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                  百科

                  物聯網智能家居應用方案
                  來源:深圳市賽億科技開發有限公司作者:日期:2018-01-17 11:42:22點擊:2299次

                  智能家居是在互聯網影響之下物聯化的體現。智能家居通過物聯網技術將家中的各種設備(如音視頻設備、照明系統、窗簾控制、空調控制、安防系統、數字影院系統、影音服務器影柜系統、網絡家電等)連接到一起,提供家電控制、照明控制、電話遠程控制、室內外遙控、防盜報警、環境監測、暖通控制、紅外轉發以及可編程定時控制等多種功能和手段。與普通家居相比,智能家居不僅具有傳統的居住功能,兼備建筑、網絡通信、信息家電、設備自動化,提供全方位的信息交互功能,甚至為各種能源費用節約資金。

                   
                  中文名 外文名 技術 功能
                  智能家居 Smart Home 綜合布線技術、網絡通信技術 無線連接和格通智能家居
                   
                  目錄
                   
                  1、智能家居背景簡介
                  2、常用智能家居技術介紹及比較
                  3、物聯網背景下智能家居的理解
                  4、方案選擇
                  5、智能家居的發展
                   


                  智能家居背景簡介:
                      智能家居概念的起源很早,但一直未有具體的建筑案例出現,直到1984年美國聯合科技公司將建筑設備信息化、整合化概念應用于美國康乃迪克州(Conneticut)哈特佛市(Hartford)的CityPlaceBuilding時,才出現了首棟的“智能型建筑”,從此也揭開了全世界爭相建造智能家居的序幕。
                      經過多年的需求累積,目前通常把智能家居定義為利用計算機、網絡和綜合布線技術,通過家庭信息管理平臺將與家居生活有關的各種子系統有機地組合成一個系統。具體來說,就是首先在一個家居中建立一個通訊網絡,為家庭信息提供必要的通路,在家庭網絡操作系統的控制下,通過相應的硬件和執行機構,實現對所有家庭網絡上的家電和設備的控制和監測。其次,它們都要通過一定的網絡平臺,構成與外界的通訊通道,以實現與家庭以外的世界溝通信息,滿足遠程控制、監測和交換信息的需求。最終達到滿足人們對安全、舒適、方便和綠色環保的需求。
                      隨著社會經濟結構、家庭人口結構以及信息技術的的發展變化以及人類對家居環境的安全性、舒適性、效率性要求的提高,造成家居智能化的需求大大增加,同時越來越多的家庭要求智能家居產品不僅要滿足一些基本的需求,更要求智能家居系統在功能擴展、外延甚至服務方面能夠做到簡單、方便、安全。
                  常用智能家居技術介紹及比較:
                      雖然智能家居的概念很早就出現,市場需求也一直存在,但長期以來智能家居的發展由于受制于相關技術的突破,一直沒有得到大規模的應用普及。目前市場存在的智能家居技術介紹如下:
                  2.1有線方式
                  這種方式所有的控制信號必須通過有線方式連接,控制器端的信號線更是多得嚇人,一但遇到問題排查也相當困難。有線方式缺點非常突出,布線繁雜、工作量大、成本高、維護困難、不易組網。這些缺點最終導致有線方式的智能家居只停留在概念和試點階段,無法大規模推廣。
                  2.2無線方式
                  用于智能家居的無線系統需要滿足幾個特性:低功耗、穩定、易于擴展并網;至于傳輸速度顯然不是此類應用的重點。
                  目前幾種可用于智能家居的無線方式:
                  2.2.1藍牙:是一種支持設備短距離通信(一般10m內)的無線電技術。能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等眾多設備之間進行無線信息交換。但這種技術通訊距離太短,同時屬于點對點通訊方式,對于智能家居的要求來說根本不適用。
                  2.2.2 WIFI:其實就是IEEE 802.11b的別稱,是由一個名為“無線以太網相容聯盟”的組織所發布的業界術語,中文譯為“無線相容認證”。它是一種短程無線傳輸技術,能夠在數百米范圍內支持互聯網接入的無線電信號。它的最大特點就是方便人們隨時隨地接入互聯網。但對于智能家居應用來說缺點卻很明顯,功耗高、組網專業性強。高功耗對于隨時隨地部署低功耗傳感器是非常致命的缺陷,所以wifi雖然非常普及,但在智能家居的應用中只是起到輔助補充的作用。
                  2.2.3 315M/433M/868M/915M:這些無線射頻技術廣泛運用在車輛監控、遙控、遙測、小型無線網絡、工業數據采集系統、無線標簽、身份識別、非接觸RF等場所,也有廠商將其引入智能家居系統,但由于其抗干擾能力弱,組網不便,可靠性一般,在智能家居中的應用效果差強人意,泛善可陳,最終被主流廠商拋棄。
                  2.2.4 Zigbee: Zigbee的基礎是IEEE 802.15。但IEEE僅處理低級MAC層和物理層協議,因此Zigbee聯盟擴展了IEEE,對其網絡層協議和API進行了標準化。Zigbee是一種新興的近程、低速率、低功耗的無線網絡技術,主要用于近距離無線連接。具有低復雜度、低功耗、低速率、低成本、自組網、高可靠、超視距的特點。主要適合應用于自動控制和遠程控制等領域,可以嵌入各種設備。簡而言之,ZigBee就是一種便宜的、低功耗、自組網的近程無線通訊技術。
                  物聯網背景下智能家居的理解:
                      ZigBee最初預計的應用領域主要包括消費電子、能源管理、衛生保健、家庭自動化、建筑自動化和工業自動化。隨著物聯網的興起,ZigBee又獲得了新的應用機會。物聯網的網絡邊緣應用最多的就是傳感器或控制單元,這些是構成物聯網的最基礎最核心最廣泛的單元細胞,而ZigBee能夠在數千個微小的傳感傳動單元之間相互協調實現通信,并且這些單元只需要很少的能量,以接力的方式通過無線電波將數據從一個網絡節點傳到另一個節點,所以它的通信效率非常高。這種技術低功耗、抗干擾、高可靠、易組網、易擴容,易使用,易維護、便于快速大規模部署等特點順應了物聯網發展的要求和趨勢。目前來看,物聯網和ZigBee技術在智能家居、工業監測和健康保健等方面的應用有很大的融合性。
                      值得注意的是,物聯網的興起將給ZigBee帶來廣闊的市場空間。因為物聯網的目的是要將各種信息傳感傳動單元與互聯網結合起來從而形成一個巨大的網絡,在這個巨大網絡中,傳感傳動單元與通信網絡之間需要數據的傳輸,而相對其他無線技術而言,ZigBee以其在投資、建設、維護等方面的優勢,必將在物聯網型智能家居領域獲得更廣泛的應用。
                  方案選擇:
                  作為一個標準的智能家居,需要覆蓋多方面的應用,但前提條件一定是任何一個普通消費者都能夠非常簡單快捷地自行安裝部署甚至擴展應用,而不需要專業的安裝人員上門安裝。一個典型的智能家居系統通常需要下列設備:無線網關;無線智能調光開關;無線溫濕度傳感器;無線智能插座;無線紅外轉發器;無線紅外防闖入探測器;無線空氣質量傳感器;無線門鈴;無線門磁、窗磁;太陽能無線智能閥門;無線床頭睡眠按鈕;無線燃氣泄漏傳感器。
                   
                  4.1簡單示意圖
                   
                  4.2相關設備簡要說明
                  4.2.1無線網關:是所有無線傳感器和無線聯動設備的信息收集控制終端。所有傳感、探測器將收集到的信息通過無線網關傳到授權手機、平板電腦、電腦等管理設備,另外控制命令由管理設備通過無線網關發送給聯動設備。
                      比如家中無人時門被打開,門磁偵測到有人闖入,則將闖入報警通過無線網關發送給主人手機,手機收到信息發出震動鈴聲提示,主人確認后發出控制指令,電磁門鎖自動落鎖并觸發無線聲光報警器發出報警。
                  4.2.2無線智能調光開關:該開光可直接取代家中的墻壁開光面板,通過它不僅可以像正常開光一樣使用,更重要的是它已經和家中的所有物聯網設備自動組成了一個無線傳感控制網絡,可以通過無線網關向其發出開關、調光等指令。其意義在于主人離家后無需擔心家中所有的電燈是否忘了關掉,只要主人離家,所有忘關的電燈會自動關閉。或者在你睡覺時你無需逐個房間去檢查燈是否開著,你需要做的只需按下裝在床頭的睡眠按鈕,所有燈光會自動關閉,同時你夜間起床時,燈光會自動調節至柔和,從而保證睡眠的質量。
                  4.2.3無線溫濕度傳感器:主要用于探測室內、室外溫濕度。雖然絕大多數空調都有溫度探測功能,但由于空調的體積限制,它只能探測到出風口空調附近的溫度,這也正是很多消費者感覺感覺其溫度不準的重要原因。有了無線溫濕度探測器,你就可以確切地知道室內準確的溫濕度。其現實意義在于當室內溫度過高或過低時能夠提前啟動空調調節溫度。比如當你在回家的路上,家中的無線溫濕度傳感器探測出房間溫度過高則會啟動空調自動降溫,等你回家時,家中已經是一個宜人的溫度了。另外無線溫濕度傳感器對于你早晨出門也有著特別意義,當你呆在空調房間時,你對戶外的溫度是沒有感覺的,這時候裝在墻壁外的溫濕度傳感器就可以發揮作用,它可以告訴你現在戶外的實時溫度,根據這個準確溫度你就可以決定自己的穿著了,而不會出現出門后才穿多或者穿少的尷尬了。
                  4.2.4無線智能插座:主要用于控制家電的開關,比如通過它可以自動啟動排氣扇排氣,這在炎熱的夏天對于密閉的車庫是一個有趣的應用。當然它還可以控制任何你想控制的家電,只要將家電的插頭插上無線智能插座即可,比如飲水機、電熱水器等等。
                  4.2.5無線紅外轉發器:這個產品主要是用于家中可以被紅外遙控器控制的設備,比如空調、電動窗簾、電視等等。通過無線紅外轉發器,你可以遠程無線遙控空調,你也可以不用起床就關閉窗簾等。這是個很有意義的產品,它可以將傳統的家電立即轉換成智能家電。
                  4.2.6無線紅外防闖入探測器:這個產品主要用于防非法入侵,比如當你按下床頭的無線睡眠按鈕后,關閉的不僅是燈光,同時它也會啟動無線紅外防闖入探測器自動設防,此時一旦有人入侵就會發出報警信號并可按設定自動開啟入侵區域的燈光嚇退入侵者。或者當你離家后它會自動設防,一旦有人闖入,會通過無線網關自動提醒你的手機并接受你手機發出的警情處理指令。
                  4.2.7無線空氣質量傳感器:該傳感器主要探測臥室內的空氣質量是否混濁,這對于要回家休息的你很有意義,特別是有嬰幼兒的家庭尤其重要。它通過探測空氣質量告訴你目前室內空氣是否影響健康,并可通過無線網關啟動相關設備優化調節空氣質量。
                  4.2.8無線門鈴:這種門鈴對于大戶型或別墅很有價值。出于安全考慮,大多數人睡覺時會關閉房門,此時有人來訪按下門鈴,在房間內很難聽到鈴聲。這種無線門鈴能夠將按鈴信號傳遞給床頭開光提示你有人造訪。另外在家中無人時,按門鈴的動作會通過網關傳遞給你的手機,而這對你了解家庭的安全現狀和來訪信息非常重要。
                  4.2.9無線門磁、窗磁:主要用于防入侵。當你在家時,門、窗磁會自動處于撤防狀態,不會觸發報警,當你離家后,門、窗磁會自動進入布防狀態,一旦有人開門或開窗就會通知你的手機并發出報警信息。與傳統的門窗磁相比,無線門窗磁無需布線,裝上電池即可工作,安裝非常方便,安裝過程一般不超過2分鐘。另外對于有保險柜的家庭來說,這種傳感器還能夠偵測并記錄下保險柜每次被打開或者關閉的時間并及時通知授權手機。
                  4.2.10太陽能無線智能閥門:這是通過太陽能供電的無線澆灌系統。一般工作流程是土壤濕度傳感器將土壤含水情況發送給無線網關,一旦土壤缺水,無線網關就會發出控制指令給無線智能閥門通知供水,同時將供水時間和供水量傳遞給網關,并通過網關保存在手機或其它設備上。
                  4.2.11無線床頭睡眠按鈕:這是個可以固定或粘貼在床頭木板上的電池供電裝置,它的作用主要是幫助你在睡覺時關閉所有該關閉的電器同時啟動安全系統進入布防狀態。比如啟動無線紅外防闖入探測器、窗磁、門磁等進入預警布防狀態。另外它也能幫助你啟動夜間的照明模式,比如當你夜間起床時,打開的燈光就會很柔和,而不會像進餐時那么明亮,即使這是同一盞燈。
                  4.2.12無線燃氣泄漏傳感器:該傳感器主要是探測家中的燃氣泄漏情況,它無需布線,一旦有燃氣泄漏會通過網關發出報警并通知授權手機。
                  4.2.13無線輻射傳感器、無線空氣污染傳感器:對于一些對太陽輻射敏感的人來說,這種傳感器具有特別的意義,通過它你可以準確知道出門前是否需要采取防太陽輻射或者防污染防塵措施,而你唯一要做的就是看一下手機屏幕,因為戶外的輻射、污染等情況已經通過無線網關傳到了你手機上了。
                  智能家居的發展:
                      智能家居最初的發展主要以燈光遙控控制、電器遠程控制和電動窗簾控制為主,隨著行業的發展,智能控制的功能越來越多,控制的對象不斷擴展,控制的聯動場景要求更高,其不斷延伸到家庭安防報警、背景音樂、可視對講、門禁指紋控制等領域,可以說智能家居幾乎可以涵蓋所有傳統的弱電行業,市場發展前景誘人,因此和其產業相關的各路品牌不約而同加大力度爭奪智能家居業務,市場漸成春秋爭霸之勢。
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