智能家居技术分析比较

如果单从技术层面看,难以辨别上述智能家居产品中究竟哪类技术居于领先地位。但我们可以从目前世界上家庭智能系统应用比较普及的地区情况来探讨哪类产品比较有竞争优势。同时,结合我国的实际情况来作一比较。


    由于国内一些经济较发达的地区,城市人口密度高,住宅建设相对密集。目前,多数住宅楼、小区是很多住户共用一台变压器甚至是共用一相电源,这对电力载波类的智能家居产品在国内市场的应用带来技术上的难题。由于信号的稳定性较差与串扰较大,地址码的限制(一个独立的系统最多不超过256节点),安装电力载波系统的住宅容易产生误操作。即便厂家针对这个问题设计了阻波器、滤波器这种装置,效果也没有太多的改善。


    从应用层面来比较这几类产品的优势与不足。评判某类产品其应用技术是否为广大用户接受,主要体现在该产品在系统功能、布线方式、安装及调试的复杂性、系统可靠性、操作方便性、标准化、扩展性性价比等几个方面。我们可以通过各项比较来看,现场总线控制系统技术功能最为全面。


    集中控制系统与电力载波类产品功能上也比较全面,一般能提供灯光、电器控制功能,也可通过遥控器、电话等方式控制,实现场景设定,有些产品还带有安防报警器信号接口。但集中控制系统多数由于采用小功率继电器来实现用电回路的通断开关,给现场安装也带来一些问题,只能控制小功率的灯具、电器。


    综上所述,从布线方式、产品功能、系统稳定性及使用方便性等方面综合比较,很显然,现场总线类智能家居产品在应用方面具有相当的优势,应该是未来中国家庭智能化技术主流发展方向。


    至于以单片机技术开发的集中控制智能家居产品则存在明显的不足,输出功率低,不兼容传统的开关方式、布线复杂,充其量也只是一个过渡性的产品。目前这类产品有些应用在价位相对较低的楼盘中,发展商主要出发点是追求智能家居的市场,对出售楼盘进行炒作。

智能家居无线技术介绍

由于多数智能家居系统的布线工程比较费事,所以在一些新的智能家居商家所研发的系统,就立足解决这个难题。目前这一问题虽然没有得到完全、彻底的解决,但是已经大大减少在整个施工过程中的布线工程量,但由于它的出现属于一种新的方式,所以其价格就相对高一些,有的进口系统价位甚至高达10万元以上(人民币);还有部分系统采用的蓝牙技术,其产品更为昂贵且在国内也并不常见。在国内有代理的美国MAX产品就是一种高端产品,还有国内自主研发的产品都大大减少了布线施工量。但其成本较高、易受干扰、保密性差、同时人们长期生活在较强电磁波的环境中,究竟对人体健康有多大的影响,现在还没有确切的科学定论。


    目前无线智能家居系统主要有电力载波及遥控开关两类。


    遥控开关则有无线RF遥控技术、红外IR遥控技术两类。遥控开关主要是一些传统普通电工产品厂家的产品,事实上,遥控开关只是在传统开关的基础上增加了遥控功能,有些产品还在遥控器上增加可定时控制,但由于其功能单一,不应算做智能家居产品。


    高频电力载波类家居控制系统是无线技术应用的代表产品。电力载波技术是利用220V电力线将发射器发出的高频信号传送给接收器从而实现智能化的控制。高频信号传送技术将120Khz的编码信号加载到50Hz的电力线上,由发射设备将高频信号送给接收器,而每个接收设备都预先设定了一个地址码。地址码是由房间码(A-P)和单元码(1-16)组成,共有256种组合。因此采用这套系统不需要额外的布线,这也是这套系统的最大的一个优势。


    电力载波技术最早在美国应用,该产品在美国主要是用在旧房子的改造上,而国内则是在买新房子或在旧房子装修时才会考虑这个问题。如果房子是入墙式装修,要外加高频功能模块在开关插头之上,多少会觉得不太协调。高频的一些技术限制成为人们批评的借口。例如反应速度慢(在50Hz供电系统中,传送一个指令需时0.62秒),抗干扰性能差(这是由于信号载波在电力线中传送造成的,在我国这个问题比较严重)等,这都是电力载波系统在我国的推广应用中带来的实质性问题。、无拓扑逻辑限制的互连和通信,信号传输速率和系统容量则分别为10KBPS和4G。

智能家居总线技术介绍

总线技术在智能家居行业当中,目前可以算是应用最为广泛的一种技术手段。消费电子总线技术(Consumer Electronic Bus,CEBus)是美国电子工业协会(EIA)于1984年4月开始组织开发出的家居网络标准,于1992年正式推出,并定义为IS-60/EIA-600标准。参与研究开发(CEBus)的公司多达几百家,像IBM、Bell、Panasonic、Sony等都是它的会员。CEBus是一个较完整的开放系统,并要求控制信号在所有的介质中都要以相同速度(10kbit/s)传送,从而有效的避免了信号传输中可能出现的“瓶颈”问题。但由于CE Bus接口技术比较复杂,价钱非常昂贵,因此CEBus在中国的应用也不多见。另还有香港永泰锋发明的埃普总线技术(ApBus)、RS-485总线技术、iBus总线技术等。但在总线技术下生成的智能家居系统,最大的特点是具有可扩展性;工程安装也不是很复杂;由于科学技术的不断发展,新生成许多总线协议下的智能家居系统的价格也不是很高,目前市场的销售情况也很不错。


    现场总线控制系统则通过系统总线来实现家居灯光、电器及报警系统的联网以及信号传输,采用分散型现场控制技术,控制网络内各功能模块只需要就近接入总线 即可,布线比较方便。


    一般来说,现场总线类产品都支持任意拓扑结构的布线方式,即支持星型与环状结构走线方式。灯光回路、插座回路等强电的布线与传统的布线方式完全一致。“一灯多控”,在家庭应用比较普遍,以往一般采用“双联”、“四联”开关来实现,走线复杂而且布线成本高。若通过总线方式控制,则完全不需要增加额外布线。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(24V/DC),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,信号传输速率和系统容量则分别为10KBPS和4G。

智能家居X-10技术介绍

x10是一种国际通用的智能家居电力载波协议(即一种通讯“语言”),用这种“语言”的兼容产品可以通过电力线相互“说话”,无需重新布线,被控制的电器可多达256路。低廉的价格、上千种的产品以及简单的设置方式可以使您迅速进入智能家居时代。


    X-10是以50Hz或(60Hz)为载波,再以120KHz的脉冲为调变波(Modulating Wave),发展出来的数位控制技术,并制定出一套控制规格,是以电力线为连接介质对电子设备进行远程控制的通讯协议。在许多国家已广泛的应用于家庭安全监控、家用电器控制、室内照明控制、背景音乐控制和住宅仪表数字读取等方面。X-10系统一般由发射模块和接收模块组成,各组件可设定不同的编码(地址码)以示区别。使用时,控制组件可插入室内不同的电源插座,家庭其他系统内的设备就可以执行控制命令了。该系统的特点有:安装施工简便,系统调试比较简单;可用于旧房子改造工程,新房子装修工程,已装修房的改装工程;系统稳定、可靠、安全;使用方便,操作简单;具有系统扩展功能;有多种模块面板;产品价位比较底;有执行指令冲突可能。


    x10技术——电力载波通讯协议(plc),起初是由一家总部设在苏格兰的pico电子工程公司在20世纪70年代开发并获得专利的。后来pico的工程师们来到了纽约,并继续致力于x10技术的研究与应用。他们经过了9次试验,在第10次试验的时候终于有了突破性的进展,所以,x10就成了这一信号技术的代名词,在1978年,他们与著名的bsr音响公司合资成立了以x10命名的家庭自动化公司,在1987年,x10公司买下了bsr公司的股份。到了1997年12月,x10技术专利权到期,所以现在x10技术是一个开放性的平台,很多制造商都在发x10技术的新产品和新技术。


    x-10系统在国外的发展现状:
    20世纪80年代初,随着大量采用电子技术的家用电器的面市,住宅电子化开始出现。80年代中期,将家用电器/通信设备与安全防范设备各自独立的功能综合为一体后,形成了住宅自动化概念。80年代末,随着通信与信息技术的发展,出现了通过总线技术对住宅中各种通信/家电/安防设备进行监控与管理的商用系统,这在美国被称为smart home,也就是现在智能家居的原型。


    在智能家居20余年的发展历程中,x10技术是最耀眼的明星。到目前为止,在美国已经有很多大公司生产、销售x10产品,如radioshack、stanley、leviton、honeywell等等;仅在美国就已经售出一亿只模块,大约有1000多万家庭使用x10产品,x10控制规格已成为当今美国家庭自动化控制规格的主要领导者。如今,这一技术在欧洲也已迅速普及并开始进入亚洲。
x-10技术在国内的发展现状:
    目前应用x10技术的产品在我国还较少,国内的x10技术才刚刚起步,但国内有些厂家和代理商已经推出了针对中国住宅情况做出改进的x10配套产品,在上海、深圳、天津、广州等大城市已经开始销售x10产品。目前国内也有多家生产X-10系统的公司。销售的很多产品价格较高,不易被老百姓所接受。一旦价格下来后,趋势将是便利化、超市化、diy化。


    x-10探秘
    20世纪80年代初, 随着大量采用电子技术的家用电器面市,住宅电子化出现。80年代中期,将家用电器\通信设备与安全防范设备各自独立的功能综合为一体后,形成了住宅自动化概念。80年代末,通信与信息技术的发展,出现了通过总线技术对住宅中各种通信\家电\安防设备进行监控与管理的商用系统,这在美国称为SmartHome,也就是现在智能家居的原型.智能家居最初的定义是这样的:"将家庭中各种与信息相关的通信设备\家用电器和家庭安防装置,通过家庭总线技术(HBS)连接到一个家庭智能系统上,进行集中或异地监视\控制和家庭事务性管理,并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调."HBS是智能住宅的基本单元,也是智能住宅的核心.


    在智能家居20余年的发展过程中,X-10是最引人注目的.皮可电子公司(Pico Electronics Lcd.)是全球第一家研发出简单型计算机用集成电路的公司。1976年,该公司已在代号X-1~X-9的几个计划中研发出许多计算机用的集成电路.当时,该公司的研发计划为:在不必另行布新线路的情况下,如何利用即有线路来控制家中的灯饰及电子电器产品,并将该计划命名为X-10。


    X-10计划是全球第一个利用电力线载波来控制灯饰及电子电器产品,并将其商业化的成功模式.皮可电子公司成功地研发出该项技术。X-10是以60Hz(或50Hz)为载波,以120Hz的脉冲为调变波而研发出的数位控制技术,并制订出一套控制规格。


    X-10模组于1978年由西尔司公司引进美国,无线电器材公司则于1979年开始卖该模组系列产品。今日,X-10不仅是一家公司,也是一种利用电力线载波原理的家庭自动化控制协议.美国许多大公司如Radio
Shack,Stanley,Leviton,Honeywell都销售X-10的产品。全美约有600万家庭在X-10产品。


    X-10公司制造了一系列的家庭自动化产品,如照明开关,遥控器,安防系统,电视机控制界面,电脑控制界面,电话应答机等.许多美国的家庭自动化产品制造商,也采用X-10协议来生产其产品,X-10控制协议已成为如今美国智能家居产品的主要领导者.


    欧美,日本,新加坡,韩国有众多专业的提供智能家居产品的生产厂家和分销机构,周边产品和配备产品的厂家队伍更是庞大,一些知名的企业如IBM,CISCO,西门子,三星,微软,索尼,松下很早就投身了这一行业,产品种类繁多,各自采用的技术标准也不相同,有些产品如X-10应用已相当成熟。


    国内智能家居是与智能小区同步发展的,甚至在许多场合两者划上了等号.其实两者无论从系统构成\产品分类\市场细分还是集成安装方法方面来讲都是有区别的.一方面是智能小区技术被普遍关注且相应产品大量面市,另一方面是智能家居产品远未成气候,导致了我们很多时候都从智能小区的角度来看智能家居,难以将它作业一个专门的细分市场和产品去对待.数字城市,智能小区,智能家居是智能化系统的三个层面,三者并不是简单的包容关系.数字城市为智能小区和智能家居提供了一个与外界进行信息沟通交流的基本平台,智能小区有效地连接着一个以小区为单位的地域范围内的智能家居并提供相关服务,如小区安防,物业管理及信息服务等.而智能家居是以家为平台,兼备建筑、网络通讯、信息家电、网络家电、自动化和智能化,集系统、结构、服务、管理、控制于一体的高效、舒适、安全、便利、节能、健康、环保的家居环境。智能家居可以成为智能小区的一部分,也可以独立安装.智能家居的实施其实就是智能化装修。


    目前,国内专业智能家居厂家的数量正在迅速增长。智能家居市场在未来的三五年内会高速增长,新技术\新产品也会不断出现并投入应用。


    就目前的发展趋势分析,预计今后两年内全世界有将近1亿的家庭将构建智能家居。至2010年,50%以上的新房将具有一定的智能家居功能.自1999年开始,我国政府部门就已密切注意到这个动向和趋势,国家信息产业部\国家科委\建设部等部委组织有关专家论证和规划在我国如何发展智能家居和住宅小区的计划,开始着手研究和制定有关我国家庭智能化的标准,使我国在智能家居技术领域得以有序和迅速的发展。

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造成的,在我国这个问题比较严重)等,这都是电力载波系统在我国的推广应用中带来的实质性问题。

捷豹智能化别墅安防解决方案

    设计目的
    由于别墅多为高收入家庭居住,因此,为了能切实保障家人的生命安全及家居的财产安全,利用智能住宅高科技的安防系统达到既保护家庭安全,又不影响别墅外观造型的目的。

    设计背景
    以占地面积近200平方米的三层住宅别墅为例,别墅的安防重点可设在一楼,其它各家居安防系统需设备全面,故从业主安全的需求角度出发,对此进行探讨。

    设计方案
    所需设备
    1.报警主机采用捷克捷豹生产的JA-63可编程报警主机。
    JA-63可编程报警主机采用最先进的微处理技术作为控制核心,集成度高、可靠性好,采用模块化构造,方便用户扩展和升级,本系统的多种参数可编程和多种灵活接口,使产品用途更广泛,质量更可靠,可与数字通讯方式和报警中心相连。
    主要功能如下:
◎16个无线防区,1个无线防区可登录2个无线探测器,4个有线防区,可作为四面围墙对射的输入,用于周界防范。
◎查询报警记录方便直观。
◎可以扩展子系统,可以运用于大面积的防范领域中。
◎能够检测自身无线信号强度,在选择安装位置时,显得非常重要。
◎可分为2个独立分区,可单独进行布撤防。
◎可拨打电话,用语音方式通知警察或用户本人。
◎可选GSM模块,将信息以短信息和打电话的方式传递到中心和用户本人。最多可打8个电话和8个短信息。
◎有GSM模块的主机,可用任何一部电话或手机对主机进行远程编程或布撤防等操作。
◎可用遥控器进行布防/撤防和紧急报警等操作,用户密码可有14个,一个主人码。
◎系统所有的功能及数据均储存在记忆元件中,停电不丢失。
◎对GSM拨号模块,使用GPRS数据格式,系统能每隔5-15分钟,把运行情况报告到中心。
◎对于有线电话拨号模块,有自动监测电话线的功能。
◎可以直接从键盘上编程,也可以配合串口模块PC60A/PC60B,通过编程软件COMLINK对主机进行编程和控制,这样更直观更可靠。

    可选附件:
◎RC-40系列遥控器:近距离遥控系统的布防/撤防和紧急报警等。
◎JA-63R接收板:接收遥控器和无线探测器的信号。
◎JA-65X有线拨号板:可以录制20秒的语音,报警时通知自己和他人。
◎JA-60GSM拨号模块:可以通过GSM网络,发信息或打电话到中心和业主,远程控制等功能。
◎JA-60W模块:可以把信息通过局域网或广域网发送到中心网络接收机。
◎JA-60F/JA-60E键盘:系统键盘,用于编程和操作。

    2.无线门磁JA-60N
    用于门和窗的防范,该门磁利用磁力原理,若门或窗被非法打开,则会自动报警。

    3.无线红外JA-60P
    利用红外探测原理进行探测报警,为家居安防的第三重保障,若有人非法进入别墅,便立即报警。

    4.无线紧急按钮RC-22
    若有入室打劫或住户突发急病时,可立即按动此按钮发出报警。

    5.无线玻璃破碎探测器JA-60B
    若玻璃受外力敲击震动破碎,探测器立即报警。

    6.无线烟感JA60S
    该探测器为消防装置,若房中因火灾发生的烟雾浓度达到一定系数时,便立即报警。

    7.无线煤气探测器JA-60G
    若室内煤气发生泄漏,当煤气在爆炸极限的1/4以下时立即报警。

    8.周界红外探测器采用对射探测器
    安装在围墙上面,当有非法人员越过围墙时立即报警。

    设备布置
1.在别墅四周安装红外对射SBT-60和SBT-30等;
2.在室内主要门窗安装无线门磁JA-60N;
3.在大厅和主人房及重要通道安装无线红外探测器JA-60P;
4.在大厅和主人房安装无线紧急按钮RC-22;
5.在一楼窗户安装无线玻璃破碎探测器JA-60B;
6.在大厅和主人房及重要通道安装无线红外探测器JA-60S;
7.在厨房安装无线煤气探测器JA-60G;
8.主机JA-63KRG(带GSM拨号模块)或JA63-KRX(带有线拨号模块)或JA-63KRW(带网络模块)安装在一楼或二楼,配置无线键盘JA-60F或有线键盘JA-60E;
9.室内采用无线室内警笛UC-260。
报警系统在小区中的应用

    小区报警的几种形式:
◎独立的简易报警系统只是本地报警,不向外传送
◎通过语言或传呼方式向外传送的分散的报警系统
◎通过电话方式的报警网络系统

    优点:
◎工程简单
◎系统容量大

    缺点:
◎设备成本及运行成本高
◎传送速度慢
◎易被破坏,可靠性低

    功能特点
◎密码和外接开关布撤防两种形式
◎一个主码、三个用户码、一个劫持码(DS6MX-chi)
◎三个可编程输出口,可控制门锁或其它设备
◎三(六)个可编程防区(延时/即时/紧急/火警)
◎内置地址码开关,占DS7400一个防区(DS-6MX占2防区)
◎与中心以两芯总线方式连接
◎标准86型预埋盒安装
◎中文面板
◎可向中心发送布撤防信号,每个防区的报警信息及故障信息
◎DS-6MX兼容无线防区
◎小区及大型报警管理软件CMS7000
◎最大可管理32台DS7400主机,小区用户近8000户
◎将巡更、家庭报警、周界报警集成为一个系统
◎完整的用户资料、报警资料管理及备份功能
◎平面地图报警点显示
◎系统工作状态监视
◎提供二次开发接口及联动报警输出
◎ 全中文WINDOWS界面,操作简单

NUVO Simplese Class四居室背景音乐方案

    业主要求
    业主要求本系统设计在180平米的平层四居室的公寓中,提供一套简洁易用、隐藏式安装、节目源共享的音频系统。用户可方便的通过安装在每个房间墙上设计简约的控制面板,选择喜欢的背景音乐。创新的设计应该免除传统系统在每一个需要的区域安置放喇叭、功放及节目源的重复、杂乱,以及高成本的投入。该系统应是全隐藏式的安装,更能突出家居的装潢设计,尽显用户对高质量生活水平的品味。

    系统设计
    节目源设备
    我们创新的使用NEC迷你音响前级来做为提供节目源的设备。
    NEC迷你音响前级具备如下功能:
●CD、DVD影碟播放
●U盘播放技术MP3播放接口,内置了MP3播放软件,可以支持1G的U盘和移动硬盘
●U盘播放、影碟播放时音频输出
●外接音源放大
●VDF动态荧光显示
●高灵敏度的调谐模块系统,通过自动搜索和扫描功能可以锁定28个立体声FM节目。用户可通过各房间的遥控系统方便的在各房间选择喜爱收听的电台节目
●FM收音,20台记忆预存
●HI-FI电子分频技术
●全功能遥控
背景音乐系统功放
选用NUVO CLASSIC SIMPLESE
●可接2路节目源
●控制四个区域的节目选择
●支持门铃电话静音
●支持外设备联动触发
●每声道15W功率输出
●支持红外路由功能
●每一个区域通过标准网线连接控制

    系统配置
    系统特点
    适合小居室安装,四个主要的房间都可以享受不同的节目内容。操作简单,音质清晰,成本投入低廉。将整个单元划成4个分区,各分区都能通过控制面板及遥控器独立选择节目源、音量大小、分区开关及对节目源的播放进行直接的控制,各分区设备配置介绍如下:
●主卧室
    主卧室门边上装有设计简约、时尚的NUVO 控制面板,通过面板可控制卧室背景音乐的开关、音量、节目源选择及整个系统的ON/OFF,所有功能也可以同时通过红外遥控器实现。
主卧室天花吊顶上装有NUVO音乐系列的PA16吸顶音箱,吸顶式安装是隐藏式安装避免传统音箱与居室环境的不协调、破坏家居环境设计等的缺点。
●书房
    书房的门边上装有设计简约、时尚的NUVO 控制面板,通过面板可控制书房背景音乐的开关、音量、节目源选择及整个系统的ON/OFF,所有功能也可以同时通过红外遥控器实现。
书房的天花吊顶上装有NUVO音乐系列的PA16吸顶音箱,吸顶式安装是隐藏式安装避免传统音箱与居室环境的不协调、破坏家居环境设计等的缺点。
●客厅
    客厅的门边上装有设计简约、时尚的NUVO 控制面板,通过面板可控制客厅背景音乐的开关、音量、节目源选择及整个系统的ON/OFF,所有功能也可以同时通过红外遥控器实现。
书房的天花吊顶上装有NUVO音乐系列的PA16吸顶音箱,吸顶式安装是隐藏式安装避免传统音箱与居室环境的不协调、破坏家居环境设计等的缺点。
●餐厅
     餐厅的门边上装有设计简约、时尚的NUVO 控制面板,通过面板可控制餐厅背景音乐的开关、音量、节目源选择及整个系统的ON/OFF,所有功能也可以同时通过红外遥控器实现。
餐厅的天花吊顶上装有NUVO音乐系列的PA16吸顶音箱,吸顶式安装是隐藏式安装避免传统音箱与居室环境的不协调、破坏家居环境设计等的缺点。
SIMPLESE CLASS的最大价值在于:
●价格在同类的产品中最有优势;
●它有两个音源的输出接口,可以再连接一台同样的功放,达到8个区域,这样可以为客户节约很大的开支;
●用SIMPLESE CLASS配合视频交换系统,是一个整体音视频共享的解决方案。