【摘要】本文對(duì)基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了全面的分析，介紹了智能家居的各個(gè)系統(tǒng)，針對(duì)智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則給出了參考標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)工程技術(shù)人員及從事智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程師具有參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】智能家居；物聯(lián)網(wǎng)；設(shè)計(jì)

1.引言

智能家居又稱智能住宅，英文為Smart-Home，簡(jiǎn)單地說(shuō)，它是融合了自動(dòng)化控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)于一體的網(wǎng)絡(luò)化智能化的家居控制系統(tǒng)。它以住宅為平臺(tái)，通過(guò)一個(gè)以計(jì)算機(jī)為依托的家居智能管理系統(tǒng)，將家中的照明、環(huán)境控制、網(wǎng)絡(luò)和家電等各種設(shè)備，通過(guò)家庭網(wǎng)絡(luò)連接到一起，從而實(shí)現(xiàn)家居安全舒適、信息交互與通信的功能，構(gòu)筑未來(lái)生活自動(dòng)化、人性化的理想生活。

2.智能家居系統(tǒng)介紹

2.1 門禁系統(tǒng)

門禁系統(tǒng)可包括門鎖、可視對(duì)講系統(tǒng)、智能門窗鎖控制等?，F(xiàn)在門鎖采用指紋鎖，技術(shù)已很成熟了，未來(lái)技術(shù)發(fā)展了，可以用更高級(jí)的瞳孔鎖。無(wú)線多功能智能門窗（窗簾）可視對(duì)講系統(tǒng)：免提，可視雙向?qū)χv，可實(shí)現(xiàn)監(jiān)視、對(duì)講、開鎖、示警等功能。門禁系統(tǒng)與手機(jī)互聯(lián)，通過(guò)手機(jī)可以查看門禁系統(tǒng)的各種狀況，也可控制開關(guān)。

2.2 綜合布線系統(tǒng)

綜合布線系統(tǒng)則是通過(guò)一個(gè)總管理箱將所有設(shè)備之間連接的各種線如電線、電話線、有線電視線、寬帶網(wǎng)絡(luò)線、音響線等被統(tǒng)一規(guī)劃在一個(gè)有序的狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器及各種設(shè)備的智能控制，統(tǒng)一管理居室內(nèi)的電腦、電話、電視、安防監(jiān)控設(shè)備和其他的網(wǎng)絡(luò)信息家電等，使之功能更強(qiáng)大、使用更方便、維護(hù)更容易、更易擴(kuò)展新用途。

2.3 監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)采用視頻監(jiān)控設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器相連接，用戶即可從世界各地以網(wǎng)頁(yè)瀏覽器來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)看影像，其為一臺(tái)可獨(dú)立運(yùn)作的網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器，所以不需專屬的計(jì)算機(jī)即可運(yùn)作。在遠(yuǎn)程的用戶只需通過(guò)手機(jī)或電腦在網(wǎng)頁(yè)瀏覽器上鍵入IP地址或網(wǎng)域名，就可實(shí)時(shí)由遠(yuǎn)程監(jiān)看影像，當(dāng)有事件產(chǎn)生時(shí)會(huì)主動(dòng)發(fā)送電子郵件通知用戶（監(jiān)護(hù)小孩、老人等）。

2.4 安防系統(tǒng)

專業(yè)的家庭安防裝置，包括感應(yīng)器、警報(bào)器、瓦斯偵測(cè)器、溫度偵測(cè)器、瓦斯切斷器、緊急求救按鈕等。它與監(jiān)控系統(tǒng)相連接，采用無(wú)線/有線傳輸方式，能實(shí)現(xiàn)防盜防竊、防火防毒、緊急求助、遠(yuǎn)程監(jiān)聽、異地遙控等功能。當(dāng)家中沒有人或晚上睡覺時(shí)，安防系統(tǒng)可以防范各種意外，讓你更安心。

2.5 數(shù)字娛樂客廳系統(tǒng)

致力倡導(dǎo)的家庭終極娛樂方式，是把云電視作為家庭的媒體中心、網(wǎng)絡(luò)中心和控制中心，再連接音響設(shè)備、游戲模擬操縱設(shè)備等，客廳的高清數(shù)字云電視作為家庭數(shù)碼產(chǎn)品的顯示中心和視聽中心，利用“云”里海量的音樂資源、影視資源、電視節(jié)目資源、游戲資源、信息資源，就可以足不出戶，得到各種娛樂。

2.6 手機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

目前，已經(jīng)有一家叫“iControl”的家庭自動(dòng)化軟件開發(fā)商正在開發(fā)一款適用于蘋果iPhone的軟件，它們的軟件能使iPhone用戶遠(yuǎn)程控制家中的空調(diào)、照明燈等家用電器。

除了以上各系統(tǒng)外，智能化家居生活還包括智能空調(diào)、地暖系統(tǒng)、智能供電系統(tǒng)、智能凈水系統(tǒng)等等。

3.智能家居的設(shè)計(jì)原則

3.1 實(shí)用性便利性

智能家居最基本的目標(biāo)是為人們提供一個(gè)舒適、安全、方便和高效的生活環(huán)境。對(duì)智能家居產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，要以實(shí)用為核心，去掉作擺設(shè)的功能，產(chǎn)品以實(shí)用性、易用性和人性化為主。我們認(rèn)為在設(shè)計(jì)智能家居系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)用戶對(duì)智能家居功能的需求，整合最實(shí)用最基本的功能。在對(duì)智能家居的設(shè)計(jì)時(shí)一定要充分考慮到用戶體驗(yàn)，注重操作的便利化和直觀性，最好能采用圖形圖像化的控制界面，讓操作所見即所得。

3.2 可靠性

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、可靠性和容錯(cuò)能力必須予以高度重視。對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)，以電源、系統(tǒng)備份等方面采取相應(yīng)的容錯(cuò)措施，保證系統(tǒng)正常安全使用、質(zhì)量、性能良好，具備應(yīng)付各種復(fù)雜環(huán)境變化的能力。首先對(duì)于高要求的對(duì)象，家庭中所有可能發(fā)生危險(xiǎn)的地方，都需要配置相應(yīng)的探頭，比如廚房要有煤氣探測(cè)，入口有門磁，窗口有窗磁或者紅外感應(yīng)，近程周界的防范可以用紅外對(duì)射等等。另外可以配置危險(xiǎn)發(fā)生時(shí)的自動(dòng)應(yīng)急設(shè)備，比如電磁閥、開窗器等。所有探頭布線設(shè)計(jì)上要相對(duì)獨(dú)立，以免引起誤報(bào)警或者報(bào)警后無(wú)法迅速準(zhǔn)確定位。監(jiān)控部分的設(shè)計(jì)要注意保護(hù)隱私，攝像頭所攝取范圍，盡量不放在家人頻繁活動(dòng)的范圍，可在門口、陽(yáng)臺(tái)等可能發(fā)生危險(xiǎn)的地方安裝，勿選臥室、衛(wèi)生間等處所。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)性

智能家居系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)應(yīng)依照國(guó)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，在系統(tǒng)傳輸上采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，保證不同產(chǎn)商之間系統(tǒng)可以兼容與互聯(lián)。系統(tǒng)的前端設(shè)備是多功能的、開放的、可以擴(kuò)展的設(shè)備。如系統(tǒng)主機(jī)、終端與模塊采用標(biāo)準(zhǔn)化接口設(shè)計(jì)，為家居智能系統(tǒng)外部廠商提供集成的平臺(tái)，而且其功能可以擴(kuò)展，當(dāng)需要增加功能時(shí)，不必再開挖管網(wǎng)，簡(jiǎn)單可靠、方便節(jié)約。設(shè)計(jì)選用的系統(tǒng)和產(chǎn)品能夠使本系統(tǒng)與未來(lái)不斷發(fā)展的第三方受控設(shè)備進(jìn)行互通互連。家電控制的設(shè)計(jì)過(guò)程中，紅外轉(zhuǎn)發(fā)或者紅外學(xué)習(xí)的設(shè)備控制點(diǎn)必須考慮其位置上所實(shí)現(xiàn)功能的擴(kuò)展性，甚至是設(shè)備的替換性，當(dāng)某種設(shè)備無(wú)法滿足擴(kuò)展功能時(shí)候，能有其他設(shè)備替換實(shí)現(xiàn)。

3.4 方便性

布線安裝是否簡(jiǎn)單直接關(guān)系到成本，可擴(kuò)展性，可維護(hù)性的問(wèn)題，一定要選擇布線簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，施工時(shí)可與小區(qū)寬帶一起布線，簡(jiǎn)單、容易；設(shè)備方面容易學(xué)習(xí)掌握、操作和維護(hù)簡(jiǎn)便。系統(tǒng)在工程安裝調(diào)試中的方便設(shè)計(jì)也非常重要。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，就應(yīng)考慮安裝與維護(hù)的方便性，比如系統(tǒng)可以通過(guò)Internet遠(yuǎn)程調(diào)試與維護(hù)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，不僅使住戶能夠?qū)崿F(xiàn)家庭智能化系統(tǒng)的控制功能，還允許工程人員在遠(yuǎn)程檢查系統(tǒng)的工作狀況，對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷。這樣，系統(tǒng)設(shè)置與版本更新可以在異地進(jìn)行，從而大大方便了系統(tǒng)的應(yīng)用與維護(hù)，提高了響應(yīng)速度，降低了維護(hù)成本。

3.5 先進(jìn)性

在滿足用戶現(xiàn)有需求的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮各種智能化適應(yīng)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(lái)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，以使整個(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。系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(kù)管理系統(tǒng)等符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)具備良好的兼容性和擴(kuò)展性。

3.6 多方位合作

智能家居是一個(gè)系統(tǒng)工程，設(shè)計(jì)應(yīng)該是多方位的合作，包含家居整體在內(nèi)，需要在用戶需求、使用場(chǎng)所、可用性、外觀和工業(yè)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行探討，形成一致意見再進(jìn)行產(chǎn)品的拓展研發(fā)。要將任務(wù)進(jìn)行分解，形成團(tuán)隊(duì)合作，各自負(fù)責(zé)自己的任務(wù)，這樣一個(gè)團(tuán)隊(duì)密切合作，共同確定產(chǎn)品的整體設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的完整性。

4.結(jié)束語(yǔ)

衡量一個(gè)家庭的智能化系統(tǒng)是否合理，很大程度上市不在于智能化系統(tǒng)的先進(jìn)性，主要是在于智能化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和住宅的基本情況是否合理搭配，做到最小的投入從而得到最大的產(chǎn)出。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：杜秋來(lái)（1979—），男，湖南婁底人，碩士，副教授，研究方向：無(wú)線通信及機(jī)器人技術(shù)。