智能家居控制系統(tǒng)研究背景目的意義及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

1、0 只能家居控制系統(tǒng)研究背景目的意義及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 1 1 智能家居控制系統(tǒng)概述 1.11.1 智能家居的簡(jiǎn)介 2 2 國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 2.12.1 國(guó)外的發(fā)展現(xiàn)狀 22國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 2.32.3 發(fā)展趨勢(shì) 3 3 研究的目的和意義 1智能家居控制系統(tǒng)概述 蒸汽機(jī)的發(fā)明掀起了人類歷史邁向工業(yè)的新篇章， 而網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)無(wú)疑將信息化 深深的烙印在了人類文明的璀璨長(zhǎng)卷上。電子信息技術(shù)，控制技術(shù)的日益提升， 社會(huì)信息化的逐步加快，促使人們的生活、工作、學(xué)習(xí)以及通訊的關(guān)系日漸緊密， 信息化社會(huì)在改變?nèi)藗兩盍?xí)慣和工作方式的同時(shí)，也對(duì)我們的傳統(tǒng)住宅提出了 挑戰(zhàn)。環(huán)視周遭，我們很容易的發(fā)現(xiàn)，人

2、們對(duì)家居的要求早已不再只是簡(jiǎn)單的物 質(zhì)空間，更為關(guān)注的是一個(gè)高度安全、舒適以及美觀方便的居住環(huán)境，先進(jìn)的通 信設(shè)施，完備高效的信息終端，自動(dòng)、智能的家電，網(wǎng)絡(luò)化的資源管理及購(gòu)物方 式等等?，F(xiàn)今社會(huì)人們?nèi)找媾蛎浀男枨笫沟眉揖又悄芑讶怀蔀橐环N趨勢(shì)。 1.1 智能家居的簡(jiǎn)介 家居智能化系統(tǒng)的概念起源于上世紀(jì) 70 年代的美國(guó)，隨后，傳播到歐洲、日 本等國(guó)并且得到了很好的發(fā)展。在我國(guó)，智能家居這一概念推廣較晚，約在 90 年 代末家居智能化系統(tǒng)才得以進(jìn)入國(guó)內(nèi)，但發(fā)展速度驚人，至今已存在相當(dāng)數(shù)量的 智能化小區(qū)及住宅。 所謂智能家居是現(xiàn)代電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)及通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。 它能夠 自動(dòng)控制和管

3、理家電設(shè)備，對(duì)家庭環(huán)境的安全進(jìn)行監(jiān)控報(bào)警，并且能夠?yàn)樽籼?供安全舒適、高效便利的學(xué)習(xí)生活及工作環(huán)境。家居智能化系統(tǒng)將家庭中各種與 信息相關(guān)的通信設(shè)備、家用電器以及家庭保安裝置通過(guò)有線或無(wú)線的方式連接起 來(lái)，并進(jìn)行集中或異地的監(jiān)控、管理，保持家庭住宅環(huán)境的舒適、協(xié)調(diào)。與普通 的家居相比，智能家居不僅具備傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適溫馨，高效安全的高 品位生活環(huán)境，還將一個(gè)被動(dòng)靜止的居住環(huán)境提升為一個(gè)有一定智慧協(xié)助能力的 體貼的生活幫手，進(jìn)一步優(yōu)化住戶的生活質(zhì)量。 許多國(guó)家先后提出了不同的智能家居方案，例如，早期新加坡模式的智能化 家居系統(tǒng)包括：安防報(bào)警、可使對(duì)講、三表抄送、監(jiān)控、家居控制、智能布線

4、箱、 寬帶網(wǎng)絡(luò)接1 入等。而現(xiàn)今的智能化家居系統(tǒng)擁有更加優(yōu)越切復(fù)雜的配置。例如， 網(wǎng)上購(gòu)物、遠(yuǎn)程報(bào)警、緊急求助等新功能就是根據(jù)現(xiàn)在社會(huì)的發(fā)展，人們?nèi)找姹?漲的需求而開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的 2 國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 智能家居的發(fā)展分為三個(gè)階段： 首先是家庭電子化(HomeElectronics )階段，這個(gè)時(shí)期主要是面向單個(gè)的電 器，家庭電器之間并沒(méi)有形成網(wǎng)絡(luò)，亦沒(méi)有大的聯(lián)系。 其次是住宅自動(dòng)化(Home Automation)階段，這個(gè)時(shí)期是面向功能的階段， 一部分的家庭電器之間形成了簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)，主要是為了實(shí)現(xiàn)某個(gè)特定單一的功能， 例如單一的自動(dòng)抄表功能。 最后是家居智能化(歐洲稱為 Smart Hom

5、e 美國(guó)稱為 Wise House)階段，這 個(gè)時(shí)期是面向系統(tǒng)設(shè)計(jì)的階段，系統(tǒng)通過(guò)家庭分布總線把住宅內(nèi)各種與信息相關(guān) 的通信設(shè)備、家用電器、報(bào)警裝置并到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行集中的監(jiān)控、管理，保持 家電與環(huán)境的協(xié)調(diào)，提供生活、工作、學(xué)習(xí)以及娛樂(lè)的各種優(yōu)質(zhì)服務(wù)，營(yíng)造一種 溫馨舒適的家庭氛圍。 智能家居控制系統(tǒng)提供高效、舒適的家居環(huán)境，確保住戶的生命財(cái)產(chǎn)安全；集 中或遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)家居環(huán)境的溫度、濕度以及風(fēng)的速度等，同時(shí)檢查空氣成分，提高 空氣質(zhì)量；調(diào)節(jié)音響，電視等娛樂(lè)設(shè)施，愉悅心情；合理利用太陽(yáng)能活周遭環(huán)境 的變化，盡可能的節(jié)約能耗，達(dá)到合理利用資源；提供現(xiàn)代化的通信、信息服務(wù)。 2.1 國(guó)外的發(fā)展現(xiàn)狀 19

6、84 年，世界上第一幢智能建筑在美國(guó)康涅迪格州落成，這棟意義非凡的建 筑只是對(duì)一座舊式大樓的一定程度的改造而完成的。它只是采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)大 樓的空調(diào)、電梯、照明等設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，并提供語(yǔ)音通信、電子郵件、情報(bào)資料 等方面的信息服務(wù)。2000 年，新加坡有近 30 個(gè)社區(qū)的約 5000 戶家庭采用了這種 家庭智能化系統(tǒng)，而美國(guó)的安裝住戶高達(dá) 4 萬(wàn)戶。2003 年，網(wǎng)絡(luò)化家居的建設(shè)帶 來(lái)了高達(dá) 4500 億美元的市場(chǎng)價(jià)值，這其中有 3700 億美元是智能家電硬件產(chǎn)品的 價(jià)值，剩余的部分則是軟件和技術(shù)支持服務(wù)的費(fèi)用。現(xiàn)在，國(guó)外的智能家居系統(tǒng) 技術(shù)己日趨成熟，預(yù)計(jì)今年，50%以上的新房將具有一定的“

7、智能型家居”功能。 于此同時(shí)，由于技術(shù)的日益標(biāo)準(zhǔn)化，這些新型智能家居系統(tǒng)將比比爾蓋茨耗資 6000 萬(wàn)美元的高端別墅便宜得多。 在智能家居系統(tǒng)研發(fā)方面，美國(guó)及一些歐洲國(guó)家一直處于領(lǐng)先地位。近年來(lái)， 以美國(guó)微軟公司及摩托羅拉公司等為首的一批國(guó)外知名企業(yè)， 先后擠身于智能家 居的研發(fā)中。例如:微軟公司開(kāi)發(fā)的“夢(mèng)幻之家”、摩托羅拉公司開(kāi)發(fā)的“居所之門”、 IBM 公司開(kāi)發(fā)的“家庭主任”等均已日趨成穩(wěn)得技術(shù)強(qiáng)占家居市場(chǎng)。此外，日韓 新等國(guó)的龍頭企業(yè)紛2 紛致力于家居智能化的開(kāi)發(fā)，對(duì)家居市場(chǎng)更是躍躍欲試。 目前市場(chǎng)上出現(xiàn)得智能家居控制系統(tǒng)主要有： （1）X-10 系統(tǒng)（美國(guó)），該系統(tǒng)是利用電力線作為網(wǎng)絡(luò)

8、平臺(tái)，采用集中控制 方式實(shí)現(xiàn)。這套系統(tǒng)的功能較為強(qiáng)大，與其它家居控制系統(tǒng)如 ABB C_BU 腐比起 來(lái)更容易接收，使用也相對(duì)簡(jiǎn)單。因?yàn)閷?shí)現(xiàn)同樣的功能， X-10 家居控制系統(tǒng)是利 用 220v 電力線將發(fā)射器發(fā)出的 X-10 信號(hào)傳送給接收器從而實(shí)現(xiàn)智能化的控制， 因此采用這套系統(tǒng)不需要額外的布線，這也是這套系統(tǒng)的最大的一個(gè)優(yōu)勢(shì)，因?yàn)?其它系統(tǒng)基本上都需要布低壓線，在墻上或地面開(kāi)槽、鉆孔，施工難度大、費(fèi)用 高、工期長(zhǎng)。但由于缺乏在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)推廣的條件且價(jià)格昂貴，該系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用 極少。 （2） EIB 系統(tǒng)（德國(guó)），該系統(tǒng)采用預(yù)埋總線及中央控制方式實(shí)現(xiàn)控制功能。 但由于其工程要求復(fù)雜嚴(yán)苛，并且

9、價(jià)格較高，因此一直無(wú)法打開(kāi)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。 （3） 8X 系統(tǒng)（新加坡），該系統(tǒng)采用預(yù)處理總線跟集中控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)功能。 它的優(yōu)點(diǎn)在于利用的產(chǎn)品對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，系統(tǒng)較為成熟，比較適合中國(guó)國(guó)情。 但是由于系統(tǒng)架構(gòu)、靈活性及產(chǎn)品價(jià)格等方面還難以達(dá)到要求，所以目前在國(guó)內(nèi) 還較少應(yīng)用。 2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 20 世紀(jì) 90 年代后期，我國(guó)的智能小區(qū)日益興起。眾所周知，我國(guó)的智能化住 宅建設(shè)最早起于上海、廣州和深圳等沿海城市，并逐漸向內(nèi)陸發(fā)展。在 97 香港回 歸之際，在建設(shè)部“ 97 跨世紀(jì)住宅小區(qū)案競(jìng)賽活動(dòng)”中，上海中皇廣場(chǎng)被建設(shè)部 科技委員會(huì)列為全國(guó)首家“智能住宅示范工程”，揭開(kāi)了全國(guó)智能小區(qū)發(fā)展的序

10、幕。 1999年，建設(shè)部勘察設(shè)計(jì)司、建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)化辦公室聯(lián)合組織實(shí)施全國(guó)住宅小 區(qū)智能化技術(shù)示范工程，標(biāo)志著我國(guó)住宅小區(qū)智能化進(jìn)入了一個(gè)新階段。隨著信 息化走進(jìn)了千家萬(wàn)戶，由國(guó)家經(jīng)貿(mào)委牽頭成立了家庭信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會(huì)，而信 息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系研究及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)已經(jīng)被列為了國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新的重點(diǎn)專項(xiàng)計(jì)劃。據(jù) 建設(shè)部要求，截止今年，我國(guó)將有 70%以上的家庭擁有 In ternet 入網(wǎng)設(shè)備，大中 城市中 50%的住宅要實(shí)現(xiàn)智能化。 我國(guó)的智能家居相對(duì)于國(guó)外起步較晚， 尚未形成一定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。目前，主 要采用國(guó)外的一些技術(shù)產(chǎn)品，但也有一些企業(yè)推出了自己的產(chǎn)品，主要有： （1）e 家庭（海爾），該系列產(chǎn)品以海

11、爾電腦作為控制中心，各種網(wǎng)絡(luò)家電作 為終端設(shè)備，海爾移動(dòng)電話作為移動(dòng)數(shù)字控制中心。海爾在技術(shù)上同微軟合作， 利用微軟的 Windows Me 技術(shù)和海爾的網(wǎng)絡(luò)家電，使“ e 家庭”已具雛形，已推出 了網(wǎng)絡(luò)洗衣機(jī)、網(wǎng)絡(luò)冰箱、網(wǎng)絡(luò)空調(diào)、網(wǎng)絡(luò)微波爐等一系列網(wǎng)絡(luò)家電。 (2) e-home 數(shù)字家園(清華同方)，該智能家居控制系統(tǒng)是專門針對(duì)中國(guó)家 庭設(shè)計(jì)的，遵循國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用嵌入式軟、硬件技術(shù)，提供網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 及末端設(shè)備。產(chǎn)品以功能模塊開(kāi)發(fā)為主，基于國(guó)外成熟的智能家居標(biāo)準(zhǔn)之上。其 智能家居控制系統(tǒng)主要有以下三個(gè)部分： 3 A 系列：遵循 EIB 協(xié)議的家庭控制產(chǎn)品，適用于中高檔住宅區(qū)。 B 系

12、列：遵循 X-10 協(xié)議的家庭控制產(chǎn)品，適用于中檔住宅區(qū)。 易家三代：配電箱集中安裝式家庭控制產(chǎn)品。 國(guó)內(nèi)各大軟、硬件機(jī)構(gòu)正在積極的研制、開(kāi)發(fā)更為符合市場(chǎng)的智能化家居設(shè)備， 以解決當(dāng)前智能化產(chǎn)品實(shí)用性差、使用復(fù)雜及產(chǎn)品價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)，而技術(shù)創(chuàng)新 性也逐步向國(guó)際先進(jìn)水平靠攏，這樣的未來(lái)值得期待。 2.3 發(fā)展趨勢(shì) 經(jīng)過(guò)去年的哥本哈根會(huì)議，我國(guó)更加明確了節(jié)能減排，綠色建筑的目標(biāo)，這 就使住宅智能化凸顯出了其合理規(guī)劃，最大限度的節(jié)約能源的優(yōu)勢(shì)。如果我國(guó)大 力推廣綠色建筑，僅在鋪設(shè)智能化系統(tǒng)上所需的新設(shè)備的生產(chǎn)上就有 2000 億到 3000 億人民幣的新市場(chǎng)。而中國(guó)“智能家居網(wǎng)絡(luò)”必在“智能化住宅”

13、的框架下 形成一個(gè)新型 IT 產(chǎn)業(yè)，而這一切必將對(duì)未來(lái)幾十年我國(guó)房地產(chǎn)的健康有效發(fā)展起 著深遠(yuǎn)的影響。 由于智能家居系統(tǒng)還缺乏統(tǒng)一明確的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，許多公司開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品都是 基于自己組的網(wǎng)絡(luò)和信息交換協(xié)議，很多產(chǎn)品是針對(duì)特定的組網(wǎng)環(huán)境開(kāi)發(fā)的，部 分核心技術(shù)沒(méi)有對(duì)外公布，技術(shù)復(fù)雜，直接導(dǎo)致了使用范圍的局限性。再者，缺 乏對(duì)應(yīng)的第三方產(chǎn)品，各個(gè)接入設(shè)備之間不能兼容，互操作性差，不利于產(chǎn)品的 擴(kuò)充，因而進(jìn)一步局限了產(chǎn)品的發(fā)展。再加上，有的系統(tǒng)成本過(guò)高，嚴(yán)重影響了 產(chǎn)品的普及。因此設(shè)計(jì)一個(gè)符合國(guó)家國(guó)情和規(guī)范的集遠(yuǎn)程控制和本地控制為一體 的智能家居控制系統(tǒng)是非常具有現(xiàn)實(shí)意義的，且勢(shì)在必行。 作為智能家居的

14、核心系統(tǒng)的智能家居的控制系統(tǒng)，它的設(shè)計(jì)功能的完善必將 推動(dòng)住宅智能化的發(fā)展。而系統(tǒng)功能的集成化、用戶使用的傻瓜化以及市場(chǎng)的平 民化將是智能家居控制器的發(fā)展趨勢(shì)，系統(tǒng)也將逐步邁向綠色化。最終，我想全 人類的夢(mèng)想是智能家居控制系統(tǒng)將囊括所有的家事雜物，讓我們真正的享受舒適溫馨的家庭生活。 3 研究的目的和意義 根據(jù)前面提到的一些調(diào)查結(jié)果及數(shù)據(jù)可以看出， 雖然目前智能家居系統(tǒng)有了 一定的發(fā)展，并且市場(chǎng)上也開(kāi)始出現(xiàn)相應(yīng)的產(chǎn)品， 但從總體的發(fā)展來(lái)看，不容樂(lè) 觀，特別是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和權(quán)威產(chǎn)品的缺乏嚴(yán)重影響了家居智能化的發(fā)展。 隨著科技 的提高，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平的提高，對(duì)家居環(huán)境的要求也越來(lái)越 高，作為家居智能化的核心部分一一智能家居控制系