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智能家居

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智能家居又稱智能住宅,在國外常用Smart Home表示。與智能家居含義近似的有家庭自動化(Home Automation)、電子家庭(Elecctronic Home、E-home)、數字家園(Digital Family)、家庭網路(Home Net/Networks for ome)、網路家居(Network Home)、智能家庭/建築(Intelligent Home/Building),在中國香港和台灣等地區,還有數碼家庭、數碼家居等稱法。 智能家居是以住宅為平台,利用綜合布線技術、網路通信技術、安全防範技術、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,並實現環保節能的居住環境。

1 智能家居 - 概述

智能家居智能家居系統組成

智能家居一般是以住宅為基礎平台,綜合建築裝潢、網路通信、信息家電、設備自動化等技術,將系統、結構、服務、管理集成為一體的高效、安全、便利、環保的居住環境。隨著社會信息化的加快,人們的工作、生活和通訊、信息的關係日益緊密。信息化社會在改變人們生活方式與工作習慣的同時,也對傳統的住宅提出了挑戰,社會、技術以及經濟的進步更使人們的觀念隨之巨變。人們對家居的要求早已不只是物理空間,更為關注的是一個安全、方便、舒適的居家環境。

智能家居可以定義為一個目標或者一個系統。利用先進的計算機、網路通信、自動控制等技術,將與家庭生活有關的各種應用子系統有機地結合在一起,通過綜合管理,讓家庭生活更舒適、安全、有效和節能。與普通家居相比,智能家居不僅具有傳統的居住功能,還能提供舒適安全、高效節能、具有高度人性化的生活空間;將一批原來被動靜止的家居設備轉變為具有「智慧」的工具,提供全方位的信息交換功能,幫助家庭與外部保持信息交流暢通,優化人們的生活方式,幫助人們有效地安排時間,增強家庭生活的安全性,並為家庭節省能源費用等。

2 智能家居 - 起源

20 世紀 80 年代初,隨著大量採用電子技術的家用電器面市,住宅電子化(HE,Home Electronics)出現。80年代中期,將家用電器、通信設備與安保防災設備各自獨立的功能綜合為 一體后,形成了住宅自動化概念(HA,Home Automation )。80 年代末,由於通信與信息技術的發展,出現了對住宅中各種通信、家電、安保設備通過匯流排技術進行監視、控制與管理的商用系統,這在美國稱為 Smart Home,也就是現在智能家居的原型。

 

3 智能家居 - 功能和服務

智能家居智能家居系統

1、始終在線的網路服務,與互聯網隨時相連,為在家辦公提供了方便條件。
2、安全防範:智能安防可以實時監控非法闖入、火災、煤氣泄露、緊急呼救的發生。一旦出現警情,系統會自動向中心發出報警信息,同時啟動相關電器進入應急聯動狀態,從而實現主動防範。
3、家電的智能控制和遠程控制,如對燈光照 明進行場景設置和遠程控制、電器的自動控制和遠程控制等。
4、互動式智能控制:可以通過語音識別技術實現智能家電的聲控功能;通過各種主動式感測器(如溫度、聲音、動作等)實現智能家居的主動性動作響應。
5、環境自動控制。如家庭中央空調系統。
6、提供全方位家庭娛樂。如家庭影院系統和家庭中央背景音樂系統。
7、現代化的廚衛環境。主要指整體廚房和整體衛浴。
8、家庭信息服務:管理家庭信息及與小區物業管理公司聯繫。
9、家庭理財服務。通過網路完成理財和消費服務,
10、自動維護功能:智能信息家電可以通過伺服器直接從製造商的服務網站上自動下載、更新驅動程序和診斷程序,實現智能化的故障自診斷、新功能自動擴展。

4 智能家居 - 組成

智能家居智能家居

所謂的家庭智能化就是通過家居智能管理系統的設施來實現家庭安全、舒適、信息交互與通信的能力。
家居智能化系統由如下三個方面組成
(1)家庭安全防範(HS);
(2)家庭設備自動化(HA);
(3)家庭通訊(HC)。

在建設家居智能化系統時的基本要求
(1)應在卧室、客廳等房間設置有線電視插座;
(2)應在卧室、書房、客廳等房間設置信息插座;
(3)應設置訪客對講和大樓出入口門鎖控制裝置;
(4)應在廚房內設置燃氣報警裝置;
(5)宜設置緊急呼叫求救按鈕;
(6)宜設置水表、電錶、燃氣表、暖氣(有採暖地區)的自動計量遠傳裝置。

5 智能家居 - 與小區智能的關係

智能家居智能家居

智能家居可以成為智能小區的一部份,也可以獨立安裝。中國人口眾多,城市住宅也多選擇密集型的住宅小區方式,因此很多房地產商會站在整個小 區智能化的角度來看待家居的智能化,也就出現了一統天下、無所不包的智能小區。歐美由於獨體別墅的居住模式流行,因此住宅多散布城鎮周邊,沒有一個很集中的規模,當然也就沒有類似國內的小區這一級,住宅多與市鎮相關係統直接相連。這一點也可解釋為什麼美國仍盛行ADSL、Cable Modem等寬頻接入方式,而國內光纖乙太網發展如此迅猛。因此歐美的智能家居多獨立安裝,自成體系。

中國習慣上已將它當作智能小區的一個子系統考慮,這種做法在前一階段應該是可行的,而且是實用的,因為以前設計選用的智能家居功能系統多是小區配套的系統。但智能家居最終會獨立出來成為一個自成體系和系統,作為住宅的主人完全可以自由選擇智能家居系統,即使是小區配套來統一安裝,也應該可以根據需要自由選擇相應產品和功能、可以要求升級、甚至你對整個設計不感興趣,完全可以獨立安裝一套。智能家居實施其實是一種「智能化裝修」,智能小區只不過搭建了大環境、完成了粗裝修,接下來的智能化「精裝修」要靠自己來實施。

6 智能家居 - 標準化

所謂智能住宅是指將各種信息相關的住宅設備通過家庭內網路連接起來,並保持這些設備與住宅的協調,從而構築成舒適的信息化居住空間,以適應人們在信息化社會中快節奏和開放性的生活。達到安全、舒適、高效、節能、環保及人性化的要求。而智能住宅布線則是聯通這些設備的網路神經系統。由於智能住宅存在客觀上的大市場,各廠商也紛紛推出各種適合於家庭應用的布線產品與解決方案,這樣就迫切需要有一個家庭布線標準來適應新技術的不斷發展,即TIA/EIA-570A-家居電信布線標準(ResidenTial Telecommuuication Cable Standard)該標準兼顧了電信、視頻、家用電子等多方面的應用需求,可為新一代的智能住宅布線產品及系統提供依據。TIA/EIA-570A的內容包括了標準制定的目的、適用範圍、家居布線的等級、單個住宅布線規範以及多個住戶或小區布線基礎等。

7 智能家居 - 設計理念

智能家居控制的發展關鍵在於設計理念以及經營者的心態,市場目標客戶真正需要什麼東西,掙什麼樣的錢都要慎重考慮,如果只注重簽單,不設身處地的為客戶著想,不兼顧智能解決未來的發展,提供片面的智能家居解決方案,而不考慮客戶的適用性,是不可取的,是急功近利的表現,這不僅降低了智能家居的應用效果,還不利於整個智能家居行業的發展。

智能家居控制系統的市場不是一般普通的商品買賣,而是一項系統性工程,它涉到很多技術,涉及到人們生活的方方面面,智能家居控制系統的終極目標是一種理想,更是一種理念,要想智能家居控制系統有很好的發展,研發機構必須本著長遠發展的心態,本著簡化、實用、性價比高、適合市場的理念,虔誠研究人們的生活、習慣、精神文化等需要,並把它看最高目標,運用各種技術手段實現它。

智能家居控制系統的經營商更要本著消費者至上的理念,本著從客戶利益出發心態,以認真、負責、誠信的態度,真正的從客戶的實際需求出發,用心服務,用心為客戶做智能家居控制設計和解決方案,把工程做好,讓客戶花最少的錢得到最大化的實惠,才是企業發展之道,才是智能家居行業發展之道。

8 智能家居 - 家居信息服務

智能家居電話管家智能家居控制系統

網路信息服務系統就是向小區的居民提供優質的10M以上帶寬的網路接入服務,並開展諸如WWW瀏覽、VOD、電子郵件、電子商務網上聊天、網上遊戲、遠程教學、遠程醫療、文化娛樂等各具特色的信息服務。信息服務系統由Intranet社區網和專線接入Internet二部分組成,它是以計算機網路為核心,以智能綜合布線為基礎的,主幹採用光纖,各樓內採用5類雙絞線,各家庭採用家庭匯流排系統方式進行布線,使小區內的主幹網速度可達1000Mbps,每個信息點達到100Mbps。即所謂的千兆到樓,百兆到戶,實現電話、電視、電腦的綜合通信和信息交互。當每個信息點達到百兆速度時,可以實現目前所有的網路應用,實現整個小區的信息共享。
下面僅對上網服務和VOD點播放服務作介紹。

1 、上網服務
常見的上網服務有下列幾種:撥號上網、ISDN(一線通)上網、ADSL上網。

撥號上網
撥號上網是普通用戶最廣泛的上網方式,撥號上網除了需要一台配有Win98的個人電腦外,還需要為這台電腦配上數據機(Modem)。Modem的作用是為輸入輸出電腦的信號進行模擬/數字的轉換。Modem可分為內置式Modem和外置式Modem。內置式Modem是一塊電路板,被安裝在電腦的空閑的插槽中。而外置式Modem有外殼和指示燈,還需要外接電源。它被設置在機箱外,通過電纜線和主機相連。所以,安裝外置式Modem時要把Modem的數據埠和主機的空閑串列通信口用專用的電纜連接起來。無論是內置式還是外置式Modem,都有二個電話線插口,一個標記為「Line」,另一個標記為「Phone」,在與電話連接時,電信局的電話線端接「Line」口,自家電話端接「Phone」口。
裝好Modem的驅動程序,然後對網路所用的通信協議(TCP/IP)進行設置,安裝好「撥號網路」並配置「撥號程序」后,就可以撥號上網了。它可以實現包括信息瀏覽(WWW)、遠程登錄(Telnet)、文件傳送(FTP)、電子信箱(E-Mail)、新聞組(newsgroup)、電子公告板(BBS)、GOPher等功能。撥號上網的速率與所選的Modem的傳輸速率有關。

ISDN上網
ISDNIntegrated Service Digital Network 俗「一線通」。撥號上網時模擬信號在傳輸過程中容易受到靜電和噪音干擾,造成誤碼率高。而綜合業務數字網ISDN是一個企業的數字網路,數字信號傳輸質量較好,線路可靠性高。ISDN線路一般為2B+D模式。「2B+D」指的時2個基本數字B通道(每B通道速率64Kbps)和一個控制數字D通道(16Kbps)。正是這2B數字通道的特性,得以以128Kbps的最高速率上網,也可以64Kbps速率邊上網邊打電話。
ISDN的硬體安裝與Modem的安裝基本一樣,它的TA(終端適配器/適配卡)的作用與Modem相當,也分內置式和外置式二種。但ISDN的用戶端多了一個NT(網路終端),它是連接在局端電話線和TA之間的。一般的ISNN連接結構如下:局端電話線—NT—TA—PC。近年來由於技術的發展,有的NT已經集成TA的功能。

ADSL上網
ADSL(Asymmetrical Digtal Subscriber LOOP-非對稱數字用戶線環路),是XDSL家族中的一員,被譽為「現代信息高速公路上的快車),已成為繼Modem、ISDN以後的又一種全新更快捷、更高效的接入方式。ADSL速率最小是512Kbps。ADSL上網設備要求:一台586以上的PC,建議配置的內存64M以上,顯卡所帶的顯存在2M以上網卡、ADLS終端設備、WIN98和TCP/IP協議等。

視頻點播
 
VOD(Video-on-Demand):VOD,即視頻點播,這是ADSL技術快捷上網的最直接的證明。在使用VOD時首先用VOD帳號撥號連接,然後打開IE,在地址欄輸入有關寬頻網址(如廣州寬頻網址:www.gz.supergnet.com)進入寬頻網首頁。在使用VOD觀看電影時要用到專用的視頻播放程序,可直接從網頁上下載。根據網頁上的提示進入到播放器下載頁面后,根據自己的操作系統選擇下載。

9 智能家居 - 智能家居相關標準


1979年,美國的斯坦福研究所提出了將家電及電氣設備的控制線集成在一起的家庭匯流排(HOMEBUS),   並成立了相應的研究會進行研究,1983年美國電子工業協會組織專門機構開始制定家庭電氣設計標準,並於 1988年編製了第一個適用於家庭住宅的電氣設計標準,即:《家庭自動化系統與通訊標準》,也有稱之為家庭匯流排系統標準(HBS,Home Bus System)。在其制定的設計規範與標準中,智能住宅的電氣設計要求   必須滿足以下三個條件,即:   1、 具有家庭匯流排系統;   2、通過家庭匯流排系統提供各種服務功能;   3、 能和住宅以外的外部世界相連接。

10 智能家居 - 智能家居手機控制家電

 最近幾年數字通信技術、網路技術迅猛發展,大家有目共睹,人們越來越渴望享受更方便、更快捷、更智能、更舒適的數字智能家居生活,傳統家居生活中,很多家電如空調、彩電、家庭影院等都是用遙控器控制開關、選節目,您有沒有想過使用您手中的手機控制這些家用電器呢?現在手機控制家電已不是夢,智能家居的發展讓我們實現對生活的嚮往,讓我們享受智能家居帶來的新生活。
首先講一下,天驕智能家居提供的手機手機控制家電系統適用的手機:安卓系統、iphone。手機控制家電這套系統不是單單靠軟體就可以實現的,是通過匯流排技術,在鋪設一套智能家居設備的基礎上,通過安裝智能家居廠家專有的軟體,在電腦上進行設置調試實現的。如下圖手機上安裝的軟體。
手機控制家電 
     舉例:如下圖,是打開客廳的界面。客廳的電器有燈光、電動窗帘、背景音樂、家庭影院、空調。

智能家居手機控制家

 

 

 

11 智能家居 - 主流技術

  智能家居領域由於其多樣性和個性化的特點,也導致了技術路線和標準眾多,沒有統一通行技術標準體系的現狀,從技術應用角度來看主要有三類主流技術:
    第一類——匯流排技術類
    匯流排技術的主要特點是所有設備通信與控制都集中在一條匯流排上,是一種全分散式智能控制網路技術,其產品模塊具有雙向通信能力,以及互操作性和互換性,其控制部件都可以編程。典型的匯流排技術採用雙絞線匯流排結構,各網路節點可以從匯流排上獲得供電,亦通過同一匯流排實現節點間無極性、無拓撲邏輯限制的互連和通信。
    匯流排技術類產品比較適合於樓宇智能化以及小區智能化等大區域範圍的控制,但一般設置安裝比較複雜,造價較高,工期較長,只適用新裝修用戶。
    第二類——無線通信技術類
    無線通信技術眾多,目前已經成功應用在智能家居領域的無線通信技術方案主要包括:射頻(RF)技術(頻帶大多為315 和433.92MHz)、IrDA紅外線技術、HomeRF 協議、Zigbee 標準、Z-Wave 標準、Z-world 標準、X2D 技術等。
    無線技術方案的主要優勢在於無需重新布線,安裝方便靈活,而且根據需求可以隨時擴展或改裝,可以適用於新裝修用戶和已裝用戶。目前無線通信領域發展較快的技術主要是Zigbee 技術、Z-wave 技術、Z-World 技術等。
    第三類——電力線載波通信技術
    電力線載波通信技術充分利用現有的電網,兩端加以數據機,直接以50Hz 交流電為載波,再以數百KHz 的脈衝為調製信號,進行信號的傳輸與控制。
    電力載波技術優勢非常明顯,即充分利用現有的電力網,便能簡單的實現家居智能化的改造,只要有供電網路的環境下就能夠使用。但是由於其通信傳輸是以電線為載體,因此對電網穩定性有要求,在國內此電網干擾的問題尤為嚴重,同時傳統窄帶調製技術傳輸速率較低,(傳輸一個指令需要0.883s),這在過去較長的一段時間限制了電力載波技術在智能家居行業的發展。但是國內東軟載波公司憑藉技術優勢,已經開發出使用OFDM 調製技術的載波通信系統,峰值通信速率可以達到400kbps,穩定運行通信速率也已經達到100kbps,已經超越了現有智能家居應用對速率的需求,並為未來物聯時代預留了發展空間。

 

12 智能家居 - 四類玩家

    廠商主體分類—從目前國內提供智能家居產品和服務的企業主體來看,國內智能家居廠商主要有四個來源:

    第一類——傳統的可視對講廠商
    該類玩家的優勢在於音視頻類產品多年應用的積累。家庭防盜產品生產廠家一般有一定的電子產品開發、生產等經驗,可以在其原有產品的基礎上增加控制功能和其他一些功能,來實現家庭自動化。此類廠商的優勢在於大多都有一定的工程、設計院等關係和網路,並利用原對講、防盜產品市場來推廣產品。代錶廠家:安居寶。
    第二類——傳統的家電企業、IT 企業廠商
    該類玩家的優勢在於渠道和廣泛的產品群落。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後服務、信譽來打開市場。此類廠商的優勢在於已經具有了穩定的渠道優勢和良好的用戶口碑,鋪貨速度快。代錶廠家:海爾。
    第三類——智能控制類廠商
    該類玩家的優勢在於對智能控制系統的深入理解和技術積累,有能力製造出多樣化的產品系列。通過整合智能控制的技術成果,在原有產品的基礎上增加智能化的特點,通過原有的銷售渠道來打開市場。此類廠商的優勢在於在智能化控制方面理解深刻,定製化水平高,產品多樣性和可擴展性強。代錶廠家:東軟載波、英唐智控、和晶科技、和而泰等。
    第四類——極具野心的互聯網新貴
    該類玩家以小米為典型代表,其主要優勢在於對智能手機等互聯網埠的掌控以及開發互聯網應用的能力。互聯網玩家瞄準智能家居行業往往是看中了掌控家居中心控制器的機會,通過推出家用智能網關產品,從而實現其通過互聯網通信渠道佔領家居控制制高點的目的。代錶廠家:小米、新浪等。

2013年中國智能家居行業的四類玩家2013年中國智能家居行業的四類玩家

     綜合剖析上述四類玩家的特點,第一類傳統可視對講類廠商優勢在於視頻對講類子系統領域的經驗和技術積累,以家居安防子系統為核心逐步向智能家居其它應用子系統領域橫向拓展;第二類家電廠商掌握著亟待開發的廣大家電產品和渠道,對於智能家居行業的普及和推廣具有舉足輕重的地位;第三類智能控制類廠家,其優勢在於對智能控制的理解和技術儲備深刻,能夠快速創造出種類繁多的多樣性產品系列;第四類互聯網類企業,其優勢是品牌和互聯網應用開發能力,憑藉超高人氣和精準定位的產品,也有望快速掌控家居控制中心,建立穩固的行業地位。產業信息網分析認為:以上四類玩家的競爭和合作將譜寫國內智能家居行業的發展史,在充分發揮各自技術優勢的前提下加強合作,才能儘早實現智能家居行業大發展。

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