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浅谈智能家居的技术发展与应用
--zigbee智能家居解决方案
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 随着计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术、信息技术的高速发展与提高,使家庭生活现代化、居住环境安全化,同时也改变了人们的生活习惯,提高了生活质量。智能住宅也正是在这种形势下应运而生的。

智能家居的出现
  智能住宅的概念最早出现于美国,美国的智能住宅发展也是最为迅猛。继美国之后,欧洲、韩国、日本、新加坡等国的住宅智能化也得到了飞速发 展 。在我国,智能住宅这一概念推广较晚,但其发展的速度非常快,全国已建立了一些具有一定智能化功能的住宅和住宅小区。越来越多的消费者,尤其是有一定文化层次和经济实力的楼盘买家,已把住宅智能化程度作为自己选择的一个重要参考。智能家居 系统占房地产开发的成本比例并不高,却明显能提高楼盘的吸引力,增值作用显着,成为房地产推介的又一有力方式。
  智能家居的涵义
  智能住宅是将家庭中各种与信息相关的通讯设备、家用电器和家庭保安装置,通过家庭总线技术连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理,并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。
  智能家居系统所涵盖的范围
·室内防盗报警:防火、防盗、紧急事件呼叫、煤气泄漏探测;离家、在家、睡眠安防模式设定,安防场景设定

·灯光控制:开关、调光
  ·窗帘控制
  ·场景控制
  ·空调控制
  ·背景音乐控制
  ·视频监控:远程查看监控、本地查看公共区域监控图像
  ·物业管理:三表抄送、表计查询、信息发布、E - m a i l 通知
  ·远程监控:支持互联网、W A P 、电话等远程监视和控制
  ·增值业务服务:餐饮、娱乐、体育等相关社区服务的集成
  智能家居的发展现状
  由于中国的居住模式和文化与发达国家有很大的区别,所以智能家居在中国的发展也体现出其独具的特色。中国人口众多,城市住宅建设也多选择密集型的住宅小区方式,因此很多房地产商会站在整个小区智能化的角度来看待家居的智能化,也就出现了目前的智 能 小区的模式 。
  欧美由于独体别墅的居住模式流行,因此住宅多散布城镇周边,没有一个很集中的规模。这样也就导致了在美国盛行ADSLCable Modem等宽带接入方 式 ,而国内一般都是室外联网采用局域网传输,光纤以太网到小区、楼,室内设备控制用TCP/IPRS485总线控制等等。欧 美的智能家居则多为独立安装,自成体系,比如美国的X10,欧洲的EIB协议(包括澳洲的C-BUS)等都是以独立的家庭为目标设计的。而国内习惯上将智能家居当作智能小区的一个子系统来考虑,这种做法在智能家居概念初始引进阶段应该说还是可行的,但随着智能家居的推广与需求的不断深入,人们开始拷问智能家居的真正意义与价值时,才发 现人性化个性化是智能家居的意义所在。因此,智能家居势将从现在的千家一面的一统模式中独立出来,成为一个可完全由业主自行选配的个性张扬空间。

    迅猛发展的无线控制终端产品
    说起无线终端,通常就是我们所说的移动控制终端,目前市面上存在两种:一种是专用控制终端(仅可配合某一 固 定 系 统 使 用),另 外 一 种 就 是 通 用平板电脑(通过安装软件实现控制功能)。由于平板电脑的市场应用广泛,并且品种繁多,所以移动控制终端成为越来越多的首选产品。
  说起平板电脑,目前市场上最流行的产品非iPad莫属。通过iPad实现本地的无线控制,只需要在iPad上安装一套 软 件 即 可,功 能 实 现 简 单,且 操 作 简便,给 客户时 尚 感 受,所 以 现 在 越 来 越受到客户的认可。

无线智能家居的关键技术
zigbee技术的优势表现在下面几点:

ZigBee技术则致力于提供一种廉价的固定、便携或者移动设各使用的极低复杂度、成本和功耗的低速率无线通信技术。这种无线通信技术具有如下特点:

1)数据传输速率低

只有10250Kbs,专注于低传输速率应用。无线传感器网络不传输语音、视频之类的大数据量的采集数据,仅仅传输一些采集到的温度、湿度之类的简单数据。

2)功耗低

工作模式情况下,ZigBee技术传输速率低,传输数据量很小,因此信号的收发时间很短,其次在非工作模式时,ZigBee节点处于休眠模式,耗电量仅仅只有1μW。设各搜索时延一般为30ms,休眠激活时延为15ms,活动设备信道接人时延为15ms。由于工作时间较短、收发信息功耗较低且采用了休眠模式,使得ZigBee设各非常省电,ZigBee节点的电池工作时间可以长达6个月到2年左右。同时,由于电池时间取决于很多因素,例如电池种类、容量和应用场合,ZigBee技术在协议上对电池使用也作了优化。对于典型应用,碱性电池可以使用数年,对于某些工作时间和总时间(工作时间+休眠时间)之比小于t%的情况,电池的寿命甚至可以超过1年。

3)数据传输可靠

zigbee无线智能家居的介质链路层(以MAC层)采用CSMACA碰撞避免机制。在这种完全确认的数据传输机制下,当有数据传送需求时则立刻传送,发送的每个数据包都必须等待接收方的确认信息,并进行确认信息回复,若没有得到确认信息的回复就表示发生了碰撞,将再传一次,采用这种方法可以提高系统信息传输的可靠性。同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避免了发送数据时的竟争和冲突。同时ZigBee针对时延敏感的应用做了优化,通信时延和休眠状态激活的时延都非常短。

4)网络容量大

zigbee无线智能家居的低速率、低功耗和短距离传输的特点使它非常适宜支持简单器件。ZigBee定义了两种器件:全功能器件(FFD)和简化功能器件(RFD)。网络协调器(coordinator)是一种全功能器件,而网络节点通常为简化功能器件。如果通过网络协调器组建无线传感器网络,整个网络最多可以支持超过65 000ZigBee网络节点,再加上各个网络协调器可互相连接,整个ZigBee网络节点的数目将十分可观。

5)自动动态组网、自主路由

无线传感器网络是动态变化的,无论是节点的能量耗尽,或者节点被敌人俘获,都能使节点退出网络,而且网络的使用者也希望能在需要的时候向已有的网络中加人新的传感器节点。

6)兼容性

zigbee无线智能家居技术与现有的控制网络标准无缝集成。通过网络协调器自动建立网络,采用CSMA-CA方式进行信道接入。为了可靠传递,还提供全握手协议。

7)安全性

zigbee无线智能家居提供了数据完整性检查和鉴权功能,在数据传输中提供了三级安全性。第一级实际是无安全方式,对于某种应用,如果安全并不重要或者上层已经提供足够的安全保护,器件就可以选择这种方式来转移数据。对于第二级安全级别,器件可以使用接人控制清单(ACL)来防止非法器仵获取数据。

在这一级不采取加密措施。第三级安全级别在数据转移中采用属于高级加密标准(AES)的对称密码。AES可以用来保护数据净荷和防止攻击者冒充合法器件。

8)实现成本低

模块的初始成本估计在6美元左右,很快就能降到1.52.5美元,且ZigBee协议免专利费用。无线传感器网络中可以具有成千上万的节点,如果不能严格地控制节点的成本,那么网络的规模必将受到严重的制约,从而将严重地制约无线传感器网络的强大功能。
 智能家居典型案例分析
智能家居的主要功能
  南京物联传感为设计了整套的无线智能家居系统,智能控制主要有以下十二部分组成:
  灯光窗帘控制
  ·可利用灯光窗帘控制模块对室内灯光窗帘回路进行开关控制、调光控制。
  ·可以利用智能终端,对灯光窗帘回路进行单一控制或群组控制。同时可将照明、窗帘的场景与空调等场景一起,利用特定的场景按键进行调用。
  空调控制
  智能控制终端有成熟的接口对室内空调主机进行模拟量控制,可以实现开 关 控 制,开 关 故 障 状 态 显 示,温 度 控制,风速控制(高/低),状态控制(冷热 通 风),室 内 温 度 显 示 等 功 能 。 

    场景功能
  智能家庭终端由于接入诸如灯光 、窗 帘、空 调 及 安 防 系 统 ,除了 可 以对它们进行独立控制外,更重要的是,我 们 可 以 利 用 触 摸 屏 终 端 ,保 存 设 置四个系统的场景,然后通过一键来调用。终端可以设置和启动4个场景:离家、回家、就寝及起床。比如,我们可以设置一个场景,在离家时,空调关闭,窗帘关闭,灯光关闭,安防启动。那 么在 离 家 时,只 要 按 触 摸 屏 上 的“ 离家 按 键 ,并 输 入 相 应 的 确 认 密 码 ,即可联动整个场景。
  场景联动
  当业主回家,开启无线云智能锁的同时,智能终端会自动 从离 家模 式 转 换 成回家模 式,即 会 启 动 回 家 状 态,如 果 之 前,您 预 设了回 家模 式 的 场 景,则 可 相 应 的 调 用出来,比如空调开启至一定温度状态,安防撤防,灯光打开,窗帘打开等一系列动作,都会在您开门的一瞬间实现。
室内安防
  配置了相应的安防探测器(门磁、方向性幕帘探测器、火灾探测器、煤气探 测 器 、阀 门 控 制 器);配置了无线云智能锁等
  背景音乐控制
  可实现对于背景音乐的单独控制,并能够 在 场 景 中 实 现 背 景 音 乐 的 启停控制及音量预设等功能。
  视频监控
  可实现远程视频查看本地画面,以及室内查看公共区域监控图像。
  本地无线控制
  可实现iPad本地无线控制灯光、窗帘和空调等控制功能;并可实现安防的状态查询及布撤防功能。
 室外远程控制功能
  通过手机WAP上网及电脑WEB上网的方 式 ,可 访 问 智 能 终 端 平 台 。并 实 现 了 灯光模块及窗帘模块的开关控制,灯光模块的状态显示,空调状态的显示(显示范围为智能终端的可显范围),安防系统的状态以及报警记录查询等功能。
智能家居的未来展望
  近年来中国大步跨入了信息化社会,人们的工作生活与通信、信息的关系日益紧密,信息化社会在改变我们生活 方 式 与 工 作 习 惯 的 同 时,也 对 传 统 的住宅提出了挑战。在智能化小区的开发 与 建 设 中 ,首 先 是 要 营 造 一 个 舒 适 、安全、符合个性化需求的起居环境,在住宅的功能和性能方面都要始终贯穿以人为本的理念,居住于其中应能随时随地享受到现代化智能科技给人们带来的安心、便捷和情趣,并已成为房产商楼盘销售的一大卖点。

  科 技 提 升建 筑价值。对于智能家居的未来如何发展,笔者在这里提出一些个人思路,仅作为抛砖引玉,希望大家能够共同讨论。
  数字化技术
  以网络集成型家居自动化系统为核 心,结 合 每 个 小 区 的 实 际 需 求,为 每个住户精心设计了一个真正的未来型家庭网络。通过这样的一个高度集成和现代化的家庭网络中心,满足住户的安全、舒 适 及 便 捷 的 生 活 需 要,足 不 出 户即可享受到各种高质量的信息服务。
  本地无线终端
  现在,i P a d 应 用 已 经 越 来 越 广 泛 ;未 来 ,将 会 有 更 多 的 无 线 控 制 终 端,如正在迅速发展的Andrio手机等未来控制设备,将会成为系统的无线控制终端。想象一下,你通过手中的无线设备,可以在家里的任何地方实现智能家居系统的控制和管理,这样的系统是否更加吸引你呢?
  高扩展性能
  智能家居系统在可以预见的未来不可能完全由一个品牌实现一统江山。所以,作为智能家居的中心设备/核心设备,其兼容性能和扩展性能至关重要。一个能够集成多系统、多品牌的智能 家 居 系 统,无 论 是 对 于 投 资 方 来 说,还是对于使用方来说,都具有非常大的吸引力的。
  社区服务应用
  在家中,能够享受到社区的增值服 务 ,可 以 随 时 通 过 智 能 家 居 平 台 实 现预 约 续 订各 种 服 务,看 起 来 似乎 还 比较遥远。但是,可以非常明确的告诉大家,在未来23年内,国内的社区将会大面积出现社区服务的应用需求;这个需求来自于开发商、来自业主,并且将会出现更多更专业的服务应用。
  全面定制化服务
  任 何 一 个 社 区,都 不 可 能 一 模 一样;每一个家庭,都有自己独特的风格。未 来 社 区智 能化 的 应 用,不 可能 出现一模一样的功能。所以,未来智能家居系 统 的 定 制 化 服 务,将 会 更 加 普 遍 。一个有特点的智能社区、一个有别于其他家庭的智能住宅,将会出现在我们所有人的身边。

 


 

状 态: 离线

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产品目录
供应信息

公司名称: 南京物联传感技术有限公司
联 系 人: 薛慧
电  话: 021-55232568
传  真: 021-55232308
地  址: 杨浦区逸仙路135号
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