智能家居平臺

1、智能家居系統(tǒng)目錄智能家居的理念智能家居是以住宅為平臺 ,集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的高效、舒適、 安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境 . 利用各種先進的技術(shù)將與家居生活有關(guān)的各種子系 統(tǒng) ,有機地結(jié)合在一起 ,通過統(tǒng)籌管理 ,讓家居生活更加舒適、安全、有效 .智能家居可 以優(yōu)化人們的生活方式 ,幫助人們有效安排時間 ,增強家居生活的安全性 ,甚至為各種 能源費用節(jié)約資金 .產(chǎn)品的優(yōu)勢與改良2.1.1 遠程控制雖然智能家居的概念很早就出現(xiàn) ,市場需求也一直存在 ,但長期以來智能 家居的發(fā)展由于受制于相關(guān)技術(shù)的突破,一直沒有得到大規(guī)模的應(yīng)用普及 .目前市場主要存在的智能家居遠程技術(shù)大多為 In ter

2、net 型，這種方式所有的控制信號 必須通過網(wǎng)絡(luò)方式連接 .網(wǎng)絡(luò)方式缺點非常突出 ,遠程控制的實現(xiàn)依賴于其他網(wǎng) 絡(luò)服務(wù)提供商 ,一但遇到問題排查也容易受制于網(wǎng)絡(luò)狀態(tài),維護困難 ,不易組網(wǎng).這些缺點最終導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)方式的智能家居只停留在概念和試點階段 .本系統(tǒng)所采用的遠程控制方式則為通過向智能遙控器內(nèi)嵌入SIM 卡,用戶使用手機即可通過 GSM 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送指令,遙控器收到指令后再將相應(yīng)指令發(fā)送 到室內(nèi)的總控器內(nèi) ,達到遠程控制的目的 .2.1.2 室內(nèi)傳輸需求分析系統(tǒng)采用先進的 ZIGBEE 無線通訊方式 ,無需鋪設(shè)專門的通訊線纜 ,施工 方便,節(jié)約成本 ,適合已經(jīng)家裝過的小區(qū) .它的外觀和使用方法與

3、傳統(tǒng)開關(guān)無異 ,如按鍵 式開關(guān) ,遙控器或是觸摸屏等 ,控制方式多樣美觀 ,顯現(xiàn)出家居的智能與美觀產(chǎn)品的價值體現(xiàn)一重價值 給工程商和物業(yè)帶來的直接價值 ,增添物業(yè)家裝亮點 ,產(chǎn)品實用性強 .二重價值 產(chǎn)品運行需要用戶使用移動手機卡 ,幫助移動拓展更多的用戶 .三重價值提供的技術(shù)支持及服務(wù) .產(chǎn)品的安全性GSM 移動通訊系統(tǒng)安全機制經(jīng)過多年的使用已經(jīng)趨于完善 ,通過對用戶的認 證來防止未授權(quán)授權(quán)的接入 ,保證用戶的身份不被假冒 ,通過對空中接口傳輸加密以 防止在無線通道上的用戶信息被竊聽或冒充 ,以獨立于終端的硬件設(shè)備 SIM 卡作為 安全模塊 ,管理用戶的各種信息 .通過這種方式保持用戶的遠程

4、控制通道的安全性和 隱私性三、主要技術(shù)及實現(xiàn)設(shè)計理念3.1.1 系統(tǒng)模型 智能家居系統(tǒng)根據(jù)其傳感器和執(zhí)行器的不同性質(zhì) ,可以分為控制域、信息域和管理域三個部分控制域在控制域中 ,主要由智能傳感器和智能控制器組成 ,傳感器用來測量環(huán) 境參數(shù)的變化 , 并反饋執(zhí)行器的工作狀態(tài)執(zhí)行器接受傳感器發(fā)出的狀態(tài)信息或管理 域的控制指令并執(zhí)行 .信息域在信息域 ,將包括各種信息家電或網(wǎng)絡(luò)家電 ,如數(shù)字電視、網(wǎng)絡(luò)冰箱、 網(wǎng) 絡(luò)微波爐、網(wǎng)絡(luò)洗衣機、數(shù)字機頂盒、數(shù)字音響、數(shù)碼相機、 PDA 、計算機等 ,也許 我們會用機項盒作為多媒體服務(wù)器對來自于家庭內(nèi)部和外部的各種圖像、視頻、音 頻及其它媒體信息進行采集、存貯、

5、分配、數(shù)字化壓縮及解壓縮處理等,并通過各種終端設(shè)備實現(xiàn)人機交互 .管理域智能家居系統(tǒng)的管理模型使各個智能家居系統(tǒng)表現(xiàn)出差異性.從控制節(jié)點到智能化系統(tǒng)服務(wù)器以及實現(xiàn)人機交互的信息終端中的所有軟件,構(gòu)成了家庭智能化的管理域 .管理域一般應(yīng)由前端信息采集軟件、 網(wǎng)絡(luò)通信軟件、各節(jié)點控制軟件 人機交互界面 ,以及實現(xiàn)智能化控制及管理模型的管理軟件、通信協(xié)議等組成.3.1.2 依托技術(shù)GPRS 技術(shù)GPRS (General Packet Radio Service 即通用無線分組業(yè)務(wù)，是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)面向用戶提供移動分組的 IP或者 X . 25連接.與 GSM 電路交換數(shù)據(jù)相比

6、，GPRS 在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的承載和支持上具有非常明顯的優(yōu)勢：資源共 享,頻帶利用率高，用戶只有在進行數(shù)據(jù)傳輸時才占有系資源； 數(shù)據(jù)傳輸率高,GPRS 采 用分組交換技術(shù) ,每個用戶能同時占用多個無線信道 ,同一無線信道又可由多個用戶 共享.理論上,GPRS 最高傳輸率可達 1 71. 2kbit/s；支持 X . 25 協(xié)議和 IP 協(xié)議,可與現(xiàn) 有的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進行互通互連； 用戶永遠在線且按流量、 時間計費 ,通信成本低 .由此可 見，將 GPRS技術(shù)應(yīng)用于智能家居系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸是最理想的選擇ZigBee 技術(shù)Zigbee 是一組基于 IEEE 批準通過的無線標準研制開發(fā)的有關(guān)組網(wǎng)、安 全和應(yīng)用軟

7、件方面的技術(shù)標準，被稱作 IEEE （Zigbee）技術(shù)標準.Zigbee 技術(shù)是一種 結(jié)構(gòu)簡單、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本和可靠性高的雙向無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),主要適合于自動控制、 醫(yī)用設(shè)備控制、 家庭自動化等領(lǐng)域 ,可以嵌入各種設(shè)備中 ,同時支持 地理定位功能 .Zigbee 技術(shù)的優(yōu)勢：i.數(shù)據(jù)傳輸速率低：10KB/秒-250KB /秒,專注于低傳輸應(yīng)用；ii.功耗低：在低功耗待機模式下 ,兩節(jié)普通 5 號電池可使用 6-24 個月免去了充電或者頻繁更換電池的麻煩.這也是 ZigBee 的支持者所一直引以為豪的獨 特優(yōu)勢.iii.成本低：ZigBee 數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單,所以大大降低了

8、成本；iv.網(wǎng)絡(luò)容量大：網(wǎng)絡(luò)可容納 65,000 個設(shè)備；v.時延短：典型搜索設(shè)備時延為 30ms 休眠激活時延為 15ms 活動設(shè)備信道接入時延為 15ms；vi.網(wǎng)絡(luò)的自組織、自愈能力強 ,通信可靠；vii. 數(shù)據(jù)安全： ZigBee 提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能，采用 AES-128 加密算 法（美國新加密算法 ,是目前最好的文本加密算法之一） ,各個應(yīng)用可靈活確 定其安全屬性；viii. 有效范圍小： 有效覆蓋范圍 1075 米之間，具體依據(jù)實際發(fā)射功率的大小和 各種不同的應(yīng)用模式而定 ,基本上能夠覆蓋普通的家庭或辦公室環(huán)境 ;ix.工作頻段靈活：使用頻段為、868MHz（歐洲）和

9、915MHz（美國），均為免 執(zhí)照（免費）的頻段 .具體實現(xiàn)智能家居系統(tǒng)通過其核心設(shè)備一一嵌入 SIM 卡式遙控器來實現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)化 的功能 .具體功能如下：1.照明控制 :為所有的燈光提供一個有效的控制手段 ,您町以在任何地方 ,任 何時候控制您的燈光2.家電控制 :手機遠程即可控制家中所有的用電設(shè)備 ,可以隨時隨地對家用 電器實現(xiàn)啟、停控制 ,起到節(jié)能的效果3.安防系統(tǒng) :可以通過手機網(wǎng)絡(luò)查看居室內(nèi)影像4.門禁系統(tǒng) :可以收到訪客影像 ,并遠程開門5.車庫管理系統(tǒng) :可以收到訪客影像 ,并遠程開車庫門 ,車庫暖氣燈光等6.系統(tǒng)管理 :用戶可以通過手機進行系統(tǒng)認證 ,執(zhí)行相關(guān)日程 ,完成日程所

10、規(guī) 劃的控溫和控電需求 .以上系統(tǒng)均不是獨立的 ,而是與其他系統(tǒng)相互聯(lián)系 ,融合為一個統(tǒng)一的整體 , 并互相響應(yīng) ,做到真正意義上的智能產(chǎn)品構(gòu)想圖如下四、系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)功能描述4.1.1 照明控制系統(tǒng)包含對單個燈光的開關(guān)或臥室，餐廳等多個區(qū)域內(nèi)燈光的開關(guān)進行控制,空呷PSTHTI水話主I皈井艾無址仙浪曲門錨可董乍揀坐拭愴機IOVMJAI珂呷傭像口E山+垃封圭機審觀豈低怙物備理衣憐超謁監(jiān)悴主機S里二6李（A忖人電越電詁遼夕卜發(fā)生器M也按達并可以按照系統(tǒng)內(nèi)含和用戶自定義的情景模式，執(zhí)行多種情景模式實現(xiàn)一體控制，讓用戶回到家就能享受完美的生活居住環(huán)境主要功能圖：4.1.2 家電控制系統(tǒng)該系統(tǒng)提供對家庭

11、內(nèi)各個家用電器的啟動與停止，如開啟微波爐進行加 熱，打開百葉窗，開啟加濕器還包括對空調(diào)和熱水器的開關(guān)和溫度調(diào)節(jié)等，這種集中式 的無線控制可以讓用戶遠離居室安全問題主要功能圖：4.1.3 安防系統(tǒng)安防系統(tǒng)能夠通過手機遠程隨時隨地查看居室內(nèi)安裝的攝像頭影像，并 可霉IHRIt窗書*!KTVflausi式以移動攝像頭角度.可以通過該系統(tǒng)查看孩童或保姆在家的活動或工作情況，還有 門窗的開關(guān)情況，如在關(guān)鍵位置加裝傳感器后實現(xiàn)遠程報警主要功能圖:4.1.4 門禁系統(tǒng)結(jié)合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，有來訪客人按門鈴后，發(fā)送來訪人的影像到用戶手 機，用戶可以全面了解來客的信息，并可通過智能手機開門，并可以對室內(nèi)不同空間 發(fā)送關(guān)門指令，限制來訪人活動范圍4.1.5 車庫管理系統(tǒng)通過與門禁系統(tǒng)相似的方式根據(jù)來訪人圖像，用戶判斷后發(fā)送指令開門，并自動打開車庫的燈光和空調(diào)系統(tǒng)等4.1.6 系統(tǒng)管理系統(tǒng)管理內(nèi)包含對手機遠程認證，日程的建立與管理，自定義情景模式 等.日程管理與情景模式的組合使用可以讓你回家，招待客人或進入晚間模 式都可以像按下一個按鈕這么簡單.情景模式可以有多個預(yù)定場景，如晚餐,做飯或 影院模式，運動時間等等.五、結(jié)構(gòu)材料設(shè)計信息處理