智能家居是在物聯網的影響之下物聯化體現。智能家居通過物聯網技術將家中的各種設備(如音視頻設備、照明系統、窗簾控制、空調控制、安防系統、數字影院系統、網絡家電以及三表抄送等)連接到一起,提供家電控制、照明控制、窗簾控制、電話遠程控制、室內外遙控、防盜報警、環境監測、暖通控制、紅外轉發以及可編程定時控制等多種功能和手段。與普通家居相比,智能家居不僅具有傳統的居住功能,兼備建筑、網絡通信、信息家電、設備自動化,集系統、結構、服務、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環保的居住環境,提供全方位的信息交互功能,幫助家庭與外部保持信息交流暢通,優化人們的生活方式,幫助人們有效安排時間,增強家居生活的安全性,甚至為各種能源費用節約資金。
智能家居是以住宅為平臺,利用綜合布線技術、網絡通信技術、安全防范技術、自動控制技術、音視頻技術將家居生活有關的設施集成,構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統,提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術性,并實現環保節能的居住環境。
智能家居集成是利用綜合布線技術、網絡通信技術、安全防范技術、自動控制技術、音視頻技術將家居生活有關的設備集成。由于智能家居采用的技術標準與協議的不同,大多數智能家居系統都采用綜合布線方式,但少數系統可能并不采用綜合布線技術,如電力載波,不論哪一種情況,都一定有對應的網絡通信技術來完成所需的信號傳輸任務,因此網絡通信技術是智能家居集成中關鍵的技術之一。安全防范技術是智能家居系統中必不可少的技術,在小區及戶內可視對講、家庭監控、家庭防盜報警、與家庭有關的小區一卡通等領域都有廣泛應用。自動控制技術是智能家居系統中必不可少的技術,廣泛應用在智能家居控制中心、家居設備自動控制模塊中,對于家庭能源的科學管理、家庭設備的日程管理都有十分重要的作用。音視頻技術是實現家庭環境舒適性、藝術性的重要技術,體現在音視頻集中分配、背景音樂、家庭影院等方面。
又稱智能住宅。通俗地說,它是融合了自動化控制系統、計算機網絡系統和網絡通訊技術于一體的網絡化智能化的家居控制系統。智能家居將讓用戶有更方便的手段來管理家庭設備,比如,通過家觸摸屏、無線遙控器、電話、互聯網或者語音識別控制家用設備,更可以執行場景操作,使多個設備形成聯動;另一方面,智能家居內的各種設備相互間可以通訊,不需要用戶指揮也能根據不同的狀態互動運行,從而給用戶帶來最大程度的高效、便利、舒適與安全。
主要技術
家庭自動化
家庭自動化系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,例如:照明燈、咖啡爐、電腦設備、保安系統、暖氣及冷氣系統、視訊及音響系統等。家庭自動化系統主要是以一個中央微處理機(CentralProcessorUnit,CPU)接收來自相關電子電器產品(外界環境因素的變化,如太陽初升或西落等所造成的光線變化等)的訊息后,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,也可以是觸摸式熒幕、按鈕、電腦、電話機、遙控器等;消費者可發送信號至中央微處理機,或接收來自中央微處理機的訊號。
家庭自動化是智能家居的一個重要系統,在智能家居剛出現時,家庭自動化甚至就等同于智能家居,今天它仍是智能家居的核心之一,但隨著網絡技術有智能家居的普遍應用,網絡家電/信息家電的成熟,家庭自動化的許多產品功能將融入到這些新產品中去,從而使單純的家庭自動化產品在系統設計中越來越少,其核心地位也將被子家庭網絡/家庭信息系統所代替。它將作為家庭網絡中的控制網絡部份在智能家居中發揮作用。
家庭網絡
首先大家要把這個家庭網絡和純粹的“家庭局域網”分開來,我們在本書中還會提到“家庭局域網/家庭內部網絡”這一名稱,它是指連接家庭里的PC、各種外設及與因特網互聯的網絡系統,它只是家庭網絡的一個組成部份。家庭網絡是在家庭范圍內(可擴展至鄰居,小區)將PC、家電、安全系統、照明系統和廣域網相連接的一種新技術。當前在家庭網絡所采用的連接技術可以分為“有線”和“無線”兩大類。有線方案主要包括:雙絞線或同軸電纜連接、電話線連接、電力線連接等;無線方案主要包括:紅外線連接、無線電連接、基于RF技術的連接和基于PC的無線連接等。
家庭網絡相比起傳統的辦公網絡來說,加入了很多家庭應用產品和系統,如家電設備、照明系統,因此相應技術標準也錯綜復雜,這里面也牽涉太多知名的網絡廠家和家電廠家的利益,我們在智能家居技術一章中將對各種技術標準作詳細介紹。家庭網絡的發展趨勢是將智能家居中其它系統融合進去,最終一統天下。
網絡家電
網絡家電是將普通家用電器利用數字技術、網絡技術及智能控制技術設計改進的新型家電產品。網絡家電可以實現互聯組成一個家庭內部網絡,同時這個家庭網絡又可以與外部互聯網相連接??梢姡W絡家電技術包括兩個層面:首先就是家電之間的互連問題,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外部網絡的通信,使家庭中的家電網絡真正成為外部網絡的延伸。
要實現家電間互聯和信息交換,就需要解決:1.描述家電的工作特性的產品模型,使得數據的交換具有特定含義;2.信息傳輸的網絡媒介。在解決網絡媒介這一難點中,可選擇的方案有:電力線、無線射頻、雙絞線、同軸電纜、紅外線、光纖。認為比較可行的網絡家電包括網絡冰箱、網絡空調、網絡洗衣機、網絡熱水器、網絡微波爐、網絡炊具等。網絡家電未來的方向也是充分融合到家庭網絡中去。
信息家電
信息家電應該是一種價格低廉、操作簡便、實用性強、帶有PC主要功能的家電產品。利用電腦、電信和電子技術與傳統家電(包括白色家電:電冰箱、洗衣機、微波爐等和黑色家電:電視機、錄像機、音響、VCD、DVD等)相結合的創新產品,是為數字化與網絡技術更廣泛地深入家庭生活而設計的新型家用電器,信息家電包括PC、機頂盒、HPC、DVD、超級VCD、無線數據通信設備、視頻游戲設備、WEBTV、INTERNET電話等等,所有能夠通過網絡系統交互信息的家電產品,都可以稱之為信息家電。音頻、視頻和通信設備是信息家電的主要組成部分。另一方面,在傳統家電的基礎上,將信息技術融人傳統的家電當中,使其功能更加強大,使用更加簡單、方便和實用,為家庭生活創造更高品質的生活環境,比如模擬電視發展成數字電視,VCD變成DVD,電冰箱、洗衣機、微波爐等也將會變成數字化、網絡化、智能化的信息家電。
從廣義的分類來看,信息家電產品實際上包含了網絡家電產品,但如果從狹義的定義來界定,我們可以這樣做一簡單分類:信息家電更多的指帶有嵌入式處理器的小型家用(個人用)信息設備,它的基本特征是與網絡(主要指互聯網)相連而有一些具體功能,可以是成套產品,也可以是一個輔助配件。而網絡家電則指一個具有網絡操作功能的家電類產品,這種家電可以理解是我們原來普通家電產品的升級。
信息家電由嵌入式處理器、相關支撐硬件(如顯示卡、存儲介質、IC卡或信用卡等讀取設備)、嵌入式操作系統以及應用層的軟件包組成。信息家電把PC的某些功能分解出來,設計成應用性更強、更家電化的產品,使普通居民步人信息時代的步伐更為快速,是具備高性能、低價格、易操作特點的lnternet工具。信息家電的出現將推動家庭網絡市場的興起,同時家庭網絡市場的發展又反過來推動信息家電的普及和深人應用。
安防產品和技術的應用
視頻監控
視頻監控就是智能家居的眼睛??赡芪覀兪紫认氲降氖羌依锸覂葯C的顯示屏可以顯示到訪的客人,是的,這就是它們結合成果之一。這里視頻監控與智能家居的結合就是在區口機、梯口機、室內機上分別嵌入攝像頭,當訪客通過區口機或梯口機呼叫住戶時,攝像頭就把訪客的影像上傳到住戶室內機的顯示屏上,實現訪客、住戶單向可視對講。相比以前家居系統的單單語音對講,顯的更安全、更方便,因為你可以通過攝像頭看到訪客,輕松決定是否要接見;同時我們也發現區口機、梯口機、室內機有留影留言功能,回家后就可以看到訪客及家人的留影留言。我們可以感受到嵌入式攝像頭給我們生活帶來的便利。
在特定點安裝攝像機,接入智能家居,通過它的網絡功能,特別是現在3G技術的發展,我們可以通過電腦或者手機監看居家室內/車庫/房屋等的環境、老人/小孩/寵物的看護、保姆的工作情況等,隨時隨地了解家中的情況;還可以實現報警聯動功能,目前很多家庭都會安裝一些探測器,如燃氣泄漏探測器,紅外幕簾探測器等,通過與攝像機聯動,當室內異?;蛘呷肭謭缶耐瑫r聯動攝像機拍照,物業及業主就可以第一時間接收報警及現場的照片,對處理報警事件就有了更大的幫助,有時候一次報警只是家里的寵物或者窗簾的飄動引起探測器的誤報。
存在的缺點與困難
有了這些優點,兩者的發展是否就順風順水了。先看看我們的抱怨與擔憂:嵌入的攝像頭我們目前還不是很滿意,比較突出的是它的圖像并不是我們想像的那么清晰,特別是現在高清化的發展,人們對清晰度的要求也有越來越高,而更作為安全防范的第一關,清晰更是顯得重要了,俗話說,細節決定勝敗,如果只是模糊的眼睛,豈不是一大敗筆;
其次和網絡結合方便了我們遠程的控制與監看,但信息的竊取,家庭隱私的暴露,會不會成為我們的恐慌,在沒有安全保障的情況下,這些信息很容易被不法分子利用,而你安裝的攝像機卻成了不法分子窺視你家秘密的工具;再有就是家居視頻的管理,安裝了攝像機用于拍攝錄像,家庭的不像監控機房那樣有人專門負責監視器前的查看,管理整個監控系統,家居視頻管理的實時性問題就顯得比較突出,你沒有專人,你也不可能一直盯在手機或電腦的屏幕前,但要是事情發生了,我們還不知道,不能及時的通知和處理,那豈不是成了擺設。
再看看兩者的結合是跨產業的合作,發展自然少不了各系統集成商的密切合作,但在市場經濟的殘酷競爭和經營觀念的雙重影響下,人們都想在本行業以及相關的行業占領上風,搶占市場,有著各自的經濟追求以及寬帶網運營商、接入商、增值服務商、寬帶設備與寬帶應用軟件生產商、智能小區投資開發商、物業管理商等等一系列商家的配合還尚需時日等因素造成目前技術標準還難以統一、價格的昂貴以及不滿足用戶不同的實際功能需求等。我們是否要驚嘆兩者的結合已經步步維艱了。
樓宇對講
在市場需求與刺激下,智能家居在人們的期待中如火如荼的發展起來,期間很多安防企業,尤其是樓宇對講企業紛紛涉足智能家居領域,并有了實質性的動作,在深圳安博會上便可窺其一斑,各大樓宇對講紛紛建立屬于自己企業的“智能家居體驗館”,大大超越上屆北京安博會的規模。對此,安居寶銷售總工程師史智表示:“智能家居市場具有很大的一個市場空間,很大的潛力在里面,各個企業,各個運營商也好,系統集成商也好,在這里都想涉足智能家居,分享這個大蛋糕,誘惑力非常大。”
樓宇對講與智能家居,這兩者看起來似乎是孤立的單元,但是兩者又有融合與交叉。它們在未來都存在一個雙向走向,可視對講往高檔次數字化發展,智能家居則傾向于簡單實用。那么樓宇對講企業進軍智能家居企業存在哪些先天性的優勢呢?
從市場方面來講,樓宇對講企業進入智能家居領域有著得天獨厚的優勢,正如廈門狄耐克電子科技有限公司總經理繆國棟所言:“樓宇對講進入智能家居的先天優勢,可以用簡單的一句話去描述,即批發市場和零售市場區別。樓宇市場做的批發市場,整個的技術優勢和市場容量比較大,而專業智能家居產業是一家一戶的,是零售市場。國內樓宇對講廠家進入智能家居以后,發展勢頭勝過原有的廠商。”從另一方面講,在市場推廣面,可視對講廠商多年積累的工程商渠道、數量龐大的自建渠道以及在對講“甲購”市場積累的房產商資源,無疑將成為助推智能家居市場發力的重要砝碼。
從技術面來看,可視對講數字化后,很好地解決了模擬系統很難解決的兩個聯網主要問題:長距離的音視頻傳輸問題和聯網多通道問題,并且能夠以數字可視終端作為節點,實現與家居報警、家居照明系統、家電控制系統的整合。
防盜報警系統
防盜報警系統是用物理方法或電子技術,自動探測發生在布防監測區域內的侵入行為,產生報警信號,并輔助提示值班人員發生報警的區域部位,顯示可能采取的對策的系統。防盜報警系統是預防搶劫、盜竊等意外事件的重要設施。一旦發生突發事件,就能通過聲光報警信號在安??刂浦行臏蚀_顯示出事地點,使于迅速采取應急措施。防盜報警系統與出入口控制系統、閉路電視監控系統、訪客對講系統和電子巡更系統等一起構成了入侵防范系統。防盜報警系統通常由探測器(又稱防盜報警器)、傳輸通道和報警控制器三部分構成。
目前,在現代計算機技術、自動控制技術和現代通信技術的支持下,電子地圖、多媒體操作、管理與控制軟件引入到防盜報警系統中。這種新的系統采用多媒體技術同時處理多種信息,并使信息之間、信息與設備之間、設備與設備之間建立邏輯聯系,集成為一個交互式的系統,從而達到自動識別、自動預測、自動處理警情,使整個安防系統成為一種具有智能化的“活”的系統,讓它發揮巨大、有效、可靠、靈活的系統功能。
發展趨勢
隨著智能家居的迅猛發展,越來越多的家居開始引進智能化系統和設備。智能化系統涵蓋的內容也從單純的方式向多種方式相結合的方向發展。但較之于歐美發達國家,我國的我國智能家居系統起步稍晚,所以市場主流的產品(系統)還無法很好地解決產品本身與市場需求的矛盾,使得智能家居市場的僵冰還沒有被完全打破,所以很大程度上阻礙了智能家居產業的發展。在此情形之下,從產品(系統)的技術角度上看什么才是解決這個難題的方法?據市場調研顯示,只有智能家居交互平臺才是最好的手段之一。
1、每個子系統都可以脫離交互平臺獨立運行
智能家居交互平臺中,各個子系統在脫離交互平臺時能夠獨立運行,如果樓寓對講、家庭報警、各種電器控制、門禁、家庭娛樂等等。各子系統在交互平臺管理下運行,平臺能采集各子系統的運行數據,系統的聯動。
2、不同品牌的產品、不同的控制傳輸協議能通過這個平臺進行交互
由于有了交互平臺,不同子系統在交戶平臺的統一管理下,可以協同工作和運行數據額交換、共享,給用戶最大限度的選擇權,充分體現智能家居的個性化。同時,它還具有網關的功能,通過交互平臺,能與廣域網連接,實現遠程控制、遠程管理。具有多種主流的控制接口,如RS485、RS232、TCP、IP等,同時可以擴充添加國內外流行的控制接口,如EIB、lonwork、CE-bus、Canbus,以及無線網絡如:WiFi、GPRS、藍牙等。根據客戶及市場的變化不斷增加各種總線、系統的驅動軟件和硬件接口,豐富多樣的通訊、控制接口,為子系統的多樣選擇提供的基礎保障,智能家居有了最大限度包容性,用戶有了更大的選擇余地。
3、智能終端(觸摸屏)僅做為各子系統的顯示、操作界面
整個系統在平臺的控制、管理下運行,智能終端(觸摸屏)僅做為各子系統的顯示、操作界面,多智能終端配置容易可行。同時,可以記錄各子系統的運行數據、為系統運行優化、自學習提供依據。交互平臺,平臺可以記錄存儲各系統的運行數據,對系統的運行可以提供有效的歷史數據,同時可以根據歷史的運行數據,總結出主人的使用習慣和某種規律,讓系統能夠自學習。
4、控制軟件可編程(DIY),提供信息服務
此系統方便用戶改變控制邏輯、控制方式、操作界面,用戶的控制邏輯、操作界面可以自定義、可以DIY。在現代的智能家居系統中,信息服務是非常重要的不可或缺的部分,有了信息服務,它給智能家居更多的“智慧”、給我們的生活提供更多的信息和資訊、給智能家居賦予更生動的生命,它是智能家居更高的境界。信息服務內容包括:健康、烹飪、交通信息、生活常識、嬰幼兒哺育、兒童教育、日常購物、社區信息、家居控制專家等等,智能家居已不僅僅是面向控制的系統而是信息服務與控制有機結合的系統。
5、多種控制手段
在日常家居生活中,為了使我們對家庭的控制系統能隨時掌控、需要的信息隨時獲取,操作終端的形式非常重要,多種形式的智能操作終端是必不可少如:智能遙控器、移動觸摸屏、電腦、手機、PDA等。
而隨著云技術的發展,市面上出現了將云語音控制融入到控制系統的智能家居控制軟件,不需要專業的設備,任意一臺智能手機或是平板電腦安裝上軟件即可,其兼容windowsIOSandroid系統,開啟手機軟件,啟用監聽模式,在聲場的覆蓋的范圍內,即可與系統對話控制電氣設備,更強大的是該系統還可以接入互聯網系統,進行日常信息查詢,瀏覽網頁,搜索音樂等功能,整個交互的過程,可以是全語音也可以是屏幕顯示。
(審核編輯: 智匯張瑜)
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