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      智能家居是IT技術(特別是計算機技術)、網絡技術、控制技術向傳統家電產業滲透發展的必然結果。由社會背景之層面來看,近年來信息化的高度發展,通信的自由 化與高層次化,業務量的急速增加與人類對工作環境的安全性、舒適性、效率性要求的提高,造成家居智能化的需求大為增加,在科學技術方面,由于計算機控制技術的發展與電子信息通信技術的成長,也促成了智能家居的誕生。

      智能家居是一個多功能的技術系統,包括可視對講、家庭內部的安全防范、家居綜合布線系統、照明控制、家電控制、室內環境狀況監測和設備控制、遠程的視頻監控、聲音監聽、家庭的影音系統,還有包括遠程醫療、遠程教學等。家居智能化包含的內容比較多,而且國內目前的產品總線制、電力線載波、無線等方式,在網絡連接方面基本上灑用總線制聯網、電話聯網或者通過以太網方式來實現。

      國內智能家居基本由以下幾個方向演變而來:

     ?。?) 傳統的可視對講、家庭防盜產品生產廠家也有一定的電子開發、生產等經驗,在其原有產品基礎上增加控制功能和其他一些功能,來實現家庭自動化,這些公司有一定的工程、設計院等關系和網絡,并利用原對講產品市場來推廣產品。

     ?。?) 傳統的家電企業、IT企業看好該領域,這些企業結合其在家電控制領域、IT領域的優勢開發出智能家居的產品,能更好地和家電結合在一起他們利用自己的渠道優勢和市場影響力,積累多年的管理經驗、生產經驗和良好的售后服務、信譽來打開市場。

      智能家居主要包括以下以下內容:

     ?。?) 家居布線系統:家庭智能化的實現,第一步就要進行家庭布線的基礎設施建設,家居布線系統把電話、有線電視、電腦網絡、影音系統、家庭自動化控制系統的布線統一規劃、布局、集中管理,為實現家居智能化提供網絡平臺,通過家居綜合布線既可以實現自動化的控制,又可以做到資源共享,家庭內部只需一臺影碟機、音響、衛星電視接收機就可以在家庭內部每一個房間觀看電影、享受音樂,可以實現多臺電腦聯網,共享寬帶服務,多路電話任意接聽、轉接。而且采用綜合布線,使得家庭內部布線系統具有良好的擴展性和可升級性,滿足不同用戶現在和未來的需求。

     ?。?) 家居安防系統:人們對于安防系統的要求越來越高,家居安防系統可以有效的利用技防手段來實現安全防范。家居安防系統包括防盜、防燃氣泄漏、防火等功能,同時可備遠程監控,便得住戶可以遠程通過網絡或電話隨時了解家庭內部情況,同時可監聽或者監視聽或者監視家庭內部情況。

     ?。?) 家庭自動化系統:智能家居的主體在于家庭自動化,將來家庭自動化的主體是家電、照明等電氣設備的控制??赵捵詣踊到y能夠通過集中或者分布式控制家庭內部照明或者家電,住戶可以通過網絡或者電話遠程控制家庭內部設備。家居自動化系統是將來智能家居的主要發展方向。

     ?。?) 家庭體驗系統:人們對生活體驗的要求越來越高,對家庭內部影音系統、家庭內部環境、網絡虛擬環境等的需求也越來越高,用在這方面的消費支出會越來越高,將來的家居智能化也會更多的滿足人們這些消費。

      目前國內的各種智能化系統和產品雖然很多,但更多的是系統相互獨立、集成度比較低、各個系統相互聯系不大、家庭內部沒有統一的平臺。

      海爾集團在介入智能家居領域以后,把重心放在了智能家居平臺的研究上,重點研究各個家庭智能化系統的整合。

      3 海爾智能家居集成系統

      3.1 小區智能化的核心是家庭智能化

      小區的智能化,涉及小區的周邊、小區內以及住戶家庭的智能化:在智能化住宅小區的周邊及內部設置安全防范系統,并在家庭內設置可視對講、防盜報警控測器、緊急求助和報警按鈕、可燃氣體探測報警等家庭安全防范系統,設置三表(或四表)出戶計量系統,家電控制以及電視、電話和計算機網絡服務,為住戶需求的高速通信提供可能。家庭智能化部分與信戶生活息息相關,不但滿足了住戶生活的舒適性、便利性,改善住戶居住環境,提高住戶生活水平,改變住戶生活方式,是小區智能化的核心。

      家庭內大多數的子系統和設備都以通過智能家庭網絡聯網實現自動化。相信不久的將來,甚至日常器具也可以通過增加其內在智能,在網絡上發送信息。統一的網絡結構和控制平臺,靈活的接入方式,高可靠性和兼容性,低成本,提供舒適、安全和高效的家庭環境,是研究智能家庭網絡的目標。

      3.2智能家居集成平臺系統

      3.2.1智能家居

      智能家居是指利用先進的計算機技術、網絡通信技術、綜合布線技術,將與家居生活有關的名種子系統,有機地結合在一起,通過統籌管理,讓家居生活更加舒適、安全、有效。與普通的家居相比,智能家居不公具有傳統的居住功能,提供舒適安全、高品位且宜人的空話生活空間;還由原來的被動靜止結構轉變為具有能動智慧的工具,幫助家庭與外部保持信息交流暢通,優化人們的生活方式,甚至為各種能源支出節約資金。

      智能家居的基本目標是:將家庭中各種與信息相關的通信設備,家用電器和家庭保安裝置通過家庭總線技術(HBS)連接到一個家庭智能化系統上進行集中的或者異地的監視、控制和家庭事務性管理,交保持這些家庭設施與住宅環境的和諧與協調。

      3.2.2 智能家居平臺系統的主要功能

      作為小區智能化系統的核心,智能家居平臺系統通過其核心設備――家庭智能終端來實現家庭智能化的功能。家庭智能終端是來實現家庭智能化的功能。家庭智能終端是智能家成的心臟,通過它實現系統信息的采集、信息輸入、邏輯處理、信息輸出、聯動控制等功能。

      家庭智能終端的功能如下:

     ?。?) 家庭安防:安全是居民對智能家居的首要要求,家庭安防由此成為智能家居的首要組成部分。家庭安防報警、門窗磁報警、緊急求助報警、燃氣泄漏報警、火災報警等。當家庭智能張端處于布防狀態時,紅外探頭探測到家中有人走動,就會自動報警,通過蜂鳴器和語音實現本地報警;同時,報警信息報到物業管理中心,還可以自動撥號到主人的手機或電話上。

     ?。?) 可視對講:通過集成與顯示技術,家庭智能終端上集成了可視對講功能,無需另外設置室內分機即可實現可視對講的功能。

     ?。?) 遠程抄表:水、電、氣表的遠程自動抄收計費是物業管理的一個重要部分,它的實現解決了入戶抄表的低效率、干擾性和不安全因素。

     ?。?) 網絡家電:網絡家電是智能家居集成系統的重要組成和支持部分,代表著家庭智能化的發展方向。通過統一的家電聯網接口,將網絡家電與家庭智能終端相連,組成網絡家電系統,實現家用電器的遠程監控、故障遠程診斷等功能。

     ?。?) 家庭短信:物業管理中心與家庭智能終端聯網,對住戶發布信息,住戶可通過家庭智能終端的交互界面選擇物業管理公司提供的各種服務。

     ?。?) 物業報修:通過家庭智能終端可以向物業管理部門申請維修、預訂等指定社區服務。

      3.2.3 智能家居平臺系統的技術特點

      智能家庭網絡隨著集成技術、通信技術、互操作能力和布線標準的實現而不斷改進,它涉及到對家庭網絡內所有的智能器具、設備和系統的操作、管理,以及集成技術的應用。

     ?。?) 通過家庭網關――家庭智能終端及其系統軟件建立家居智能平臺系統。

      家庭網磁是智能家庭局域網的核心部分,主要完成家庭內部網絡各咱不同通信協議之間的轉換和信息共享,以及同外部通信網絡之間的數據交換功能,同時網關一般還負責家庭智能設備的管理和控制。

      用計算機技術、微電子技術、通信技術,家庭智能終端(家庭網關)將家庭智能化的幾乎所有功能集成起來,使智能家居建立在一個統一的平臺之上。首先,家庭內部網絡與外部網絡之間的輿通暢、準確;其次,還要保證能夠識別能過網絡輿過來的指令是合法的布不是“黑客”的非法入侵。因此,家庭智能終端既是家庭信息的交通樞紐,又是信息化家庭的保護神。

     ?。?) 通過通信模塊實現與網絡家電的互聯

      為實現家用電器的網絡功能,每臺家電 都要擁有通信模塊。對于不同的物理輿介質,需要有不同的通信模塊,通信模塊是傳統家電升級為網絡家電的接口。為保證各家電之間以及以及家電網絡和網關之間的正確通信,必須制訂一套完整的通信協議。

     ?。?) 嵌入式系統的應用
    傳統的家用電器絕大多數是由單片機控制,從傳統家電升級為網絡家電之后,為實現網絡技術和家電控制系統的無縫連接,將具有網絡功能的嵌入式軟件和單片機的控制軟件程序作了相應的調整,使之有機地結合成完整的嵌入式系統。

      3.2.4家庭自動化(Home Automatiom)

      家庭自動化是指利用微處理電子技術,來集成或控制家中的電子電器產品或系統(如照明燈、空調、熱水器、電腦設備、保安系統、視訊及音響系統等)。家庭化系統主要是以一個中央微處理機(Central Processor Unit CPU)接收來自相關電子電器產品的信息后,再以既定的程序發送適當的信息給其它電子電器產品。中央微處理機必須透過許多界面來控制家中的電器產品,這些界面可以是鍵盤,也可以是觸摸式屏幕、按鈕、電腦、電話機、遙控器等;消費者者可發送信號中央微處理機,或接收來自中央微處理機的信號。

      隨著網絡技術的普遍應用,網絡家電的逐步成熟,家庭自動化的許多功能將融入到這些新產品中去??梢?,家庭自動化是智能家居的研究方向。

      結合當前信息技術的發展和人類對居信環境的要求,可以預見未來的智能家居將以下功能:收發和保存信息;管理個人或家庭的經濟情況;管理家庭的通信需求;管理電源和設備的使用;提供安全和可靠的環境;無需維護的運行;簡單的操作;可根據個人或家庭生活方式定制。

      3.3網絡家電系統

      網絡家電是將普通家電器利用數字技術、網絡技術及智能控制技術設計的新型家電產品。網絡家是可以互聯成一個家庭內部網絡,這個網絡又可以與外部互聯網相連,從而形成網絡家電系統。

      可見,網絡家電技術包括兩層面:首先就是家電之間的互聯問題,也就是使不同家電之間能夠互相識別,協同工作。第二個層面是解決家電網絡與家庭網絡、外部網絡的通信,使家庭中的家電網絡真正成為家庭網絡、外部網絡的延伸。

      海爾集團根據社區智能化及家電的發展趨勢,結合小區智能化技術以及家電網絡化技術,開發了包括家庭網關(家庭智能終端)、網絡空高、網絡熱水器、網絡洗衣機、網絡洗碗機、網絡冰箱、網絡微波爐等在內的全系列網絡家電產品,技術先進。

      3.3.1 網絡家電系統功能

      海爾的網絡家電產品具有以睛主要功能:

     ?。?) 遠程控制:通過遠程的電腦電話、手機,便可以對家中的熱水器、空調等電器進行操作。如進行空調、熱水器的遠程開關,溫度等的調節。

     ?。?) 遠程查詢:通過遠程的電腦,可以查詢家中電器的工作狀態,如空調、熱水器等是否關閉。

     ?。?) 可以實現對家電的集中統一控制與管理:如可以科學分配電力等能源供應,實現分時供電,合理調配大功率電器的協調運行。

     ?。?) 可以實現故障信息自動論斷、反饋:家電的故障信息以及使用不正確的信息可以自動論斷、并反饋到服務中心的計算機系統中,使廠家能立即為用戶提供遠程或上門服務。

     ?。?) 生活模式控制:連在家庭網絡上的電器,可以根據主人的生活規律和生活習慣,通過自學習,自動啟停、自動改變運轉狀態,從而大大簡化操作,方便人們的日常生活,提高生活質量。

      3.3.2 海爾網絡家電 系統的技術特點

      海爾網絡家電系統,是家庭網絡技術、家電控制技術、社區智能化技術等互相結合的產物。它從滿足用戶需求的角度出發,采用了國際上成熟的基礎技術,完成了以上技術跨學科整合。

      要實現對家用電器的遠程控制和家電的互操作,必須解決家庭組網和網絡接入問題。與企業網不同,家庭組網目前還面臨著一些技術問題,如用戶的聯網要求必須價格低廉、易于安裝、配置和使用,不需要很多技術維護知識等,同時,家庭聯網還必須考慮物理傳輸介質的問題,使新建住宅和老式住宅均可以方便地組網。

      從網絡通信的角度看,家庭網絡包含了物理層、數據鏈路層、網絡層、傳送層、會話層、表示層、應用層共七層結構:物理層的目的是將原始比特流從一個網絡家電運送到另一個網絡家電;數據鏈路層主要討論在數據鏈路上幀流的傳輸問題;網絡層主要處理分組在網絡中的傳輸;傳送層的任務是提供可靠的、經濟的數據從源頭到目的地之間的傳輸;會話層主要控制用戶間的會話;表示層主要處理應用實體間交換數據的語法,其目的是解決格式和數據表示的差別;應用層就用進程提供訪問OSI環境的方法。

      目前網絡的物理傳輸介質有雙絞線、電線載波和無線(RF)等。針對不同的物理傳輸介質,國際上天形成相應的家電互聯技術規范或協議,其中有代表性的有:LonWorks、CEBus、HomePNA、HomeRF等。LonWorks完整的七支協議,支持上述三種物理傳輸介質,用于各行各業自動化監控系統,網絡拓撲可以是總線型的,也可以是其它拓撲結構。協議都包括在其神經元芯片中。CEBus(EIA600)是一個開發式的標準,支持電力線載波、雙絞線、無線(RF)及電纜通信,主控制器完成高層應用和網管功能,它與數據鏈路層核心控制器以及物理層收發信機相連。HomePNA(家庭電話線網絡聯盟)意在采肜單一通用的電話線網絡聯盟標準,迅速為市場提供一系列家庭網絡解決方案。其物理層采頻分多路復用(FDM)方式,用戶使用符合HomePNA規范的產品,可以利用現存的電話線連接計算機和其他家用設備,實現共享Internet訪問、共享數據和應用程序以及共享我設,與此同時還可以進行正常電話通話。

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