智能家居是一個(gè)居住環(huán)境,是以住宅為平臺(tái)安裝有智能家居系統(tǒng)的居住環(huán)境,利用綜合布線(xiàn)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)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(wù)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(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。實(shí)施智能家居系統(tǒng)的過(guò)程就稱(chēng)為智能家居集成。
智能家居通常指既包括單獨(dú)住宅中的智能家居,也包括在房地產(chǎn)小區(qū)中實(shí)施的基于智能小區(qū)平臺(tái)的智能家居項(xiàng)目。智能家居還指智能家居系統(tǒng)產(chǎn)品,由智能家居廠(chǎng)商生產(chǎn),滿(mǎn)足智能家居集成所需功能的產(chǎn)品,通過(guò)集成安裝方式完成,因此完整的智能家居系統(tǒng)包括硬件產(chǎn)品、軟件產(chǎn)品、集成與安裝服務(wù)、售后在內(nèi)的服務(wù)過(guò)程。智能家居系統(tǒng)包含的主要子系統(tǒng)有:家居布線(xiàn)、家庭網(wǎng)絡(luò)、智能家居(中央)控制管理、家居照明控制、家庭安防、背景音樂(lè)、家庭影院與多媒體、家庭環(huán)境控制等八大系統(tǒng)。其中,智能家居(中央)控制管理系統(tǒng)、家居照明控制系統(tǒng)、家庭安防系統(tǒng)是必備的。只有完整地安裝了所有的必備系統(tǒng),并且至少選裝一種或一種以的可選系統(tǒng)的家居才能稱(chēng)為智能家居。
智能家居為什么智能?
智能家居技術(shù)主要解決的是家庭電子設(shè)備之間,以及家庭電子設(shè)備與人之間的溝通問(wèn)題。如何讓溝通變得更加準(zhǔn)確、穩(wěn)定、高效和貼心,那就要依靠智能家居技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)了,換句話(huà)說(shuō)技術(shù)是智能家居的神經(jīng)。智能家居技術(shù)主要包括有線(xiàn)技術(shù)和無(wú)線(xiàn)技術(shù)。
(1)有線(xiàn)技術(shù)
除X-10、PLC-BUS外,幾乎沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)智能家居行業(yè)制定的通訊技術(shù)。早在20世紀(jì)70年代,X-10電力線(xiàn)載波技術(shù)就開(kāi)始應(yīng)用于家居自動(dòng)化領(lǐng)域了。2000年前后,我國(guó)引入并推廣了此項(xiàng)技術(shù),但市場(chǎng)局面一直難以打開(kāi)和推廣,主要原因還是技術(shù)本身。
電力線(xiàn)載波技術(shù)一直被寄予厚望的主要原因就是其在部署智能家居系統(tǒng)時(shí)可避免另外布線(xiàn)。電力線(xiàn)載波技術(shù)穩(wěn)定性的不足主要是因?yàn)殡娏W(wǎng)絡(luò)環(huán)境實(shí)在較差,尤其是國(guó)內(nèi)的電網(wǎng)。如果電力線(xiàn)要實(shí)現(xiàn)足夠穩(wěn)定地通訊,需要花費(fèi)很大的代價(jià)。除此之外,電力線(xiàn)通訊還涉及對(duì)公共電網(wǎng)的二次污染以及信息安全性的問(wèn)題等。
所以雖然電力線(xiàn)載波技術(shù)產(chǎn)生得非常早期,但人們還是不停地從其他領(lǐng)域?qū)ふ液线m的有線(xiàn)技術(shù)開(kāi)發(fā)智能家居產(chǎn)品,甚至自創(chuàng)私有技術(shù)協(xié)議進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。因?yàn)楦鞣N有線(xiàn)技術(shù)都有其優(yōu)劣勢(shì),所以一直群雄相爭(zhēng)、各分天下,并沒(méi)有突破性的進(jìn)展,行業(yè)規(guī)模也一直較小。
(2)無(wú)線(xiàn)技術(shù)
無(wú)線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展和語(yǔ)音通訊技術(shù)的發(fā)展是類(lèi)似的,電報(bào)、有線(xiàn)電話(huà)、無(wú)線(xiàn)“大哥大”、GSM移動(dòng)電話(huà)和手機(jī)。技術(shù)越來(lái)越先進(jìn),售價(jià)卻越來(lái)越低!智能家居系統(tǒng)最重視穩(wěn)定性、靈活性和安全性,Zigbee和Z-Wave技術(shù)由此應(yīng)運(yùn)而生,靈活的組網(wǎng)方式、智能的聯(lián)網(wǎng)修復(fù)、互為中繼、低功耗、低成本。Zigbee有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織支持,制定的規(guī)范較為完善;Z-Wave是“草根”協(xié)會(huì),但也得到了一些國(guó)際“大佬”(如,Intel和微軟)的欣賞,很難預(yù)測(cè)誰(shuí)會(huì)是最后的勝利者。
從技術(shù)上講,智能家居實(shí)現(xiàn)的主要功能有幾個(gè)方面。
(1) 對(duì)白色家用電器和其他設(shè)備的控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)測(cè),例如,微波爐、洗衣機(jī)、燈光、電動(dòng)窗簾、防盜報(bào)警器、自動(dòng)門(mén)煙霧探測(cè)器、有害氣體檢測(cè)裝置、溫度和濕度控制器、風(fēng)量調(diào)節(jié)器、各種手動(dòng)的開(kāi)關(guān)和遙控器等。
(2) 溝通黑色家電和其他視頻設(shè)備之間,以及與外部世界間的信息通道,其中包括臺(tái)式/手持計(jì)算機(jī)、電視、錄/攝像機(jī)、VCD/DVD和數(shù)碼照相機(jī)等,同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)它們的控制和監(jiān)測(cè)。
(3) 通過(guò)對(duì)外的接口,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和信息交換,例如,電話(huà)線(xiàn)、有線(xiàn)電視電纜、市電電源線(xiàn)、雙絞線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)通訊方式等。
這些功能會(huì)涉及各種信息,如電燈等家電設(shè)備、計(jì)算機(jī)等信息設(shè)備。這么多設(shè)備信息,智能家居如何區(qū)分和控制呢?智能家居根據(jù)信息流介質(zhì)可分為兩大部分:
(1)控制網(wǎng)絡(luò)
智能家居主要是控制家庭中各種設(shè)備的運(yùn)行狀況,如電燈的滅/亮和亮度控制,空調(diào)的啟/停以及溫度和風(fēng)量的控制,家庭安防系統(tǒng)的訊號(hào)采集和執(zhí)行,各種開(kāi)關(guān)量的輸入,電動(dòng)窗簾的開(kāi)啟/關(guān)閉控制,室內(nèi)各種物理量的探測(cè)(如溫度、濕度,各種氣體含量等),四表(煤氣表、電表、水表和暖氣的熱量表)數(shù)據(jù)的輸出與指示等。
控制網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男畔⒅饕强刂菩畔⒁约耙恍┪锢砹繀?shù)。信號(hào)的頻率相對(duì)比較低,因此傳輸?shù)乃俾士梢员容^低,一般在數(shù)十比特率就能滿(mǎn)足要求,但對(duì)信息傳輸?shù)目煽啃砸筝^高。這是因?yàn)樗鼈鬏數(shù)男畔⑹歉鞣N設(shè)備的控制信息,它的錯(cuò)誤不僅可能導(dǎo)致設(shè)備的非正常工作,而且可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的損壞。因此控制網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)上主要解決的問(wèn)題就是傳輸?shù)目煽啃浴?/p>
(2)信息網(wǎng)絡(luò)
信息網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備有計(jì)算機(jī)、電視、音響系統(tǒng)、錄像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)以及手機(jī)等。在信息網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)闹饕且纛l和視頻信號(hào),它們的頻率帶寬一般要高達(dá)數(shù)兆赫茲,因此要求信息網(wǎng)絡(luò)上的信息傳輸速率比較高,普遍應(yīng)達(dá)到10Mbps以上。但相對(duì)說(shuō)來(lái),它的可靠性要求沒(méi)有控制信息那么高。因?yàn)橐曇纛l信息在傳輸前后的處理都有一定的容錯(cuò)能力,即使有瞬時(shí)的錯(cuò)誤,對(duì)設(shè)備以后的運(yùn)行也幾乎沒(méi)有影響。因此信息網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)上需要解決的主要問(wèn)題是傳輸速率(帶寬),所以應(yīng)該盡可能提高信息網(wǎng)絡(luò)的帶寬。
主流智能家居技術(shù)趨勢(shì)分析
未來(lái)主流智能家居技術(shù)趨勢(shì)會(huì)是什么呢?我想不論是有線(xiàn)還是無(wú)線(xiàn),是Zigbee還是Z-wave,最終都應(yīng)該從人們的普遍需求出發(fā),尋找智能家居應(yīng)用市場(chǎng)需要的技術(shù)。
(1)智能家居安全技術(shù)是首選
家庭財(cái)產(chǎn)和人身安全是要首先考慮的,如果家里有什么異常情況,比如非法入侵、煤氣泄漏、失火、漏水等,可以第一時(shí)間知道并處理的“防盜報(bào)警”系統(tǒng)??梢噪S時(shí)隨地查看家里狀況,看看心愛(ài)的寶貝或?qū)櫸锖貌缓玫摹耙曨l監(jiān)控”和“遠(yuǎn)程監(jiān)控”系統(tǒng)。
(2)娛樂(lè)休閑
在客廳、臥室或是小花園里,隨時(shí)隨地聽(tīng)喜歡的音樂(lè)的“中央音響”系統(tǒng)。每個(gè)電視、家庭影院系統(tǒng)都可以任意點(diǎn)播想看節(jié)目的“媒體共享”“數(shù)字家庭”系統(tǒng)。
(3)節(jié)能環(huán)保
需要的時(shí)候,燈光、窗簾、空調(diào)、地暖、通風(fēng)系統(tǒng)等才會(huì)打開(kāi),否則自動(dòng)關(guān)閉。走廊樓道、衛(wèi)生間里人來(lái)燈亮,人走燈滅,方便又省電的“照明控制”。人離開(kāi)房間半小時(shí)后,可以自動(dòng)關(guān)閉燈光、窗簾、空調(diào)等。
(4)便捷高效功能
離家前、睡覺(jué)前可以一鍵關(guān)閉家里的燈、窗簾、空調(diào)、地暖、多媒體等系統(tǒng),同時(shí)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)入警戒防范狀態(tài)的“一鍵場(chǎng)景”。遙控器從多個(gè)簡(jiǎn)化成一個(gè),甚至可以用智能手機(jī)或平板電腦直接操控的“集中控制”?;丶仪埃斑h(yuǎn)程控制”開(kāi)啟空調(diào)?!叭粘炭刂啤痹O(shè)定早晨6點(diǎn)放音樂(lè)、開(kāi)啟窗簾,下午4點(diǎn)自動(dòng)打開(kāi)空調(diào)、熱水等。人可以通過(guò)“語(yǔ)音控制”和“人工智能”實(shí)現(xiàn)與家電設(shè)備的語(yǔ)言溝通,讓它干嘛就干嘛。
家附件經(jīng)過(guò)授權(quán)的商戶(hù)會(huì)及時(shí)確認(rèn)需要添加的日常用品,例如衛(wèi)生紙、飲料等。馬桶可以將人的身體狀況及時(shí)匯報(bào)專(zhuān)屬醫(yī)生,醫(yī)生由此及時(shí)提醒人如何改善飲食或生活習(xí)慣,這些是“智慧社區(qū)”。
總的來(lái)說(shuō),我們需要一種或多種技術(shù)來(lái)支持智能家居實(shí)現(xiàn)我們希望的安全、娛樂(lè)、節(jié)能、便捷功能,并且這個(gè)系統(tǒng)容易升級(jí)改造、可以靈活擴(kuò)充,甚至個(gè)性DIY等。通過(guò)信息化手段整合多方資源與“智慧社區(qū)”“智慧城市”相匹配。
未來(lái)的智能家居什么樣?
讓每個(gè)房間都樂(lè)曲悠揚(yáng),網(wǎng)絡(luò)、DVD、視頻、電話(huà)線(xiàn)和閉路電視也通過(guò)隱藏的布線(xiàn)系統(tǒng)在各個(gè)房間都有分布;保安系統(tǒng)、暖氣系統(tǒng)、浴室里的加熱手巾架、空調(diào)、大廳音樂(lè)、視頻分布器、房門(mén)開(kāi)關(guān)都被職能的無(wú)限裝置控制;在回家路上通過(guò)手機(jī)激活溫度控制開(kāi)關(guān),這樣房間就能提前預(yù)熱歡迎您的歸來(lái)……
智能家居十幾年的長(zhǎng)跑歷程鐫刻了成績(jī),未來(lái)展現(xiàn)著宏圖。面對(duì)新的形勢(shì),智能家居行業(yè)必將展開(kāi)一場(chǎng)“大筆縱橫寫(xiě)春秋”的宏偉畫(huà)面,我們翹首以盼吧。