智能家居系统需求分析

智能家居系统

1 智能家居整体系统的功能分析

1.1 背景和系统结构图的介绍

智能家居又称住宅智能化，是智能建筑的重要组成部分。它随着科技的高速发展和人们生活要求的不断提高而应运而生，成为21世纪的热点技术。智能家居可以定义为一个过程或者一个系统，该过程（系统）利用先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技术构建与家居生活有关的各种子系统，并将其有机结合在一起，通过统筹管理，将智能家居的被动静止结构转变为具有智慧的新动态，为住户生活提供全方位的信息交换功能，帮助家庭和外部、使用者与家庭环境之间保持信息交流畅通，优化人们的生活方式。

图1为智能家居的系统结构图，该图列举了典型智能家居的系统组成：家庭网关、电动窗帘和门窗系统、家庭智能照明系统、家庭多媒体系统、可视门禁系统、安防周界系统、环境温度控制系统、视频监控系统等，其中家庭网关是智能家居系统的通信管理单元和子系统控制中心，在家庭网关通信管理体系下，可构建家庭网络通信系统。

图1 智能家居系统结构图

通过采用上述功能系统，实现家居智能化和自动化。相对传统家居而言，智能家居通过全新的3C技术（Computer Communication Control Technology），提供了全方位的信息服务，赋予了家居生活安全、舒适、节能的特性。

1.2 设计原则

（1）功能需求。智能家居注重满足人们在方便性和舒适度方面的需求，如：遥控功能（遥控控制家居范围内所有的灯，窗帘及其他电气设备），网络化控制、场景控制，本地控制等。

（2）高性价比。在系统设计中要充分考虑系统的性能和价格的要求，使系统在较低成本的条件下，尽可能满足用户需求。

（3）通用性。目前所有的智能家居技术都处于发展阶段，所以系统设计时，要注意选择兼容性好，符合国际通用协议的技术。

（4）兼容性和可扩展性。随着智能家居技术的不断发展，会有越来越多的家居智能化产

品和技术的诞生，因此，在智能家居系统的设计之初，就必须考虑系统未来的兼容和发展。

（5）布线简洁。易于安装，符合大多数人的习惯。

（6）安全性。包括所进行设计运行过程的安全性和耐久性。

基于以上原则，才能设计出一套完整的智能家居系统。

1.3 设计依据

设计依据主要有：

《全国住宅小区智能化技术示范工程建设要点与技术导则》

《住宅小区安全技术防范综合报警服务系统设计导则》

《社会公共安全标准汇编》

《防盗安全门通用技术条件》（GB17565—2007）

《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T 16—2008）

《安全防范工程程序要求》（GA/T 75—1994）

《家庭布线标准》（TIA/EIA 570—A）

《计算机软件开发规范》（GB 8566—1988）

《电气装置安装工程施工及验收规范》（GBJ 232—1982）

《建筑智能化系统工程实施及验收规范》（DB 32/366—1999）

《建筑智能化系统工程评估标准》（DB 32/T367—1999）

《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》（GB 50168—2006）

《智能建筑设计标准》（GB/T 50314—2006）

《国际综合布线标准》（EIA/TIA568、569、570）

《楼宇对讲电控防盗门通用技术条件》（GA/T 72—2005）

《入侵探测器通用技术条件》（GB 10408.1—1989）

《防盗报警控制器通用技术条件》（GB12663—1990）

《建筑物防雷设计规范》（GB 50057—2007）

《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB 50303—2005）

1.4 设计要点

能家居系统设计要点按功能可分为：硬件系统、软件系统、系统集成、控制中心四个方面。

1.4.1硬件系统

硬件系统包括计算机、网络设备、智能家居控制箱、智能家居控制面板、计量仪表和电子器材等。系统硬件需便于升级在短期内不因技术陈旧被淘汰。系统稳定性要好且兼容性要好，便于系统产品更新维护。

1.4.2软件系统

软件系统包括三表（水、电、气表）操作系统、报警网络系统、应用软件及实时监控软件等。软件系统应支持产品的更新，具有可扩充性、远程监测、维护和升级功能。

1.4.3系统集成

根据对家居智能化系统要求的不同，可采取不同的集成技术。在家庭装修阶段制定采用的系统集成方案。提倡采用宽带接入网、控制网、有线电视网、电话网等融合技术，简化小区信息传输通道的布线系统，提高系统性能价格比。在规划阶段应将各子系统内功能模块的各种信息接口标准化。住宅内可采用集各种功能为一体的控制技术，逐步发展采用无线传输技术。

1.4.4控制中心

智能化家庭的数据处理是控制中心的主要工作，这里包括了数据的保存、上传，数据的安全保护，自动报警和信息发布的功能，支持远程控制终端采用互联设备，如PC、PDA

等，增加设备间的互操作特性，同时便于信息的传输和转换。

1.5设计内容

从系统功能角度出发，智能家居系统设计包括了家庭通信网络系统（Home Communication Network System, HCS）、家庭安全防范系统（Home Security System, HSS）、家庭设备自动化系统（Home Automation System）和家庭多媒体娱乐系统（Home Multimedia and Entertainment System）等。

家庭通信网络系统包括的子系统有：有线电视网、数据信息网、家电控制网、程控交换网等。

家庭安全防范系统包括的子系统有：门禁、可视对讲、瓦斯报警、火灾报警、红外报警、防盗报警、视频监控、紧急求救报警、周界防越报警等。

家庭设备自动化系统包括的子系统有：信息家电、远程自动抄表、照明自动控制、窗帘自动控制等。

家庭多媒体娱乐系统包括的子系统有：背景音乐等。

1.6总体方案设计

对于智能家居系统进行总体方案的设计，主要包括四个部分：系统集成、通信方式选择、子系统规划、系统控制方法。

（1）系统集成是贯穿于设计始终的思想方法，是使各子系统相互融合的重要手段。因此，系统集成的设计会体现在智能家居的每一个环节，起到综合并优化系统性能的作用。

（2）通信方式选择。智能家居设备有无线和有线两种通信方式，无线方式以其便捷性、移动性和扩展性好的特点，适合旧房的智能化改造。有线方式相对于无线而言，具有稳定性好、建设成本低的特点，适合新建住宅的设计。

（3）子系统规划。首先，根据用户的要求进行子系统的来确定子系统，一般来说，均包括1.5小节的子系统。确定子系统功能类型以后，对子系统组成设备进行选型。选型要符合以下的要求：功能使用，性价比高，可扩展性强，可靠性、稳定好，软件升级便利。根据设计要求，对住宅进行总体系统规划，优化并确定节点数量和分布方式。

（4）系统控制方法。下面是每一种控制方式的具体控制形式：

A 按钮式控制器。可以通过设置到点控、区域控制、群控、总控等，另外根据控制模式可设置成开关型，单开、单关、窗帘双向开关等。

B 触摸屏控制器。可以控制整个系统的任何动作，如点控、区域控制、群控、总控、场景、调光等，通过与电脑连接后实现编程。

C 场景模块和场景控制器。场景可以在触摸屏上操作，也可以通过四场景控制器进行操作。

D 红外遥控接收器。通过手持遥控器可以实现点控、调光或者控制不同的场景，一个红外接收器可以设定4个场景。

E 其他信号转换控制器，如光线、风速、时间等信号转换，通过总线传输以后控制相对应的灯光、窗帘等设备。由于系统采用总线制，所有控制器的布线和安装会变得比较方便。