智能家居系統(tǒng)工程技術 課件 單元 1-認識智能家居系統(tǒng)

智能家居工程實用技術單元1認識智能家居系統(tǒng)通過本單元學習，認識智能家居系統(tǒng)，快速掌握智能家居系統(tǒng)的基本概念、發(fā)展現(xiàn)狀、功能特點及系統(tǒng)結構。單元一認識智能家居系統(tǒng)1.1智能家居系統(tǒng)的發(fā)展1.1.1智能家居起源1.1.2智能家居系統(tǒng)的定義1.2智能家居系統(tǒng)的發(fā)展1.2.1智能家居系統(tǒng)的發(fā)展歷程1.2.2國外智能家居的發(fā)展現(xiàn)狀1.2.3國內智能家居的發(fā)展現(xiàn)狀1.2.4智能家居的發(fā)展策略1.3智能家居系統(tǒng)的特點和應用1.3.1智能家居系統(tǒng)的特點1.3.2智能家居的主要應用系統(tǒng)1.4典型案例1西元智能家居體驗館1.1智能家居系統(tǒng)的發(fā)展1.1.1智能家居起源

智能家居的概念最早出現(xiàn)在美國，1984年美國聯(lián)合科技公司（United

TechnologiesBuildingSystem）將建筑設備自動化、整合化概念應用于美國康涅狄格州哈特佛市的城市建筑中，出現(xiàn)了首棟“智能型建筑”，揭開了全世界建造智能家居的序幕。從智能家居概念的提出到智能家居實體的面世,大致經歷了以下三個階段：

第一階段：住宅電子化（ElectronicHousing）二十世紀八十年代初期，隨著智能電子產品的大量應用，誕生了住宅電子化（ElectronicHousing）概念。

第二階段：住宅自動化（HomeAutomation）二十世紀八十年代中期，隨著智能電子產品的多種功能集成與綜合應用，形成了住宅自動化（HomeAutomation）概念。

第三階段：智能家居（SmartHome）二十世紀八十年代末期，隨著通信與信息技術的快速發(fā)展，催生對各種智能電子產品系統(tǒng)進行監(jiān)視、控制與管理的智能控制系統(tǒng)，在美國被稱為SmartHome，也就是現(xiàn)在智能家居的原型。1.1.2智能家居系統(tǒng)的基本概念

智能家居是一種理想化的居住環(huán)境，它集智能安防監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明控制系統(tǒng)、智能家電控制系統(tǒng)、背景音樂系統(tǒng)、家庭影院系統(tǒng)以及環(huán)境控制系統(tǒng)于一體，通過配套的軟件，實現(xiàn)本地或遠程的集中控制。智能家居以住宅為平臺，是綜合布線技術、網絡通信技術、安全防范技術、自動控制技術、音視頻技術等相關技術的集成體，是一種高效的住宅設施與家庭日常事務的管理系統(tǒng)。智能家居又稱智能住宅，在國外常用SmartHome表示。目前，關于智能家居的稱謂多種多樣，如家庭自動化（HomeAutomation）、數字家庭（DigitalFamily）、家庭網絡（HomeNet/NetworksforHome）、網絡家電（NetworkAppliance）、智能化家庭（Inte1ligenthome）等，這些概念既相互關聯(lián)，但其所包含的內容又不盡相同。

家庭自動化（HomeAutomation）是指利用微電子技術，來集成或控制家中的電子電器產品或系統(tǒng)，如照明燈、電腦設備、安保系統(tǒng)、暖氣及冷氣系統(tǒng)、影音系統(tǒng)等，其核心部件為一個中央微處理機。

數字家庭（DigitalFamily）是指以計算機網絡技術為基礎，各種家電進行通信及數據交換，實現(xiàn)家電之間的互聯(lián)互通，使人們足不出戶就可以方便、快捷地獲取信息，從而極大地提高舒適性和娛樂性。

家庭網絡（HomeNet/NetworksforHome）是指集家庭控制網絡和多媒體信息網絡于一體的家庭信息化平臺，能在家庭范圍內實現(xiàn)信息設備、通信設備、娛樂設備、家用電器、自動化設備、照明設備、安保裝置、監(jiān)控裝置及水電氣熱表設備、家庭求助報警設備的互聯(lián)和管理，并且進行數據和多媒體信息的共享。

網絡家電（NetworkAppliance）是一種具有信息互聯(lián)互通、互操作特征的家電終端產品?，F(xiàn)階段，網絡家電的主要實現(xiàn)方法是利用數字技術、網絡技術及智能控制技術設計和改造普通家用電器。

智能化家庭（Inte1ligenthome）首先指的是一個家庭，這個家庭更加智能化，更加人性化，更加舒適化。通過對家庭的電器、音響等設備的智能化控制，給我們帶來非凡的生活體驗，實現(xiàn)真正意義上的智能化。

目前通常把智能家居系統(tǒng)定義為利用電腦、網絡和綜合布線技術，通過物聯(lián)網技術將家中的多種設備，如照明設備、音視頻設備、家用電器、安防監(jiān)控設備、窗簾設備等連接到一起，并提供多種智能控制方式的管理系統(tǒng)。1.2.1智能家居系統(tǒng)的發(fā)展歷程

自從1984年世界第一個智能家居系統(tǒng)問世以來，智能家居系統(tǒng)一直在不斷的更新。國外智能家居產品傳入中國已有近20年的歷史，從最初的高大上產品體驗，到如今的平民化產品深入人心，產品價格也越來越親民。早期智能家居產品主要以燈光遙控控制、電器遠程控制和電動窗簾控制為主，隨著行業(yè)的發(fā)展，智能控制的功能越來越多，控制的對象不斷擴展，控制的聯(lián)動場景要求更高，其不斷延伸到家庭入侵報警、可視對講、視頻監(jiān)控、背景音樂等領域，可以說智能家居幾乎可以涵蓋所有傳統(tǒng)的弱電行業(yè)。從產品形態(tài)上來看，智能家居發(fā)展大致經歷了3個階段。第一個階段為智能單品階段第二個階段為產品聯(lián)動階段

同類的智能產品之間的信息交互，本公司內部不同單品通過小型系統(tǒng)的搭建，實現(xiàn)產品間信息的交流。第三個階段為智能系統(tǒng)集成階段智能系統(tǒng)集成階段主要表現(xiàn)為不同品牌產品之間信息的交流。1.2智能家居系統(tǒng)的發(fā)展1.2.2國外智能家居的發(fā)展現(xiàn)狀1995年，美國家庭自動化設備的使用率為0.33%，1998年，新加坡的“未來之家”出現(xiàn)在“98亞洲家庭電器與電子消費品國際展覽會”，日本的智能化系統(tǒng)發(fā)展較為迅速，不僅僅實現(xiàn)家庭電器自動化聯(lián)網，還通過生物認證實現(xiàn)了自動門識別系統(tǒng)，澳大利亞則是做到百分百自動化，看不到任何手動開關，韓國電信用4A（AnyDevice、AnyService、AnyWhere、AnyTime）來描述他們的數字化家庭系統(tǒng)。各大運營商和互聯(lián)網公司推出的智能家居產品和系統(tǒng)主要有以下幾種形式。1.運營商整合捆綁自有業(yè)務1）Qivicon智能家庭業(yè)務平臺2）Verizon打包銷售智能設備3）AT&T收購關聯(lián)企業(yè)2.終端企業(yè)發(fā)揮優(yōu)勢力推平臺化運作1）蘋果iOS操作系統(tǒng)2）三星SmartHome智能家居平臺3.互聯(lián)網企業(yè)加速布局

谷歌收購了智能家居設備制造商Nest，引發(fā)了世界對于智能家居行業(yè)的廣泛關注。1.2.3國內智能家居發(fā)展現(xiàn)狀

隨著智能家居概念的普及、智能化技術的發(fā)展和中國市場對于智能家居行業(yè)資金的引入，國內各大運營商和互聯(lián)網企業(yè)巨頭、傳統(tǒng)家電廠商、IT行業(yè)公司紛紛進入智能家居領域。綜合來看，國內智能家居行業(yè)的發(fā)展概況如下。1.布局緩慢，重量級產品種類少1）仍處于產品初級階段2）平臺化運作模式還未成型2.企業(yè)打造智能家居平臺1）阿里巴巴依靠自有操作系統(tǒng)2）京東、騰訊、百度利用自身平臺優(yōu)勢

3.傳統(tǒng)家居業(yè)推出各類產品

4.陜西省智能建筑產教融合科技創(chuàng)新服務平臺1.2.4智能家居的發(fā)展策略

1.智能家居產品技術創(chuàng)新1）行業(yè)標準不統(tǒng)一。2）智能家居產業(yè)鏈不成熟。3）系統(tǒng)集成技術不完善。

2.建立智能家居產業(yè)生態(tài)圈海爾的U+智慧生活實現(xiàn)了智能戰(zhàn)略的規(guī)?；涞貞?zhàn)略，通過與用戶的交流，從消費者角度出發(fā)，打破產品和技術創(chuàng)新的思維束縛，打造出全新的智能家居生態(tài)圈。

3.統(tǒng)一產品和市場規(guī)范標準4.有效利用大數據和云計算5.積極響應政策扶持工信部印發(fā)《物聯(lián)網“十二五”發(fā)展規(guī)劃》發(fā)改委、工信部等14個部門共同發(fā)布《國家物聯(lián)網發(fā)展專項行動計劃》綜上所述，智能家居行業(yè)的發(fā)展雖然波折不斷，但是前途一片光明，發(fā)展形勢一片大好。1.3.1智能家居系統(tǒng)的特點

由于智能家居系統(tǒng)產品種類比較多，并且不斷有新技術融入智能家居這個領域，因此業(yè)界對于智能家居的定義也是眾說紛紜，但是無論如何定義智能家居，智能家居都具有以下特點。

1.控制系統(tǒng)多樣化2.操作管理方便3.控制功能豐富4.資源共享5.安裝方便6.以家庭網絡為基礎7.以設備互操作為條件8.以提升家居的生活質量為目的1.3.2智能家居的主要應用系統(tǒng)

智能家居系統(tǒng)就是把各個子系統(tǒng)整合管理控制，一般的智能家居系統(tǒng)需要整合八大系統(tǒng)，這八個系統(tǒng)的詳細說明如下。

1.網絡綜合布線系統(tǒng)2.智能照明系統(tǒng)3.安防監(jiān)控系統(tǒng)4.背景音樂系統(tǒng)5.家庭影院系統(tǒng)6.電器控制系統(tǒng)7.環(huán)境控制系統(tǒng)8.智能控制系統(tǒng)1.3智能家居系統(tǒng)的特點和應用西元智能家居體驗館

西元智能家居體驗館安裝有全套智能家居應用系統(tǒng)，下面我們逐一介紹這些系統(tǒng)。

1.智能家居電器控制系統(tǒng)圖1-1所示為智能家居電器控制系統(tǒng)的設備和位置等，這些電器設備都能夠通過手機、平板電腦等進行遠程控制。例如通過手機遠程控制電熱水器的水溫設置，開關等，實現(xiàn)提前加熱好洗澡水。通過手機遠程控制電視機電源插座，避免兒童長期觀看電視。西元智能家居電器控制系統(tǒng)配置的主要電器設備產品如下：

1）飲水機1臺，放置在客廳沙發(fā)旁邊。2）電熱水器1臺，安裝在衛(wèi)生間墻面。3）加濕器1臺，放置在書房書桌上。4）冰箱1臺，放置在廚房。5）空調1臺，安裝在玄關。6）電飯煲1臺，放置在廚房。7）電器插座13個，分別安裝在各個電器附近鋁合金橫檔上。1.4典型案例圖1-1智能家居電器控制系統(tǒng)設備和位置圖

2.智能家居照明控制系統(tǒng)圖1-2所示為西元智能家居照明控制系統(tǒng)的智能面板和照明燈具設備與位置等，全部采用智能面板分別安裝在房間出入口附近，可通過智能面板對燈具進行1對1控制，也可通過場景設置對燈具進行場景控制，場景設置主要有【回家】、【離家】、【居家】、【工作】、【娛樂】、【就餐】、【就寢】等。主人既能通過門口附近的智能面板上的情景按鈕手動控制照明燈具，又能夠通過手機、平板電腦等遠程控制照明燈具。例如通過按下【離家】開關按鈕，能夠關閉全部照明燈具，避免長明燈。智能家居照明控制系統(tǒng)配置的主要照明燈具如下：

1）臥室頂燈1個2）床頭燈2個3）書房頂燈1個4）落地燈1個5）書桌燈1個6）客廳頂燈1個7）氛圍燈4個8）餐廳吊燈1個9）廚房頂燈1個10）衛(wèi)生間頂燈1個11）玄關頂燈1個圖1-2智能家居照明控制系統(tǒng)設備和位置圖3.智能家居入侵報警系統(tǒng)圖1-3所示為智能家居入侵報警系統(tǒng)的探測器類設備和安裝位置等，當有人非法入侵時，前端探測器探測到入侵信號，通過報警主機發(fā)出報警信號。例如家中無人時，把報警系統(tǒng)設置為【布防】狀態(tài)，當有人從室外非法進入，或者室內布防區(qū)域有人移動時，將會觸發(fā)報警系統(tǒng)，警號鳴響，警燈閃爍，同時報警主機自動撥打主人電話。西元智能家居入侵報警系統(tǒng)配置的主要設備如下：

1）臥室煙感探測器1臺2）臥室柵欄式紅外探測器1套3）書房紅外探測器1臺4）書房柵欄式紅外探測器1套5）廚房可燃氣體探測器1臺6）衛(wèi)生間紅外對射探測器1套7）玄關紅外探測器2臺

西元智能家居入侵報警系統(tǒng)配置的主要設備如下：1）臥室煙感探測器1臺。一般安裝在臥室頂上居中位置，西元體驗館實際安裝在臥室門圖1-3智能家居入侵報警系統(tǒng)設備和位置圖4.智能家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)

用戶通過手機或者平板電腦，能夠實時遠程監(jiān)控住宅內外的情況，既能看到攝像機實時監(jiān)控畫面，又能遠程控制攝像機的轉動以及畫面的放大，例如遠程監(jiān)護老人和小孩等，也具有防盜功能。圖1-4所示為智能家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)的攝像機設備和位置等。西元智能家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)配置主要設備如下：

1）臥室網絡云臺攝像機1臺2）書房網絡云臺攝像機1臺3）客廳網絡半球攝像機1臺4）餐廳網絡云臺攝像機1臺5）玄關網絡半球攝像機2臺6）室外槍式攝像機3臺

西元智能家居入侵報警系統(tǒng)配置的主要設備如下：1）臥室煙感探測器1臺。一般安裝在臥室頂上居中位置，西元體驗館實際安裝在臥室門框鋁合金下方，距離地面高度2.4米。2）臥室柵欄式紅外探測器1套。一般對稱安裝在窗戶外面，為了方便教學與實訓，西元體驗館實際對稱安裝在臥室門框兩側鋁合金上，距離地面高度1.2米（探測器下沿）。3）書房紅外探測器1臺。一般安裝在書房頂上居中位置，為了方便教學與實訓，西元體驗館實際安裝在書房門框鋁合金下方，距離地面高度2.4米。4）書房柵欄式紅外探測器1套。一般對稱安裝在窗戶外面，西元體驗館實際對稱安裝在書房門框兩側鋁合金上，距離地面高度1.2米（探測器下沿）。5）廚房可燃氣體探測器1臺。一般安裝在可燃氣體閥門、管道接口、出氣口或易泄漏處，西元體驗館實際安裝在一體灶上方鋁合金下面，距離地面高度2.4米。6）衛(wèi)生間紅外對射探測器1套。一般對稱安裝在窗戶外面，西元體驗館實際安裝在衛(wèi)生間門框兩側鋁合金上，距離地面高度1.2米（探測器下沿）。7）玄關紅外探測器2臺。一般安裝在玄關頂部居中位置，西元體驗館實際分別安裝在玄關頂部兩個橫向鋁合金下面，距離地面高度2.4米。圖1-4智能家居視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備和位置圖5.智能家居門禁系統(tǒng)

門禁系統(tǒng)主要是進行訪客識別，起到保障家居安全的作用。例如，來訪的客人在單元入口通過室外可視對講門口機呼叫主人開門，主人在家里聽到呼叫后，接通室內機可與客人進行視頻通話，同意后通過開門按鈕或室內機的開門按鍵進行開門。圖1-5所示為西元智能家居門禁控制系統(tǒng)的設備和位置等，配置主要設備如下：

1）可視對講門口機2）室內對講機3）開門按鈕4）門禁電源5）電磁鎖與支架

西元智能家居入侵報警系統(tǒng)配置的主要設備如下：1）臥室煙感探測器1臺。一般安裝在臥室頂上居中位置，西元體驗館實際安裝在臥室門框鋁合金下方，距離地面高度2.4米。2）臥室柵欄式紅外探測器1套。一般對稱安裝在窗戶外面，為了方便教學與實訓，西元體驗館實際對稱安裝在臥室門框兩側鋁合金上，距離地面高度1.2米（探測器下沿）。3）書房紅外探測器1臺。一般安裝在書房頂上居中位置，為了方便教學與實訓，西元體驗館實際安裝在書房門框鋁合金下方，距離地面高度2.4米。4）書房柵欄式紅外探測器1套。一般對稱安裝在窗戶外面，西元體驗館實際對稱安裝在書房門框兩側鋁合金上，距離地面高度1.2米（探測器下沿）。5）廚房可燃氣體探測器1臺。一般安裝在可燃氣體閥門、管道接口、出氣口或易泄漏處，西元體驗館實際安裝在一體灶上方鋁合金下面，距離地面高度2.4米。6）衛(wèi)生間紅外對射探測器1套。一般對稱安裝在窗戶外面，西元體驗館實際安裝在衛(wèi)生間門框兩側鋁合金上，距離地面高度1.2米（探測器下沿）。7）玄關紅外探測器2臺。一般安裝在玄關頂部居中位置，西元體驗館實際分別安裝在玄關頂部兩個橫向鋁合金下面，距離地面高度2.4米。圖1-5智能家居門禁系統(tǒng)設備和位置圖6.智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)能夠監(jiān)測室內的溫度、濕度、光照等，并根據環(huán)境情況自動控制窗簾和窗戶。例如，當太陽光線強度達到設定值時，窗簾會自動關閉遮擋陽光，當室外雨量和風速達到設定值時，平移推窗器會自動關閉窗戶，使得居住環(huán)境更舒適健康。圖1-6所示為智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設備和安裝位置等，主要設備如下：

1）平移推窗機2臺2）風光雨探測器2臺3）風光雨感應控制器2臺4）智能窗簾2套5）數顯溫濕度計1個

西元智能家居入侵報警系統(tǒng)配置的主要設備如下：1）臥室煙感探測器1臺。一般安裝在臥室頂上居中位置，西元體驗館實際安裝在臥室門框鋁合金下方，距離地面高度2.4米。2）臥室柵欄式紅外探測器1套。一般對稱安裝在窗戶外面，為了方便教學與實訓，西元體驗館實際對稱安裝在臥室門框兩側鋁合金上，距離地面高度1.2米（探測器下沿）。3）書房紅外探測器1臺。一般安裝在書房頂上居中位置，為了方便教學與實訓，西元體驗館實際安裝在書房門框鋁合金下方，距離地面高度2.4米。4）書房柵欄式紅外探測器1套。一般對稱安裝在窗戶外面，西元體驗館實際對稱安裝在書房門框兩側鋁合金上，距離地面高度1.2米（探測器下沿）。5）廚房可燃氣體探測器1臺。一般安裝在可燃氣體閥門、管道接口、出氣口或易泄漏處，西元體驗館實際安裝在一體灶上方鋁合金下面，距離地面高度2.4米。6）衛(wèi)生間紅外對射探測器1套。一般對稱安裝在窗戶外面，西元體驗館實際安裝在衛(wèi)生間門框兩側鋁合金上，距離地面高度1.2米（探測器下沿）。7）玄關紅外探測器2臺。一般安裝在玄關頂部居中位置，西元體驗館實際分別安裝在玄關頂部兩個橫向鋁合金下面，距離地面高度2.4米。圖1-6智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設備和位置圖7.智能家居家庭影院系統(tǒng)

家庭影音系統(tǒng)將全部設備自帶的遙控器，逐一學習到紅外轉發(fā)器上，再將紅外轉發(fā)器連接無線路由器，搭建室內無線局域網，實現(xiàn)通過平板電腦或手機控制整個家庭影音系統(tǒng)的功能，同時設備原有的遙控器能夠繼續(xù)正常使用。例如，使用手機播放視頻，并實現(xiàn)控制音量、快進、暫停、選擇播放等功能，體驗手機控制家庭影音系統(tǒng)的快樂。圖1-7所示為智能家居家庭影音系統(tǒng)的設備和安裝位置圖，主要設備如下：

1）液晶電視1臺2）音柱2個3）功放1臺4）吸頂音箱4個5）智能媒體播放器1個6）硬盤播放器1個7）紅外轉發(fā)器1個8）音量旋鈕開關4個9）衛(wèi)星接收器1套系統(tǒng)配置的主要設備如下：1）臥室煙感探測器1臺。一般安裝在臥室頂上居中位置，西元體驗館實際安裝在臥室門框鋁合金下方，距離地面高度2.4米。2）臥室柵欄式紅外探測器1套。一般對稱安裝在窗戶外面，為了方便教學與實訓，西元體驗館實際對稱安裝在臥室門框兩側鋁合金上，距離地面高度1.2米（探測器下沿）。3）書房紅外探測器1臺。一般安裝在書房頂上居中位置，為