主頁(http://www.by236.com):智能家居系統核心技術探討(上) 本文從技術與應用的廣角全面闡述智能家居系統的現狀和發展前景,深入分析了其核心技術——通訊網絡架構和控制器,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。 智能住宅或智慧家居,是利用先進的計算機技術、網絡通訊技術、綜合布線技術,依照人體工學原理,融合個性需求,對家居生活進行網絡化的綜合智能管理,以實現更舒適、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(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。而智能小區經過多年的實際應用,已經有了長足的發展,僅僅提供安全保障的智能小區系統已經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。 智能家居系統的內涵,主要包括家居綜合布線系統、家居安全防范系統、家居電器自動控制系統和家居背景音響系統。其功能結構為家庭信息控制、家庭通信網絡和控制總線、家庭網關。國際廠商如德國西門子、日本松下等,國內廠商如聯想、海爾、TCL紛紛推出產品。 目前,智能家居系統種類繁多,主要有基于樓宇對講系統技術的智能家居系統、基于現場總線技術的家庭自動化系統和基于智能手機的智能家居系統三大類。 由于樓宇保安對講系統產業化成熟,使得單純的樓宇對講系統向家庭自動化系統過渡,而基于樓宇對講系統技術的智能家居系統產品居多。這類產品基于樓宇對講系統技術(系統結構和傳輸系統),在各戶室內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屬新興產業技術,本文僅做簡要闡述。而基于現場總線技術的智能家居系統技術含量高、功能強,實施容易,是本文探討的重點。 在滿足系統功能設計要求情況下,不同產品可能采用不同的技術手段,其核心技術是通訊網絡架構和控制器。目前實現智能家居系統的通訊網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、主機式集中控制系統和智能控制中心。 通訊網絡架構 荷蘭PLC-Bus技術,是一種高穩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功能、可靠和成本上均無法與之比擬。它主要由發射器、接收器與系統配套設備三部分組成,該系統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也展露良好發展前景。 國內引入PLC-Bus技術的主要有索博智能家居系統,濟南中訊高科電子科技公司的同類產品,還有(佛山)自主開發基于電力線載波技術的智能墻壁開關產品。 無線網絡技術 802.11b技術,是IEEE的無線局域網標準。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,具有免布線、安裝簡單的優點,但目前多數此類產品都是單向通信方式,各個開關之間也無法建立聯動關系,對于某些要求220V交流電的火線和零線均連接到控制節點上的產品必須重新布線。 藍牙技術是一種廉價的、低功能的無線網絡技術,用戶可以控制10m之內的藍牙設備。工作在2.4GHz頻段,數據速率為1Mbps。國內推出基于藍牙技術的松本智能全無線家居智能系統;另外澳門科技大學智能家居系統(MUST Smart Home System)由PRO2主處理器、藍牙控制系統(Bluetooth Control System,簡稱BCS)、手機電腦連接系統(Motile to PC System,簡稱MPS)組成。 Home RF技術主要為家庭網絡設計,工作在2.4GHz頻段,它采用了數字跳頻擴頻技術,在HomeRF2.x中,跳頻速率增加到75跳/S,其數據峰值也高達10Mbps,并能根據傳輸速率動態調整跳頻寬帶。 遙控器系統采用射頻遙控的方式,主機通過射頻的方式遙控現場的控制模塊,安裝、使用簡單,但遙控器和中央監控的設備,受無線信號傳輸距離的限制,控制規模小。 總線技術 目前世界上現場總線的標準有200多個,有很多應用于建筑物的總線技術,它們中大多數是某個具體應用的解決方案。當前國際上具有代表性的現場總線技術與產品有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)、數字家園(Digital Family)、家庭網絡(Home Net/Networks for Home)、網絡家居(Network Home)、智能家庭(Intelligent Home),在我國港臺地區還有數碼家庭、數碼家居等稱謂。



