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智能家居(1) 2018-7-7

智能家居(英文:smart home, home automation)是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、 安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并实现环保节能的居住环境。

基本信息
中文名称:智能家居;外文名称:smart Home
平台:住宅
概 念:家庭自动化等
技 术:综合布线技术、网络通信技术
功 能:无线连接和格通智能家居

目录        
1​定义及简介
2发展现状
3物联网子系统
4智能家居解决方案
5八大功能
6解决方案
7功能和提供的服务:
8与智能小区的关系
9智能化的系统的组成
10第一个相关标准
11第一个成熟应用的产品
12家庭服务器的基本概念
13智能家居的发展新趋势
14发展方向
15最新消息
16真正的“智能家居”还有多远?


1.定义及简介

简介

智能家居是在物联网的影响之下物联化体现。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备(如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电以及三表抄送等)连接到一起,提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比,智能家居不仅具有传统的居住功能,兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化,集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境,提供全方位的信息交互功能,帮助家庭与外部保持信息交流畅通,优化人们的生活方式,帮助人们有效安排时间,增强家居生活的安全性,甚至为各种能源费用节约资金。[1]


智能家居概念的起源很早,但一直未有具体的建筑案例出现,直到1984年美国联合科技公司(United Techno1ogies Building System)将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康涅狄格州(Conneticut)哈特佛市(Hartford)的CityPlaceBuilding时,才出现了首栋的“智能型建筑”,从此揭开了全世界争相建造智能家居的序幕。[2]

智能家居又称智能住宅,在国外常用Smart Home表示。与智能家居含义近似的有家庭自动化(Home Automation)、电子家庭(Electronic Home、E-home)、数字家园(Digital Family)、家庭网络(Home Net/Networks for Home)、网络家居(Network Home)、智能家庭/建筑(Intelligent Home/Building),在中国香港和台湾等地区,还有数码家庭、数码家居等称法。

智能家居让用户以更方便的手段来管理家庭设备,比如,通过触摸屏、手持遥控器、电话、互联网来控制家用设备,更可以执行情景操作,使多个设备形成联动;另一方面,智能家居内的各种设备相互间可以通讯,不需要用户指挥也能根据不同的状态互动运行,从而给用户带来最大程度的方便、高效、安全与舒适。所谓智能家居时代就是物联网进入家庭的时代。它不仅指那些手机、平板电脑、大小家电、计算机、私家车,还应该包括吃喝拉撒睡、安全、健康、交友、甚至家具等家中几乎所有的物品和生活。其目的是让人们的家庭生活更舒适、更简单、更方便、更快乐。

智能家居是一个居住环境,是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境,实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、 智能家居-系统设计方案安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并实现环保节能的居住环境。

又称智能住宅,在国外常用Smart Home表示。与智能家居含义近似的有家庭自动化(Home Automation)、电子家庭(Electronic Home、E-home)、数字家园(Digital Family)、家庭网络(Home Net/Networks for Home)、网络家居(Network Home)、智能家庭/建筑(Intelligent Home/Building),在我国香港和台湾等地区,还有数码家庭、数码家居等称法。

智能家居集成是利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设备集成。由于智能家居采用的技术标准与协议的不同,大多数智能家居系统都采用综合布线方式,但少数系统可能并不采用综合布线技术,如电力载波,不论哪一种情况,都一定有对应的网络通信技术来完成所需的信号传输任务,因此网络通信技术是智能家居集成中关键的技术之一。安全防范技术是智能家居系统中必不可少的技术,在小区及户内可视对讲、家庭监控、家庭防盗报警、与家庭有关的小区一卡通等领域都有广泛应用。自动控制技术是智能家居系统中必不可少的技术,广泛应用在智能家居控制中心、家居设备自动控制模块中,对于家庭能源的科学管理、家庭设备的日程管理都有十分重要的作用。音视频技术是实现家庭环境舒适性、艺术性的重要技术,体现在音视频集中分配、背景音乐、家庭影院等方面。

又称智能住宅。通俗地说,它是融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统。智能家居将让用户有更方便的手段来管理家庭设备,比如,通过家触摸屏、无线遥控器、电话、互联网或者语音识别控制家用设备,更可以执行场景操作,使多个设备形成联动;另一方面,智能家居内的各种设备相互间可以通讯,不需要用户指挥也能根据不同的状态互动运行,从而给用户带来最大程度的高效、便利、舒适与安全。

传统意义

传统意义上一般都认为智能家居是带来生活品质的提升,其实物联网智慧家居正在改变这些观点,最显著的变化就是实用、方便、易整合。每一个家庭中都存在的各种电器,不管是号称智能的冰箱、空调还是传统的电灯、电视一直以来由于标准不一都是独立工作的,从系统的角度来看,他们都是零碎的、混乱的、无序的,并不是一个有机的、可组织的整体,作为家庭的主人面对这些杂乱无章的电器其消耗的时间成本、管理成本、控制成本通常都是很高的并且是非必要的。

起源

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(HE,Homen Electronics)出现。80年代中期,将家用电器、通信设备与安保防灾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(HA,Home Automation)。80年代末,由于通信与信息技术的发展,出现了对住宅中各种通信、家电、安保设备通过总线技术进行监视、控制与管理的商用系统,这在美国称为Smart Home,也就是现在智能家居的原型

表述

智能家居其实有两种表述的语意,定义中描述的,以及我们通常所指的都是智能家居这一住宅环境,既包括单个住宅中的智能家居,也包括在房地产小区中实施的基于智能小区平台的智能家居项目,如深圳红树西岸智能家居。第二种语意是指物理网智能家居系统产品,是由智能家居厂商物联传感生产、满足物联网智能家居集成所需的主要功能的产品,这类产品应通过集成安装方式完成,因此完整的智能家居系统产品应是包括了硬件产品、软件产品、集成与安装服务、售后在内的一个完整服务过程。

2.发展现状

自从1984世界第一个智能家居系统的问世,智能家居就在我们的未来生活中一直更新,在进入21世纪以来,智能家居在系统和功能上有了质的飞跃,在我们传统的智能模式上,我们更进了最新的RF无线射频技术,把传统的有线模式的繁琐线路变得轻松自如。

智慧家居[4]是今后家居领域发展的必然趋势,虽然市场推广才刚刚开始,但行业的竞争已经很激烈,光是宁波就有不下5家企业专门从事这方面开发。制造企业在产业调整和转型中,都需要运用到大数据。今后,数据将成为推进社会进步的第四生产力。市场潜力巨大,同时,智慧家居所依托的大数据分析,也是传统制造企业转型升级的重要途径。比尔盖茨是国外第一个使用智能家居的家庭,至今快有三十年的历史了,智能家居控制系统也逐渐走进大家的视野。这两年随着wifi的普及,无线智能家居逐渐取代了有线产品,在无线领域国内并不落后于国外,同样使用最新zigbee智能家居,但目前国内智能家居虽有潜力但发展缓慢,人们的消费观和消费能力并不充分。根据《中国智能家居设备行业发展环境与市场需求预测分析报告前瞻》分析,目前我国智能家居产品与技术的百花齐放,市场开始明显出现低、中、高不同产品档次的分水岭,行业进入快速成长期。面对中国庞大的需求市场,预计该行业将以年均19.8%的速率增长,在2015年产值达1240亿元。智能家居最初的发展主要以灯光遥控控制、电器远程控制和电动窗帘控制为主,随着行业的发展,智能控制的功能越来越多,控制的对象不断扩展,控制的联动场景要求更高,其不断延伸到家庭安防报警、背景音乐、可视对讲、门禁指纹控制等领域,可以说智能家居几乎可以涵盖所有传统的弱电行业,市场发展前景诱人,因此和其产业相关的各路品牌不约而同加大力度争夺智能家居业务,市场渐成春秋争霸之势。

3.物联网子系统

智能家居系统包含的主要子系统有:家居布线系统、家庭网络系统、智能家居(中央)控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统、背景音乐系统(如TVC平板音响)、家庭影院与多媒体系统、家庭环境控制系统等八大系统。其中,智能家居(中央)控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统是必备系统,家居布线系统、家庭网络系统、背景音乐系统、家庭影院与多媒体系统、家庭环境控制系统为可选系统。

在智能家居系统产品的认定上,厂商生产的智能家居(智能家居系统产品)必须是属于必备系统,能实现智能家居的主要功能,才可称为智能家居。因此,智能家居(中央)控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统都可直接称为智能家居(智能家居系统产品)。而可选系统都不能直接称为智能家居,只能用智能家居加上具体系统的组合表述方法,如背景音乐系统,称为智能家居背景音乐。将可选系统产品直接称作智能家居,是对用户的一种误导行为。

在智能家居环境的认定上,只有完整地安装了所有的必备系统,并且至少选装了一种及以上的可选系统的智能家居才能称为智能家居。

家居布线系统

对于一个智能住宅需要有一个能支持语音/数据、多媒体、家庭自动化、保安等多种应用的布线系统,这个系统也就是智能化住宅布线系统。

家庭安防系统

家庭安防系统包括如下几个方面的内容:

门磁开关、紧急求助、烟雾检测报警、燃气泄露报警、碎玻探测报警、红外微波探测报警等。

4.智能家居解决方案

智能管理控制

智能管理控制是指以住宅为平台,构建兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化,集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境,通过itc华银的行业解决方案将家中的各种设备连接到一起,提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、以及可编程定时控制等多种功能和手段,帮助家庭与外部保持信息交流畅通,优化人们的生活方式,帮助人们有效安排时间,增强家居生活的安全性。

数字显示终端设计方案

数字显示终端是基于M2M技术的智能家居系统唯一最终面向用户的部分。采用ZigBee技术和USB OTG技术完成对无线设备的监控和抄表数据的查询、记录。基于M2M技术的智能家居系统主要通过Zig-Bee技术与相关的无线设备组建无线局域网,采集无线传感器的数据和输出控制信号,并由坞站将采集到得数据汇总封装后通过M2M网关和Internet传送到提供相关家居服务的公司的服务器上。它主要由5部分组成:低功耗数据采集系统、数据汇总传输系统(又称坞站),数字显示终端,M2M网关和服务器,并主要使用在居家能源管理和居家自动化两个方面。

报警联动系统解决方案

智能家居安防报警联动系统解决方案基于互联网络实现,用户家庭门口,或围墙加装网络视频监控设备,网络视频监控设备能够采集用户视频,并将视频通过网络发送到位于中心的服务器。用户可以通过使用电脑或者手机,远程登陆到中心服务器上,查看自己家里的安全情况。

机顶盒总体方案设计

客户—服务器模式(client-server model)的优点之一是具有很大的灵活性。采用客户—服务器模式后对网络节点的设置均可通过对服务器端的设置来实现,因而能适应不同种类和不同环境下节点的需要。为了完成对机顶盒的网络化自动配置,在IPTV底层网络上设置启动配置服务器,机顶盒加电自检后,通过固化在ROM中的登录程序登录启动配置服务器完成相关参数配置,从服务器获得相关设置后开始工作。


5.八大功能

一、智能灯光控制

实现对全宅灯光的智能管理,可以用遥控等多种智能控制方式实现对全宅灯光的遥控开关,调光,全开全关及“会客、影院”等多种一键式灯光场景效果的实现;并可用定时控制、电话远程控制、电脑本地及互联网远程控制等多种控制方式实现功能,从而达到智能照明的节能、环保、舒适、方便的功能。

优点: 

1、控制:就地控制、多点控制、遥控控制、区域控制等。

2、安全:通过弱电控制强电方式,控制回路与负载回路分离。

3、简单:智能灯光控制系统采用模块化结构设计,简单灵活、安装方便。

4、灵活:根据环境及用户需求的变化,只需做软件修改设置就可以实现灯光布局的改变和功能扩充。

二、智能电器控制

电器控制采用弱电控制强电方式,即安全又智能,可以用遥控、定时等多种智能控制方式实现对在家里饮水机、插座、空调、地暖、投影机、新风系统等进行智能控制,避免饮水机在夜晚反复加热影响水质,在外出是断开插排通电,避免电器发热引发安全隐患;以及对空调地暖进行定时或者远程控制,让您到家后马上享受舒适的温度和新鲜的空气。

优点:

1、方便:就地控制、场景控制、遥控控制、电话电脑远程控制等。

2、控制:通过红外或者协议信号控制方式,安全方便互补干扰。

3、健康:通过智能检测器,可以对家里的温度、湿度、亮度进行检测,并驱动电器设备自动工作。

4、安全:系统可以根据生活节奏自动开启或关闭电路,避免不必要的浪费和电气老化引起的火灾。

三、安防监控系统

随着人们居住环境的升级,人们越来越重视自己的个人安全和财产安全,对人、家庭以及住宅的小区的安全方面提出了更高的要求;同时,经济的飞速发展伴随着城市流动人口的急剧增加,给城市的社会治安增加了新的难题,要保障小区的安全,防止偷抢事件的发生,就必须有自己的安全防范系统,人防的保安方式难以适应我们的要求,智能安防已成为当前的发展趋势。

视频监控系统己经广泛地存在于银行、商场、车站和交通路口等公共场所,但实际的监控任务仍需要较多的人工完成,而且现有的视频监控系统通常只是录制视频图像,提供的信息是没有经过解释的视频图像,只能用作事后取证,没有充分发挥监控的实时性和主动性。为了能实时分析、跟踪、判别监控对象,并在异常事件发生时提示、上报,为政府部门、安全领域及时决策、正确行动提供支持,视频监控的“智能化”就显得尤为重要。

优点:

1、安全:安防系统可以对陌生人入侵、煤气泄漏、火灾等情况提前及时发现并通知主人;

2、简单:操作非常简单可以通过遥控器或者门口控制器进行布防或者撤防。

3、实用:视频监控系统可以依靠安装在室外的摄像机可以有效的阻止小偷进一步行动,并且也可以在事后取证给警方提供有利证据。

四、智能背景音乐

家庭背景音乐是在公共背景音乐的基本原理基础上结合家庭生活的特点发展而来的新型背景音乐系统。简单地说,就是在家庭任何一间房子里,比如花园、客厅、卧室、酒吧、厨房或卫生间,可以将MP3、FM、DVD、电脑等多种音源进行系统组合让每个房间都能听到美妙的背景音乐,音乐系统即可以美化空间,又起到很好的装饰作用。

优点:

1、独特:与传统音乐不同,专业针对家庭进行设计。

2、效果:采用高保真双声道立体声喇叭,音质效果非常好。

3、简单:控制器人性化设计,操作简单,无论老人小孩都会操作。

4、方便:人性化、主机隐蔽安装,只需通过每个房间的控制器或者遥控器就可以控制。

五、智能视频共享

视频共享系统是将数字电视机顶盒、DVD机、录像机、卫星接收机等视频设备集中安装于隐蔽的地方,系统可以做到让客厅、餐厅、卧室等多个房间的电视机共享家庭影音库,并可以通过遥控器选择自己喜欢的音源进行观看,采用这样的方式既可以让电视机共享音视频设备,又不需要重复购买设备和布线,既节省了资金又节约了空间。

优点:

1、简单:布线简单,一根线可以传输多种视频信号,操作更方便。

2、实用:无论主机在哪里,一个遥控器就可以对所有视频主机进行控制。

3、安全:采用弱电布线,网线传输信号,永不落伍,即使以后升级还是用网线。

六、可视对讲系统

可视对讲目前产品比较成熟,目前成熟案例随处可见,这其中有大型联网对讲系统,也有单独的对讲系统,比如别墅用的,其中有分一拖一、二、三等;一般实现的功能是可以呼叫、可视、对讲等功能,但是目前通过“品奇居”的整合部已经将很多不同平台的产品实现了统一,增强了整套系统控制部分的优势,让室内主机也可以控制家里的灯光和电器了。

七、家庭影院系统

对于高档别墅或者公寓的户型,客厅或者影视厅一般为20平米左右,是目前最主要的建筑面积之一,客厅或者视听室自然是家里最气派的地方,除了要宽敞舒服,也得热闹娱乐才行,要满足这样的要求,一套好的家庭影院当然是必不可少的“镇宅之宝”了。

优点:

1、简单:操作非常简单,一键可以启动场景,如音乐模式、试听模式、卡拉OK模式等。

2、实用:拥有私人电影院,自己就是导演,在家可以随时看大片,为您节约宝贵时间。

3、气派:说“镇宅之宝”一点也不为过,在周末可以与自己的好朋友拉近距离。

备注:可配合智能灯光、电动窗帘、背景音乐、进行联动控制。

八、系统整合控制

总结:在上海典众智能科技有限公司多年的设计与施工经验以及各个部门的共同努力,本着有效提高产品的实用率、尽量减少成本让功能最大化,从实用的角度让很多功能实现尽量简洁有效的控制,我们让用户仅需要在系统整合智能家居产品里面就可以做到灯光控制、电器控制、安防报警、背景音乐、视频共享以及弱电信息六大功能。

6.解决方案

家庭系统解决方案

灯光、插座控制系统

背景音乐系统

电动窗帘,电动门窗等

影音系统

安防系统

综合布线系统

灯光插座控制,现在市面上的产品在方案上分为两种

有线控制有线控制的结构为将控制器放置于强电箱内,开关和中控主机分别通过弱电控制线路进行控制



优点在于,安全稳定

缺点在于,方案设计要求高,线路架设要求高,后期拓展改动困难。

这种方式在智能家居发展初期使用较多,是从工业控制转变而来。

主要适用大面积的商用场所等有专人集中管理的场所

无线控制无线控制的结构,大体上与传统的家装布线方式一样,摇控开关直接控制灯光,中控主机发射无线信号控制开关的工作状态。



优点:安装和布线简单,较传统方式几乎没有区别

缺点:现在国内的315/433RF形式的无线开关,在信号覆盖、干扰、重码等问题上有一缺陷,不适合大规模集中使用,2.4G Zigbee无线方式的产品没有以上问题,但因核心技术依赖进口,所以成本偏高,不过近期因内有公司,成功的开发出同类产品,价格与其它国产的RF开关一样,我在下面的产品选购版块会详细说明。

2、背景音乐系统

背景音乐系统也大致可以分为两个类型,一类为中央式,背景音乐,一类为分体式背景音乐

中央式背景音乐其结构就如我们在单位,或是营业场所的背景音乐类似,即一台功放主机,连接多个音箱,只不过专业的中央背景音乐可以分区调控,每个分区都会有一个弱电面板,可以独立控制该区播放不同的音乐。



优点为,音质效果好,覆盖区域广,易控制,即可统一播放,也可分区播放。

缺点为,线路复杂,成本高,适合大宅或要求较高的客户。

分体式背景音乐,其结构就相当于是多个小型的中央背景音乐单元,每个区域都是独立的。



优点为,安装结构简单,适合区域改造和小户型,成本低。

缺点为,功率有限,音箱数量和功率有限制,不能所有区域统一播放,但个人认为反而比较适合,多数家庭。

3电动窗帘,电动门窗等

电动窗帘和门窗,属于黑色电器,即为只需要控制电源通断和极性即可的电气设备,所在在控制上是属于比较简单的一种,只需要铺设好电源线,留过控制器的安装地点即可,中控主机与控制器之间,以无线信号连接就OK了。

4安防系统

安防系统,基本可以分为两个块,1、是监控录像2、防闯入报警

这两类在结构上都有无线与有线两种

我个人认为,安防系统,即然跟安全相关,在稳定可靠性上比控制系统的要求会更高,所以在此我推荐使用有线结构,在方案设计上,建议咨询相关的专业人业,所以在此我不做详细说明。

安防系统在和智能主机的对接上,很多客户会,选择带安防功能的智能主机,我认为这种方式是不妥的,其实安防与中控设备是两个概念,安防只是智能控制里的一个子系统而以,只要是标准专业的智能中控主机都是可以对接控制的,而市面上多数的带安防功能的主机出现,是因为多数厂家之前都是从事安防设备的,突出了安防,弱化了智能中控。所以我建议,优先选择智能中控系统,再配套专业的安防设备,因为专业的安防设备除了要求更高外,厂家都会为系统投保,这样您家庭财产相当于上了双保险,即有事前防护,又有事后赔付。

5、6、影音系统、综合布线系统

影音系统是家庭弱电里,最复杂的一个系统,它和综合布线的关联也最大,所以我把它们放在一起进行说明。

影音系统其实我们一直在使用,而智能家居所说的影音系统的布线方面和我们现在专统的又有哪些区别呢?

首先从结构上,我们现在的影音系统是独立的,机顶盒、电视、DVD、电脑,独立工作,而智能家居的综合布线,简单的说就是将所有的影音设备放置到一起,集中分配、管理,其带来的好处即为,资源共享,后期改造拓展空间大,设备集中放置在机柜后,利于防火安全,电视机下面干干净,不需要设置电视柜节约空间,每台电视都可以在机顶盒、DVD、电脑、监控画面进行一键切换,因综合布线的方式受以上各类需求而变化,所以我只在此说明它的特点,如果您有兴趣在选购好智能中控设备后,可以要求商家进行方案设计。

7.功能和提供的服务:

1.始终在线的网络服务,与互联网随时相连,为在家办公提供了方便条件。

2.安全防范:智能安防可以实时监控非法闯入、火灾、煤气泄露、紧急呼救的发生。一旦出现警情,系统会自动向中心发出报警信息,同时启动相关电器进入应急联动状态,从而实现主动防范。

3.家电的智能控制和远程控制,如对灯光照明进行场景设置和远程控制、电器的自动控制和远程控制等。

4.交互式智能控制:可以通过语音识别技术实现智能家电的声控功能;通过各种主动式传感器(如温度、声音、动作等)实现智能家居的主动性动作响应。

5.环境自动控制。如家庭中央空调系统。

6.提供全方位家庭娱乐。如家庭影院系统和家庭中央背景音乐系统。

7.现代化的厨卫环境。主要指整体厨房和整体卫浴。

8.家庭信息服务:管理家庭信息及与小区物业管理公司联系。

9.家庭理财服务。通过网络完成理财和消费服务。

10.自动维护功能:智能信息家电可以通过服务器直接从制造商的服务网站上自动下载、更新驱动程序和诊断程序,实现智能化的故障自诊断、新功能自动扩展。
 

 

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