智能家居布線的設(shè)計(jì)

文｜杭州鴻雁智能科技有限公司 張煥榮

住宅要實(shí)現(xiàn)信息化和智能化則需要在家庭內(nèi)建立一套弱電系統(tǒng)（如：電話、電視、電腦、音視頻、安防等系統(tǒng)），因此在住宅內(nèi)進(jìn)行綜合布線（弱電布線）也變得越來(lái)越普遍。

1 家居布線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

智能家居布線系統(tǒng)是智能家居的基礎(chǔ)，系統(tǒng)由家居配線箱（信息箱、多媒體箱）、功能模塊、弱電線纜（如網(wǎng)絡(luò)線、電視線等）及各類(lèi)接口和面板構(gòu)成。在家居布線系統(tǒng)中，信息箱作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，承擔(dān)家庭弱電系統(tǒng)的分配、管理職責(zé)，其功能配置往往決定了整個(gè)家庭弱電系統(tǒng)的性能。

一個(gè)良好的家居布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，應(yīng)具備下述特點(diǎn)：

（1）靈活的布線方式：通過(guò)信息箱的管理，可任意增加、減少電話點(diǎn)的數(shù)量，可任意互換電話、數(shù)據(jù)點(diǎn)功能，無(wú)需重新放線破壞裝修格局。全家人都可在自己的房間獨(dú)立上網(wǎng)、打電話、看電視、聽(tīng)音樂(lè)，避免了互相干擾。

（2）解決寬帶的戶內(nèi)復(fù)接：采用標(biāo)準(zhǔn)RJ45接口方式，使家里的電腦接口像電話一樣隨處放置、方便上網(wǎng)。

（3）多臺(tái)電腦同時(shí)上網(wǎng)：每個(gè)房間都有高速網(wǎng)絡(luò)接口，在家中可隨時(shí)上網(wǎng)沖浪，并可組成家庭局域網(wǎng)。上網(wǎng)、打印機(jī)、掃描等共享，且只需一條網(wǎng)絡(luò)線纜的費(fèi)用。

（4）影音共享：可實(shí)現(xiàn)一臺(tái)影碟機(jī)或衛(wèi)星接收機(jī)/音響，在客廳、主臥、次臥、兒童房間等各房間現(xiàn)時(shí)享用，也可在家里的每個(gè)房間實(shí)現(xiàn)背景音樂(lè)播放功能。

（5）有線電視信號(hào)的分配放大：只需一條進(jìn)線，各個(gè)房間可單獨(dú)觀看有線電視節(jié)目，同時(shí)，也適合將來(lái)有線視頻點(diǎn)播、有線電視寬帶上網(wǎng)等應(yīng)用。

（6）信號(hào)傳輸優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定：所有進(jìn)線都接在統(tǒng)一規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)接口上，線路間連接也在功能模塊中進(jìn)行，不再有手工復(fù)接、搭接的問(wèn)題，電話、電視、電腦不再為信號(hào)衰減或干擾等問(wèn)題而影響使用效果。

（7）弱電擴(kuò)展功能：提供緊急按鈕、安防系統(tǒng)、三表抄收系統(tǒng)的接入接續(xù)，或是家里自行設(shè)計(jì)弱電系統(tǒng)的布線接續(xù)。

（8）方便控制管理：可隨時(shí)切斷兒童房間的電話、電腦、有線電視信號(hào)、AV信號(hào)等，以確保管理學(xué)童自習(xí)時(shí)間不使用電話、電腦、電視、聽(tīng)音樂(lè)。有效實(shí)現(xiàn)對(duì)任意房間的信號(hào)實(shí)施控制，所有這些只在信息箱內(nèi)控制即可達(dá)成。

（9）功能可靈活調(diào)整、自由設(shè)置：住戶可以根據(jù)自己現(xiàn)在或?qū)?lái)的需要靈活更改線路，靈活跳接、設(shè)置，使寬帶口之間、電話口之間、電腦/電話口之間，實(shí)現(xiàn)自由組合。

（10）輕松維護(hù)：線路中出現(xiàn)的任何故障等問(wèn)題，都可在其信息箱內(nèi)免工具處理，無(wú)須大動(dòng)干戈的開(kāi)墻鑿地，無(wú)須專(zhuān)業(yè)人員即可實(shí)現(xiàn)輕松管理和維護(hù)。

2 家居布線功能組合

信息箱（家居配線箱）的功能組合，取決于用戶家庭對(duì)智能化的需求，不同的用戶、不同時(shí)期往往要求的功能組合不同。作為家居布線系統(tǒng)的功能，可分為基礎(chǔ)功能和擴(kuò)展功能兩個(gè)層次?；A(chǔ)功能指家庭對(duì)于電話、電腦網(wǎng)絡(luò)與電視系統(tǒng)的普遍性需求，擴(kuò)展功能除基礎(chǔ)功能外的其他需求，如家庭的安防管理、家庭多媒體方面的需求以及智能家居控制等。

（1）家庭的電話網(wǎng)絡(luò)：家居布線系統(tǒng)中的電話網(wǎng)絡(luò)指固定電話的分配和管理。目前家居配線中，固定電話網(wǎng)絡(luò)一般采用同線電話，個(gè)別用戶需求具有保密功能的同線電話或小型家用電話交換機(jī)。手機(jī)的普及，使家庭的電話網(wǎng)絡(luò)配置已經(jīng)從主要需求降為配角，甚至有些家庭已經(jīng)不使用固定電話。

從布線和家庭裝修角度看，每戶家庭都有電話進(jìn)線，為避免日后可能使用的需求，建議采用星型布線方式，墻體內(nèi)的預(yù)埋線纜采用5對(duì)UTP線纜（超5類(lèi)或6類(lèi)）。

（2）家庭的電視網(wǎng)絡(luò)：家庭的電視網(wǎng)絡(luò)這幾年隨網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字電視技術(shù)發(fā)展的變化比較大，目前的電視網(wǎng)絡(luò)配置應(yīng)考慮數(shù)字電視和IPTV的配置，也就是說(shuō)每臺(tái)電視機(jī)背后應(yīng)預(yù)留電視出線和網(wǎng)絡(luò)接口。相應(yīng)的信息箱內(nèi)應(yīng)配置電視分配器和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)模塊，規(guī)格與業(yè)主的戶型和需求相關(guān)。

電視分配器的選擇，一般平面結(jié)構(gòu)的二居室、三居室住宅，建議考慮選擇一進(jìn)四出的無(wú)源分配器，用于電視的網(wǎng)絡(luò)可考慮一進(jìn)四出的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。

大戶型（超過(guò)三居室或者躍層、排屋、別墅等）結(jié)構(gòu)住宅，電視網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)房屋結(jié)構(gòu)和信息箱位置及數(shù)量進(jìn)行配置。一般來(lái)說(shuō)，大戶型住宅應(yīng)考慮增加選擇電視信號(hào)的放大器。

（3）家庭的電腦網(wǎng)絡(luò)：寬帶接入方式的變更，對(duì)網(wǎng)絡(luò)需求的變化，導(dǎo)致近幾年電腦網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)出現(xiàn)較大的變化。尤其是光纖到戶的推進(jìn)以及數(shù)字電視、IPTV的普及，使家庭的網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出多種用途、多個(gè)網(wǎng)絡(luò)。

寬帶的接入首先是滿足住宅內(nèi)部電腦網(wǎng)絡(luò)的接入和共享，一般使用路由器實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部局域網(wǎng)的構(gòu)建。固定出口的數(shù)量（信息點(diǎn)）決定路由器的規(guī)格，常規(guī)的有一進(jìn)四出和一進(jìn)八出。

家庭的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，Wifi的接入目前已日益成為常規(guī)化的需求。現(xiàn)在的家庭網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不限于電腦和手機(jī)的使用，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)特別關(guān)注不同的運(yùn)行商提供的服務(wù)，需要不同的電腦網(wǎng)絡(luò)配套。一套住宅，使用2～3個(gè)網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越常見(jiàn)。

（4）信息箱箱體的選擇：信息箱是住宅布線的安裝和管理中心，在進(jìn)行信息箱箱體的選擇時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮：

◆ 各類(lèi)功能的需求以及相應(yīng)的設(shè)備需要安裝空間，在條件允許的情況下，應(yīng)盡可能地選擇較大尺寸的箱體；

◆ 信息箱的安裝位置及數(shù)量；

◆ 外部接入線纜的類(lèi)別以及日后升級(jí)。

3 對(duì)家居布線的幾點(diǎn)思考

3.1 三網(wǎng)融合和光纖到戶浪潮對(duì)布線系統(tǒng)的影響

三網(wǎng)融合和光纖到戶也是發(fā)展的趨勢(shì)，也是住宅進(jìn)行布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須考慮的因素。無(wú)論是否實(shí)現(xiàn)光纖到戶，建議在家居布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮配置光纖到戶信息接入箱，避免因光纖到戶改造帶來(lái)的二次布線需求。

在進(jìn)行光纖接入信息箱的選擇時(shí)，應(yīng)特別關(guān)注預(yù)留的光貓（ONU）放置空間和220V電源引入安全性。不同廠家、不同型號(hào)的ONU尺寸不同，在家居布線安裝時(shí)，一般難以確定當(dāng)?shù)剡\(yùn)營(yíng)商采用的ONU規(guī)格，建議選擇預(yù)留200×160×45mm空間。傳統(tǒng)的ADSL接入也可直接使用光纖箱的設(shè)備倉(cāng)安放ADSL MODEM。

箱內(nèi)電源的引入是一個(gè)比較容易被忽略的環(huán)節(jié)。首先，是對(duì)于電源的要求，考慮到ONU和箱內(nèi)其他設(shè)備供電需要，應(yīng)至少預(yù)留兩個(gè)二極插座；其次，是對(duì)安全性的考慮，一般箱內(nèi)電源接入采用小型的排插，安裝時(shí)接入電源線，除應(yīng)進(jìn)行良好的接地外，電源排插也應(yīng)選擇帶有電源線直接連接的規(guī)格產(chǎn)品，避免采用需要整體拆開(kāi)才能接線的排插。

3.2 家庭信息箱安裝位置

一般在家居布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，往往把信息箱與強(qiáng)電配電箱一起安裝在門(mén)口墻壁上，似乎不存在需要安裝位置的考慮。其實(shí)，在設(shè)計(jì)家居布線系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)選擇合適的信息箱安裝位置。

首先，弱電信息箱和強(qiáng)電配電箱都是布線線纜的匯聚點(diǎn)，根據(jù)設(shè)計(jì)施工規(guī)范，弱電管線應(yīng)與強(qiáng)電管線間隔一定距離。一般家庭裝修時(shí)，弱電施工往往不能完全符合規(guī)范要求。其次，為方便日后升級(jí)維護(hù)，布線施工應(yīng)保證墻內(nèi)為“活線”，而安裝在入口墻上的信息箱難以避免布線管線的過(guò)多轉(zhuǎn)彎，從而不能保障所有弱電布線為“活線”。再者，信息箱到各個(gè)信息點(diǎn)的距離不一，雖然對(duì)于一般家庭，距離都是符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求的，但是不能避免過(guò)多的管線，使各信息點(diǎn)（尤其是圖像、音樂(lè)）的質(zhì)量差別曾差不齊。

家庭信息箱的理想安裝位置，筆者認(rèn)為對(duì)于平面結(jié)構(gòu)住宅，應(yīng)該放置在住宅比較中心的位置，比如沙發(fā)或客廳電視柜背后，或者書(shū)房與客廳相隔的墻上，具體視房屋結(jié)構(gòu)和住戶要求決定。當(dāng)信息箱安裝位置移到家庭中央處后，可考慮在門(mén)口進(jìn)線處預(yù)留進(jìn)線盒或小型的信息箱，用于外部弱電線纜的接入。合理選擇信息箱的位置，不僅避免了前述的三個(gè)問(wèn)題，還為家庭的無(wú)線接入提供了便利條件。

3.3 家庭無(wú)線接入

目前越來(lái)越多的家庭使用無(wú)線Wifi，由于大多數(shù)家居布線廠家不能提供完善的無(wú)線接入解決方案，不少用戶通過(guò)購(gòu)買(mǎi)市面上的無(wú)線路由器，放置在信息箱中實(shí)現(xiàn)無(wú)線接入。由于信息箱金屬箱體對(duì)無(wú)線信號(hào)的影響，部分項(xiàng)目通過(guò)塑料面蓋或箱蓋打孔，實(shí)現(xiàn)無(wú)線的接入，當(dāng)然，我們都知道這不是一個(gè)理想的解決方案。

家庭無(wú)線的接入，應(yīng)從無(wú)線信號(hào)的強(qiáng)度、無(wú)線接入的性能以及局域網(wǎng)的組建、設(shè)備的放置等角度考慮。目前流行的家庭無(wú)線接入解決方案，主要問(wèn)題有：

（1）信息箱中放置桌面無(wú)線路由方式，無(wú)論采用塑料箱蓋還是箱蓋打孔方式：均存在信號(hào)強(qiáng)度以及無(wú)線路由占用箱內(nèi)空間的問(wèn)題，此外，桌面路由器發(fā)熱較大，需充分考慮散熱和供電問(wèn)題。

（2）信息箱中安裝無(wú)線路由模塊，天線安裝在箱外方式：應(yīng)考慮信息箱的安裝位置，如常見(jiàn)的安裝在住宅入口處，存在使用區(qū)域與Wifi信號(hào)最佳覆蓋區(qū)域不合的問(wèn)題。

圖2 單口信息面板替換成無(wú)線AP模塊

（3）信息箱中安裝路由器，在住宅中心區(qū)域放置無(wú)線路由器：存在設(shè)計(jì)考慮無(wú)線路由放置位置及供電的問(wèn)題；此外，二級(jí)路由的方式不利于家庭局域網(wǎng)的組建和戶內(nèi)共享。尤其是智能家居系統(tǒng)使用手機(jī)等通過(guò)Wifi接入控制其他住宅設(shè)施如電視機(jī)、空調(diào)等，容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接問(wèn)題。

理想的家庭無(wú)線接入應(yīng)避免上述問(wèn)題，在信息箱內(nèi)安裝路由器，家庭中央位置安裝無(wú)線AP，其中無(wú)線AP應(yīng)該是如同標(biāo)準(zhǔn)的信息面板，采用POE供電，可直接替換傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中的單口信息面板，信息箱內(nèi)的路由器應(yīng)支持POE供電。如圖1、圖2所示。

3.4 智能家居、家庭集中控制對(duì)布線系統(tǒng)的影響

智能家居及家庭的集中控制均需要家庭布線系統(tǒng)支持，應(yīng)考慮智能家居產(chǎn)品安裝位置以及系統(tǒng)對(duì)家庭布線、網(wǎng)絡(luò)的要求。未來(lái)的發(fā)展，將有越來(lái)越多的智能家居中央控制網(wǎng)關(guān)（模塊）以及家庭安放主機(jī)安裝在家庭信息箱內(nèi)，家庭信息箱將成為名副其實(shí)的家庭控制中心。

圖1 家庭無(wú)線接入產(chǎn)品的安裝示意圖