【摘要】本文對基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)及系統(tǒng)設計原則進行了全面的分析,介紹了智能家居的各個系統(tǒng),針對智能家居系統(tǒng)的設計原則給出了參考標準,對工程技術人員及從事智能家居系統(tǒng)設計的工程師具有參考價值。
【關鍵詞】智能家居;物聯(lián)網(wǎng);設計
1.引言
智能家居又稱智能住宅,英文為Smart-Home,簡單地說,它是融合了自動化控制系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)和網(wǎng)絡通訊技術于一體的網(wǎng)絡化智能化的家居控制系統(tǒng)。它以住宅為平臺,通過一個以計算機為依托的家居智能管理系統(tǒng),將家中的照明、環(huán)境控制、網(wǎng)絡和家電等各種設備,通過家庭網(wǎng)絡連接到一起,從而實現(xiàn)家居安全舒適、信息交互與通信的功能,構(gòu)筑未來生活自動化、人性化的理想生活。
2.智能家居系統(tǒng)介紹
2.1 門禁系統(tǒng)
門禁系統(tǒng)可包括門鎖、可視對講系統(tǒng)、智能門窗鎖控制等。現(xiàn)在門鎖采用指紋鎖,技術已很成熟了,未來技術發(fā)展了,可以用更高級的瞳孔鎖。無線多功能智能門窗(窗簾)可視對講系統(tǒng):免提,可視雙向?qū)χv,可實現(xiàn)監(jiān)視、對講、開鎖、示警等功能。門禁系統(tǒng)與手機互聯(lián),通過手機可以查看門禁系統(tǒng)的各種狀況,也可控制開關。
2.2 綜合布線系統(tǒng)
綜合布線系統(tǒng)則是通過一個總管理箱將所有設備之間連接的各種線如電線、電話線、有線電視線、寬帶網(wǎng)絡線、音響線等被統(tǒng)一規(guī)劃在一個有序的狀態(tài)下,實現(xiàn)對家用電器及各種設備的智能控制,統(tǒng)一管理居室內(nèi)的電腦、電話、電視、安防監(jiān)控設備和其他的網(wǎng)絡信息家電等,使之功能更強大、使用更方便、維護更容易、更易擴展新用途。
2.3 監(jiān)控系統(tǒng)
監(jiān)控系統(tǒng)采用視頻監(jiān)控設備與網(wǎng)絡視頻服務器相連接,用戶即可從世界各地以網(wǎng)頁瀏覽器來實時監(jiān)看影像,其為一臺可獨立運作的網(wǎng)頁服務器,所以不需專屬的計算機即可運作。在遠程的用戶只需通過手機或電腦在網(wǎng)頁瀏覽器上鍵入IP地址或網(wǎng)域名,就可實時由遠程監(jiān)看影像,當有事件產(chǎn)生時會主動發(fā)送電子郵件通知用戶(監(jiān)護小孩、老人等)。
2.4 安防系統(tǒng)
專業(yè)的家庭安防裝置,包括感應器、警報器、瓦斯偵測器、溫度偵測器、瓦斯切斷器、緊急求救按鈕等。它與監(jiān)控系統(tǒng)相連接,采用無線/有線傳輸方式,能實現(xiàn)防盜防竊、防火防毒、緊急求助、遠程監(jiān)聽、異地遙控等功能。當家中沒有人或晚上睡覺時,安防系統(tǒng)可以防范各種意外,讓你更安心。
2.5 數(shù)字娛樂客廳系統(tǒng)
致力倡導的家庭終極娛樂方式,是把云電視作為家庭的媒體中心、網(wǎng)絡中心和控制中心,再連接音響設備、游戲模擬操縱設備等,客廳的高清數(shù)字云電視作為家庭數(shù)碼產(chǎn)品的顯示中心和視聽中心,利用“云”里海量的音樂資源、影視資源、電視節(jié)目資源、游戲資源、信息資源,就可以足不出戶,得到各種娛樂。
2.6 手機遠程控制系統(tǒng)
目前,已經(jīng)有一家叫“iControl”的家庭自動化軟件開發(fā)商正在開發(fā)一款適用于蘋果iPhone的軟件,它們的軟件能使iPhone用戶遠程控制家中的空調(diào)、照明燈等家用電器。
除了以上各系統(tǒng)外,智能化家居生活還包括智能空調(diào)、地暖系統(tǒng)、智能供電系統(tǒng)、智能凈水系統(tǒng)等等。
3.智能家居的設計原則
3.1 實用性便利性
智能家居最基本的目標是為人們提供一個舒適、安全、方便和高效的生活環(huán)境。對智能家居產(chǎn)品來說,要以實用為核心,去掉作擺設的功能,產(chǎn)品以實用性、易用性和人性化為主。我們認為在設計智能家居系統(tǒng)時,應根據(jù)用戶對智能家居功能的需求,整合最實用最基本的功能。在對智能家居的設計時一定要充分考慮到用戶體驗,注重操作的便利化和直觀性,最好能采用圖形圖像化的控制界面,讓操作所見即所得。
3.2 可靠性
整個建筑的各個智能化子系統(tǒng)應能二十四小時運轉(zhuǎn),系統(tǒng)的安全性、可靠性和容錯能力必須予以高度重視。對各個子系統(tǒng),以電源、系統(tǒng)備份等方面采取相應的容錯措施,保證系統(tǒng)正常安全使用、質(zhì)量、性能良好,具備應付各種復雜環(huán)境變化的能力。首先對于高要求的對象,家庭中所有可能發(fā)生危險的地方,都需要配置相應的探頭,比如廚房要有煤氣探測,入口有門磁,窗口有窗磁或者紅外感應,近程周界的防范可以用紅外對射等等。另外可以配置危險發(fā)生時的自動應急設備,比如電磁閥、開窗器等。所有探頭布線設計上要相對獨立,以免引起誤報警或者報警后無法迅速準確定位。監(jiān)控部分的設計要注意保護隱私,攝像頭所攝取范圍,盡量不放在家人頻繁活動的范圍,可在門口、陽臺等可能發(fā)生危險的地方安裝,勿選臥室、衛(wèi)生間等處所。
3.3 標準性
智能家居系統(tǒng)方案的設計應依照國家和地區(qū)的有關標準進行,確保系統(tǒng)的擴充性和擴展性,在系統(tǒng)傳輸上采用標準的TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡技術,保證不同產(chǎn)商之間系統(tǒng)可以兼容與互聯(lián)。系統(tǒng)的前端設備是多功能的、開放的、可以擴展的設備。如系統(tǒng)主機、終端與模塊采用標準化接口設計,為家居智能系統(tǒng)外部廠商提供集成的平臺,而且其功能可以擴展,當需要增加功能時,不必再開挖管網(wǎng),簡單可靠、方便節(jié)約。設計選用的系統(tǒng)和產(chǎn)品能夠使本系統(tǒng)與未來不斷發(fā)展的第三方受控設備進行互通互連。家電控制的設計過程中,紅外轉(zhuǎn)發(fā)或者紅外學習的設備控制點必須考慮其位置上所實現(xiàn)功能的擴展性,甚至是設備的替換性,當某種設備無法滿足擴展功能時候,能有其他設備替換實現(xiàn)。
3.4 方便性
布線安裝是否簡單直接關系到成本,可擴展性,可維護性的問題,一定要選擇布線簡單的系統(tǒng),施工時可與小區(qū)寬帶一起布線,簡單、容易;設備方面容易學習掌握、操作和維護簡便。系統(tǒng)在工程安裝調(diào)試中的方便設計也非常重要。針對這個問題,系統(tǒng)在設計時,就應考慮安裝與維護的方便性,比如系統(tǒng)可以通過Internet遠程調(diào)試與維護。通過網(wǎng)絡,不僅使住戶能夠?qū)崿F(xiàn)家庭智能化系統(tǒng)的控制功能,還允許工程人員在遠程檢查系統(tǒng)的工作狀況,對系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進行診斷。這樣,系統(tǒng)設置與版本更新可以在異地進行,從而大大方便了系統(tǒng)的應用與維護,提高了響應速度,降低了維護成本。
3.5 先進性
在滿足用戶現(xiàn)有需求的前提下,設計時應充分考慮各種智能化適應技術迅猛發(fā)展的趨勢,不僅在技術上保持最先進和適度超前,而且更注重采用最先進的技術標準和規(guī)范,以適應未來技術發(fā)展的趨勢,以使整個系統(tǒng)可以隨著技術的發(fā)展和進步,具有更新、擴充和升級的能力。系統(tǒng)設計遵循開放性原則,軟件、硬件、通信接口、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等符合國際標準,使系統(tǒng)具備良好的兼容性和擴展性。
3.6 多方位合作
智能家居是一個系統(tǒng)工程,設計應該是多方位的合作,包含家居整體在內(nèi),需要在用戶需求、使用場所、可用性、外觀和工業(yè)設計等方面進行探討,形成一致意見再進行產(chǎn)品的拓展研發(fā)。要將任務進行分解,形成團隊合作,各自負責自己的任務,這樣一個團隊密切合作,共同確定產(chǎn)品的整體設計,系統(tǒng)的完整性。
4.結(jié)束語
衡量一個家庭的智能化系統(tǒng)是否合理,很大程度上市不在于智能化系統(tǒng)的先進性,主要是在于智能化系統(tǒng)的設計和住宅的基本情況是否合理搭配,做到最小的投入從而得到最大的產(chǎn)出。
參考文獻
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作者簡介:杜秋來(1979—),男,湖南婁底人,碩士,副教授,研究方向:無線通信及機器人技術。