智能家居安裝與控制項目化教程

28909XM65995智能家居安裝與控制項目化教程（扉頁）.indd12022/2/2318:05:43

內(nèi)容簡介

本書按照項目式教學的方式，以智能家居安裝與控制實際項目作為主要講解內(nèi)容，理論描述充

實、案例豐富詳細、實訓步驟清晰，基本涵蓋了智能家居安裝與控制項目中的所有重點和難點。本

書中所有項目均可進行實訓操練，并配套專業(yè)化實訓設(shè)備，可滿足讀者實訓學習、動手操練的需要。

本書是在上海企想樣板操作間系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，以智能家居安裝與控制實際項目為主要內(nèi)容的

進階書籍。內(nèi)容主要包括智能家居安防報警系統(tǒng)、智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、智能家居火災預警系

統(tǒng)、智能家居常用家電控制系統(tǒng)、智能家居照明采光系統(tǒng)和智能家居新風系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的功能、

相關(guān)技術(shù)、應用范圍和系統(tǒng)的特點，在項目實訓中都會得以體現(xiàn)。

本書適合作為各類職業(yè)院校物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的教材，也可作為智能家居愛好

者的自學參考用書；同時，本書對相關(guān)領(lǐng)域的科技工作者和工程技術(shù)人員也有一定的使用和參考

價值，可作為全國職業(yè)院校技能大賽中職組智能家居安裝與維護賽項的備考用書。

圖書在版編目(CIP)數(shù)據(jù)

智能家居安裝與控制項目化教程/企想學院編著.—2

版.—北京:中國鐵道出版社有限公司，2022.3

職業(yè)教育規(guī)劃教材.智能家居系列?“十三五”職業(yè)

教育國家規(guī)劃教材?

ISBN978-7-113-28909-6

Ⅰ.①智…?Ⅱ.①企…?Ⅲ.①住宅-智能化建筑-自

動控制系統(tǒng)-職業(yè)教育-教材?Ⅳ.①TU241

中國版本圖書館CIP數(shù)據(jù)核字(2022)第032627號

書名：智能家居安裝與控制項目化教程

作者：企想學院

策劃：汪敏編輯部電話：(010)51873628

責任編輯：汪敏

封面設(shè)計：崔麗芳

責任校對：焦桂榮

責任印制：樊啟鵬

出版發(fā)行：中國鐵道出版社有限公司（100054，北京市西城區(qū)右安門西街8號）

網(wǎng)址：/51eds/

印刷：三河市興達印務有限公司

版次：2017年11月第1版2022年3月第2版?2022年3月第1次印刷

開本：787mm×1092mm?1/16?印張：12?字數(shù)：290千

書號：ISBN978-7-113-28909-6

定價：46.00元

版權(quán)所有侵權(quán)必究

凡購買鐵道版圖書，如有印制質(zhì)量問題，請與本社教材圖書營銷部聯(lián)系調(diào)換。電話：（010）63550836

打擊盜版舉報電話：（010）63549461

職業(yè)教育規(guī)劃教材·智能家居系列

編委會

（排名不分先后）

主任：束遵國（上海企想信息技術(shù)有限公司）

副主任：馬松（鹽城機電高等職業(yè)技術(shù)學校）

曹國躍（上海市貿(mào)易學校）

楊宗武（重慶工商學校）

委員：張偉罡（上海市經(jīng)濟管理學校）

王旭生（山東壽光市職業(yè)教育中心學校）

張榕（重慶工商學校）

王稼偉（無錫機電高等職業(yè)技術(shù)學校）

祝朝映（余姚市職成教中心學校）

辜小兵（重慶工商學校）

馬高峰（余姚市職成教中心學校）

秘書：吳文波（上海企想信息技術(shù)有限公司）

序言

根據(jù)《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》的精神，國

家加快先進智能電視和智能家居系統(tǒng)的研發(fā)，發(fā)展面向金融、交

通、醫(yī)療等行業(yè)應用的專業(yè)終端、設(shè)備和融合創(chuàng)新系統(tǒng)。智能家

居系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將家中的各種設(shè)備連接到一起，提供家電

控制、照明控制、電話遠程控制、室內(nèi)外遙控、防盜報警、環(huán)境

監(jiān)測、暖通控制、紅外轉(zhuǎn)發(fā)，以及可編程定時控制等多種功能和

手段。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，還

兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動化，提供全方位的信

息交互功能。

自2013年起，全國職業(yè)院校技能大賽組委會同意設(shè)立智能家

居安裝與維護賽項，經(jīng)過八屆的成功舉辦，參賽學校由最初的38

所到現(xiàn)在的120所，覆蓋全國20多個省市，本屆參賽選手加上指

導教師超過300人。智能家居安裝與維護賽項專家組響應大賽組

委會以賽促建、以賽促學的精神，積極做好成果轉(zhuǎn)換工作，組織

編寫了智能家居安裝與維護等系列教材，供廣大教師日常教學使

用，以便進一步推進學校的專業(yè)建設(shè)和課程建設(shè)。

1

智能家居安裝與控制項目化教程

本系列教材具有以下特點：

（1）教材結(jié)構(gòu)采用項目驅(qū)動方式進行，適應學生的學習習慣。

（2）教材設(shè)立場景與真實場景相關(guān)聯(lián)，有助于提升學生的學習

興趣和解決實際問題的能力。

（3）教材內(nèi)容覆蓋面全，基本涵蓋了智能家居涉及的物聯(lián)網(wǎng)技

術(shù)，可為后續(xù)學習數(shù)據(jù)分析打下較扎實的基礎(chǔ)。

本系列教材的編寫，凝聚了大量一線職業(yè)教育教師和企業(yè)工程

師的智慧，體現(xiàn)了他們先進的、與實際應用接軌的教學思想和理念，

同時也得到了全國工業(yè)和信息化職業(yè)教育教學指導委員會和中國鐵

道出版社有限公司的大力支持，在此一并表示感謝。

希望廣大師生在系列教材的使用過程中提出寶貴意見和建議，

從而不斷完善教材及其支撐內(nèi)容，為智能家居行業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)更多

具有創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神的優(yōu)秀復合型人才。

智能家居安裝與維護賽項專家

2021年9月

2

目?錄

前言

計算機科學與技術(shù)日新月異的發(fā)展，為人們的生活帶來了巨大的變化和無限的

可能，物聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展也讓“智能家居”這個嶄新的名詞進入人們的視線中。“智

能家居”是以住宅為平臺，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、智能家居系統(tǒng)安全

防范技術(shù)、自動控制技術(shù)、音/視頻技術(shù)等將與家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高

效的住宅設(shè)施與家庭日程事務的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝

術(shù)性，并實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。2021年9月工信部發(fā)布的《物聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)

設(shè)施建設(shè)三年行動計劃（2021—2023年）》，也明確將智能家居列入九大重點領(lǐng)域

應用示范工程中，國家對智能家居這一新興產(chǎn)業(yè)的扶持政策，對于智能家居業(yè)來說

是一個大好的機會，國家對于物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)的扶持，無疑也是對智能家居行業(yè)

的促進。與此同時，智能家居的低成本、低功耗和綠色生活理念，也與打造綠色建

筑相融合。未來幾年，智能家居行業(yè)將進入發(fā)展的黃金階段，這也對我國智能家居

行業(yè)的人才培養(yǎng)提出了更高的要求。

為了滿足社會對智能家居行業(yè)人才的需要，為了讓更多的人才可以更快、更有

效地學習實用的智能家居理論、技術(shù)和操作，我們編寫了本書。

本書以上海企想樣板操作間系統(tǒng)作為項目環(huán)境，并以智能家居安裝與控制作為

全書的主要講解內(nèi)容和實際開發(fā)項目，有利于讀者對于智能家居安裝與控制項目的

實訓學習，并提高動手操練能力，同時也為全國職業(yè)院校技能大賽智能家居安裝維

護賽項的參賽者提供了智能家居安裝與控制方面的輔導。

本書內(nèi)容共分為八個項目：

項目一詳細介紹了常見的智能家居系統(tǒng)及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

項目二介紹了智能家居安防報警系統(tǒng)的功能、應用和內(nèi)部傳感器，并講解了安

裝實訓和移動終端控制實訓的主要步驟。

項目三介紹了智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的功能、應用和內(nèi)部傳感器，并講解了安

裝實訓和移動終端控制實訓的主要步驟。

項目四介紹了智能家居火災預警系統(tǒng)的功能、應用和內(nèi)部傳感器，并講解了安

裝實訓和移動終端控制實訓的主要步驟。

1

智能家居安裝與控制項目化教程

項目五介紹了智能家居常用家電控制系統(tǒng)的功能、應用和內(nèi)部傳感器，并講解

了安裝實訓和移動終端控制實訓的主要步驟。

項目六介紹了智能家居照明采光系統(tǒng)的功能、應用和內(nèi)部傳感器，并講解了安

裝實訓和移動終端控制實訓的主要步驟。

項目七介紹了智能家居智能新風系統(tǒng)的功能、應用和內(nèi)部傳感器，并講解了安

裝實訓和移動終端控制實訓的主要步驟。

項目八介紹了上海企想智能家居樣板操作間系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、配套設(shè)備和相應

傳感器，并講解了安裝實訓、服務器配置實訓和移動終端控制實訓的主要步驟。

本書建議學時為64學時，具體如下：

教學內(nèi)容建議學時

項目一智能家居整體體驗10

項目二智能家居安防報警系統(tǒng)8

項目三智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)8

項目四智能家居火災預警系統(tǒng)8

項目五智能家居常用家電控制系統(tǒng)8

項目六智能家居照明采光系統(tǒng)8

項目七智能家居新風系統(tǒng)8

項目八上海企想智能家居樣板操作間系統(tǒng)綜合實訓6

本書第一版已評為“十三五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材，修訂后，在上一版的基

礎(chǔ)上更新了相關(guān)內(nèi)容，并增加了配套微課視頻，更有利于讀者進行實踐操作，也更

適合作為職業(yè)院校智能家居、物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)專業(yè)或課程的教材。

本書由企想學院編著，編寫過程中得到全國工業(yè)和信息化職業(yè)教育教學指導委

員會和全國職業(yè)院校技能大賽智能家居安裝與維護賽項專家組的具體指導。教材編

寫邀請學校一線教師參與，并得到了企業(yè)工程師的協(xié)助，具體分工如下：項目一、

項目二和項目三由韓根（北京市儀器儀表高級技工學校）、汪忻彥（上海海洋大學）

和劉富昌（上海企想信息技術(shù)有限公司）撰寫；項目四和項目五由李雅蓉（包頭服

務管理職業(yè)學校）和趙昊（上海企想信息技術(shù)有限公司）撰寫；項目六和項目七由

劉玉錄（洛陽市第一職業(yè)高中）和黃耀龍（上海企想信息技術(shù)有限公司）撰寫；項

目八由張麗娜（上海市貿(mào)易學校）和金茂瑞（上海企想信息技術(shù)有限公司）撰寫。

全書由徐方勤（上海建橋?qū)W院）和周連兵（東營職業(yè)學院）策劃指導并統(tǒng)稿。

由于編者經(jīng)驗有限，加之時間倉促，書中難免存在疏漏和不足之處，敬請廣大

讀者批評指正。

企想學院

2021年8月于上海

2

目?錄

目錄

項目一?智能家居整體體驗????????????????????????????????????????????????????????????????1

項目描述1

相關(guān)知識1

一、物聯(lián)網(wǎng)與智能家居1

二、智能家居案例介紹7

三、智能家居常用通信技術(shù)14

四、RFID后續(xù)發(fā)展及應用領(lǐng)域26

項目實施28

任務一學習常見智能家居系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)28

任務二掌握智能家居體驗間系統(tǒng)架構(gòu)30

任務三學習典型智能家居App案例的使用方法35

拓展提升38

練習40

項目二?智能家居安防報警系統(tǒng)?????????????????????????????????????????????????????????41

項目描述41

相關(guān)知識41

一、智能家居安防報警系統(tǒng)介紹41

二、智能家居安防報警系統(tǒng)的功能42

三、智能家居安防報警系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)44

四、安防報警系統(tǒng)的應用范圍45

五、智能家居安防報警系統(tǒng)的優(yōu)點45

項目實施46

任務一學習“上海企想”智能家居體驗間安防報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)46

任務二了解RFID智能門禁模塊的相關(guān)原理及分類48

任務三掌握人體紅外傳感器的相關(guān)原理及安裝過程63

1

智能家居安裝與控制項目化教程

任務四掌握報警燈的相關(guān)原理及安裝過程69

項目實訓74

練習75

項目三?智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)????????????????????????????????????????????????????????????76

項目描述76

相關(guān)知識76

一、智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)介紹76

二、智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的功能77

三、智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)77

四、智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的應用范圍80

五、智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)點81

項目實施82

任務一學習“上海企想”智能家居體驗間環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)82

任務二掌握溫濕度傳感器的相關(guān)原理及安裝過程84

任務三掌握氣壓傳感器的相關(guān)原理及安裝過程87

項目實訓91

練習93

項目四?智能家居火災預警系統(tǒng)???????????????????????????????????????????????????????????94

項目描述94

相關(guān)知識94

一、智能家居火災預警系統(tǒng)介紹94

二、智能家居火災預警系統(tǒng)的功能94

三、智能家居火災預警系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)95

四、智能家居火災預警系統(tǒng)的應用范圍97

五、智能家居火災預警系統(tǒng)的優(yōu)點97

項目實施98

任務一學習“上海企想”智能家居體驗間火災預警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)98

任務二掌握煙霧傳感器的相關(guān)原理及安裝過程99

任務三掌握燃氣傳感器的相關(guān)原理及安裝過程102

項目實訓106

練習107

2

目?錄

項目五?智能家居常用家電控制系統(tǒng)?????????????????????????????????????????????????????108

項目描述108

相關(guān)知識108

一、智能家居常用家電控制系統(tǒng)（紅外轉(zhuǎn)發(fā)）介紹108

二、智能家居常用家電控制系統(tǒng)的功能109

三、智能家居常用家電控制系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)110

四、常用家電控制系統(tǒng)的使用范圍111

五、智能家居常用家電控制系統(tǒng)的優(yōu)點112

項目實施112

任務一學習“上海企想”智能家居體驗間家電控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)112

任務二掌握紅外轉(zhuǎn)發(fā)器的相關(guān)原理及安裝過程114

項目實訓121

練習123

項目六?智能家居照明采光系統(tǒng)??????????????????????????????????????????????????????????124

項目描述124

相關(guān)知識124

一、智能家居照明采光系統(tǒng)的介紹124

二、智能家居照明采光系統(tǒng)的功能125

三、智能家居照明采光系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)127

四、智能家居照明采光系統(tǒng)使用范圍128

五、智能家居照明采光系統(tǒng)的控制129

項目實施129

任務一學習“上海企想”智能家居體驗間照明采光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)129

任務二掌握光照度傳感器的相關(guān)原理及安裝過程132

任務三掌握繼電器傳感器的相關(guān)原理及安裝過程137

項目實訓145

練習146

項目七?智能家居新風系統(tǒng)???????????????????????????????????????????????????????????????147

項目描述147

相關(guān)知識147

一、智能家居新風系統(tǒng)介紹147

二、智能家居新風系統(tǒng)的功能151

3

智能家居安裝與控制項目化教程

三、智能家居新風系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)151

四、智能家居新風系統(tǒng)的使用范圍153

五、智能家居新風系統(tǒng)的優(yōu)點154

項目實施154

任務一學習“上海企想”智能家居體驗間新風系統(tǒng)結(jié)構(gòu)154

任務二掌握二氧化碳傳感器的相關(guān)原理及安裝過程156

任務三掌握PM2.5傳感器的相關(guān)原理及安裝過程158

項目實訓160

練習161

項目八?上海企想智能家居樣板操作間系統(tǒng)綜合實訓??????????????????????????????????162

項目描述162

相關(guān)知識162

項目實施163

項目實訓168

附錄A?項目實訓環(huán)境介紹????????????????????????????????????????????????????????????????172

4

項目一

智能家居整體體驗

項目描述

本項目概述了什么是智能家居，使讀者能大體了解智能家居涉及的通信技術(shù)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、

特點及應用領(lǐng)域等知識內(nèi)容，并用三個貼近生活的智能家居案例加以闡述。本項目要求學生能

夠?qū)χ悄芗揖佑幸粋€大體的認知和了解。

相關(guān)知識

一、物聯(lián)網(wǎng)與智能家居

智能家居是以住宅為平臺，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動控制技術(shù)、

音/視頻技術(shù)等將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務的管理系統(tǒng)，

提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。智能家居是目前物

聯(lián)網(wǎng)的重要應用之一。

1．智能家居的前世今生

1984年智能大廈開始投入使用，智能大廈第一次出現(xiàn)在人們的視野中，成為當時美國的典

型建筑物。這一智能大廈的誕生拉開了全球智能建筑的序幕，為全球智能建筑發(fā)展奠定了堅實的

基礎(chǔ)。隨著數(shù)字技術(shù)的改善和提升，截至20世紀80年代末，智能建筑已經(jīng)得到了本質(zhì)上的改革，

開始由傳統(tǒng)數(shù)字控制內(nèi)容轉(zhuǎn)變到集電子技術(shù)、住宅電子、家用電器、通信設(shè)備等為一體的系統(tǒng)

化控制內(nèi)容，智能化效率大幅提升，智能控制質(zhì)量得到本質(zhì)上的轉(zhuǎn)變，如圖1-1所示。如同時期

美國智慧屋、歐洲的時髦屋等，都是20世紀80年代末典型的智能建筑。

1

智能家居安裝與控制項目化教程

圖1-1智能家居

進入21世紀，智能家居市場的發(fā)展勢頭依然強勁，甚至超出了最初預期。很多權(quán)威機構(gòu)統(tǒng)

計分析后都給出了30%的市場增長率數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在家電行業(yè)、智能硬件企業(yè)和家居企業(yè)也動作頻頻，

加快了跨界互補的進程，在深入智能家居概念的同時，進一步升級產(chǎn)業(yè)，以在智能家居普及大

潮中占得先機。圖1-2為智能家居系統(tǒng)概念圖。

圖1-2智能家居系統(tǒng)概念圖

2

項目一?智能家居整體體驗

2．智能家居行業(yè)概況

隨著物聯(lián)網(wǎng)浪潮洶涌而至，智能家居作為物聯(lián)網(wǎng)的一部分，也迎來了快速發(fā)展時期。智能

家居在我國的發(fā)展，總體而言，仍處于初期發(fā)展階段。

中國產(chǎn)業(yè)調(diào)研網(wǎng)發(fā)布的2015—2020年《中國智能家居行業(yè)現(xiàn)狀分析與發(fā)展前景研究報告》

認為：近年來，我國智能家居產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模逐年上漲，2011年為485.6億元，到2014年智能家

居市場規(guī)模增長到658.2億元（1~9月市場規(guī)模為561.3億元），2015年中國智能家居產(chǎn)業(yè)市場

規(guī)模達到948億元，2016年突破1100億元，達到1185億元，隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算等戰(zhàn)略性產(chǎn)

業(yè)的迅速發(fā)展，中國智能家居產(chǎn)業(yè)還將保持高增長態(tài)勢，預測2023年市場規(guī)模為2800億元。

目前國內(nèi)智能家居主要的市場還是一些高端市場：別墅（零售、工程）、智能小區(qū)（工程），增

長最快的市場是智慧酒店（工程）和智能辦公（工程），但普通住宅智能家居（零售）市場卻發(fā)

展很緩慢。

3．智能家居特點

市場上的智能家居產(chǎn)品種類琳瑯滿目、品質(zhì)繁多，但是智能家居普遍的設(shè)計理念和原則有

以下幾點：

①實用便利。

②可靠性。

③標準性。

④方便性。

⑤普及化。

想一想：

為什么普通住宅智能家居市場比高端市場發(fā)展慢？

智能化、個性化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化成為未來智能家居的主要趨勢。向高速、高效、高精度、

高可靠性方向發(fā)展；向模塊化、智能化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展。好的智能平臺和產(chǎn)

品能夠通過視頻監(jiān)控、大數(shù)據(jù)分析、人體感應和識別技術(shù)等，解決用戶痛點，提供更加個性化

的服務。整個智能家居行業(yè)未來發(fā)展前景廣闊，各類創(chuàng)新業(yè)務不斷涌現(xiàn)，而智能家居單品的研

發(fā)也已經(jīng)逐漸加速。企業(yè)要想在智能家居上取得領(lǐng)先，必然需要在平臺和生態(tài)控制權(quán)上展開爭奪。

從用戶的角度看，只有解決用戶痛點和提供良好體驗的產(chǎn)品才能被推廣。

4．智能家居應用領(lǐng)域

（1）智能小區(qū)

智能小區(qū)總體構(gòu)成包含用電信息采集、雙向互動服務、小區(qū)配電自動化、用戶側(cè)分布式電

源及儲能、電動汽車有序充電、智能家居等多項新技術(shù)成果應用，綜合了計算機技術(shù)、綜合布線

技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)、測量技術(shù)等多學科技術(shù)領(lǐng)域，是一種多領(lǐng)域、多系統(tǒng)協(xié)調(diào)的集成應用，

如圖1-3所示。

智能小區(qū)可實現(xiàn)以下功能：運用智能電表技術(shù)，實現(xiàn)用電信息自動采集；提升電網(wǎng)自動化

水平，保證小區(qū)可靠供電；電力光纖到表到戶，服務互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和電信網(wǎng)“三網(wǎng)融合”；

3

智能家居安裝與控制項目化教程

智能用電服務互動平臺，實現(xiàn)用戶與供電企業(yè)的實時互動；示范分布式光伏發(fā)電，倡導清潔能源

消費；配置電動汽車充電管理設(shè)施，滿足居民使用電動汽車需求；家電的遠程監(jiān)測與控制，促

進家庭合理用能；設(shè)置自助繳費終端，方便客戶繳費；實現(xiàn)水電氣集抄，有效整合各運營商的

人力資源。

圖1-3智能小區(qū)系統(tǒng)

（2）智能照明

智能照明是指利用計算機、無線通信數(shù)據(jù)傳輸、擴頻電力載波通信技術(shù)、計算機智能化信

息處理及節(jié)能型電器控制等技術(shù)組成的分布式無線遙測、遙控、遙訊控制系統(tǒng)，來實現(xiàn)對照明

設(shè)備的智能化控制，如圖1-4所示。智能照明具有燈光亮度的強弱調(diào)節(jié)、燈光軟啟動、定時控制、

場景設(shè)置等功能，并達到安全、節(jié)能、舒適、高效的效果。

控制智能照明系統(tǒng)應用廣泛，可大批量、大范圍智能控制燈具及關(guān)聯(lián)物品，系統(tǒng)可實現(xiàn)以

下功能：

①照明的自動化控制系統(tǒng)最大的特點是場景控制，在同一室內(nèi)可有多路照明回路，對每一

回路亮度調(diào)整后達到某種燈光氣氛稱為場景。系統(tǒng)可預先設(shè)置不同的場景(營造出不同的燈光環(huán)

境)，控制切換場景時的淡入淡出時間，使燈光柔和變化，利用時鐘控制器，使燈光呈現(xiàn)按每天

的日出日落或有時間規(guī)律的變化。利用各種傳感器及遙控器達到對燈光的自動控制。

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圖1-4智能家居應用流程示意圖

②美化環(huán)境。室內(nèi)照明利用場景變化增加環(huán)境藝術(shù)效果，產(chǎn)生立體感、層次感，營造出舒

適的環(huán)境，有利于人們的身心健康，提高工作效率。

③延長燈具壽命。影響燈具壽命的主要因素主要有過電壓使用和冷態(tài)沖擊，它們使燈具壽

命大大降低。

④節(jié)約能源。采用亮度傳感器，自動調(diào)節(jié)燈光強弱，達到節(jié)能效果。采用移動傳感器，當

人進入傳感器感應區(qū)域后燈光漸漸增亮，當人走出感應區(qū)域后燈光漸漸減低或熄滅，這樣可使

一些走廊、樓道的“長明燈”得到有效控制，達到節(jié)能的目的。

⑤照度及照度的一致性。采用照度傳感器，使室內(nèi)的光線保持恒穩(wěn)。例如，在學校的教室，

要求靠窗與靠墻光強度基本相同，可在靠窗與靠墻處分別加裝傳感器，當室外光線強時系統(tǒng)會

自動將靠窗的燈光減弱或關(guān)閉，根據(jù)靠墻傳感器調(diào)整靠墻的燈光亮度；當室外光線變?nèi)鯐r，傳

感器會根據(jù)感應信號調(diào)整燈的亮度到預先設(shè)置的光照度值。

⑥綜合控制?？赏ㄟ^計算機網(wǎng)絡(luò)對整個系統(tǒng)進行監(jiān)控。例如，了解當前各個照明回路的工

作狀態(tài)；設(shè)置、修改場景；當有緊急情況時控制整個系統(tǒng)及發(fā)出故障報告。

（3）智能安防系統(tǒng)

智能安防系統(tǒng)可以簡單理解為圖像的傳輸和存儲、數(shù)據(jù)的存儲和處理準確而選擇性操作的

技術(shù)系統(tǒng)。就智能化安防系統(tǒng)來說，一個完整的智能安防系統(tǒng)主要包括門禁、報警和監(jiān)控三大

部分。智能安防與傳統(tǒng)安防的最大區(qū)別在于智能化，我國安防產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，也比較普及，但

是傳統(tǒng)安防對人的依賴性比較強，非常耗費人力，而智能安防能夠通過機器實現(xiàn)智能判斷，從

而盡可能實現(xiàn)人想做的事，智能安防系統(tǒng)如圖1-5所示。

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圖1-5智能安防系統(tǒng)

（4）智能遙控

智能遙控開關(guān)不止具有開關(guān)的功能，它在替代傳統(tǒng)墻壁開關(guān)的同時，更具有對室內(nèi)燈光進

行控制的功能，如全開全關(guān)功能、遙控開關(guān)功能、調(diào)光功能、情景功能等，可以在家中任意位

置控制燈光和電器，并具有節(jié)能、防火、防雷擊、安裝方便等特點，其取代傳統(tǒng)手動式開關(guān)已

逐漸成為潮流。

智能遙控實用性強、智能性高，具有以下突出優(yōu)點：

①無方向遠距離隔墻控制功能，一般在10～80m半徑內(nèi)可以做到信號覆蓋，且可以穿透

2～3堵墻體。

②極強抗干擾能力，可靠性高，具有防火、防雷擊功能。

③具有手動開關(guān)和遙控開關(guān)兩種模式，既增強了方便性，又承襲了原有的習慣。

④斷電保護功能，遇到斷電情況，開關(guān)全部關(guān)閉，當重新來電時，開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，不

會因未知開關(guān)狀態(tài)而造成人身傷害，也可以在無人值守情況下節(jié)約電能。

⑤家電控制集成功能，目前一般家庭都被遙控器困擾著，現(xiàn)在只需要一個遙控器，就可

以實現(xiàn)對室內(nèi)空調(diào)、電視、電動窗簾、音響、電飯煲等電器的控制集成，組建一個智能家居

系統(tǒng)。

⑥超載保護功能，遙控開關(guān)里有過流保護裝置，當電流過大時，熔斷器會先斷開，起到保

護電路的作用。

想一想：

智能家居領(lǐng)域中除了上述應用，你還知道哪些應用？

5．智能家居行業(yè)未來展望

從2000年的首屆峰會到2021年的第二十二屆中國國際建筑智能化峰會，雖然中國房產(chǎn)智

能化道路幾經(jīng)周折，但是這一進程卻不可阻擋地前進著。科技的發(fā)展使人們堅定不移地追求更

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高品質(zhì)的生活，房產(chǎn)智能化作為高品質(zhì)信息生活的代表得到越來越多的矚目。正值網(wǎng)絡(luò)和新經(jīng)

濟的高峰，房地產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的就勢跟進使“智能化”成為新建社區(qū)不可缺少的“賣點”，智能化住宅

小區(qū)建設(shè)一時在全國形成浪潮。雖然科技飛速發(fā)展，信息技術(shù)日新月異，連CPU運算速度的提

升都已經(jīng)突破了摩爾定律，但是如何將這些技術(shù)引入智能家居產(chǎn)品之中，打造出真正實用的智

能家居產(chǎn)品，這才是國際建筑智能化峰會每一位參與者最關(guān)注的問題。

未來的發(fā)展趨勢，云服務必不可少，增加云服務可以把智能家居功能擴展到智能自動化、

數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析、視頻存儲等，有部分廠商已經(jīng)與阿里云、百度云、騰訊云等合作，免去

自己架設(shè)服務器，按實際需求提供實際的服務。

另外一個趨勢就是語音控制，目前許多解決方案都是依靠智能手機等移動設(shè)備或計算機的

應用程序進行訪問和控制的，不過，對于許多未來的使用案例來說，這種方式一方面效率不高，

另一方面也會有諸多不便。不斷地使用智能手機(即使只是通過一個單一的應用程序接口)來執(zhí)

行最簡單的命令，也會令用戶感到麻煩。因此，行業(yè)需要開發(fā)新的智能家居接口技術(shù)，而聲音

作為人類交互最自然的方式之一，是最容易想到的選擇。

在未來，智能家居技術(shù)將能夠在沒有任何人類交互的情況下實現(xiàn)工作，它還能基于一定的

規(guī)則和外部條件、信息做出自己的決定。但是，總會有些情況用戶希望自己與技術(shù)進行交互，

例如，檢查或改變家中的設(shè)置。雖然這些信息可以通過訪問手機App實現(xiàn)獲取，實際上，當

用戶不在家中時，這仍然是有用的；但是當用戶身處家中時，不間斷地訪問手機App則可能

成為一種麻煩。如果用戶能夠簡單地通過講話來獲得所需的響應，那么一切就將變得更快、更

便捷。

二、智能家居案例介紹

案例一：我們的“未來之家”

2010年，一幢未來生態(tài)城的樣板樓已經(jīng)矗立在上海崇明陳家鎮(zhèn)：屋頂上的太陽能裝置一年

可發(fā)電約6萬度（1度=1kW·h），樓外的風力發(fā)電裝置一年能發(fā)電約4萬度；辦公區(qū)的百葉窗

會根據(jù)陽光強度自動調(diào)節(jié)角度，一旦辦公區(qū)人員全部離開，燈光會自動關(guān)閉；樓頂?shù)耐L塔依

靠熱壓產(chǎn)生自然通風；廁所不但節(jié)水，還能分別回收大小便……

下面，我們一同走進“未來之家”。

未來之家的入口，采用了掌紋識別技術(shù)作為鑰匙。外表看起來普普通通的一大塊磨砂玻璃

門，竟然是個安全性極高的門禁系統(tǒng)。借助全手掌識別技術(shù)，要比單個指紋識別更加可靠。而且，

這套門禁系統(tǒng)還融合了ID卡識別以及聲音識別等技術(shù)，并且配置有來訪者語音留言系統(tǒng)和安全

系統(tǒng)，足可令主人居家高枕無憂，如圖1-6所示。

未來之家門口的植物，采用了RFID無線射頻識別芯片技術(shù)，可以提醒主人需要多少光照和

水分，如圖1-7所示。

玄關(guān)里的這個小托盤也是暗藏玄機，主人把手機和手表放上去，會自動顯示今天的溫度、

天氣和日程安排等各種信息，如圖1-8所示。

進門之后，墻壁上會自動顯示歡迎信息，還有安防系統(tǒng)的狀態(tài)、室內(nèi)溫度、能耗等各種信息，

如圖1-9所示。

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圖1-6“未來之家”的大門圖1-7智能光照和水分

圖1-8智能托盤圖1-9智能墻壁

客廳里的這個OLED有機電激光顯示電視可以用手勢進行遠程操控，它有攝像頭，能夠捕

捉主人的手部運動，這個設(shè)計理念跟微軟大受歡迎的Kinect體感游戲設(shè)備差不多，如圖1-10所示。

圖1-10智能OLED電視

智能廚房如圖1-11所示，看起來跟普通廚房沒什么不同，實際上可沒這么簡單。

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廚房操作臺上有一個小顯示屏，用手觸摸顯示屏，會顯示各種健康信息，如圖1-12所示。

圖1-11智能廚房圖1-12智能廚房操作臺

顯示屏上出現(xiàn)各種與主人相關(guān)的健康信息，包括疾病史、需要服用的藥物和各種健康提示等，

甚至還有針對一生健康的基因療法，如圖1-13所示。

圖1-13智能家庭醫(yī)生

藥怎么吃，吃多少？忘了也沒關(guān)系，放在操作臺上，各種指示信息立即顯現(xiàn)，如圖1-14所示。

圖1-14智能提醒

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案例二：Philips飛利浦智能家居

飛利浦智能家居以“簡約居家，靈動生活”的理念為顧客提供最適合的智能家居解決方案，

接下來，讓我們走進一個有生命力的空間。

時鐘的鬧鈴準時響起，臥室的窗簾緩緩拉開，燦爛的陽光照射整個房間，浴室的熱水器已

提前開始預熱，背景音樂正在播放早間新聞；走進客廳，網(wǎng)絡(luò)電視顯示天氣預報、交通情況等；

進入廚房，還有10min可以享受悠閑的早餐。起床的情景如圖1-15所示。

圖1-15起床的情景

上班臨出門前，輕觸玄關(guān)的對講觸摸屏，家中每個房間的燈都會自動關(guān)閉，窗簾緩緩合上，

該關(guān)閉的電器自動進入待機狀態(tài)，家里的安防報警系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)則自動開啟。幾秒后，一

切就位，可以放心去上班。上班的情景如圖1-16所示。

圖1-16上班的情景

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網(wǎng)絡(luò)對講、信息發(fā)布、智能家居，三屏合一，能將手機或平板電腦直接當無線室內(nèi)機，如圖1-17

所示。

圖1-17網(wǎng)絡(luò)對講

不超過兩次按鍵就能實現(xiàn)所要的功能，也能觀看監(jiān)控視屏。另外，還有快捷鍵，方便老人

和小孩使用。觸摸屏的顯示如圖1-18所示。

圖1-18觸摸屏顯示

用戶外出工作，當家中有陌生人進入時，系統(tǒng)會發(fā)出網(wǎng)絡(luò)通知至用戶的手機上，給出提示

警報和3s的監(jiān)控影像，如圖1-19所示。

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圖1-19網(wǎng)絡(luò)通知

下班路上，估計還要一會兒才能到家，此時參加聚會的親朋好友們已到家門口，通過手機

終端遠程對講與他們打招呼，開門請他們進屋等候（見圖1-20），并遠程啟動家中的空調(diào)系統(tǒng)，

自動調(diào)節(jié)至設(shè)定好的溫度，新風系統(tǒng)立即進入工作狀態(tài)。

圖1-20通過遠程對講打招呼

用餐后，想和親朋好友們一起看部影片，可以用手機、平板遙控啟動影視模式（見圖1-21），

影音室內(nèi)各方位的燈光自動調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)至影音觀賞的視覺效果，窗簾緩緩合上，家庭影院系統(tǒng)

隨即開啟。

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圖1-21遙控啟動影視模式

來到書房門口，輸入電子鎖密碼，推開門，燈便自動打開。此時白天未完成的公務文件已

通過云端服務器同步到了計算機中。處理完后，還可以順便查看下金融資料，如圖1-22所示。

圖1-22書房情景

臨睡前，輕輕觸碰下床頭的控制面板，全宅的燈光、窗簾即可自動關(guān)閉，空調(diào)、新風系統(tǒng)

進入睡眠模式，如圖1-23所示。

圖1-23睡眠情景

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案例三：LGSmartThinQHub

LG電子在2016年美國拉斯維加斯國際消費類電子產(chǎn)品展覽會（CES2016）上發(fā)布旗下物

聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的最新成員——SmartThinQHub。

SmartThinQHub擴展了LG的SmartThinQ平臺，使其可以監(jiān)測和控制洗衣機、冰箱、烤箱、

機器人吸塵器、空調(diào)等家用電器和多種傳感器。SmartThinQHub能夠收集智能家電和通過Wi-

Fi、ZigBee和藍牙連接到SmartThinQ傳感器的傳統(tǒng)設(shè)備的信息（見圖1-24），在LG的智能家居

平臺中發(fā)揮核心作用。SmartThinQHub的設(shè)計非常優(yōu)雅，配有一個3.5in（1in=2.54cm）彩色

LCD顯示屏（見圖1-25），能夠連接智能手機應用程序，與智能家電和智能傳感器進行雙向通信。

數(shù)據(jù)可以在LCD屏上以通知的方式顯示，也可以通過內(nèi)置音箱播報，充當智能家居的中心樞紐。

圖1-24手機應用程序的雙向通信圖1-25SmartThinQHub

LG與其他服務供應商之間的合作伙伴關(guān)系是其智能家居系統(tǒng)的一個重要優(yōu)勢，該系統(tǒng)將多

個品牌之間的兼容性放在首位。這種合作伙伴關(guān)系有助于LG提供改善安全性、節(jié)能、空氣凈化

和便捷性的套餐，這可能包括SmartThinQHub、SmartThinQ傳感器以及來自其他制造商的各

種智能家電和設(shè)備，如智能照明、運動傳感器和濕度監(jiān)測傳感器。

做一做：

查閱資料，還有哪些有名的智能家居案例？

三、智能家居常用通信技術(shù)

1．ZigBee簡介

1）什么是ZigBee

ZigBee又稱紫蜂協(xié)議，其名稱來源于蜜蜂的舞蹈，由于蜜蜂（Bee）是靠飛翔和“嗡嗡”（Zig）

地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了

群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。蜂群里蜜蜂的數(shù)量眾多，所需食物不多，與設(shè)計初衷十分吻合，故命名為

ZigBee。ZigBee是一種標準，該標準定義了短距離、低速率傳輸、無線通信所需要的一系列通

信協(xié)議。主要適合用于自動控制和遠程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。簡而言之，ZigBee就是一

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種便宜的、低功耗的近距離無線組網(wǎng)通信技術(shù)。

2）ZigBee的技術(shù)發(fā)展

ZigBee的發(fā)展基礎(chǔ)是IEEE802.15.4標準，它是一種新型的短距、低速、低功耗的無線通信

技術(shù)，其前身是INTEL、IBM等產(chǎn)業(yè)巨頭發(fā)起的“HomeRFLite”無線技術(shù)。

負責起草IEEE802.15.4標準的工作組于2000年成立，2002年美國摩托羅拉（Motorola）公

司、荷蘭飛利浦（Philips）公司、英國Invensys公司、日本三菱電器公司等發(fā)起成立了ZigBee聯(lián)盟。

到目前為止，ZigBee聯(lián)盟已有200多