智能家居控制器技术的应用与发展

2012-07-02 14:50:30 来源:CPS中安网 作者:李伟国 责任编辑: cpslili 收藏本文

 　　智能家居控制器也称为数字家庭网关，是智能家居系统的核心，它能够将家中许多相对独立的灯光照明、家用电器、可视对讲、安防报警、视频监控等终端产品组合成一个统一的系统，从而方便的进行本地操作，也可通过互联网或无线网络实现远程控制。 　　智能家居控制器，历经从简单到复杂、从总线到网络、从有线到无线的演进，在系统功能、产品结构等方面得到了飞速的发展。目前，市场上大多数智能家居终端产品提供的接入方式和数据接口形式多样，支持这些终端产品的控制器应具有以下特点：

　　● 具有强大的接入能力，以实现灯光、家电、报警传感器、网络摄像机等多种形态设备的接入。

　　● 支持灵活的接入方式，以适应总线、RF无线射频、Zigbee、蓝牙、Wifi、有线网络的需要。

　　● 组网应简单，数据采集与控制实时性强，信道带宽占用率低。

　　● 使用应便捷，支持智能手机终端的远程配置与控制，具有管理、维护和自启动能力，设备功耗低且能够长期连续运行。

　　● 数据接口应具有可靠性、安全性、先进性、实用性、开放性、可扩充性和灵活性。

　　窄带无线通讯技术的发展

　　随着RF无线射频、Zigbee、蓝牙技术的发展和成熟，窄带无线通信低功耗、低成本、穿透能力强、安全性高等突出技术特点，为解决智能家居的设备接入开辟了一条新的道路。在住宅已经完成装修的情况下，通过有线信号接入智能家居终端产品，需要破坏原有装修，无法得到很好的解决，而通过窄带无线通信数据传输，这些不再成为困扰智能家居工程商的问题。
 
　　系统结构设计
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　　基于无线通讯技术的智能家居主要由智能家居控制器、通信网络、接入终端和用户终端四部分组成，其组网结构如上图所示。

　　接入终端探测器、家电设备、视频监控等设备，其中探测器包括门磁、玻璃破碎、紧急按钮、被动红外、烟感燃气、温湿度等探测器等，家电设备包括灯光、窗帘、电饭煲、洗衣机、热水器、冰箱等家，视频监控设备包括IPC、硬盘录像机等。

　　用户终端包括对讲室内机、智能手机终端、PC电脑等。智能手机上安装一个与控制器配套的应用程序，当住户出门的时候，通过手机将情景模式切换到离家模式；当住户回家的时候，通过手机将情景模式切换到在家模式；当住户睡觉的时候，通过手机将情景模式切换到就寝模式；当住户出差的时候，也可以通过手机查看家里的情况，非常方便快捷。

　　智能家居控制器承担整个系统的数据采集、协议转换、通讯转发、控制下达、存储配置功能。

　　终端产品

　　评估一个智能家居控制器的好坏有几项非常重要的指标：模块化程度、标准化程度、处理能力、稳定性、兼容性和实用性。

　　● 模块化程度，模块化有利于建立产品的整体模型，加快产品的并行开发进度；将各种不同有线、无线接入固件做成一个单独的子模块，子模块与控制器的电气接口统一，细分后的子模块可靠性将大大增强；测试成本、维护成本也将降低；

　　● 标准化程度，质量是产品的生命，标准化就是产品的灵魂，控制器中涉及网络传输标准、通讯调度标准、数据共享接口标准、应用开放接口标准等，这些都是产品开发的基础，是融入更多类型设备的基础。

　　● 处理能力，是指控制器软件能够支持的最大稳定运行的点数和客户访问数。这项指标决定了智能家居系统的建设规模。

　　● 稳定性，是指产品研发的过程是否严格遵守质量控制标准，进行完整、深入地测试，为用户提供可靠的服务。是否具备故障处理机制、容错机制、备份机制。

　　● 兼容性，包括操作系统兼容性、前端设备兼容性、组网方式兼容性、数据兼容性等。

　　● 实用性，智能家居控制器越来越多，核心功能越来越稳定，如果提高产品的实用化水平，使之更易用，更贴近用户的使用习惯，才能更好地提高用户的体验。

　　浙江大华智网科技有限公司最新研发的华越系列智能家居控制器，采用ARM9+DSP的单片系统(SOC)架构，体积小功耗低，支持目前主流的窄带无线网路接入模式。

　　功能与特点：

　　● 强大的无线接入功能

　　控制器除了支持RF无线射频、Zigbee、蓝牙等目前主流窄带无线网路接入模式，还支持WiFi无线局域网接入。

　　● 互联网功能

　　采用标准TCP/IP协议组网，可以通过小区物业网与互联网连接，或者通过宽带路由器直接与互联网连接。控制器具有组网灵活，便于扩充的特点，能满足用户的各种需求。

　　● 统一编址

　　系统采用统一地址编码，无容量限制，系统内所有设备统一分配地址编码，可方便地管理多种类型的设备。

　　● 丰富的视频监控接入

　　依托大华在视频监控领域多年的技术积累，可接入多种类型的IPC与DVR，实现设备接入、双码流转发、录像点播功能。针对不同终端带宽传输特点，当传输带宽好时，传输高质量、高带宽的码流；在传输带宽差时，传输清晰度适中、低带宽的视频图像。
 
　　● 双向语音对讲

　　支持高清语音对讲，实现数字室内分机、手机终端、小区其他住户分机之间的双向语音对讲。

　　● 独特的访客留影、留言功能

　　当来访者呼叫住户的时候，控制器会自动拍录下来访者的图像，住户通过室内分机（或智能手机）就可以查看到所有来访者的图片。当住户不在家的时候，来访者呼叫室内分机的时候，会提示来访者进行留言，业主回家后可以通过室内分机（或智能手机）收听留言。

　　● 家庭安全及防盗报警功能

　　可接入多路报警防区，支持煤气、烟感、红外、窗磁、门磁等安防传感器，可自动识别报警发生的位置与种类，并对报警进行记录。住户可通过紧急求助按钮或数字终端发出紧急求助信号。用户可在家、离家、就寝等多种布防方式之间选择，支持本地声光报警、管理中心、电话、短信四种报警途径。

　　● 强大的远程交互功能

　　可通过互联网、手机对布防状态、电器控制状态查询、信息、留言和留影。

　　● 家电自动化控制

　　用户可在家、离家、就寝等多种情景模式之间选择，具备家庭灯光场景控制功能。

　　● 自动检测及故障自动显示功能

　　系统由于采用纯网络设备，可以自动检测各个设备的在线情况，一旦其中一个设备出现故障，会自动检测到并进行相应提示。

　　扩展应用

　　智能家居控制器除了具备灯光照明、家用电器、可视对讲、安防报警、视频监控等设备接入功能外，还可以与其他节能环保、气象卫生系统、报警运营服务系统接入。

　　● 控制器与节能环保系统接入

　　智能家居控制器可定时通过内嵌在智能开关与智能插座中的微型电能计量模块，获得当前主用用电设备(包括灯光、空调、热水器等)的能耗信息，上传到节能环保系统，实现住宅能耗信息的有效检测，结合电力部门峰谷电收费政策，给出能耗分析报告和节能建议。

　　● 控制器与气象卫生系统接入

　　智能家居控制器可定时通过安装在室内的气体检测模块，获得当前住宅内的空气状况信息，上传到气象卫生系统，实现住宅空气状况的有效检测，结合专业卫生知识，给出空气状况改善的建议。

　　● 控制器应具备智能预案功能

　　当出现紧急情况时，控制器将根据事发地点自动启动预先设置好的智能预案，以短信、彩信、电话、广播等方式通知小区保安和报警运营服务商。报警运营服务商派人到现场处理。

　　结束语

　　以iPhone、Android为代表的智能手机已经逐渐走进了我们的生活，手机终端在智能家居中的应用也越加广泛，改变了我们传统的操作习惯。大华股份借助此次契机，投入众多研发力量，同多家国际芯片厂商合作，结合无线传输特点，开拓创新，推出适合各居住特点的智能家居成套解决方案。

　　智能家居控制器与智能手机终端的完美结合，在空间和距离上打破了传统智能家居系统的建设模式，必将使智能家居系统的应用水平达到一个新的高度。