智能家居化未来发展趋势

　　【CPS中安网讯】目前国内各种智能化系统和产品虽然很多，但系统间更多的是相互独立、集成度比较低、没有统一控制平台。目前已经有更多的智能家居厂商把重心放在了智能家居平台的研究上。近年来，随着集成技术、通信技术、互操作能力和布线标准的实现而不断改进，智能家居系统平台也有了长足的发展。本文中作者就华贝尔集团旗下的华百安智能家居系统平台中运用的技术以及实现的功能和读者进行分析和探讨。

X6数字化智能家居系统

 

　　一、系统平台介绍

　　X6数字化智能家居系统是华百安公司推出全数字系统，系统利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、多媒体技术、数字技术以及无线技术等多种传输控制技术，不仅可以实现简单的家庭可视对讲系统，安防报警系统，门禁系统，信息发布等功能，同时还可以实现家电控制、流媒体控制等智能化控制功能，智能家居所涉及的这些技术的灵活运用，将家庭智能控制、信息交流及消费服务、小区安防监控等各个子系统有效地结合起来，既可实现本地化控制，又可通过电脑、电话、手机对家庭内相关设备进行远程控制。在传统“智能小区”的基础上实现了智能化管理向家庭的延伸，创造出高效、舒适、安全、便捷的个性化住宅空间。增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。

　　二、智能家居系统总平构建

　　X6数字化智能家居系统平台是一个包括对讲、安防、信息、家电控制、家庭数字影音、Internet接入、Internet远程监控以及物业管理等的数字家居智能控制为一体的智能化家居管理控制综合平台，系统总平的传输主要采用当前最为普遍的TCP/IP的传输方式;前端主控制设备(智能终端)采用海思HI3510多媒体芯片视频编解码解决方案，海思HI3510芯片是一款基于ARM9、DSP双处理器内核以及硬件加速引擎的高集成、可编程、支持MPEG-4 AVC/H.264等多协议的高性能通信媒体处理器。硬件上不仅要进一步提高产品的运行性能，同时还适应多种芯片解决方案;软件开发平台我们以Linux 嵌入式操作系统上作为开发平台，Linux嵌入式操作系统是一个多任务多用户操作系统，同时，Linux嵌入式操作系统具有很强的兼容性，不仅很多的嵌入式设备都采用Linux系统，而且很多后端的服务器也都采用Linux操作系统，同时Linux操作系统的最大的特点还在于它的开源性，这就使家居的很多控制子系统功能可以不断的增加，系统的处理能力也能得到保证。

　　三、功能实现及采用的技术方案

　　X6数字化智能家居系统为住户提供了一个智能化管理的平台,它集成了多个领域子系统的功能，接下来，我们将重点对系统如何实现的本地控制管理功能以及如何实现远程控制管理两种功能控制管理模式的实现过程所采用的技术方案进行分析：

　　         1.本地控制管理功能模式技术解决方案

　　本地控制管理功能，按照用户的使用率来讲，通常集中于可视楼宇对讲功能、家庭报警功能、家电控制功能以及多媒体控制功能等，首先我们了解一下这些主要功能如何实现。

　　1)可视对讲功能：

　　在通讯控制方面，我们采用信令传输TCP/IP -UDP方式(UDP协议基本上是IP协议与上层协议的接口);若要进行流媒体实时传输，我们采用RTP、RTCP等音频和视频的标准数据包格式传递技术;其次，音频编解码技术方案：音频编解码采用G.711A协议，同时支持唇音同步、回波抵消、噪声抑制、自动增益控制等音频处理功能，保证通话双方的语音质量;最后在视频编解码技术方案：我们选用H.264 Baseline标准通讯协议，编解码可以达到30fps@CIF;同时，在视频传输过程中，我们还对图像进行图像增加、缩放等功能调整，保证图像的清晰度。

　　2)安防报警功能：

　　报警功能主要通过前端探测器以室内终端控制主机两大块组成，前端探测器的通讯技术选择性比较广，运用RF幅移键控(ASK)技术，ASK是一种被广泛使用在许多低频射频应用中的数字通信调制技术，它的具备功耗低，性能稳定等特点;在遥控控制管理方面主要采用滚动码遥控技术，滚动码遥控技术具有可编程的密码字和序列数，同是具有跳变码、发送码、固定码等不同属性，而且它可以在传输代码之前用滚动码加密算法对原始代码进行非线性加密，从而产生高度保密的滚动码，使得每次传输的代码都是唯一的，绝不重复，使得捕捉和扫描跟踪的手段都难以凑效。由于滚动码编码方式，每次发送的码都不相同，所以具有高度安全性(传统固定码遥控极易被复制或扫描)。

　　3)家电控制功能：

　　在通讯控制方面，选用TCP/IP以及RS485这两种常用通讯技术，这既可保证其稳定性，又可以保证其兼容性;同时在与家电控制输入单元之间的通讯方面，我们可以支持多种常用的通讯协议，比如：我们可以支持无需布线、只要有电线即可实现的X10电力载波技术;同时还可支持当前已成熟、稳定、规范的KNX/EIB欧洲总线技术等等;在实现功能控制上，我们采用WIFI无线网络传输和ZigBee无线传输等多种技术方案，这些技术方案的引用，将使功能应用更加灵活，用户操作起来也更加轻松自如……

　　4)多媒体控制功能：

　　多媒体控制功能不仅可以通过图像捕获技术将捕获的图像，经过增强、压缩、缩放、降噪处理、存储等各种技术以及使用JPEG图像压缩算法，实现留影留言、电子拍照、电子相册等功能， 同时还可利用ACC、AMR、WAV、等多种音频编码格式的解析、解码技术，实现室内终端具有铃声设置等个性功能。为进一步提升室内终端机的多媒体控制功能效果，我们还采用高级视频解码技术，实现支持1080P的HDMI高清输出接口功能。

　　          家庭本地控制除上述具体功能实现的描述之外，还集成了很多的控制管理功能，比如通过NAT UDP 穿透技术以及PSTN DTMF 双音多频可实现电话功能，通过文件传输、多媒体播放技术，可以接收中心发来的图片、音乐等多媒体信息等便携E生活功能。

　　2.远程控制管理功能模式技术解决方案

　　远程控制管理功能，主要是指用户可以通过电话、手机、电脑等通讯网络，实现对住户家居内的对讲、报警、家电等功能进行远程的控制与管理。要实现这些控制功能，必须有相对应的网络运营平台作为基础，通过PSTN、GSM、Internet 等网络平台的支持，可以分别实现电话、手机、电脑的远程控制，接下来，我们将逐一对这三种不同的方式的控制管理模式的实现原理及所采用的技术解决方案进行介绍：

　　1)如何通过电话实现远程管理控制功能？

　　电话功能是基于所采用的PSTN公共交换电话网络，是一种全球语音通信电路交换网络。如今，除了使用者和本地电话总机之间的最后连接部分，公共交换电话网络在技术上已经实现了完全的数字化。当要实现智能家居系统与远程电话互联时，采用DTMF双音多频技术，可快速拨号给对方，然后通过NAT UDP 穿透技术实现不同网络间(外网与内网)主动联接，UDP经过路由时会转换成路由的某个端口，然后用那个转换后的路由器端口通讯以获的连接成功，同时采用RTP、RTCP多媒体数据流传输协议实现时间信息流的同步。

　　2)如何通过手机实现远程管理控制功能？

　　相比于电话的远程管理控制功能，手机的远程控制管理功能的覆盖面更广、适应性更强，而且所应用的技术也比较多。从手机的控制方式来说，可以分别通过SMS短信、手机WAP以及手机HTTP三种控制模式来实现远程控制功能。我们选用GSM网络做为运营平台的支持，三种控制模式的实现都具有其差异性。

　　①.SMS短信控制功能，需要在小区建立一个管理服务器软件平台，软件平台支持GPRS短信接、收发功能。当用户需要进行手机短信控制时，将短信息发送到管理服务器，管理服务器在接收到手机信息时，会将控制命令发送到绑定的用户户内的智能终端上，并通过智能端实现控制功能。

　　②.手机WAP、手机HTTP两种模式的控制方式，均可以独立形成控制模式。针对不同的手机类型用户(智能手机、非智能手机)可以采用不同的手机控制方式，这两种方式，前提是要求手机能通过GPRS访问广域网络，在广域网络中我们首先需要自建一个服务器管理平台(通常由智能终端设备供应商建立)，手机上网后，访问指定的IE服务器网站，通过服务器的验证并进行中转，即可直接访问对应的用户户内智能终端，以实现远程控制管理功能。相比手机WAP控制模式，采用手机HTTP控制模式时，需要在用户手机上安装对应的客户端管理软件，采用客户端软件，用户可以直接在客户端软件上实现远程控制功能，免去了输入URL地址的麻烦。

　　接下来，我们简单的介绍一下，要实现上述手机远程控制功能，需要应用到哪些开发平台，采用什么样对应的开发软件，以及需要什么样的一些底程通讯技术方可实现。

　　①.手机的客户端软件，我们采用J2ME(Java Platform,Micro Edition )做为语言平台，同时采用CLDC应用程序架构，以保证手机在资源有限的情况，均能实现远程控制。

　　②.自建的服务器管理平台，我们采用ASP.NET 全新的服务器端脚本语言开发技术，ASP.NET是一种使嵌入网页中的脚本可由因特网服务器执行的服务器端脚本技术。自建的服务器管理平台，可以实现WAP、WEB、HTTP等多种控制模式的中转。

　　3)如何通过PC(电脑)实现远程管理控制功能？

　　PC远程控制管理控制功能，现在已在大多领域得到应用和推广，智能家居系统自开始走向市场发展到如今的推广期，PC远程管理控制模式，已被越来越多的用户认可和接受。从技术角度来说，主要有两方面：从服务器建立方面，大多厂家都选用ASP.NET服务器端脚本语言开发技术;从数据的传输方面，采用UDP数据包做为数据流的传输方式，在小数据量的传输方面，UDP传输具传输快的特点，更适合智能家居的远程控制模式。

　　在控制功能实现方式上，大都要经过以下几个步骤：首先，登录指定管理服务器平台网站(大多由厂家自行建立)进行用户注册，在经过服务器审核验证后即可进入网站;接着，进行用户的设备注册(注册用户对应终端的序列号或者验证码);最后设置需要控制的功能，比如家电控制、报警控制等。在以上步骤完成之后，用户就可以实现PC远程管理控制功能，让您能随时随地，借助身边的任何一台互联网PC设备轻松掌控家中的家电、报警及远程监视功能。

　　结语

　　如今的智能家居系统平台已经成为一个涵盖了安防、对讲、信息、家电控制、家庭数字影音为一体的智能化家居综合管理平台，结合先进的嵌入式技术，产品的处理能力已经得到显著提升，以往无法处理的多媒体信息和增值服务都可以得以实现。由于采用专门的显示引擎，所以界面也更加美观，家电控制等各项智能化控制功能也趋于完善。而随着智能家居技术的不断提升和发展，智能家居系统平台的产品和功能亦将日益丰富和完善，基于此平台的智能家居系统必将为人们带来更多安全、舒适、便捷、新奇、有趣的生活体验。