基于物聯(lián)的智能家居的應(yīng)用案例

1、智能監(jiān)控系統(tǒng)在智能家居方面的應(yīng)用1. 需求分析隨著人類社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人類開(kāi)始邁人以數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化為平臺(tái)的智能化社會(huì)，人們對(duì)工作、生活等環(huán)境的要求也越來(lái)越高，其中正在興起的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居則是依照人體工程學(xué)原理，融合個(gè)性需求，將感應(yīng)器嵌入到與家居生活有關(guān)的各個(gè)子系統(tǒng)如安防、燈光控制、窗簾控制、煤氣閥控制、信息家電、場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)、地板采暖等中，通過(guò)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)鏈接、控制和管理，實(shí)現(xiàn)“以人為本” 的全新家居生活體驗(yàn)。但由于體制、行業(yè)利益等方面的原因，我國(guó)目前的三表遠(yuǎn)程計(jì)量、住戶安全監(jiān)控、小區(qū)管理等系統(tǒng)大都自成體系， 獨(dú)立設(shè)備、獨(dú)立線路結(jié)構(gòu)、獨(dú)立的管理運(yùn)營(yíng)模式在該模式下，無(wú)疑會(huì)造成人

2、員和設(shè)備的極大浪費(fèi)，同時(shí)會(huì)給住戶帶來(lái)使用上的極大不便及增加維護(hù)、維修的工作量基于以上考慮，本著以下五個(gè)原則設(shè)計(jì)了本智能監(jiān)控系統(tǒng)1) 充分利用好住宅區(qū)現(xiàn)有的信息化資源，盡可能保護(hù)住戶的現(xiàn)有信息化軟硬件設(shè)備投資2) 采用先進(jìn)成熟的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)在構(gòu)建小區(qū)智能監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)采用符合業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的、先進(jìn)的、成熟的技術(shù)，避免短期重復(fù)建設(shè)和技術(shù)落后，充分借鑒其它行業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)，吸取其失敗教訓(xùn)，少走或避免走彎路，做成一項(xiàng)精品工程。3) 高度的安全性全面有效監(jiān)控家居安全，無(wú)論是家庭防盜，還是住戶的水、電、氣使用及其它家用設(shè)施的安全，包括網(wǎng)絡(luò)的自身安全。4) 可擴(kuò)充性在滿足住戶現(xiàn)有設(shè)備安全監(jiān)控的前提下，對(duì)小區(qū)及住戶未來(lái)的發(fā)

3、展需求作總體規(guī)劃，便于在進(jìn)行監(jiān)控網(wǎng)構(gòu)建時(shí)軟硬件上留下一定的擴(kuò)充余地。5) 操作界面友好，提供在線幫助，操作簡(jiǎn)單。2. 系統(tǒng)架構(gòu)2.1 系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖 l 所示，從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上看，系統(tǒng)主要由三層網(wǎng)絡(luò)組成，最底層網(wǎng)絡(luò)使用CAN現(xiàn)場(chǎng)總線將住戶所有用電設(shè)備連接到各住戶的智能分站上；各智能分站通過(guò)以太網(wǎng)模塊或GPR模塊連接到物聯(lián)網(wǎng)或移動(dòng)網(wǎng)S用戶通過(guò)電腦或手機(jī)訪問(wèn)和操控自己家里的用電設(shè)備，如空調(diào)的開(kāi)關(guān)、溫度的調(diào)節(jié)，實(shí)時(shí) 調(diào)閱水電氣表的讀數(shù)，查看冰箱里食物的儲(chǔ)存情況等為確保安全和效能，小區(qū)通信系統(tǒng)采用有線和無(wú)線互為備份的方式，確保住戶監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的安全可靠傳輸。2.2 功能子系統(tǒng)采用基于

4、 LonWorks6-7 控制網(wǎng)的家居智能控制集成系統(tǒng)產(chǎn)品，系統(tǒng)具有模塊化擴(kuò)展功能2.3 多媒體系統(tǒng)每戶配置一個(gè)多媒體接線箱，用于電話、數(shù)據(jù)、有線電視等線纜人戶并跟戶內(nèi)各信息插座對(duì)接戶內(nèi)信息點(diǎn)的數(shù)量和位置由住戶自己確立2.4 可視對(duì)講系統(tǒng)在樓宇單元入口處電控安全防盜門上設(shè)置訪客編碼式可視對(duì)講門口機(jī)，別墅配置獨(dú)戶型可視對(duì)講門口機(jī)，戶內(nèi)設(shè)置可視對(duì)講室內(nèi)機(jī)，管理中心配置對(duì)講管理主機(jī)系統(tǒng)具有感應(yīng)卡和鑰匙開(kāi)起電控鎖功能，室內(nèi)電話機(jī)可以對(duì)講開(kāi)門，單元門口機(jī)可復(fù)用為巡更系統(tǒng)的巡更點(diǎn)，門禁卡可與停車消費(fèi)等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一卡通2.5 家庭安防系統(tǒng)戶內(nèi)設(shè)置燃?xì)庑孤秷?bào)警、火災(zāi)報(bào)警、防非法入侵和緊急求救報(bào)警功能每戶在廚房安

5、裝1只煤氣泄露報(bào)警探測(cè)器和聯(lián)動(dòng)電磁閥，在客廳設(shè)置1只煙感探測(cè)器、1個(gè)紅外探測(cè)器，一、 二層和頂層住戶每個(gè)窗戶、陽(yáng)臺(tái)加裝1對(duì)紅外柵欄系統(tǒng)具有編程設(shè)定不同防區(qū)類型及報(bào)、接警方式，通過(guò)電話遠(yuǎn)程遙控設(shè)防，本地現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警、電話語(yǔ)音報(bào)警和向小區(qū)管理中心報(bào)警等多種報(bào)警方式，在家庭控制鍵盤上能夠?qū)诓僮饔涗浐蛨?bào)警信息查詢，中心接警機(jī)也有警情記錄和報(bào)警住戶信息自動(dòng)顯示功能2.6 智能照明控制系統(tǒng)智能照明控制系統(tǒng)利用的是計(jì)算機(jī)、通訊及數(shù)字調(diào)光技術(shù)，核心技術(shù)是集散控制技術(shù) 。 方案可采用基于現(xiàn)場(chǎng)控制總線的智能照明控制系統(tǒng) （ 如 C BUS系統(tǒng)或i BUS系統(tǒng)） j 。系統(tǒng)主要由智能控制面板、場(chǎng)景控制面板、開(kāi)關(guān)控制

6、模塊、調(diào)光控制模塊及相應(yīng)傳感器等組成，使照明系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化。例如，可在室內(nèi)布置多路照明回路，通過(guò)對(duì)每一回路亮度及可發(fā)出不同顏色光的燈具調(diào)整后達(dá)到某種燈光氣氛來(lái)預(yù)先設(shè)置可營(yíng)造出多種不同的燈光的場(chǎng)景，且切換場(chǎng)景時(shí)的淺入淡出時(shí)間，使燈光柔和變化來(lái)增加環(huán)境藝術(shù)效果進(jìn)而營(yíng)造出舒適的環(huán)境， 從而實(shí)現(xiàn)夢(mèng)幻燈光的控制效果；人體及移動(dòng)傳感器可通過(guò)開(kāi)關(guān)控制模塊對(duì)人體紅外線檢測(cè)達(dá)到對(duì)燈光人來(lái)燈亮和人走燈滅的自動(dòng)控制， 亮度傳感器可通過(guò)調(diào)光控制模塊根據(jù)室外光線的強(qiáng)弱調(diào)整室內(nèi)光線， 此外用戶也可用紅外遙控器對(duì)燈光直接進(jìn)行控制。因此該智能照明模塊設(shè)置的時(shí)鐘控制器，使燈光呈現(xiàn)晝夜規(guī)律性的變化，并采用的緩慢開(kāi)啟及淺入淡出

7、調(diào)光控制，可避免對(duì)燈具的冷態(tài)沖擊，從而延長(zhǎng)燈具壽命，此外燈光強(qiáng)度的自動(dòng)調(diào)節(jié)和移動(dòng)傳感器的使用還可達(dá)到節(jié)能的目的。2.7 家電控制系統(tǒng)家電智能控制系統(tǒng)主要提供兩種控制方式：1) 本地集中控制通過(guò)智控鍵盤家中電話機(jī)集中對(duì)被控家用電器進(jìn)行操作控制，如家里配置子母電話機(jī)，利用子機(jī)可以實(shí)現(xiàn)遙控操作2) 遠(yuǎn)程電話控制業(yè)主在外通過(guò)電話或手機(jī)撥打家里電話號(hào)碼，若家中無(wú)人應(yīng)答時(shí)，智能控制系統(tǒng)自動(dòng)接聽(tīng)電話，并通過(guò)語(yǔ)音提示業(yè)主完成相應(yīng)操作被控家電為客廳的空調(diào)，衛(wèi)生間的電熱水器2.1.1 信息交換功能系統(tǒng)具有物管中心與住戶進(jìn)行信息交換功能，通過(guò)小區(qū)總控主機(jī)向每戶家庭的智控鍵盤發(fā)布短信息，如天氣預(yù)報(bào)、通知等用戶通過(guò)智控

8、鍵盤查閱接收到的文字信息，也可以向中心總控主機(jī)發(fā)送代碼信息，如服務(wù)請(qǐng)求等，以便于物管有計(jì)劃處理2.1.2 三表抄送系統(tǒng)系統(tǒng)具有將住戶水、電、 煤氣等表具數(shù)據(jù)自動(dòng)抄送至小區(qū)管理中心的功能，同時(shí)用戶也可通過(guò)智控鍵盤查看煤、水、電等的使用狀況3. 軟硬件設(shè)計(jì)過(guò)程3.1 硬件平臺(tái)中央處理器選用三星ARMll 處理器 S3C6410（主頻 667MHz）sl ；內(nèi)存 512M Mobile DDR ；2G NANDFLASH 采用 WI FI 無(wú)線上網(wǎng)模塊：臺(tái)灣 USI 公司模塊WM G MR 09， 芯片為 Marvell 88W8686 ，全面兼容IEEE802 1lb g虱際標(biāo)準(zhǔn)，SDIO 接口；

9、 IEEE802 119： 54Mbps、 48Mbps、 36Mbps、 24Mbps、18Mbps、 12Mbps、9Mbps、 6Mbps 速率自動(dòng)調(diào)節(jié)；IEEE802 1lb： 11Mbps、 5 5Mbps、 2Mbps、 1Mbps 速率自動(dòng)調(diào)節(jié)GPS模塊采用SiRF Star III GSC3F LP 7979模塊，靈敏度要求追蹤時(shí)為159dBm，捕獲時(shí)為 144dBm I f'VGA 接口： 采用超強(qiáng)專用芯片，芯片內(nèi)集成16Mbit 內(nèi)存， 可連接各種VGA 接口的 CRT顯示器或液晶顯示器，可軟件調(diào)節(jié)對(duì)比度，輸出分辨率為1280"1024，典型支持1024&

10、quot;768，可播放高清視頻4 個(gè) USB HOST 接口， 可同時(shí)接各種USB 設(shè)備， 滿足平臺(tái)擴(kuò)展需要；接口符合USB Revl 1標(biāo)準(zhǔn)，支持全速（12Mbps） 或低速 （1 5Mbps）傳輸使用10 100M 以太網(wǎng)接口：一路IOM IOOM 有線網(wǎng)口采用DM9000AE ，帶聯(lián)接和傳輸指示燈；另一路10M有線網(wǎng)口采用CS8900，帶聯(lián)接和傳輸指示燈1 個(gè)攝像頭接口：底板上內(nèi)置一個(gè)130 萬(wàn)像素的CMOS Camera 模組，可直接攝影并在液晶屏幕上顯示，有一個(gè) 2 0mm 間距雙排插座用于攝影機(jī)擴(kuò)充，該擴(kuò)充接口可連接其它型號(hào)CMOS Sensor攝影機(jī)，支持標(biāo)準(zhǔn)為 ITU R B

11、T 60 1 656 YCBCR 8 一 bit standard1 個(gè) CAN 總線接口，全面支持CAN2 0A 和 CAN2 0B 協(xié)議3.2 軟件平臺(tái)操作系統(tǒng)選用Windows Embedded CE6 0R2 1 ；設(shè)備驅(qū)動(dòng)(DeviceDriver) 為 SD MMC 驅(qū)動(dòng)， 支持高速SD MMC 卡， 最大支持8G； 網(wǎng)口驅(qū)動(dòng)為10M 100M 自適應(yīng)網(wǎng)口驅(qū)動(dòng)；LCD驅(qū)動(dòng)為支持默認(rèn)分辯率800x480； AUDIO 驅(qū)動(dòng)支持AC97； CAMERA 驅(qū)動(dòng)支持OV9650 攝像頭模塊；WI FI 驅(qū)動(dòng)支持802 11b g； GPS 驅(qū)動(dòng)支持SIF III 全球定位；MFC 驅(qū)動(dòng)為M

12、ulti Format CODEC(H 264 MPEG4 VC 1) ； Post processor驅(qū)動(dòng)為 Video Post Processor； JPEG驅(qū)動(dòng)為 JPEG CODEC； Tv OUT 驅(qū)動(dòng)為NTSC， PAL TV out(with Image Enhancement) ；2D 驅(qū)動(dòng)為 2DGraphics driver ； 3D 驅(qū)動(dòng)為 3D Graphics； VGA 驅(qū)動(dòng)支持分辨率640x480； USBHOST 驅(qū)動(dòng) U 盤； UART 驅(qū)動(dòng)； 2G NAND FLASH 驅(qū)動(dòng)； 512M DDR 驅(qū)動(dòng)； TOUCH 驅(qū)動(dòng)為 四線電阻式觸摸屏驅(qū)動(dòng)；Keypad

13、 驅(qū)動(dòng)支持8x8 鍵掃描；RTC 驅(qū)動(dòng)支持實(shí)時(shí)時(shí)鐘；支持MP3播放和 MP4 視頻播放，支持多種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，如HTTP 等4 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)及推廣價(jià)值智能家居可以定義為一個(gè)目標(biāo)或一個(gè)系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和綜合布線技術(shù)，將于家庭生活密切相關(guān)的防盜報(bào)警系統(tǒng)、 家電控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)系統(tǒng)等各子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，通過(guò)中央管理平臺(tái)，讓家居生活更加安全、舒適和高效。近年來(lái)， 物聯(lián)網(wǎng)成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)領(lǐng)域，被認(rèn)為是繼互聯(lián)網(wǎng)之后最重大的科技創(chuàng)新。物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)射頻識(shí)別(RFID) 、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)進(jìn)行信息交換和通

14、訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、 監(jiān)控和管理。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也為智能家居引入了新的概念及發(fā)展空間， 智能家居可以被看作是物聯(lián)網(wǎng)的一種重要應(yīng)用?；谖锫?lián)網(wǎng)的智能家居，表現(xiàn)為利用信息傳感設(shè)備將家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，并與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行監(jiān)控、管理信息交換和通訊，實(shí)現(xiàn)家居智能化。面對(duì)龐大的家庭市場(chǎng)，物聯(lián)網(wǎng)也有很大的市場(chǎng)空間，用戶也需要適合家庭的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和業(yè)務(wù)。目前，我國(guó)已將建設(shè)智能化小康示范小區(qū)列入國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展方向。按照國(guó)家建設(shè)部計(jì)劃，2010年 60%以上的新房就具有一定的智能型家居功能。目前， 在智能家居領(lǐng)域比較著名的企業(yè)包括西門子、ABB 、 Honeywell、三星等

15、。西門子在智能電氣安裝產(chǎn)品方面是全球領(lǐng)先的廠商，通過(guò)同西門子樓宇科技集團(tuán)（SBT） 、光源集團(tuán)（OSRAM ） 、家電集團(tuán)（ BSH） 、移動(dòng)通訊集團(tuán)（ICM ）的合作，西門子電氣安裝部能提供強(qiáng)大的智能電氣安裝系統(tǒng)解決方案。西門子產(chǎn)品知名度極高，但是價(jià)格因素在一定程度上限制了其在中國(guó)市場(chǎng)的推廣。ABB公司的 i-bus智能安裝系統(tǒng)主要功能為燈光控制、窗簾控制、安全防范、AV設(shè)備及 HVAC設(shè)備控制等，可對(duì)燈光進(jìn)行各種控制如：開(kāi)關(guān)控制、調(diào)光控制、 分散集中控制、遠(yuǎn)程控制、延時(shí)控制、定時(shí)控制、光線感測(cè)控制、紅外線遙控、移動(dòng)感測(cè)控制、與其他設(shè)備系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制等，控制方式方便、靈活、易于修改、易于操作、易于維護(hù)。整個(gè)系統(tǒng)只須一條i bus總線，沒(méi)有大量的電纜附設(shè)和繁雜的控制設(shè)計(jì)。系統(tǒng)通過(guò)定時(shí)控制、中央控制及移動(dòng)感應(yīng)控制相配合的方式實(shí)現(xiàn)別墅內(nèi)無(wú)人管理區(qū)域的照明自動(dòng)控制，可通過(guò)中控電腦監(jiān)視和控制別墅內(nèi)照明、窗簾、空調(diào)、電源插座及電熱水器。ABB 公司最早在中國(guó)引入智能家居產(chǎn)品，然而其產(chǎn)品也存在價(jià)格因素的問(wèn)題。Honeywell以樓宇控制及安防為主，在中國(guó)市場(chǎng)占有量比較高，其生產(chǎn)的家居系統(tǒng)所提供的對(duì)講、門禁、家居設(shè)備和場(chǎng)景控制等功能流程已經(jīng)在家裝行業(yè)中形成標(biāo)桿作用。但是其家居產(chǎn)品的相關(guān)智能化較低，人性化較差。三星公司研發(fā)的EZon