統(tǒng);另外澳門科技大學智能家居系統(tǒng)(MUST Smart Home System)由PRO2主處理器、藍牙控制系統(tǒng)(Bluetooth Control System,簡稱BCS)、手機電腦連接系統(tǒng)(Motile to PC System,簡稱MPS)組成。 Home RF技術主要為家庭網(wǎng)絡設計,工作在2.4GHz頻段,它采用了數(shù)字跳頻擴頻技術,在HomeRF2.x中,跳頻速率增加到75跳/S,其數(shù)據(jù)峰值也高達10Mbps,并能根據(jù)傳輸速率動態(tài)調(diào)整跳頻寬帶。 遙控器系統(tǒng)采用射頻遙控的方式,主機通過射頻的方式遙控現(xiàn)場的控制模塊,安裝、使用簡單,但遙控器和中央監(jiān)控的設備,受無線信號傳輸距離的限制,控制規(guī)模小。 總線技術 目前世界上現(xiàn)場總線的標準有200多個,有很多應用于建筑物的總線技術,它們中大多數(shù)是某個具體應用的解決方案。當前國際上具有代表性的現(xiàn)場總線技術與產(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。 以雙絞線為基礎的家居控制總線,以此通信介質的主要有CEBUS消費電子總線、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,這幾種總線的拓撲結構基本是相同的。
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智能家居,又稱智能住宅,在國外常用Smart Home表示。與智能家居含義近似的有家庭自動化(Home Automation)、電子家庭(Electric Home、E-home)、數(shù)字家園(Digital Family)、家庭網(wǎng)絡(Home Net/Networks for Home)、網(wǎng)絡家居(Network Home)、智能家庭(Intelligent Home),在我國港臺地區(qū)還有數(shù)碼家庭、數(shù)碼家居等稱謂。



