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理念与原则

TIME:2017-11-18   click: 117 次

设计理念

智能家居——不只是智能 更是人性化

设计原则

衡量一个住宅小区智能化系统的成功与否,并非仅仅取决于智能化系统的多少、系统的先进性或集成度,而是取决于系统的设计和配置是否经济合理并且系统能 否成功运行,系统的使用、管理和维护是否方便,系统或产品的技术是否成熟适用,换句话说,就是如何以最少的投入、最简便的实现途径来换取最大的功效,实现 便捷高质量的生活。
为了实现上述目标,智能家居系统设计时要遵循以下原则:
一、实用便利
智能家居最基本的目标是为人们提供一个舒适、安全、方便和高效的生活环境。对智能家居产品来说,最重要的是以实用为核心,摒弃掉那些华而不实,只能充作摆设的功能,产品以实用性、易用性和人性化为主。
在设计智能家居系统时,应根据用户对智能家居功能的需求,整合以下最实用最基本的家居控制功能:包括智能家电控制、智能灯光控制、电动窗帘控制、防盗报警、门禁对讲、煤气泄露等,同时还可以拓展诸如三表抄送、视频点播等服务增值功能。对很多个性化智能家居的控制方式很丰富多样,比如:本地控制、遥控控制、集中控制、手机远程控制、感应控制、网络控制、定时控制等等,其本意是让人们摆脱繁琐的事务,提高效率,如果操作过程和程序设置过于繁琐,容易让用户产生排斥心理。所以在对智能家居的设计时一定要充分考虑到用户体验,注重操作的便利化和直观 性,最好能采用图形图像化的控制界面,让操作所见即所得。
二、可靠性
整个建筑的各个智能化子系统应能二十四小时运转,系统的安全性、可靠性和容错能力必须予以高度重视。对各个子系统,以电源、系统备份等方面采取相应的容错措施,保证系统正常安全使用、质量、性能良好,具备应付各种复杂环境变化的能力。
三、标准性
智能家居系统方案的设计应依照国家和地区的有关标准进行,确保系统的扩充性和扩展性,在系统传输上采用标准的TCP/IP协议网络技术,保证不同产商 之间系统可以兼容与互联。系统的前端设备是多功能的、开放的、可以扩展的设备。如系统主机、终端与模块采用标准化接口设计,为家居智能系统外部厂商提供集 成的平台,而且其功能可以扩展,当需要增加功能时,不必再开挖管网,简单可靠、方便节约。设计选用的系统和产品能够使本系统与未来不断发展的第三方受控设备进行互通互连。
四、方便性
布线安装是否简单直接关系到成本,可扩展性,可维护性的问题,一定要选择布线简单的系统,施工时可与小区宽带一起布线,简单、容易;设备方面容易学习掌握、操作和维护简便。系统在工程安装调试中的方便设计也非常重要。家庭智能化有一个显着的特点,就是安装、调试与维护的工作量非常大,需要大量的人力物力投入,成为制约行业发展的瓶颈。针对这个问题,系统在设计时, 就应考虑安装与维护的方便性,比如系统可以通过Internet远程调试与维护。通过网络,不仅使住户能够实现家庭智能化系统的控制功能,还允许工程人员 在远程检查系统的工作状况,对系统出现的故障进行诊断。这样,系统设置与版本更新可以在异地进行,从而大大方便了系统的应用与维护,提高了响应速度,降低 了维护成本。
五、轻巧型
“轻巧”型智能家居产品顾名思义它是一种轻量级的智能家居系统。“简单”、“实用”、“灵巧”是它的最主要特点,也是其与传统智能家居系统最大的区别。所以我们一般把无需施工部署,功能可自由搭配组合且价格相对便宜可直接面对最终消费者销售的智能家居产品称为“轻巧”型智能家居产品。

详细设计

一、子系统
智能家居系统包含的主要子系统有:家居布线系统、家庭网络系统、智能家居(中央)控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统、背景音乐系统(如TVC平板音响)、家庭影院与多媒体系统、家庭环境控制系统等八大系统。其中,智能家居(中央)控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统是必备系统,家居布线系统、家庭网络系统、背景音乐系统、家庭影院与多媒体系统、家庭环境控制系统为可选系统。
在智能家居系统产品的认定上,厂商生产的智能家居(智能家居系统产品)必须是属于必备系统,能实现智能家居的主要功能,才可称为智能家居。因此,智能家居(中央)控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统都可直接称为智能家居(智能家居系统产品)。而可选系统都不能直接称为智能家居,只能用智能家居加上具体系统的组合表述方法,如背景音乐系统,称为智能家居背景音乐。将可选系统产品直接称作智能家居,是对用户的一种误导行为。
在智能家居环境的认定上,只有完整地安装了所有的必备系统,并且至少选装了一种及以上的可选系统的智能家居才能称为智能家居。
根据2012年4月5日中国室内装饰协会智能化委员会《智能家居系统产品分类指导手册》的分类依据,智能家居系统产品共分为二十个分类: 
  1. 控制主机(集中控制器):Smarthome Control Center。
  2. 智能照明系统。Intelligent Lighting System(ILS)。
  3. 电器控制系统。Electrical Apparatus Control System(EACS)。
  4. 家庭背景音乐。Whole Home Audio(WHA)。
  5. 家庭影院系统。Speakers, A/V & Home Theater。
  6. 对讲系统。Video Door Phone(VDP)。
  7. 视频监控。Cameras and Surveillance。
  8. 防盗报警。Home Alarm System。
  9. 电锁门禁。Door Locks & Access Control。
  10. 智能遮阳(电动窗帘)。Intelligent Sunshading System/Electric Curtain。
  11. 暖通空调系统。Thermostats & HVAC Controls。
  12. 太阳能与节能设备。Solar & Energy Savers。
  13. 自动抄表。Automatic Meter Reading System(AMR)。
  14. 智能家居软件。Smarthome Software。
  15. 家居布线系统。Cable & Structured Wiring。
  16. 家庭网络。Home Networking。
  17. 厨卫电视系统。Kitchen TV & Bathroom Built-In TV System。
  18. 运动与健康监测。Exercise and Health Monitoring。
  19. 花草自动浇灌。Automatic Watering Circuit。
  20. 宠物照看与动物管制。Pet Care & Pest Control。
二、技术协议
当下智能家居技术主要指的是通讯或控制协议,专业来看这里主要涉及硬件接口和软件协议两部分,笼统来看市场上主要分为两大派别,即大家经常听到的无线与有线技术:
有线方式
  1. RS485
  2. IEEE802.3 (Ethernet)
  3. EIB/KNX
  4. LonWorks
  5. X-10,PLC-BUS
  6. PLC-BUS概述
  7. CresNet,AXLink等等Net或Link
智能家居有线技术参数比较智能家居有线技术参数比较
除了X-10,PLC-BUS之外,几乎没有专门针对智能家居行业制定的通讯技术;而有趣的是X-10电力线载波技术甚至早在上世纪70年代就研制成功开始应用与家居自动化领域了,在我们国内也是2000年左右就被引入并开始推广了,但是市场局面一直难于打开,难于广泛推广的主要原因除了设备成本与人们需求不匹配之外,还在于技术本身的种种问题。
  为什么电力线载波技术曾经甚至还一直能够被很多人寄予厚望?最主要的原因就是该技术让我们在部署智能家居系统的时候可以免于另外布线,单独布线是件实施复杂、维护困难、成本只升不降的费力不讨好的事情,所以当然我们不想单独为了这个“锦上添花”的需求再花费那么多线在屋子里,如果我们有个完美的技术方案可以将家里的电力线都能省去的话,我想将来也会被广泛采用。回到电力线载波技术本身的问题,最主要还是出现在稳定性上,因为电力网络环境实在太糟糕,尤其是国内的电网,如果我们要实现足够稳定地在电力线上通讯,需要花费的代价太大,尽管后来PLC-BUS提高了一定的稳定性,但是仍旧难以达到稳定持续的通讯质量,况且电网环境变化多端,后期维护有点捉襟见肘、搞得定一时,搞不定一世呀。除此之外,电力线通讯还涉及到对公共电网的二次污染以及信息安全性的问题等等。
  所以虽然电力线载波技术虽然产生得非常早期,但是人们还是不停地从其他领域寻找合适的有线技术开发智能家居产品,甚至自创私有技术协议进行产品开发,当然因为各种有线技术都有其优劣势,所以一直群雄相争、各分天下,也许也正因为如此,智能家居行业一直不愠不火,没有突破性的进展,行业规模也一直较小。
无线方式
  1. RF射频技术
  2. 蓝牙(Bluetooth)
  3. WiFi
  4. Zigbee
  5. Z-Wave
  6. Enocean
无线技术的出现满足了人们对自由的向往,但是无线技术与有线技术的PK就此结束了吗?在没有出现一个杀
手级的无线技术之前,这场硝烟一定还会继续下去,除了电力线载波之外,所有的有线技术都会告诉你他们基于专用通讯线缆的系统是多么地稳定和必要。但人们并不会因此满足,从最普遍的RF433/315MHz等点对点技术开始就试图寻找一个稳定且廉价的无线智能家居技术方案,原本智能家居系统最为重视的是稳定性、灵活性与安全性,看起来Zigbee是应运而生的,蓝牙(Bluetooth)也在有主动靠近智能家居行业的举动;WiFi作为低成本、最易与互联网连接的智能家居技术解决方案也广受欢迎。
主流技术
智能家居领域由于其多样性和个性化的特点,也导致了技术路线和标准众多,没有统一通行技术标准体系的现状,从技术应用角度来看主要有三类主流技术:
第一类——总线技术类
总线技术的主要特点是所有设备通信与控制都集中在一条总线上,是一种全分布式智能控制网络技术,其产品模块具有双向通信能力,以及互操作性和互换性,其控制部件都可以编程。典型的总线技术采用双绞线总线结构,各网络节点可以从总线上获得供电,亦通过同一总线实现节点间无极性、无拓扑逻辑限制的互连和通信。
总线技术类产品比较适合于楼宇智能化以及小区智能化等大区域范围的控制,但一般设置安装比较复杂,造价较高,工期较长,只适用新装修用户。
第二类——无线通信技术类
无线通信技术众多,已经成功应用在智能家居领域的无线通信技术方案主要包括:射频(RF)技术(频带大多为315 和433.92MHz)、VESP协议、IrDA红外线技术、HomeRF 协议、Zigbee 标准、Z-Wave 标准、Z-world 标准、X2D 技术等。
无线技术方案的主要优势在于无需重新布线,安装方便灵活,而且根据需求可以随时扩展或改装,可以适用于新装修用户和已装用户。
第三类——电力线载波通信技术
电力线载波通信技术充分利用现有的电网,两端加以调制解调器,直接以50Hz 交流电为载波,再以数百KHz 的脉冲为调制信号,进行信号的传输与控制。