[参赛作品]别墅智能家居样板房

东阳市别墅智能家居样板房设计方案
案例提供:广州视声电子实业有限公司  秦丹丹    

秦丹丹,现任广州视声电子实业有限公司技术支持部弱电设计工程师,从业3年,在广州地区智能家居行业有多项成功的案例,持有《智能建筑弱电工程师》资格证。对智能家居的方案设计有着自己独特的见解,喜欢舒适安静的生活,对于智能家居设计的理念是:大道至简。智能家居不仅仅是一种科学技术的开创,更是一种心灵的回归,回归宁静的、自由的、节能的生活。
项目名称:东阳市某别墅
完成时间:2013年6月
功能设计:智能照明控制、智能调光控制、智能窗帘控制、空调及电视的智能控制、可视对讲系统、背景音乐系统、无线控制系统。
项目简介
项目位于浙江省东阳市的某别墅小区,项目业主需要打造一个全新的智能化样板房空间,其中包括智能照明控制、智能调光控制、智能窗帘控制、空调及电视的智能控制、可视对讲系统、背景音乐系统、无线控制系统。业主重点做的空间为客厅和餐厅,因为这两个区域是来访客人所能接触到的最多的地方,也是访者对智能家居的效果体验最合适的地方。所以着重设计这两个区域的智能家居控制。业主所选用的家居和家具的装修风格整体为欧式简约风格,颜色偏深色。根据现有的智能家居产品,为业主配置了黑色5寸触摸面板,白色三联按键面板,将这两个面板安装于客厅和餐厅内,实现对家居的灯光照明和空调、电视等设备的智能控制,既不影响装修的美观,又能彰显尊贵豪华的气质。

    在客厅和餐厅分别配备了两个吸顶式天花喇叭,结合背景音乐播放主机,业主无论是在客厅还是餐厅都可以随意的选择自己喜欢的歌曲,享受居家生活的乐趣。
方案概述
客厅
在客厅安装5寸TFT触摸面板1个,触摸面板是一个具备场景控制、空调控制、背景音乐控制、灯光控制、窗帘控制、电视控制、安防控制的集中控制平台,场景控制可以实现,如“会客模式”、“公共空间模式”、“影院模式”、“Party模式”、“休闲模式”、“游戏模式”、“电视模式”、“清洁模式”、“阅读模式”、“全关模式”等智能场景模式。
餐厅
在餐厅安装5寸TFT触摸面板1个、三联按键面板1个、控制灯光、空调、电视以及电动窗帘等。灯光设置多个场景:“家庭模式”、“聚餐模式”、“Party模式”、“清洁模式”、“全开模式”、“全关模式”等。
背景音乐
背景音乐系统主要包含吸顶式天花喇叭、背景音乐播放主机、背景音乐播放主机电源。K-BUS控制系统,可通过RS232模块对背景音乐主机进行联动控制。可以随时随地播放主人喜欢听的音乐,让您无论身在家中的何方,都可以伴随着悦耳动听的音乐,洗涤心灵,享受一天的好心情!
无线控制
在配电箱内安装一个IP转换器,并且安装无线AP,结合K-BUS智能家居安卓手机软件,无论在家中的任何地方都可以通过手机或是平板电脑对家中的空调、电视、窗帘、灯光等进行一键智能控制,方便快捷又智能节能。
施工步骤

    项目施工步骤分为三部:第一:前期和业主洽谈和强电设计方对接,将所有的强电回路都拉到统一的配电箱内,并确定开关面板及天花喇叭等的安装位置。第二:选购EIB总线,将需要拉到开关面板处的总线由配电箱引至此处。第三:将产品按照安装方式安装在配电箱内。
调试心得
项目共调试了一个下午的时间,调试项目配置的多种灯光场景模式,同时结合灯带、灯光、调光、窗帘、空调、电视、DVD等多种电器,在开关执行器和调光执行器上进行整体的调试。
结束语
在科技飞速发展和能源过量消耗的时代,智能家居已经趋向于井喷式的发展,人们忙碌着、奋斗着和生活赛跑,在高度的精神压力下更需要一个惬意、轻松的生活环境,而智能家居带给我们生活带来的不仅仅是科技的力量,更是能源的合理利用和对回归生活的本真。安全、智慧、节能、高效的生活正是当下人们所需要的。相信不久的将来智能家居一定可以伴随着社会发展的脚步,一步一个脚印踏踏实实的迈进千家万户。

谈智能家居嵌入式Internet技术

    智能家居为了实现远程监控以及与外部网络的通信,必须要实现单片机系统的Internet接入,智能家居中的嵌入式Internet技术在此发挥了很大作用。单片机采用互联网通讯与控制具有很好的实用价值,可以很容易地实现远程的控制与监测,也是信息家电要实现的主要目标。然而目前利用单片机实现嵌入式因特网方案的技术难点在于:如何利用单片机自身有限的资源对信息进行TCP/IP协议处理,使之变成可以在因特网上传输的IP数据包。从解决这一技术出发,目前出现如下几种方案0:

(1)32位MCU+RTOS

    采用32位高档单片机,在RTOS(实时多任务操作系统)平台上进行软件开发,在嵌入式单片机系统中集成TCP/IP协议,实现TCP/IP的协议处理,这一协议可以采用软件来实现,也可以通过硬件进行软件的简化。这种配置要求单片机有一定的存储空间来实施TCPIIP协议。目前国内较为流行的RTOS有VxWorks, pSOS, Nucleus, QNX, Windows CE等。

    由于采用高档单片机,此方案可以完成很多复杂的功能,但成本较高,开发周期较长,需要购买昂贵的RTOS开发软件,对开发人员的能力要求较高。

(2) 8位MCU+TCP/IP协议芯片

    这个方案是由MCU和固化了TCP/IP协议的芯片组成应用系统的核心。应用系统可以直接拨号上网,硬件电路相对简单,但需要大容量的存储器,如果使用的TCP/IP协议芯片是软件固化的,还要求MCU有较高的运行速度。采用这种方案的芯片有Scenix Semiconductor公司的SX-stack, Seiko公司的57600A,iReady公司的Internet Tuner, Connect One公司的iChip等。其中Scenix单片机为软件固化协议,软件协议栈用汇编语言编写,存储在单片机的FLASH程序存储器中;其它芯片则为硬件固化,硬件TCP/IP协议堆栈作为MCU和Internet之间的加速器。

    这个方案的优点是将8位单片机系统直接与Internet相连,可以使用PC机通过Internet远程访问单片机系统,也可以使用单片机系统将信息通过Internet发送到远程PC或其它终端上。但应用系统的设计工程师必须熟悉TCP/IP等协议和相关接口,软件设计量较大。另外每个电子设备都需要一个IP地址,因此需要扩充IP协议才能到更好的支持。

(3)MCU+EMIT协议+emGateway

    利用emWare公司开发的EMIT(Embedded Micro Internetworking Technology,嵌入式微Internet网络技术),在应用系统的MCU内部使用emNet协议,再通过emGateway与Internet连接。EmGateway网络软件接口可以安装在计算机、TV机顶盒或专用的家用电器服务器中,它支持TCP/IP协议并运行HTTP服务程序,作为用户可以通过网络浏览器远程访问服务器。EmGateway通过RS-232, RS-485, CAN、红外及射频等通信方式与多个嵌入式设备相连,每个嵌入式设备的应用程序包含的一个独立的通信任务,称为emMicro,监测嵌入式设备中预先定义的各个变量,并将结果反馈到emGateway中,同时emMicr。还可以解释Gateway的命令,修改设备中的变量或进行某种控制。EmMicro和emGateway一起为嵌入式设备提供了Internet功能。

    由于复杂的网络协议是通过emGateway在PC机上实现的,应用系统MCU只使用较简单的emNet协议,因此对MCU的要求较低。但应用系统设计工程师必须熟悉emNet协议和相关的接口,原来客户应用系统的MCU也不一定符合要求,并且软硬件设计的工作量仍然较大。同时,应用系统的单片机处理emNet协议要占用一定的系统资源。
(4)MCU+Webchip+PC网关

    所谓Webchip是独立于各种微控制器的专用网络接口芯片,它通过标准的输入、输出口与各种MCU相连。MCU通过Webchip与网关连接即可接收并执行经由Internet远程传来的命令或将数据交给Webchip发送出去。

    Webchip的主要优点在于:对MCU应用系统的设计工程师来说,无需熟悉复杂的网络协议及其接口;对MCU芯片来说,对运行速度和存储器容量等方面无特殊要求;软件设计只需要增加一小段接口程序,其它无需作大的改动,在大程序上简化了应用设计的工作量,可以缩短MCU应用系统的设计周期。

    以上四种方案从不同途径实现了MCU应用系统与Internet的连接,再加上RS-232, RS-485总线、无线射频或红外控制模块等扩展方案,就可以构成小型的家庭控制网络。