Levoice四房两厅家庭背景音乐系统方案

概  述
    这是位于厦门市同安区的一套四房两厅的楼中楼,客厅安装家庭影院音响系统,其它房间安装背景音乐系统,主人希望餐厅、主卧、主卫、客房、书房、小孩房都有背景音乐,并且随时可以听到新闻。各个房间可以同时选择不同音源,具备定时唤醒功能,且终端音量需单独控制。
    此方案共有一厅和五个房间需要背景音乐,共需6个独立音乐点,建议使用主机悠扬lv4625,音·丽士定阻吸顶喇叭C550,配有内置FM/AM、MP3、定时模块以及控制DVD的学习型红外模块。

方案设计及实现功能
    根据客户要求,我司提出5个方案供客户选择,最终客户选择方案1,如下图:
主要功能:
(1)主机采用DSP数字信号处理,定阻吸顶喇叭高灵敏度、宽频响范围,确保高保真立体声音质;
(2)主机面板设有USB插口,支持普通U盘、MP3播放器、移动硬盘、读卡器等存储器上的音乐文件,支持通过电脑的USB接口下载最新音乐;
(3)内置高清晰数字调频收音模块,各房间可以通过控制面板选择电台;
(4)各房间单独支持电脑调节音量;
(5)各房间独立切换不同音源,各房间可以同时播放不同音源;
(6)各房间的控制面板可直接控制DVD/CD、MP3等,控制主机、选歌、切换音源、调电台、非常方便;
(7)内置定时模块,支持定时功能。例如:设定下午14:00主卧背景音乐自动打开,播放已设定的歌曲,午睡后的您就可以被自动唤醒了。

系统布线与安装
    Levoice背景音乐系统采用星型布线方式,以中央智能主机为核心,均采用标准的弱电防火要求,全部套上PVC线管及线槽,将控制线(五类线)布到各房间安装控制面板的位置,音频线(型号:300芯,左右两个声道,共两组线),布到各个房间安装吸顶喇叭的位置。

    注:为达到较好音质,各点最好用焊接且在100米以内;每个声道的两根线绝对不能短接,注意线间绝缘,避免造成线路短路、断路;产品配置(以下配置为每个房间都有吊顶状态)。

泊声A80中央数智音乐系统别墅方案

    这是一套顶级豪华园林别墅,我们设计在客厅、酒吧、厨房、各居室套间、公共花园等20余处空间有背景音乐,让别墅及庭院的每个角落充满音乐,让家庭在音乐的陪伴下充满温馨与活力。本方案采用1台BA-A80H30S的泊声智能中央主机,能够充分满足要求并达到最佳音乐和控制效果。


系统布线示意图

建议安装背景音乐的房间及设计如下:
    地下层:棋牌室+洗手间(2处),健身房&书吧+红酒吧,一共有5间房间有背景音乐,设计成为2个独立控制区,1区是棋牌室+洗手间(2处),2区是健身房&书吧+红酒吧。采用1托1的分机,通过并联的方式安装4个喇叭,其中1区棋牌室安装2个喇叭,每个洗手间各安装1个喇叭;2区红酒吧与书吧各安装2个喇叭,其中影音吧有专业的音响设备,因此可以不安装背景音乐系统。


配置清单

    一层:分为7个独立控制区域,分别是芙蓉堂、中式餐厅、中式厨房、伴塘+茶室、灵芝居、次卧+洗手间、书房、起居室、包括9个房间,其中芙蓉堂面积较大,可以通过并联的方式安装4个喇叭,伴塘与茶室空间相通,灵芝居的次卧+洗手间同处一个私密空间,也可以通过并联的方式安装4个喇叭,卧室与洗手间各2个。

    二层:分为10个独立控制区,分别是过厅+楼道;望月居:起居室、书房、卧室+卫生间;醉僧居:卧室+卫生间;鲜花居:书房、卧室+卫生间;披云居:起居室、书房、卧室+卫生间,包括15个房间。喇叭的配置与一层的方法相同。

    室外花园:分为5个独立控制区,分别是问月轩、闻四方、一水间、警卫室及花园其他区域。其中问月轩面积较大,可以通过并联的方式安装4个喇叭。另外,对于花园其他区域,由于面积非常大,可以通过将分机改为定压输出,连接一台功率放大器,来连接多个草地喇叭,以保证美妙的音乐可以布满整个花园。

此豪华别墅安装了泊声A80中央数智音响系统以后,将具备以下功能:
    1.整个别墅根据需要分成若干个区域,通过电脑将不同的音乐及歌曲(包括流行的、经典的、戏曲等音乐)进行编辑分类,提供给家庭成员及不同区域,不同区域可以根据自身的需求进行独立的选择与控制自己需要的音乐,不必迁就于千篇一律的固定音乐,能够让每一位家庭成员的个性得到淋漓尽致的发挥;

    2.各个家庭成员可以独立地控制并随意地操作系统而不会对家庭其他成员造成干扰,能够有效地融洽家庭关系,建立和谐的家居环境;

    3.家庭成员之间可以通过对讲系统与其他成员对话与交流;特别是在意外或者紧急情况下,可以加快事情处理的进程;

    4.系统的PARTY功能,可以将整个别墅的音乐全部统一为一种音乐,方便家庭举行社交PARTY;

    5.系统的独立定时唤醒功能,可以满足家庭成员根据自己的需要选择定时唤醒的时间,在音乐声中开始一天的生活,同时又不会影响到家里的其他成员。

系统布线与安装:
    A80系统采用一线式布线,主机与分机都需要与220V电源插座相连;主机通过HUB集线器与分机相连,控制面板与喇叭都直接与分机相连,控制线采用RVV0.3×8的八芯线或者五类线,喇叭线采用300编的音响线。

    分机可以根据需要放置在任意位置:如入墙内,藏于吊顶的天花板上,摆放在台面上等,控制面板的位置安装在便于控制的地方,一般可以直接安装在房间电源开关处或者沙发旁边、床头、书桌旁边等便于控制的地方。

泊声A80中央智能主机内置功放阵列,不需要外接功放。
喇叭选型注意事项如下:

    A80分机每个输出通道的功率有两种:20W或者50W,阻抗是8欧姆,这是喇叭选型的依据。
    选用吸顶喇叭或者木质壁挂喇叭,很多吸顶喇叭有定压输入端子和定阻输入端子,我们选择定阻输入端子。对于没有定阻输入端子的定压喇叭,先把变压器去掉,然后连接泊声中央智能主机。
    为了保证立体声效果,安装喇叭的时候需要考虑人在房间的活动特点。例如,在卧室,将喇叭安装在床头两侧;在书房,将喇叭安装在书桌两侧;在餐厅,可以考虑将喇叭安装在餐桌两侧。一般情况下,喇叭之间的距离保持在层高的1.5倍左右就会有比较好的立体声效果,音质会更加均匀。

就本层豪华套房而言,提出以下建议:
1.主机可以放置在影音吧或者伴塘等区域;
2.分机的摆放位置请根据装修的实际情况进行安排;
3.控制面板尽量安装在经常活动且便于控制的地方;
4.没有吊顶的房间建议用壁挂式喇叭或者平面艺术音箱,使音质更加完美;
5.卫生间建议用防水喇叭;
6.露天区域可用草地音箱,喇叭根据具体情况均匀分布。

Russound在Wentworth之家的应用

    当Tom Wentworth邀请Mike Lockett帮他设计一套“STARDOT家庭自动化系统”的时候,他就知道他的家会变成什么样了。集成商将会告诉你他们的客户没有一家能比的上Wentworth之家。大多数的客户都知道他们希望系统能为他们做些什么,而不仅仅只是想知道一些品牌。

    Wentworth并不是一个典型的客户,他花了几个月的时间研究家庭自动化、音频、视频和安防系统。在比较了很多家公司之后,Russound作为最佳的音-视频系统浮现出来。“我对产品的性能、分区的设计以及简单便捷的操作留下了深刻的印象”,Wentworth说:“我在Russound的网站上找了众多的当地经销商,然后拜访许多系统集成商,参观他们的网站和体验厅,就在那个时候,我选择了‘STARDOT’,这是到目前为止的最好的选择。”

    Lockett,是STARDOT的设计师,对Russound与Crestron和HAI一起工作的评价很高:“我喜欢使用信得过的产品,这些产品能够与其他产品很好的集成,这就是为什么我在设计中多次使用Russound的原因”。

    这个系统安装运行稳定,尤其是在5600平方英尺需要重新装修的空间。这间房屋建造于1983年,在明尼苏达州,以前没有更新过任何线材,所以当Lockett设计这个系统的时候,他找来一位电工重新布线,包括室内和室外的区域,从运动场、桑拿室、游泳池到小孩房和家庭影音室,所有的系统都需要集成起来,并且便于操作。

    设计师设计使用两个CAV6.6扩音控制器、一个ST2-XM2智能调谐器、一个SMS3媒体服务器和12个UNO-S2键区,STARDOT将自动化、安防和娱乐系统无缝集成。Russound系统能够控制任何一个UNO键区和Crestron的触摸屏。HAI的OMNI II通过串行端口与CAV6.6相连,同时控制三个HVAC分区、安防和控制温度。

    像STARDOT这样的系统,通过使用面板将所有的线材组织成一个整体。“我们将所有的东西都重新修补了一遍,花了不少布线的时间,我们也将其清洁了一遍,让它看上去更整洁有序”,Lockett说。

    Wentworth和Lockett都说很难找到一个易于安装的音-视频系统,不过Russound很不错,即插即用,非常好的是它有一个内置的IR路由器,所以你能够立即控制系统而不需要做其他任何事情。Lockett说:“线一接上,我们就能够聆听Russound系统带来的美妙音乐,它非常棒!”

    Wentworth一家都非常喜欢STARDOT所做的工作。“我16岁的儿子现在是周围邻居孩子中的明星了,他周围有12个好朋友都非常喜欢听音乐,并且经常待在剧场里。这就是为什么我很高兴地将媒体播放器分为三个区——一个是给大人们用的,另外两个是分别留给两个孩子的,”说完他发出一阵爽朗的笑声,“从一开始我就知道我想要什么,我们都是音乐发烧友,音乐也是生命之泉,它能提高我们的品位和生活质量。”

不同家庭网络标准化组织的标准应互相兼容

    家庭网络是3C融合的结果,是未来数字生活的组成部分。近年来,国内外家庭网络标准化组织不断涌现,家庭网络技术也不断发展。尽管这些组织的技术路线和技术重点不尽相同,且家庭网络的商业模式有待完善,但随着家庭网络的应用模式和产业化前景越来越明晰,一些关键技术也将成为未来家庭网络标准中的必选技术。通过对国内外家庭网络技术发展趋势的研究,可以发现,基于IPv6的家庭网络构架、低速低功耗无线通信、超宽带无线通信、家庭网关、家庭网络安全机制、家庭多业务访问终端等技术将成为构建未来家庭网络的关键技术,在制定中国未来家庭网络标准时应该重点考虑这些技术。


    为了保证家庭网络产品与标准的一致性,保证基于标准的产品的功能和品质,促进中国家庭网络产业化进程,保证家庭网络标准化工作的可持续发展,规范家庭网络市场,应该加快家庭网络标准符合性测试认证平台的建设。另外,家庭网络的国内标准起步比较早,与国外标准具有同样的技术先进性,同时由于国内外不同标准化组织都在制定家庭网络标准,为了保证未来家庭网络设备能够互连互通,不同家庭网络标准化组织制定的标准应该互相兼容。


基于IPv6的家庭网络结构
   
基于IPv6的家庭网络由家庭网关和各种信息化家电共同组成。在该网络结构中,家庭网关是家庭网络的管理核心、集中控制单元和访问接口。家庭网络的组网模式通常采用一个中心管理节点,附带多个家电成员。这种组网模式支持目前家庭网络普遍采用的多种接入技术,如有线以太网、无线网络802.11、ZigBee、家庭内部电力线网络等。首先,采用通用的网络连接技术IPv6,具备良好的扩展性。IPv6在地址空间、安全性和多媒体应用方面具有优势。IPv6协议上层存在大量的互联网应用,协议下层支持各种物理接入方式,所以家庭网络采用IPv6组网方式,不仅可以充分应用IPv6在互联网领域已有的研究成果,实现家庭网络与互联网的信息交互,还可以实现家庭网络物理连接的多样性。


    其次,采用集中管理。现阶段适合家庭网络的管理模式是集中管理,这一方式可以保证家庭网络应用的多样性,保障家庭网络的安全性。


    再次,通过Web及语音来实现外部对家庭网络的访问。目前互联网领域采用较多的Web服务访问方式,在IPv6网络架构下可以很容易地应用到家庭网络中,从而可以通过Web方式来实现家庭网络支持的各种业务和业务融合。访问家庭网络的另一种方式是语音电话,可以应用于座机和移动电话,而通过移动电话访问家庭网络也是将来的趋势。


短距离低速低功耗无线通信技术
   
短距离低速低功率无线通信技术可以实现家庭网络设备间的控制和状态反馈。家庭网络中的部分设备,特别是某些传感器是由电池供电,要求低功耗。由于室内的布局可能会改变和调整,为了方便安装这些设备,需要通过无线技术来实现对于设备的控制及其信息反馈。因此,家庭网络中需要短距离低功率的射频通信技术来实现这些设备的网络通信。当然,有条件使用电源供电的家庭网络设备也可以通过该技术实现无线通信,从而构成无线家庭控制网络。所以,低速低功耗的无线传输技术将会应用到家庭网络。目前,国际上比较流行的低速低功耗无线通信技术有ZigBee、Z-Wave等(见表1)。


家庭网络超宽带无线通信技术
   
数字音视频及多媒体信息正在成为家庭影音的主要组成部分,这些高速率信息需要在家庭网络设备之间传输,特别是在家庭媒体中心、家庭媒体播放设备之间进行传输。然而,数字音视频及多媒体信息对于传输带宽的要求比较高,而且其播放设备需要不时调整位置,因此,可以通过短距离高带宽的无线通信技术来实现这一信息的传输。目前,国际上比较流行的短距离高速无线通信技术有UWB、Wi-Fi、Home RF、HiperLAN等。

    家庭网关家庭网关支持IPv6协议,提供多种物理接口,存放家庭网络运行的各类信息,实现家庭内部网络的通信以及家庭内部网络与外部网络的通信,保障家庭网络安全控制、访问授权和应用层路由,支持多种内网和外网访问方式。


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    家庭网关具备实现家庭网络运行的基本功能,如成员管理、安全管理、操作管理、家庭网络远程监视和控制访问、网络运维管理等。另外,家庭网关的主要技术特征包括以下几点:


   第一,家庭网关硬件需至少采用32位以上的嵌入式处理器,支持多种内网及外网接入方式。对家庭内部提供有线以太网接口和802.11无线接口,支持纯IPv6协议;对家庭外部支持有线以太网接口和PSTN接口,可以是IPv4或者IPv6协议。家庭网关软件可采用Linux等操作系统,实现IPv4和IPv6协议栈、嵌入式Web Server、家庭网络中间件、提供IP路由等功能,可以自动为信息家电分配IPv6地址。


   第二,家庭网关实现家庭网络中间件的注册中心、管理中心、信息维护中心、操作分发中心和安全管理中心功能。家庭网关通过家庭网络中间件定义的通信协议来实现家庭网络访问、维护家庭网络的正常运行,家庭网关是家庭网络运行管理中心。


   第三,家庭网关作为家庭网络惟一的访问接口,其重要功能是接收来自于家庭外部及内部的访问。它所支持的外网访问方式可以包括Web Browser访问及电话语音访问。目前,PC、PDA、移动电话等很多移动设备都支持Web浏览,家庭网关可以根据不同浏览器动态生成浏览器界面,从而实现诸如家电远程控制、远程家居监视,以及通过电话语音实施的家庭网络访问,如家电远程控制等。第四,家庭网络中的运维信息是指网络家电的运行状态、运行时间、关键指标等设备运行信息。在家庭网络运行中,为了向不同的家庭网络管理系统提供运维信息,需要由家庭网关定期采集和存储这些信息。


家庭网络安全机制
   
家庭网络中需要通过家庭网关来实现家庭网络的安全管理,主要包括外网安全管理和内网安全控制。外网安全管理主要管理来自于外网的访问,避免外网攻击,实现策略包括访问者身份验证、访问者授权等。采用的身份验证技术有用户名/口令、源IP地址检查、电话号码确认、CA证书等。内网安全控制主要判断网络家电的接入和访问是否安全。采用无线网络接入的网络家电对接入安全要求较高。所以,采用必要的无线接入安全认证是解决家庭网络内网安全控制的一种方法。目前,针对家庭网络尚无成熟完善的安全机制,对比还需要深入研究。


    家庭多业务访问终端对于家庭网络访问可以分为两类:来自于家庭内部和外部的访问。


    家庭内部控制终端应用在家庭网络内部,用以实现来自于家庭网络内部的多种业务。它可以替代家庭内部各种家电的遥控器,而且可以控制家庭媒体中心用以实现多业务融合。这类终端是家庭网络的组成部分,直接连接到家庭网络之中,支持IPv6协议,可以采用802.11、蓝牙等技术接入。


    家庭网络访问终端用于家庭网络外部,来实现外部对于家庭网络的访问,支持家庭网络中已经实现或者准备实现的各种业务。无论家庭网络采用FTTH、ADSL、PSTN或者其他方式接入外部互联网,这类设备均需要支持IP网络,从而实现对于家庭网络的外部访问。由于家庭网络访问终端直接或者间接接入互联网,具备IP地址,所以它可以是具有web浏览器的联网PC机、固定电话、移动电话等,从而实现家庭网络外部访问业务。

基于ZigBee技术的智能家居无线网络系统

摘要:介绍了一种基于ZigBee技术的智能家居无线网络系统。重点阐述了该系统的组成、通讯协议以及无线节点的软硬件设计。该系统在传统的有线家居网络系统的基础上使用ZigBee技术,使其具有成本低、功耗低、覆盖范围大的特点。特别是其符合IEEE802.15.4协议,利用系统与其它符合标准的产品的互联,具有良好的通用性和可扩展性。
关键词:智能家居 无线网络 ZigBee 低功耗

    在智能家居系统中,将无线网络技术应用于家庭网络已成为势不可挡的趋势。这不仅仅是因为无线网络可以提供更大的灵活性、流动性,省去花在综合布线上的费用和精力,而且更因为它符合家庭网络的通讯特点。随着无线网络技术的进一步发展,必将大大促进家庭网络智能化的进程。
    本文介绍的智能家居无线网络系统采用ZigBee技术,它是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术,符合IEEE802.15.4协议,是IEEE工作组专门为家庭短距离通讯制定的新标准。


ZigBee技术简介
   
ZigBee技术的主要优点有:(1)省电:两节五号电池可使用长达六个月到两年左右的时间;(2)可靠;采用了碰撞避免机制;(3)成本低;(4)时延短;(5)网络容量大;(6)安全:ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能,加密算法采用AES-128,各种应用可以灵活确定其安全属性。
    ZigBee技术的特点完全符合家庭网络通讯的需要,因此选择ZigBee技术构建智能家居无线网络系统。

智能家居无线网络系统
   
本系统以家庭为单位进行设计安装,每个家庭都安装一个家庭网关、若干个无线通讯ZigBee子节能模块。在家庭网关和每个子节点上都接有一个HeliLink无线网络收发模块(符号ZigBee技术标准的产品),通过这些无线网络收发模块,数据在网关和子节点之间进行传送。其系统组成如图1所示。
    下面介绍各部分的结构及功能。
    家庭网关的结构及功能为:
(1)采用ARM构架的32位嵌入式RISC处理器和.uClinux操作系统;
(2)通过门锁进行自动设防/解防;
(3)遇抢劫或疾病,按紧急按钮,自动向管理中心报警;
(4)每家每户配有自己的网页,通过网页显示小区通知、系统各部分工作状况及数据;
(5)水、电、气各表数据发给牧业管理中心;
(6)通过以太网与小区管理中心通讯;
(7)通过网关上的无线ZigBee(IEEE802.15.4)模块与网络中各子节点进行通讯。

ZigBee无线通讯子节点的功能为:
(1)两路脉冲量数据采集,可采集水、电、气三表数据;
(2)两路安防传感器开关量数据采集,可进行设防/撤防报警、安防报警(红外幕帘、门磁、窗磁、玻璃破碎等);
(3)一路模拟量数据采集;
(4)一路模拟量数据输出;
(5)一路继电器触点输出;
(6)通过无线通讯IEEE802.15.4协议及家庭网关通讯。


通讯协议
1. ZigBee协议的帧结构
    采用符号ZigBee标准的HeliLink模块的数据帧由数据模式、目标地址、数据长度、数据信息与校验和五部分构成,格式如下(数据帧结构中的数据都是16进制数):




    “数据模式”占用一个字节。“目标地址”表示数据帧结构要发送的目标位置(网络中的节点号),它占用一个字节。“数据长度”表示数据帧结构中从“数据1”到“数据n”所占据的字节数,它也占据了一个字节。“数据信息”表示用户要通过UART0传送的命令或者有效数据,占据的字节数由“数据长度”决定。“校验和”是对帧结构中的全部数据(校验和字节除外)进行的校验,采用字节逐位异或的方式实现。“校验和”也占据一个字节。

2. 无线网络通讯协议帧结构
    家庭网关通讯协议帧结构是建立在ZigBee协议帧结构的基础上的,相当于底层协议中的数据场部分。所以帧结构由节点号、功能编码、数据信息三部分组成,如下所示:




    节点号字段数据长度为1字节,其中低四位为数据采集功能编号,高四位为子节点号,如下所示:




    功能编码分为三个部分:方向位、数据类型和功能类型。其格式为:




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方向位:
    根据主节点作为通讯发送者还是接收者,本系统功能可分为两大类:上行和下行。方向位即决定了这一点。

数据类型:
    数据信息与功能编码关系十分密切,根据功能不同,数据场中数据的内容含义不同;根据数据长度不同,数据类型也不同。

功能类型:
    每一个功能类型对应一种系统功能。通过解析功能类型编码可得到系统功能,对于下行帧,子节点得到主节点通知其执行的命令和需要的数据;对于上行帧,主节点得到子节点返回的信息、数据和命令执行的情况。
    数据信息存放数据,数据信息长度可根据功能编码中的数据类型而定。




无线节点硬件设计
    由于无线节点使用电池供电,且需要安装在三表或电器内部,要求电池体积很小,因此电池的容量不可能太大。希望一颗钮扣电池可以有效工作一年以上。无线通讯需要电池提供足够大的电流,耗电量较大,所以低功耗设计成为子节点设计的重点和难点。
    无线网络节点硬件组成如图2所示,采用TI公司的16位单片机MSP430F1232作为处理器,采用符合ZigBee标准的Heililink无线网络收发模块建立无线通讯,采用RAMTRON公司的铁电存储器FM24LC16存储数据,开关量输出使用松下公司的磁保持继电器TQ2L2—3V,PWM输出放大器采用MAXIM公司的MAX4464。使用锂离子钮扣电池供电,通过采用TI公司的电荷泵IPS60210将电压稳定至3.3V。无线子节点通过查询八位拨码开关确定其功能,可以实现两路脉冲量的计数、两路开关量的输入、两路开关量的输出、一路模拟量的输入、一路模拟量的输出、电池电量采集无线通讯等功能。

(1)处理器
    处理器采用TI公司的16位单片机MSP430F1232。该单片机突出的特点是可以实现极低的功耗,具有五种省电工作模式,而每种工作模式可以通过对时钟的控制实现不同的功耗,其工作在LPM4模式下的功耗电流只有0.1μA,非常适合采用电池供电的系统。片内FLASH ROM用于存储应用程序、通讯协议;UART接口连接无线通信模块;10位A/D转换器实现电池电压检测、模拟量输入;内部16位定时计数器实现PWM输出,经低通滤波后,再由放大器放大,实现模拟量输出;I2C接口连接铁电存储器FRAM。其余的通用输入输出端口分别实现数字量和脉冲量的输入、输出以及拨码开关状态的输入。

(2 )铁电存储器
    存储器采用RAMTRON公司的FM24CL16,它是一种串行非易失性存储器,其特点是可无限次地读写,掉电数据可保护10年;写数据无延时;使用二线制串行总线及其传输规范进行双向传输,这种方式占用脚位少,占用线路板空间小,总线速度可以达到1MHz,静态工作电流仅为1μA。这些特点使其十分适合本设计对功耗低、体积小、数据读写频繁的要求。

(3) 磁保持继电路
    磁保持继电器采用松下公司的TQ2-L2—3V,通过MSP430F1232的输出管脚DO_S、DO_R控制开关管Q1、Q2的开关状态,实现继电器线圈电流的通断控制,从而控制继电器触点的动作。如果采用传统继电器,需要一直提供电流来维持继电器状态,这样功耗很难降低。磁保持继电器具有锁存功能,触点动作后无需继续提供电流,从而降低了功耗。其开关两端可耐压直流220V,交流250V,满足了通断市电的要求。
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(4)无线网络收发模块
    该模块特点是体积小、内嵌网络通讯协议,符合ZigBee网络层的标准,为IEEE.802.15.4标准兼容产品,可实现高效率发射、高灵敏度接收,无线数据速率高达76.8kbit/s。通过串口与MSP430F1232进行通讯,将获得的数据无线发送出去。

(5) 拨码开关
    八位拨码开关的状态决定该子节点的节点号和其实现的功能。


无线节点软件设计
   
鉴于节点使用的通用性要求,需要上电后根据拨码开关确定子节点号及其所要完成的功能。其主要功能包括水电气三表的数据采集和存储、报警信息的获取、设防撤防状态的获取和以上信息数据的无线发送。根据拨码开关的状态确定节点需要完成的其中一项或几项工作,并调用相应的初始化程序。由于无线通讯模块的功耗较大,CPU大部分时间都处于休眠状态,通过各级中断唤醒CPU和恢复无线通讯模块的正常工作。数据的无线发送和接收要遵守家庭网关通讯协议。

    系统主程序流程图如图3所示。系统上电后,先关闭看门狗定时器,开关电源进入SNOOZE节功状态,同时关闭无线通讯模块电源,进行I2C接口的初始化,读取拨码开关状态,并根据拨码开关的状态进行单片机通用I/O口的初始化,以确定其作为脉冲量输入端口还是开关量输入端口,或是撤防设防输入端口。其中,若作为脉冲量输入端口,则调用相应脉冲量初始化程序,设置其端口为上升沿触发;若作为开关量输入端口,则调用相应开关量初始化程序,设置其端口为下降触发;若作为撤防设防输入端口,则调用设防撤防初始化程序,当前端口状态为设防状态时,进行撤防初始化,设置其端口为上升沿触发。当前端口状态为撤防状态时,进行设防初始化,设置其端口为下降沿触发。




    端口初始化结束之后,进行串行通讯UART接口初始化,打开UART接收中断使能,使其能响应网关发送给子节点的命令。定时器连续工作在计数模式,打开计数器溢出中断使能。

    单片机各部分初始化结束后,进入LPM3休眠模式,只有ACLK始终保持工作,因此在串行通讯UART和定时器初始化中,将其工作时钟定义为ACLK是十分重要的,否则进入LPM3休眠模式后,串口和定时器将停止工作和相应中断。进入LPM3休眠模式后,系统的功耗最低。

    系统可响应I/O中断,当其作为脉冲量输入端口时,脉冲量上升沿触发中断,经过去抖处理后,脉冲量计数增1,遇到进位时,调用函数处理进位,最后将计数值写入FRAM,进入LPM3休眠模式。当其作为开关量输入端口时,开关量下降沿触发中断,停止计数器计数,打开电源,打开串行通讯,重复发送报警信息,直到收到网关应答信息时才停止报警,恢复定时器计数,进入LPM3休眠模式。

    数据发送要遵循通讯协议,图4所示为数据发送程序流程图。由于文章篇幅所限,这里就不多述了。

    本文介绍的基于ZigBee技术的智能家居无线网络系统,由于其具有低成本、低功耗、较远的覆盖范围及通用性的特点,将成为智能家居系统中的又一亮点,必将给现代智能家居系统带来一场新的变革。

波创:数字化智能小区解决方案

    智能小区的概念是建筑智能化技术与现代居住小区相结合而衍生出来的。就住宅而言,先后出现了智能住宅、智能小区、智能社区的概念。我们可以这样认为:智能化住宅小区是指通过利用现代通信网络技术、计算机技术、自动控制技术、IC卡技术,通过有效的传输网络,建立一个由住宅小区综合物业管理中心与安防系统、信息服务系统、物业管理系统以及家居智能化组成的”三位一体”住宅小区服务和管理集成系统,使小区与每个家庭能达到安全、舒适、温馨和便利的生活环境,最终目的是使每个住户得到满足其需求的最佳方案。

    波创企业集团致力于成为中国最大、国际知名的家居智能化、小区智能化产品制造商及方案提供商。为客户提供智能家居/网络家电/嵌入式系统/数字家庭/地产科技等领域的技术和产品。

    “波创公司”自主研发的“波创EHOME智能家居”产品分为四大系统,即包括智能网关系统、信息家电与灯光控系统、智能照明控制系统、家居综合布线系统,具有系统兼容性、扩展性、可升级性。各系统即可独立使用,又可互相兼容,操作应用方便,是当前智能化小区产品的创新与升级产品。

    波创数字化智能小区系统主要包括以下六大功能:

一、楼宇彩色数字可视对讲
1、组网方式简便、灵活,适合大型社区和复杂环境的联网。系统采用星型网络结构,通过TCP/IP网络传输实现点对点呼叫,通话不会占线;
2、室内机之间可以实现户户通话;
3、可留影留言,具有免打扰功能,可模糊房号输入。

二、安防报警
1、室内机提供3种定义好的布防模式:外出、在家、就寝;还可以根据实际需要自定义布防;
2、报警系统是建立在小区局域网网络平台上,一旦发生警情,报警信息就会及时上传至管理中心,保安人员会及时与业主联系并上门服务。同时报警信息也会发给设定好的相关固定电话和移动手机。室内机也会发出报警声音和闪烁图标;
3、联动抓拍功能:窃贼闯入时,触发探测器,启动摄像机及时抓拍窃贼图像(4幅)并保存在室内分机里。

三、信息发布
    通过小区管理软件,物业管理者可以编辑如文字、图片、视频等各种信息,实时的将信息发送至业主家中的智能网关上,业主可以通过智能网关提示来浏览中心服务器上的各类信息。

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四、小区商城管理
    实现方式
    1、通过波创小区管理软件,将各个商家如超市、酒楼、诊所等编辑好的信息放在小区中心服务器上,建立虚拟超市,小区业主通过智能网关就可以登录中心服务器实时浏览各类信息了;

    实现方式
    2、将购物平台建立在商家电脑上,并与小区进行联网,业主通过网关对商家购物平台进行访问并进行商品采购。

五、远程监控
    业主可通过电脑登陆家庭网关,实现对家庭环境的实时监控,网关并可外接三个普通摄像头实现对不同区域的实时监控。

六、设备自检和远程维护
    通过系统状态,可以实时查询网关本身信息和与各种外接设备的连接状态,并对各种状态做出判断,以确定网关是否处于正常工作状态;当网关出现故障时,工程技术人员可以通过电脑直接登陆网关进行故障判断和排除。
波创数字化智能小区系统系统特点:
    1、组网方式简便、灵活
    小区联网是叠加在已有的小区宽带数据传输网上的业务网络,向宽带数据传输网提出传输要求,而不单独建设承载网。
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    2、适合大型社区和复杂环境的联网
    对于大型社区或环境复杂的大型别墅群,传统的总线对讲系统在联网时容易出现信号传输质量问题,特别是视频联网,总线对讲系统需要增加视频中继设备,容易造成信号衰减,影响视频质量,同时给施工和维护造成极大的困难;使用波创全数字网关则各种信号通过TCP/IP协议以数字方式传输,不需要增加中继器等设备,而且信号质量稳定可靠。

    3、克服占线问题
    克服总线对讲系统做出现的占线问题,波创全数字网关系统采用星型网络结构,通过TCP/IP网络传输实现点对点

    4、采用标准接口
    系统设备只需要门口机、室内分机和管理中心,不需要隔离器、联网切换器等层间设备,设备简单明了,安装简便,大大降低了施工难度和设备的故障率。采用网络布线,还可以与计算机共用网络,无须独立布线,比传统的系统的结构更加降低工程成本,将施工成本几乎降低到零。所有设备都使用国际标准接口,维护、保养及扩容都非常方便。


数字化智能小区联网图

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独户功能列表

    1、触摸式10寸/7寸高清数字屏;2、全数字彩色可视对讲;3、业主/访客影音存储;4、14路有线安防报警;5、无线网络浏览;6、无线控制灯光/窗帘/家电;7、电话/网络远程控制;8、小区信息发布;9、数码照片浏览;10、远程视频监控;


数字化智能小区室内联网图

结束语
    目前各地房地产开发商对智能小区建设的青睐是有其深刻的市场因素的,智能化住宅和智能小区建设市场的火爆是一种市场行为,必将进一步被市场所认同。政府的正确引导将有利于智能小区的建设规范化和科学化。市场是一把双刃剑,它会自动砍掉那些走火入魔的、不适合中国国情的智能化住宅。
    随着信息技术的发展,智能住宅和智能小区的内涵也不断的变化、发展。因此,我们有理由相信智能住宅和智能小区将有非常广阔的发展前景。

海尔“四海一家”奥运网上体验中心


海尔“四海一家”体验互动方案(早晨篇)

   体验厅:起床后,体验者可以在跑步机上锻炼一下身体,这是高端的跑步机,除了可以显示您在运动时的心率、能耗等参数外,跑步机前面的显示屏上,还会模拟出您在不同环境中跑步的感受,它是于跑步机联动的,当您的速度增加或减小时,其模拟的环境移动的速度也会随之改变。在锻炼过程中,这个跑步机可以随时将您的身体健康参数,无线传输到医院。>>点击进入体验厅


海尔“四海一家”体验互动方案(办公篇)

    体验厅:当我们来到办公室时,首先映入眼帘的是我们的人机对话空调,它能够感应到当前空气的质量,比如,温度、湿度、灰尘度等相关参数,并有语音播放。在办公室同事之间经常需要交流会议或者讨论,这是我们互动式玻璃投影,办公人员可以通过这个玻璃屏幕进行互动交流,浏览、上网以及视频等。 >>点击进入体验厅


海尔“四海一家”体验互动方案(休闲体验篇)

    体验厅:您一天的工作即将结束,劳累了一天后,您可以到酒吧里面进行短暂的放松,比如,我们可以进行一场虚拟高尔夫比赛,也可以在我们的智能吧台上进行一些虚拟的游戏…… >>点击进入体验厅

    北京、青岛“四海之家”奥运体验中心 点击进入>>