解讀智能家居
來源：管理員 時間：2012-04-10 21:48:34
智能家居智能在哪？
智能家居最早引起人們的注意可能是當(dāng)初比爾·蓋茨耗資5.3億美元建立的智能化豪宅，這一度被許多人看作一種夢幻。但如今有眾多的商家正在把這種夢想變?yōu)楝F(xiàn)實。許多住宅小區(qū)的開發(fā)商在住宅的設(shè)計階段已經(jīng)或多或少考慮了智能化功能的設(shè)施，少數(shù)高檔的住宅小區(qū)已經(jīng)配套了比較完善的智能家庭網(wǎng)絡(luò)，并在房地產(chǎn)的銷售廣告中，已經(jīng)開始將“智能化”作為一個“亮點”來宣傳。例如近期北京萬通、望京家園、大連星海人家等房地產(chǎn)企業(yè)都宣布和國內(nèi)著名IT企業(yè)合作，建立智能家居系統(tǒng)。此外，一些對科技發(fā)展動向和市場趨勢敏感的科研機構(gòu)和有實力的公司，也已經(jīng)看到這個市場的廣闊前景，意識到這是一個難得的機遇，開始為研究和開發(fā)相關(guān)系統(tǒng)和產(chǎn)品進(jìn)行先期的部署和規(guī)劃，開始介入智能家庭網(wǎng)絡(luò)這個全新的領(lǐng)域。
智能家居為什么智能？
從技術(shù)上講，智能家居所要實現(xiàn)的主要的功能有：
?。?）對白色家用電器和其他設(shè)備的控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)測，比如微波爐、洗衣機、燈光、電動窗簾、防盜報警器、自動門煙霧探測器、有害氣體檢測裝置、溫度和濕度控制器、風(fēng)量調(diào)節(jié)器、各種手動的開關(guān)和遙控器等。
?。?）溝通黑色家電和其他視頻設(shè)備之間以及與外部世界之間的信息通道，其中包括：臺式/手持計算機、電視、錄/攝像機、VCD/DVD和數(shù)碼照相機等；同時還可以實現(xiàn)對它們的控制和監(jiān)測。
?。?）通過對外的接口，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和信息交換，如：電話線、有線電視電纜、市電電源線、雙絞線和無線通訊方式等。
上面提到的功能中，牽涉到了各種信息，例如電燈等家電設(shè)備、計算機等信息設(shè)備。這么多設(shè)備信息，智能家居是如何區(qū)分和控制的呢？讓我們看看智能家居的組成和各部分的特點。
智能家居從信息流介質(zhì)上看，具體可分為兩大部分：
1.控制網(wǎng)絡(luò)
它主要是控制家庭中各種設(shè)備的運行狀況，如電燈的滅/亮和亮度控制，空調(diào)的啟/停以及溫度和風(fēng)量的控制，家庭安防系統(tǒng)的訊號采集和執(zhí)行，各種開關(guān)量的輸入，電動窗簾的開啟/關(guān)閉控制，室內(nèi)各種物理量的探測（如溫度、濕度，各種氣體含量等），四表（煤氣表、電表、水表和暖氣的熱量表）數(shù)據(jù)的輸出與指示等。
控制網(wǎng)絡(luò)的特點是：在這個網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男畔⒅饕强刂菩畔⒁约耙恍┪锢砹康膮?shù)。信號的頻率相對比較低，因此傳輸?shù)乃俾士梢员容^低，一般在數(shù)十Kbps就可滿足要求，但是信息傳輸?shù)目煽啃砸蟊容^高。這是因為它傳輸?shù)男畔⑹歉鞣N設(shè)備的控制信息，它的錯誤不僅可能導(dǎo)致設(shè)備的非正常工作，而且可能導(dǎo)致設(shè)備的損壞。因此控制網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)上主要解決的問題是傳輸?shù)目煽啃浴?br />
2.信息網(wǎng)絡(luò)
它連接的設(shè)備有計算機、電視、音響系統(tǒng)，錄像機、數(shù)碼相機以及手機等等。
在信息網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)闹饕且纛l和視頻信號，它們的頻率帶寬一般要高達(dá)數(shù)兆赫茲，因此要求信息網(wǎng)絡(luò)上的信息傳輸速率比較高，普遍應(yīng)達(dá)到10Mbps以上。但相對說來，它的可靠性要求沒有控制信息那么高。因為視音頻信息在傳輸?shù)那昂蠖加幸欢ǖ奶幚?如信號的壓縮和編碼/解壓縮和解碼)，這些處理都有一定的容錯能力，而且即使有瞬時的錯誤，也只是影響瞬時的聲音或圖像的錯誤，而對設(shè)備以后的運行幾乎沒有影響。因此信息網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)上需要解決的主要問題是傳輸速率（即帶寬），即在可能的條件下，盡可能提高信息網(wǎng)絡(luò)的帶寬。
網(wǎng)絡(luò)：智能家居的骨架
前面我們已經(jīng)介紹過，智能家居是通過統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)總線和控制平臺將家庭的電器設(shè)備、燈光控制系統(tǒng)、安全控制系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)等連成一體的。目前智能家居的發(fā)展趨勢是由集中控制到分布控制，與集中式控制相比，分布式控制不僅能減少布線，而且能提高系統(tǒng)的可靠性，當(dāng)某一個節(jié)點出現(xiàn)故障時，只需將該節(jié)點從網(wǎng)絡(luò)中拿走，而其它節(jié)點不受影響。
分布式智能家庭控制網(wǎng)絡(luò)的一般結(jié)構(gòu)如圖一所示。由該圖中我們可看出，智能家庭控制網(wǎng)絡(luò)主要由下面幾個部分組成：
1.總線耦合器（BCU—BusCoupleUnit）
這是將家用電器/設(shè)備連接成一個網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵部分，也是網(wǎng)絡(luò)總線與家用設(shè)備之間的紐帶。它的主要作用首先是在各個BCU之間實現(xiàn)信息的交換，實現(xiàn)對家用設(shè)備的信號的獲?。ㄝ斎耄┗蚩刂菩盘柕妮敵觥CU對信息進(jìn)行處理，并確定信息是否要經(jīng)總線或其它BCU作傳送。此外，由于每個BCU可以連接多個家用設(shè)備，因此它還需要確定信息的來源。
2.家電控制信號的驅(qū)動部分
BCU無論在輸入驅(qū)動的電壓還是在輸出電流驅(qū)動能力上都是很有限的，驅(qū)動部分就是要將BCU輸出的控制信號“放大”到足以驅(qū)動家用電器的能力，同時也應(yīng)將輸入的微弱信號“放大”到BCU能夠認(rèn)可和接收的水平。
3.家用電器
這是智能家庭中實際使用的設(shè)備。它與目前家庭使用的設(shè)備不同之處是：它們更具有靈活性，并應(yīng)配置可以與BCU連接的相應(yīng)的接口。一般原來只有開/關(guān)狀態(tài)的家用設(shè)備（如微波爐、電飯煲等）幾乎不用做太大的變動；而原來具有多種功能調(diào)節(jié)的家用設(shè)備（如電視可調(diào)音量、頻道；空調(diào)可調(diào)溫度、風(fēng)向及方向；音響系統(tǒng)可調(diào)音量、音質(zhì)及自動換盤等），則應(yīng)由家用設(shè)備廠家做較大的變動，即每個家電應(yīng)增加一個與BCU連接的接口，以便可以接收來自BCU的控制信號（以替代原遙控器的控制作用）和向BCU送出自己的工作狀態(tài)信號，以便監(jiān)測。
4.通用遙控器
在一個智能家庭控制網(wǎng)絡(luò)上的任何家用設(shè)備只需要通過一個唯一的遙控器，就可以實現(xiàn)對它們的控制和監(jiān)測。也就是說不僅可以控制家用設(shè)備的工作如設(shè)備的啟/停、工作狀態(tài)和參數(shù)的改變等，還可以通過遙控器進(jìn)行監(jiān)控，例如看到室內(nèi)的溫度，查看衛(wèi)生間的燈是否已經(jīng)關(guān)斷，熱水器是否還在加熱……。也就是說，這里的遙控器與家用電器的信息交換是可以雙向進(jìn)行的，而現(xiàn)在家中的遙控器只是具有單向的控制作用，而沒有逆向的監(jiān)測功能。
5.電話接口
這里的電話接口與家中的遙控器有異曲同工的作用，只是遙控器是在家中的近距離的控制與監(jiān)測，而電話模塊可以讓電話/手機在遠(yuǎn)距離作控制與監(jiān)測。
6.家庭網(wǎng)關(guān)
家庭網(wǎng)關(guān)是智能家庭網(wǎng)絡(luò)上的一個重要部分，它是將單個家庭網(wǎng)絡(luò)與外部世界（如局域網(wǎng)、Internet網(wǎng)或智能小區(qū)的子網(wǎng)絡(luò)）溝通起來的關(guān)鍵部件。家庭網(wǎng)關(guān)的設(shè)置，就象現(xiàn)在的計算機上了網(wǎng)絡(luò)一樣，可以到各個網(wǎng)站上去瀏覽各種信息，可以收/發(fā)Email等，同時也可以通過遠(yuǎn)程已經(jīng)連接到Internet上的計算機來控制和監(jiān)測家庭中各種設(shè)備。
技術(shù)：智能家居的神經(jīng)
在未來的一個完善的數(shù)字家庭中，將體現(xiàn)出當(dāng)前各種高技術(shù)的綜合集成。因為要構(gòu)成一個真正意義上的智能化家庭，必定是各個學(xué)科的技術(shù)的交叉。因此要想構(gòu)建一個真正的職能家居，需要多個行業(yè)、各家IT廠商進(jìn)行支撐。