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來源:同城裝修網(wǎng)
很多人對(duì)智能家居的關(guān)注認(rèn)識(shí)可能都來自對(duì)國外富豪們智能豪宅的介紹,主人的汽車剛進(jìn)入院門,感應(yīng)器已經(jīng)把信息傳送到控制中心,而房間內(nèi)的燈光、空調(diào)、音響都相應(yīng)進(jìn)入預(yù)定工作狀態(tài)。只要在門口略微停頓,指紋監(jiān)測(cè)儀、瞳孔識(shí)別器等設(shè)備已經(jīng)把身份進(jìn)行識(shí)別了,選擇應(yīng)該開門或者是給主人的手機(jī)上發(fā)送有陌生人來訪的短信息……這一切都不是科學(xué)幻想小說中的情景,現(xiàn)有的技術(shù)已經(jīng)完全可以實(shí)現(xiàn)了。現(xiàn)在各種家用電器的智能化程度越來越高,在上班之前可以給電飯煲定時(shí),在你回來之前把飯煮好,對(duì)空調(diào)器進(jìn)行定時(shí),在你下班之前把室內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)得舒爽怡人……
在智能家居之前其實(shí)人們也提出過智能家庭、網(wǎng)絡(luò)家庭等一系列類似的概念,而隨著技術(shù)的進(jìn)步和人們對(duì)居住環(huán)境品質(zhì)要求的提高,現(xiàn)在的智能家居已經(jīng)開始逐漸地集成了安全防范與報(bào)警、電氣自動(dòng)化控制、網(wǎng)絡(luò)接入等功能,其目的就是讓使用者能更加安全愜意地置身其中。
而由一些諸如奇勝電器等傳統(tǒng)電氣和工控企業(yè)推出的方案非常重視電氣自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn),對(duì)家居的控制主要由感應(yīng)器和供電控制中心來完成,具有更為成熟穩(wěn)定的運(yùn)行品質(zhì),但給人的感覺還是不夠聰明,比如對(duì)一盞燈的控制大多是關(guān)閉和打開兩種方式,而無法實(shí)現(xiàn)根據(jù)自然光和作息時(shí)間的不同來真正智能調(diào)節(jié)。
現(xiàn)代家庭娛樂、通信、安全防護(hù)的需求在不斷增長,依賴現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源加上智能控制終端可遠(yuǎn)程遙控自動(dòng)化控制各種家用電器設(shè)備、并提供智能報(bào)警功能,這都需要有一個(gè)完整的、統(tǒng)一的家庭布線網(wǎng)絡(luò)。家庭綜合布線就成為迫切的需求,所以使用規(guī)范的家用布線系統(tǒng)逐漸成為繼水、電、氣之后第四種必不可少的家庭基礎(chǔ)設(shè)施。
一、智能家居綜合布線
智能家居是一個(gè)典型的集計(jì)算機(jī)、通訊和消費(fèi)在一起的3C(Computer, Communication 和 Consumer)系統(tǒng),是一個(gè)巨型網(wǎng)絡(luò)的末端,它的最起始的功能構(gòu)思源自將電話、電視、光盤影碟機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、計(jì)算機(jī)以及各種各樣的家用電器 / 設(shè)備的互聯(lián),以實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的信息交換機(jī)遠(yuǎn)程控制及監(jiān)測(cè)。目標(biāo)就是盡最大可能為人們提供方便、快捷、安全及高效率的生活環(huán)境。要完成這樣一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng),智能綜合布線系統(tǒng)要優(yōu)先考慮。
智能家居綜合布線系統(tǒng)是指將電視、電話、電腦、自動(dòng)報(bào)警裝置等通過中央控制器進(jìn)行集中控制的電子系統(tǒng),即家庭中由這些線纜連接的設(shè)備都可由一個(gè)設(shè)備集中控制。由于它們傳輸電壓不高,故像這類線纜組成的系統(tǒng)被稱為弱電布線系統(tǒng)。一般的綜合布線系統(tǒng)主要由信息接入箱、信號(hào)線和信號(hào)端口組成,如果將綜合布線系統(tǒng)比作家居的神經(jīng)系統(tǒng),信息接入箱就是大腦,而信號(hào)線和信號(hào)端口就是神經(jīng)和神經(jīng)末梢。終端設(shè)備就是接受這些信號(hào)的神經(jīng)元,把這些應(yīng)用在家居的不同地點(diǎn),就構(gòu)成了一個(gè)家庭智能綜合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(圖1)。
二、家居裝修綜合布線
計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等多學(xué)科的交叉發(fā)展和相互融合使得家庭的電話、電視、計(jì)算機(jī)等設(shè)備通過智能化綜合布線管理系統(tǒng)將電、水、氣等設(shè)備連成一體,并與互聯(lián)網(wǎng)相連,從而達(dá)到自主控制、管理并實(shí)現(xiàn)如家庭防盜、防災(zāi)、報(bào)警,通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制家用設(shè)備等強(qiáng)大的功能,并且隨著網(wǎng)絡(luò)綜合業(yè)務(wù)的發(fā)展,將會(huì)實(shí)現(xiàn)如網(wǎng)上購物,家庭辦公,遠(yuǎn)程教育,遠(yuǎn)程醫(yī)療等,使家庭能真正高享受的工作、學(xué)習(xí)和娛樂,因此,以智能化綜合布線管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)所構(gòu)建的家庭網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該包括寬帶互聯(lián)網(wǎng)和家庭控制網(wǎng)絡(luò)等幾方面,寬帶是家庭對(duì)外的橋梁,實(shí)現(xiàn)與外界的溝通和互動(dòng),控制網(wǎng)絡(luò)則對(duì)各種家電設(shè)備進(jìn)行控制,起到補(bǔ)充作用。家庭在進(jìn)行綜合布線時(shí),要有一定的超前意識(shí),要將家庭網(wǎng)絡(luò)預(yù)先建立起來,以迎接即將到來的家庭智能化,相對(duì)的弱電線纜越來越多,如果使用智能化綜合布線管理系統(tǒng)預(yù)先暗埋全部弱電線纜,則可省去了以后拉明線的麻煩,又能保證了家庭裝修的美觀和一致。與傳統(tǒng)的布線方式比較,采用智能綜合布線系統(tǒng)進(jìn)行家居布線采用統(tǒng)一控制和管理,設(shè)備使用、管理和維修十分方便。擴(kuò)展性強(qiáng),能靈活組合,增加新的設(shè)備或家電,可以馬上接通使用。采用智能化綜合布線管理系統(tǒng)一方面滿足了當(dāng)前的需求,另外也完全能適應(yīng)未來智能化家居生活的需要。
三、綜合布線工程實(shí)例
以一套三房兩廳兩衛(wèi)的戶型為例,在規(guī)劃方案中整個(gè)居室中信息點(diǎn)有35個(gè),信息面板28個(gè),各種規(guī)格線纜、集中控制器、安防設(shè)備若干。具體分布如下圖二所示。
其中:這套方案可實(shí)現(xiàn)的功能如下:1.客廳、主臥、書房、兒童房均安裝有線電視接口,可以單獨(dú)觀看有線電視節(jié)目;2.可以通過客廳的遙控接收裝置控制房間內(nèi)的音響、影碟機(jī)、電動(dòng)窗簾等可遙控設(shè)備;3.客廳、主臥、書房、兒童房等均有五類網(wǎng)絡(luò)線到達(dá),可選擇在不同的位置上網(wǎng);也為網(wǎng)絡(luò)家電的接入使用預(yù)留了接口。通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī),可組成家庭局域網(wǎng),從而實(shí)現(xiàn)資源共享,網(wǎng)絡(luò)游戲等功能;4.用戶可隨時(shí)按需對(duì)每條線路進(jìn)行調(diào)整及管理。例如:家長可以隨時(shí)切斷任何一條線路的輸出,以確保學(xué)童在學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)不能使用電話、電視、計(jì)算機(jī)等;可將某條線路由電話改為數(shù)據(jù),從而改變了使用功能等等;5.如果選擇成型的信息家電與智能家庭系統(tǒng)連接,包括網(wǎng)絡(luò)家電(網(wǎng)絡(luò)冰箱、網(wǎng)絡(luò)微波爐等)則可實(shí)現(xiàn)整個(gè)居室的集中控制;6.選用嵌入式智能控制設(shè)備作為安防的控制中心,當(dāng)室內(nèi)發(fā)生緊急情況(火災(zāi)、盜竊等),控制中心將信息已短信的方式告知,直至收到確認(rèn)信息才停止發(fā)送。
四、實(shí)施過程
(一)工程前期準(zhǔn)備。
家庭智能化建設(shè)應(yīng)以實(shí)用為主,設(shè)計(jì)適當(dāng)超前,根據(jù)實(shí)際需求和消費(fèi)能力,選擇解決方案。工程前期的準(zhǔn)備對(duì)整個(gè)工程來說至關(guān)重要。從家用電器、設(shè)備的擺放到布線的設(shè)計(jì)及施工,要精確定位,不能有半點(diǎn)馬虎。首先就是設(shè)計(jì)居室的平面圖,在圖上將所設(shè)計(jì)的信息點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)識(shí),并粗略計(jì)算出各種線纜的長度。因?yàn)楦鞣N線纜要預(yù)埋在地下或墻體內(nèi)長期使用,無法隨意更換,因此,線纜的質(zhì)量就顯得尤為重要。如果家裝預(yù)算不夠?qū)捲#诓少徶悄芑C合布線管理系統(tǒng)時(shí),可以先在設(shè)計(jì)位置安裝一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)型“智能家居分線箱”,并規(guī)劃、鋪好足夠的線路,組建起基礎(chǔ)的智能家居布線系統(tǒng),這樣既可以馬上使用,將來還可以方便地更換、配置功能更強(qiáng)大的智能分線箱。
(二)開始工程施工。
根據(jù)設(shè)計(jì)平面圖,將所有需要準(zhǔn)備的線材進(jìn)行分類,在線材的兩端貼上相應(yīng)的標(biāo)簽。進(jìn)行線材路線的統(tǒng)一分類,并按照實(shí)施計(jì)劃將它們安排好。綜合布線管理系統(tǒng)要根據(jù)建筑圖及使用選擇合適的地點(diǎn)。弱電線路要采用星型布線,從交換、分頻設(shè)備向各個(gè)端口放射。所有的接頭都在最后制作,很多特種接頭,在穿線之前最多只能做出一個(gè),如果兩個(gè)都做就無法穿過管線。三室一廳的房間一般可在客廳、主臥、次臥留網(wǎng)絡(luò)、電話、電視接口。在廚房要留出控制線,如果房間更多,可以選擇預(yù)留。音頻、視頻有所不同,雖然也能分頻共享,但在家里基本上同一時(shí)間只能為一個(gè)終端提供信號(hào)。視頻設(shè)備包括信號(hào)源(VCD、DVD、錄像機(jī)、攝像機(jī)、電視盒、衛(wèi)星接收機(jī)、電腦甚至游戲機(jī))和播放終端(電視、電腦、監(jiān)視器、投影儀等)。視頻輸入輸出的線纜和接口種類很多,主要有15 PIN接口、RCA接口、S端口、分量視頻端口等。如果使用投影儀,視頻信號(hào)源和播放終端不放在一個(gè)地方,就要事先布線,如果不是太影響美觀,設(shè)備之間直接用線纜連接最好。布線時(shí)暗盒中的線纜要留10公分左右的頭,接插頭時(shí)如果出錯(cuò),還可以挽回。從布線施工簡單、維護(hù)方便考慮,最好各種設(shè)備放在同一個(gè)地方。如果你對(duì)日后的弱電走線還沒有考慮清楚,可以布置好管道和暗盒,管道里預(yù)先放好鐵絲,一頭留在暗盒里蓋上空白面板;一頭留在配電箱中,方便以后擴(kuò)展。
關(guān)鍵詞: 物聯(lián)網(wǎng); 智能化家居系統(tǒng); 軟件; ZigBee通信模塊
中圖分類號(hào): TN948.64?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào): 1004?373X(2016)20?0061?03
Abstract: The design scheme of intelligent home control system based on ZigBee, in which S3C2440 is taken as the central controller of home gateway, and ZigBee and GPRS communication technologies are used, is proposed by means of deep analysis of application occasions and technical features of the system to achieve the overall management and remote communication, and show the characteristics of intelligent home humanization and intelligentization. The test result shows that the receiving data accuracy of the system is 98.93%, 99.88% and 99.93% corresponding to the test time of 1 h, 10 h and 20 h, which indicates that the system is stable and reliable, and the communication accurate rate is high.
Keywords: Internet of Things; intelligent home system; software; ZigBee communication module
隨著人們生活水平的提高,人們的生活方式和精神追求發(fā)生明顯變化。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用,成功掀起一場(chǎng)信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)革命,為智能化發(fā)展提供重要支撐。智能家居是指借助計(jì)算機(jī)、通信、傳感等技術(shù)把家居環(huán)境中各種設(shè)備相互連接,集合各項(xiàng)功能為一體的系統(tǒng)[1]。物聯(lián)網(wǎng)智能化家居系統(tǒng)是以住宅為載體,通過無線聯(lián)動(dòng)方法控制各種設(shè)備,從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化家居管理功能,為人們提供安全、便捷的生活空間做出重要貢獻(xiàn)。
1 物聯(lián)網(wǎng)智能化家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
1.1 分析智能家居系統(tǒng)的需求
現(xiàn)階段,我國智能化家居行業(yè)發(fā)展并不成熟,國內(nèi)并未制定統(tǒng)一的行業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)作為參照[2]。設(shè)計(jì)的智能家居系統(tǒng)必須遵循用戶的需求和以家居環(huán)境為依據(jù),從而滿足不同類型用戶的需求。智能化家居系統(tǒng)必須滿足下列標(biāo)準(zhǔn):
(1) 保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?,無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔⒁U习踩煽浚偈怪醒肟刂浦行膶?duì)內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)其家居模式信息的處理[3]。
(2) 成本低廉。智能化家居系統(tǒng)要考慮普及推廣效果,根據(jù)多數(shù)消費(fèi)者的消費(fèi)能力展開設(shè)計(jì),選擇的技術(shù)、硬件均在消費(fèi)者能夠承受的范圍內(nèi)。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
物聯(lián)網(wǎng)智能化家居系統(tǒng)主要包含家庭網(wǎng)關(guān)、硬件、軟件、無線通信單元等部分[4]。家庭網(wǎng)關(guān)作為整個(gè)家居系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),不單單承擔(dān)著內(nèi)部和外部網(wǎng)絡(luò)的相互通信,也借助無線通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)設(shè)備終端開展實(shí)施監(jiān)控及管理[5]。家居環(huán)境內(nèi)各類智能用電器借助無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)連接,達(dá)到交換信息的目的。家居安保系統(tǒng)把門禁控制、防火、防盜等系統(tǒng)合理結(jié)合,確保人們家居環(huán)境的安全。在室內(nèi)安裝的各個(gè)傳感器采用ZigBee技術(shù)與ARM控制器相互連接,如果傳感器檢測(cè)到室內(nèi)存在異常情況,借助ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)及時(shí)通知ARM控制器,由該控制器依據(jù)不同信號(hào)開展針對(duì)性處理[6]。本次設(shè)計(jì)的智能化家居系統(tǒng)還配備友好用戶界面,本界面可以展現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)部件的運(yùn)行情況,便于用戶實(shí)時(shí)查詢家居設(shè)備運(yùn)行情況。
2 設(shè)計(jì)智能化家居系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)中使用三星公司生產(chǎn)的S3C2440微處理器芯片。這種芯片是CPU設(shè)計(jì)ARM920T內(nèi)核,與普通的單片機(jī)比較,其運(yùn)行速度更快,可以滿足系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的需求[7]。同時(shí),這種芯片設(shè)置兩通道SPI、三通道UART、USB主設(shè)備芯片,便于及時(shí)擴(kuò)展設(shè)備。因此,本設(shè)計(jì)中,在S3C2440芯片上添加電源模塊、報(bào)警模塊、以太網(wǎng)模塊、按鍵與顯示模塊等設(shè)備。S3C2440芯片包含相應(yīng)的內(nèi)存管理單元(MMU),能夠更好地運(yùn)行Linux嵌入式操作系統(tǒng),這種設(shè)計(jì)具有功耗低、性能好等優(yōu)點(diǎn),完全滿足設(shè)計(jì)要求[8]。硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。
2.1 GPRS通信模塊
長沙綠城桂花城位于長沙市雨花區(qū)體育新城附近,總占地約263畝,住宅建筑面積約23萬平方米,是低樓層、低密度、低容積率、高綠化率的大型現(xiàn)代生活園區(qū),綠城桂花城秉承了綠城集團(tuán)“以人為本”的開發(fā)理念和濃郁的人文主義理想,建筑整體典雅大氣,細(xì)部層次十分豐富,環(huán)境營造追崇意境。溫馨秀麗的家園氛圍散發(fā)出綠城產(chǎn)品蘊(yùn)含的獨(dú)特人文氣質(zhì)。冠林采用了AH8000數(shù)字化智能家居系統(tǒng)。讓業(yè)主在享受綠城地產(chǎn)帶來的高水準(zhǔn)居住品質(zhì)的同時(shí),也能感受到數(shù)字化科技給生活帶來的安全、舒適與便捷。
項(xiàng)目需求
衡量數(shù)字智能化系統(tǒng)的成功與否,并非僅僅取決于智能化系統(tǒng)的多少、系統(tǒng)的先進(jìn)性或集成度,而是取決于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和配置是否經(jīng)濟(jì)合理并且成功運(yùn)行,系統(tǒng)的使用、管理和維護(hù)是否方便,系統(tǒng)或產(chǎn)品的技術(shù)是否成熟適用,即如何以最少的投入、最簡便的實(shí)現(xiàn)途徑來換取最大的功效、最便捷、高質(zhì)量的生活。針對(duì)該項(xiàng)目提出以下幾點(diǎn)需求:
1.可靠性
所有系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)具有很高的可靠性和兼容性,具備系統(tǒng)長期穩(wěn)定工作的能力,同時(shí)還考慮到高可靠性和低運(yùn)行成本兩方面的因素。
2.安全性
整個(gè)建筑的各個(gè)智能化子系統(tǒng)應(yīng)能二十四小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn),系統(tǒng)的安全性、可靠性和兼容能力必須予以高度重視。對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)電源、系統(tǒng)備份等方面也需采取相應(yīng)的容錯(cuò)措施。
3.標(biāo)準(zhǔn)性
本方案依照國家和地區(qū)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,確保系統(tǒng)的擴(kuò)充性和擴(kuò)展性,有利于實(shí)現(xiàn)投資保障。
4.方便性
施工時(shí)可與小區(qū)寬帶一起布線,簡單、容易;設(shè)備方面容易學(xué)習(xí)掌握、操作和維護(hù)。
5.先進(jìn)性
在滿足用戶現(xiàn)有需求的前提下,充分考慮各種智能化技術(shù)迅猛發(fā)展的趨勢(shì),不僅在技術(shù)上保持最先進(jìn)和適度超前,而且更注重采用最先進(jìn)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,以適應(yīng)未來技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。
6.集成性、擴(kuò)展性和開放性
整個(gè)系統(tǒng)可以隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步,具有更新、擴(kuò)充和升級(jí)的能力;遵循開放性原則,軟件、硬件、通信接口、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等符合國際標(biāo)準(zhǔn),使系統(tǒng)具備良好的兼容性和擴(kuò)展性。
方案特點(diǎn)
項(xiàng)目選用的系統(tǒng)配置應(yīng)根據(jù)住戶使用功能的實(shí)際需求,同時(shí)遵循適用性的原則;本方案以滿足用戶需求為目標(biāo),最大限度地滿足用戶提出的功能需求。
1.系統(tǒng)采用TCP/IP傳輸方式,各終端之間都是以LAN網(wǎng)絡(luò)相連。系統(tǒng)設(shè)備均采用全數(shù)字化和嵌入式技術(shù),音頻、視頻及控制信號(hào)采用數(shù)字化傳輸,以適應(yīng)未來的技術(shù)發(fā)展。
2.系統(tǒng)視頻的軟編碼/軟解碼采用標(biāo)準(zhǔn)的視頻壓縮協(xié)議H.264,音頻的軟編碼/軟解碼應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)的音頻壓縮協(xié)議G.729。
3.具備家居智能系統(tǒng)終端軟件的遠(yuǎn)程升級(jí)。
4.系統(tǒng)提供API接口,為家居智能系統(tǒng)外部廠商提供集成的平臺(tái)。
5.系統(tǒng)具備線路與設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)與故障的輪詢檢查功能,當(dāng)發(fā)生故障或遭到破壞時(shí)能及時(shí)可靠的在管理中心進(jìn)行報(bào)警提示:整個(gè)系統(tǒng)具備強(qiáng)大的抗干擾、抗雷擊功能。
6.系統(tǒng)內(nèi)置的報(bào)警系統(tǒng)滿足公安部GBl 2663公安部報(bào)警C級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。
系統(tǒng)組成
從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖可以看到,這套系統(tǒng)由數(shù)字家居智能終端、公用大門智能終端(單元門口機(jī)、圍墻門口機(jī))、管理員機(jī)、中心服務(wù)器、小區(qū)網(wǎng)絡(luò)布線等構(gòu)成。家居智能終端、公用大門智能終端采用數(shù)字化技術(shù),以小區(qū)局域網(wǎng)及外部廣域網(wǎng)為媒介,基于TCP/lP通信協(xié)議,配合模塊可實(shí)現(xiàn)樓宇可視對(duì)講、家電控制(電器、照明、窗簾等)、安防報(bào)警(8防區(qū))、電話功能(支持4臺(tái)電話分機(jī))、信息管理(社區(qū)信息、訪客留言留影等)、多媒體、遠(yuǎn)程等數(shù)字家居智能控制,并可應(yīng)用基于TCP/lP的小區(qū)集成綜合管理平臺(tái)。
1.室內(nèi)終端
家居智能終端選用了冠林E9系列智能終端,外形簡約時(shí)尚,與綠城地產(chǎn)的定位相符合。E9采用七寸高清液晶屏,觸摸屏操作,配合報(bào)警、家電控制模塊可以實(shí)現(xiàn)樓宇可視對(duì)講、家電控制(電器、照明、窗簾等)、安防報(bào)警(8防區(qū))、電話功能(支持4臺(tái)電話分機(jī))、信息管理(社區(qū)信息、訪客留言留影等)、多媒體、遠(yuǎn)程等數(shù)字家居智能控制。
2.公用大門終端(單元門口機(jī))
公用大門終端選用冠林T1系列不銹鋼梯口機(jī),可實(shí)現(xiàn)與住戶的雙向可視對(duì)講并送達(dá)呼叫中心、動(dòng)態(tài)方式存儲(chǔ)來訪者的圖像及聲音、訪客呼叫時(shí)自動(dòng)抓拍圖像送達(dá)管理中心等功能。每一個(gè)來訪者的信息都將被忠實(shí)記錄和存儲(chǔ),方便查詢;也可在公用大門終端上圖文廣告,支持密碼、刷卡開門功能,用戶終端機(jī)的故障可以自動(dòng)檢測(cè)并上報(bào)管理中心。
3.管理中心設(shè)備
管理中心具備信息處理與功能,對(duì)外提供開放的軟硬件接口,方便與其它廠商的軟硬件接入。設(shè)備部分主要有管理員機(jī)、管理服務(wù)器及軟件(包含有住戶管理模塊、事件管理模塊、設(shè)備管理模塊、參數(shù)管理模塊、lC卡門禁管理模塊、廣告服務(wù)模塊、信息模塊等)。
4.系統(tǒng)管理員機(jī)
系統(tǒng)管理員機(jī)可采用電腦操控,管理終端采用“PC+管理軟件”來實(shí)現(xiàn)管理機(jī)的功能;不僅具有傳統(tǒng)管理機(jī)的對(duì)講、監(jiān)視、呼叫、開鎖、報(bào)警事件處理、電子地圖等功能,而且方便升級(jí)維護(hù),同時(shí)對(duì)外提供標(biāo)準(zhǔn)開放的API接口協(xié)議,可以與其他廠商產(chǎn)品、不同的系統(tǒng)進(jìn)行無縫連接。
5.戶內(nèi)模塊:
?家電模塊:該模塊可與主機(jī)通信,傳輸控制信號(hào)并實(shí)現(xiàn)家電控制。通過增配第三方家電接口模塊及相關(guān)的控制模塊(控制方式有電力載波、總線控制、RF控制等)。
?報(bào)警模塊:報(bào)警模塊可與主機(jī)通信,傳輸控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)安防報(bào)警,當(dāng)防區(qū)被觸發(fā)時(shí),會(huì)自動(dòng)進(jìn)行電話報(bào)警。高檔的住宅也要體現(xiàn)專業(yè),特別體現(xiàn)在安防報(bào)警方面,該系統(tǒng)的報(bào)警模塊恰好滿足了這點(diǎn)。該報(bào)警模塊完全依照專業(yè)報(bào)警技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行設(shè)計(jì)的,提供了8個(gè)完全可自定義的防區(qū),并具備電話、城市110、區(qū)域聯(lián)網(wǎng)報(bào)警功能,讓家居更加安全,業(yè)主住的安心。
?電話交換機(jī)模塊:電話交換機(jī)模塊可與主機(jī)通信,傳輸模擬門前機(jī)信號(hào)和電話信號(hào),可實(shí)現(xiàn)室內(nèi)機(jī)與模擬門前機(jī)進(jìn)行可視對(duì)講的功能,該模塊可提供4個(gè)電話分機(jī)接口,接4臺(tái)電話分機(jī),將電話信號(hào)進(jìn)行分配,讓室內(nèi)機(jī)具備電話功能。
?電源模塊:電源模塊可提供12V電壓給1個(gè)報(bào)警模塊和1個(gè)家電模塊,提供一組12V、48V、75V的電壓給電話模塊供電,另外電源模塊還可以提供1臺(tái)室內(nèi)機(jī)供電;而戶內(nèi)次分機(jī)與戶內(nèi)的報(bào)警探測(cè)器電源需另外單獨(dú)提供。
在門口可安裝該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)門前機(jī),實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的訪客可視對(duì)講與監(jiān)視等功能,給家居內(nèi)部安全提供了一道保障。優(yōu)雅、舒適的生活環(huán)境離不開光環(huán)境的調(diào)節(jié)、家電設(shè)備的便捷操作,利用該系統(tǒng)的家電模塊,把家居的燈光系統(tǒng)、家用電器設(shè)備、窗簾等設(shè)備集成在一起通過室內(nèi)終端或無線遙控器進(jìn)行集中控制,根據(jù)家居不同的功能應(yīng)用區(qū)域,設(shè)定不同
的場(chǎng)景,讓住戶走到每一處,想要不同的應(yīng)用與環(huán)境,都能隨心如愿。
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能
通過該智能家居系統(tǒng)的使用,可滿足住戶許多智能化的應(yīng)用需求,具體如下:
?監(jiān)視、對(duì)講:實(shí)現(xiàn)門前機(jī)、公共大門可視對(duì)講與監(jiān)視、中心機(jī)的雙方通話功能:
?戶戶可視通話:可實(shí)現(xiàn)戶戶對(duì)講功能,通話不占線,不影響其他住戶通話:
?家電控制:可隨意控制和調(diào)節(jié)家中的空調(diào)、燈光、窗簾、電視、音Ⅱ向等,外出時(shí)一鍵就可切換所有電器的全開/全關(guān);
?預(yù)約控制:室內(nèi)智能終端機(jī)通過家電控制模塊發(fā)送命令至家電控制模塊實(shí)現(xiàn)控制功能,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)各功能區(qū)域電源插座、開關(guān)、空調(diào)等的開/關(guān)、預(yù)約等功能操作,有效的監(jiān)測(cè)家電的工作狀況,起到了節(jié)能的作用:
?報(bào)警聯(lián)動(dòng)功能:防區(qū)觸發(fā)時(shí),室內(nèi)的燈光自動(dòng)亮起,終端啟動(dòng)本機(jī)自帶的攝像頭進(jìn)行錄像,同時(shí)自動(dòng)通過短信或語音通知主人的手機(jī),并上報(bào)管理中心及聯(lián)動(dòng)110報(bào)警中心:
?呼叫轉(zhuǎn)移、撥打電話:在用戶外出時(shí),可以把來訪者的呼叫轉(zhuǎn)移到手機(jī)上:
?信息功能:終端可接收中心、手機(jī)發(fā)送的各項(xiàng)通知、相關(guān)服務(wù)及手機(jī)留言,使物業(yè)管理更高效,服務(wù)更優(yōu)質(zhì):
?訪客留影留言:用戶不在家或不方便接聽時(shí),訪客可以按梯口語音提示留下影音資料,用戶可通過室內(nèi)機(jī)查閱,輕松掌握來訪者信息;
?本機(jī)留言:有事外出,打開智能終端,即可讓家人知道:
?多媒體播放:終端可以存取播放自己喜愛的音樂和電影視頻:
?本機(jī)拍照:終端支持2G的SD卡,可直接把圖片存儲(chǔ)到SD卡上,在終端上可隨心瀏覽照片,還能把喜愛的照片設(shè)置為個(gè)性桌面;
?電梯控制:業(yè)主在家就可將電梯自動(dòng)召喚到業(yè)主所在樓層:
?遠(yuǎn)程控制:通過手機(jī)上網(wǎng)、發(fā)送短信和打開電腦上網(wǎng)就可以對(duì)家中進(jìn)行遠(yuǎn)程布撤防和家電控制,還可以進(jìn)行全方位監(jiān)控,確認(rèn)老人、小孩在家中的安全。
以上的功能完全體現(xiàn)在了數(shù)字家居室內(nèi)終端的整合集成上,通過室內(nèi)終端的觸摸屏讓你自如控制燈光、窗簾、各種紅外家電設(shè)備、安防報(bào)警等等。此外通過室溫控制、光控等聯(lián)動(dòng)控制場(chǎng)景,不但給業(yè)務(wù)帶來節(jié)能,也提供了優(yōu)雅的生活環(huán)境。同時(shí)利用互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò),讓住戶隨時(shí)隨地都可以利用身邊的電腦、手機(jī)進(jìn)行家居的安防、家電、場(chǎng)景等監(jiān)控控制。
【關(guān)鍵詞】電話網(wǎng)關(guān);智能家居;電話報(bào)警;室內(nèi)機(jī)
1.課題背景
Internet自20世紀(jì)60年代末出現(xiàn)以來,一直在以驚人的速度增長。當(dāng)今的Intemet正不斷地變化著自己的角色,網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)的“比特”所代表的內(nèi)容已從原來單純的“數(shù)據(jù)”逐漸向“多媒體”演變[1]。
目前,將話音轉(zhuǎn)化為IP包的技術(shù)已經(jīng)非常成熟,集成電路(IC)技術(shù)的發(fā)展使得電話網(wǎng)關(guān)的核心元件ARM微處理器的價(jià)格大幅下降,為電話網(wǎng)關(guān)的實(shí)用化準(zhǔn)備了技術(shù)條件;而VoIP技術(shù)也已從限定在IP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部范圍和僅具有話音服務(wù)的PC初級(jí)產(chǎn)品發(fā)展到具有多業(yè)務(wù)、高可靠性以及較好服務(wù)質(zhì)量的含話音、傳真、數(shù)據(jù)傳送功能的電信業(yè)務(wù)。通過電話網(wǎng)關(guān)組建的家居智能網(wǎng)絡(luò),以PSTN作為本地用戶的報(bào)警輸出接口,用IP網(wǎng)絡(luò)連接起電話網(wǎng)關(guān)和門口機(jī),由電話網(wǎng)關(guān)和話機(jī)組成的整體代替了室內(nèi)機(jī),大大降低了家居智能系統(tǒng)的成本,同時(shí)提高了系統(tǒng)的安全性和隱蔽性??梢灶A(yù)見,電話網(wǎng)關(guān)的市場(chǎng)潛力是巨大的。
在此背景下,使用電話網(wǎng)關(guān)來實(shí)現(xiàn)PSTN和Intemet互通已經(jīng)具有技術(shù)上的可行性和應(yīng)用上的迫切性。國內(nèi)外的安防知名廠商紛紛投入資金研究開發(fā)電話網(wǎng)關(guān),以求占據(jù)未來市場(chǎng)的制高點(diǎn)[2]。
2.電話網(wǎng)關(guān)報(bào)警技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理
2.1 按鍵電話機(jī)撥號(hào)原理簡介
電話機(jī)是電話通信網(wǎng)中最基本、最重要的終端設(shè)備。它的種類很多,在這里只介紹使用最多、最基本的按鍵電話機(jī)[3,4]。
電話機(jī)撥號(hào)電路是由撥號(hào)專用集成電路、鍵盤和電路組成,它可以把鍵盤輸入的號(hào)碼變成相應(yīng)的脈沖或雙音多頻信號(hào),送到線路上,同時(shí)能發(fā)出靜噪信號(hào)來消除撥號(hào)時(shí)在受話器中產(chǎn)生的“喀喀”聲。
電話機(jī)有兩種撥號(hào)方式,即脈沖撥號(hào)方式和雙音多頻撥號(hào)方式。在本設(shè)計(jì)中采用雙音多頻撥號(hào)方式。
雙音多頻撥號(hào)方式中的雙音頻是指用兩個(gè)特定的單音頻信號(hào)的組合來表示數(shù)字或功能。兩個(gè)單音頻的頻率不同,所代表的數(shù)字和功能也不同。在雙音多頻電話機(jī)中有16個(gè)按鍵,其中有10個(gè)數(shù)字鍵,6個(gè)功能鍵。按照組合的原理,它必須有8個(gè)不同的單音頻信號(hào)。由于采用的頻率有8種,故又稱之為多頻[5,6,7]。
根據(jù)CCITT的建議,國際上采用如表1的頻率進(jìn)行組合[8]
2.2 程控交換用戶信號(hào)方式
鈴流和信號(hào)音都是由交換局向用戶話機(jī)發(fā)送的信號(hào),我國規(guī)定如下:
鈴流源為25HZ正弦波,振鈴為5S斷續(xù),即1S送,4S斷。信號(hào)音源為450HZ或950HZ正弦波,需要時(shí)還可以有1400HZ信號(hào)音源。
各種信號(hào)音結(jié)構(gòu)如表2所示。
3.電話網(wǎng)關(guān)在智能家居系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)和作用
隨著科技的飛速發(fā)展及生活水平的不斷提高,人們對(duì)智能化家居生活的需求也逐漸增大。越來越多的智能住宅、智能小區(qū)應(yīng)運(yùn)而生,智能家居得到了眾多開發(fā)商和消費(fèi)者的青睞[11]!
通過樓宇自控系統(tǒng)(這里指通常所說的小BA系統(tǒng)或狹義BA系統(tǒng)),采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù),以豐富靈活的控制、管理軟件和節(jié)能程序,使建筑物機(jī)電或建筑群內(nèi)的設(shè)備有條不紊、綜合協(xié)調(diào)、科學(xué)地運(yùn)行,從而達(dá)到有效地保證建筑物內(nèi)有舒適的工作環(huán)境、實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)省維護(hù)管理工作量和運(yùn)行費(fèi)用的目的。
隨著社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)的發(fā)展,人類進(jìn)行現(xiàn)代化管理、安全防范的技術(shù)水平也不斷提高。目前,我們已基本上擺脫了“手持武器、瞪大眼睛”的人力機(jī)械防守手段,科技強(qiáng)兵、靠現(xiàn)代技術(shù)武裝自己,提高安全防范的可靠性和效率,其中防盜報(bào)警系統(tǒng)是安防系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的手段之一。其獨(dú)特的功能是其它安防手段所無法比擬的。目前已被廣泛應(yīng)用于部隊(duì)、公安機(jī)關(guān)、金額機(jī)構(gòu)、現(xiàn)代化綜合辦公大樓、工廠、商場(chǎng)等領(lǐng)域。
防盜報(bào)警系統(tǒng)是指在一個(gè)或多個(gè)單位構(gòu)成的區(qū)域范圍內(nèi),采用無線、專用線或借用線的方式將各種防盜報(bào)警探測(cè)器、報(bào)警控制器等設(shè)備連接構(gòu)成集中報(bào)警信息探測(cè)、傳輸、控制和聲、光響應(yīng)的完整系統(tǒng)。它能及時(shí)發(fā)現(xiàn)警情,并將報(bào)警信息傳送至有關(guān)部門,達(dá)到及時(shí)發(fā)現(xiàn)警情、迅速傳遞、快速反應(yīng)。組建一套合理、適用的報(bào)警系統(tǒng),將起到了預(yù)防、制止和打擊犯罪的重要作用,能使損失減少到最低程度。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是性能可靠,功能強(qiáng)大,安裝簡單。
電話網(wǎng)關(guān)作為報(bào)警系統(tǒng)的最重要的組成在保證家居安全方面起著不可忽視的主要作用。本章主要是詳細(xì)介紹電話網(wǎng)關(guān)在家居智能系統(tǒng)中的使用。
根據(jù)模塊支持功能的設(shè)計(jì)要求,系統(tǒng)主要的操作流程包括外部電話呼入和遠(yuǎn)程菜單控制操作,智能家居系統(tǒng)呼入操作,本地電話機(jī)菜單控制操作和電話報(bào)警操作四個(gè)主要流程,現(xiàn)詳細(xì)流程如下:
流程1:外部電話呼入和遠(yuǎn)程菜單操作:
當(dāng)電話網(wǎng)關(guān)待機(jī)時(shí)收到外部電話的呼叫,響鈴時(shí)間未到設(shè)置值時(shí)提機(jī),則電話網(wǎng)關(guān)下的電話機(jī)與外部電話建立通話。若在響鈴時(shí)間到達(dá)設(shè)置的時(shí)間仍未提機(jī)則外部電話切入遠(yuǎn)程菜單操作,可以在輸入用戶密碼后對(duì)電話網(wǎng)關(guān)的報(bào)警功能進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置。若電話網(wǎng)關(guān)在與外部電話間通話過程中收到智能系統(tǒng)的設(shè)備呼叫,則可以按鍵切換系統(tǒng)。見圖1。
流程2:智能家居系統(tǒng)呼入操作:
當(dāng)電話網(wǎng)關(guān)待機(jī)時(shí)收到外部電話的呼叫,響鈴時(shí)間未到設(shè)置值時(shí)提機(jī),則電話網(wǎng)關(guān)下的電話機(jī)與外部電話建立通話。否則恢復(fù)待機(jī)狀態(tài)。若電話網(wǎng)關(guān)在與智能系統(tǒng)的設(shè)間通話過程中收到備外部電話呼叫,則可以按鍵切換系統(tǒng),見圖2。
流程3:本地電話機(jī)菜單控制操作:
本地話機(jī)待機(jī)狀態(tài)下提機(jī)后,按下特殊按鍵后進(jìn)入本地語音設(shè)置,可以設(shè)置用戶密碼,報(bào)警功能啟停用,報(bào)警號(hào)碼,報(bào)警提示音等等。在語音菜單操作過程中收到外部電話或智能系統(tǒng)的呼叫則中斷當(dāng)前的語音操作,見圖3。
流程4:電話報(bào)警操作:
作為報(bào)警器時(shí)需配置有主室內(nèi)機(jī),當(dāng)主室內(nèi)機(jī)發(fā)出報(bào)警信號(hào)至從室內(nèi)機(jī)時(shí),作為從室內(nèi)機(jī)的電話網(wǎng)關(guān)立即撥叫設(shè)置的電話號(hào)碼,并在被撥電話機(jī)上播放錄制好的報(bào)警提示音,見圖4。
4.總結(jié)
電話網(wǎng)關(guān)在家居智能系統(tǒng)中已不再是單單的一個(gè)報(bào)警器,而是同時(shí)肩負(fù)了室內(nèi)機(jī)和電話機(jī)的功能,本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了原有的系統(tǒng)和設(shè)備的多用途化,節(jié)省成本的同時(shí)提供出了一套安全高質(zhì)的家居系統(tǒng)。住宅小區(qū)安防報(bào)警系統(tǒng)的不斷改進(jìn)必將對(duì)智能樓字體系的建設(shè)與發(fā)展和人民生活水平的不斷提高帶來積極的影響。
參考文獻(xiàn)
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