发布时间:2023-10-13 15:41:33
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当今社会,随着科技的迅速发展,人们对高品质生活的追求越来越强烈,对生活越来越追求舒适、智能、安全。于是,智能家居应运而生,自从80年代初期,在发达的欧美、日本等国家开始流行,90年代初期,逐步在东南亚、港澳台地区广泛流行,90年代中期,开始在中国出现智能小区,90年代末,智能小区、智能化楼宇等智能化小区开始迅猛发展,同时针对每个家庭的智能家居产品开始出现,智能生活已成为时展不可阻挡的新潮流,智能家居市场巨大,商机无限,谁能捷足先登,谁就先占领市场份额。根据建设部科技委智能建筑技术开发推广中心最近的报告称,我国智能建筑市场有着巨大的市场潜力。据统计,目前智能建筑的投资约占建筑总投资的5%至8%,在未来几年可达到10%以上。
其中,住宅小区智能化系统投资平均为每平方米60元左右。报告预测,“十五”期间,全国城乡住宅累计竣工面积将达57亿平方米,如按城镇住宅竣工计划的半数实现智能化计算,“十五”期间用于智能化系统的投资就达810亿元,作为智能建筑市场主力的智能住宅小区发展前景可观。
美国权威市场调查机构Pearl Research联合对该市场进行了深入的调查,调查研究表明:到2005年初,智能信息家电硬件产品的费用占据了网络化家庭建设费用的85.14%,其价值约为4100亿美元,其余是软件和技术服务支持所花费的费用。目前在欧洲国家,德国约有37.68%、瑞典和英国约有36.54%、法国和意大利约有34.5%的家庭已经使用上部分智能化家居的产品。在亚洲地区,日本约有27.31%、韩国约有25.84%、中国约有4.45%的家庭具备一定的智能化家居设备。
随着我国3111工程的推进,创建平安城市和建设和谐社会的深入,无疑会对智能社区的发展起到催化剂的作用。据相关资料统计显示,未来5年中国的智能化小区将以30%的速度增长,预计到2010年我国大中城市中的60%住宅要实现智能化。所以,如何更快、更好的营销这个巨大市场是摆在每一个智能家居营销商面前的最大的课题。据目前全国各智能家居营销商的成功营销模式,现总结为如下十大成功营销模式:
一、房产合作
房产合作营销方式又分为:精装修房产项目合作、样品房项目合作、楼盘交房定时展示合作三大营销方式:
精装修房产项目合作
主要是指针对那些比较高档的精装修房产项目,把智能家居这一块纳入房产预算中,这样对房产商来说,既可以让智能家居成为楼盘的一个很好的“卖点”,又是一个赢利点,这种销售方式,一般要在房产立项预算前进行。
销售模式的特点:利润最丰厚、影响面大、但投资额大、工期长、资金回收时间比较长。
货款结算方式:跟房产商分期结算货款。
样品房项目合作
主要在房产楼盘造样板房时,跟房产商合作,作为样板房的一部分,这样对房产商来说,既是一个宣传点,又是一个赢利点,这种销售方式一般在房产打桩时,就要立即考虑跟房产商的样板房合作事宜。
销售模式的特点:成交率高、影响面大、利润丰厚、资金回收快。
货款结算方式:跟房产商成交单数定额分享利润或比例分享利润,直接跟户主结算货款。
楼盘交房定点展示合作
主要在楼盘准备交房给户主时,入住楼盘两至三个月,在楼盘处悬挂展板等展示品,设点展示,演示智能家居,因这段时间为装修高峰期。对房产商来说这是一个赢利点。
销售模式的特点:成交率高、成交期最短、最直接的接触户主的方式,货款可以立刻收到,是最实用、最有效、最直接、最经济的销售方式。
货款结算方式:跟房产商可以交场地费、月租费;跟户主是直接结算货款。
二、装修合作(让别人为您推销产品的最佳方法)
跟各装修公司合作,利润共享,由商来负责安装及售后服务,对各装修公司设计人员进行集中培训,由装修公司来负责产品推荐。
销售模式的特点:销售面最广、销售效果比较快、比较经济快速的销售方式,资金回收比较快。
货款结算方式:跟装修公司分享利润;跟户主直接结算货款。
跟装修公司合作应注意以下几个要点:
1. 利润分配
一定要把更多的利润点让给装修公司,这样装修公司才有更大的热情去推荐产品,一般宜在分享20%以上的利润点。
2. 智能设计培训
一定要对装修公司的设计人员进行集中培训,培训2.4G T-bus智能控制系统的特点、销售技巧及2.4G T-bus智能控制系统配置方案等。一定要非常清楚,想方设法让装修设计人员培训成您产品的推销员。
3. 寻找更多的装修公司
如果寻找到更多的装修合作伙伴,培训更多的智能家居设计师,每天都有这么多人为您推销智能家居产品,这是最重要和省力的销售方式。
三、系统集成商合作(最佳的合作是更大成功的前提)
寻找装修相关类合作商,分享利润,共同推销智能家居产品,主要是一些安防产品销售商、建材销售商、电子产品销售商、电器灯具销售商、弱电总包等,对它们来说,智能家居产品既是一个配套销售的产品,又是一个利润点,所以,会比较乐意去经销和。这种销售方式的合作跟装修公司合作有点类似。其合作方式可以参考跟装修公司的合作方案。
销售模式的特点:销售面最广、销售效果比较快、比较经济快速的销售方式,资金回收比较快。
货款结算方式:跟系统集成商分享利润;跟户主直接结算货款。
四、设立下一级经销商(分享赚钱的方法,才能获得更多的财富)
通过做地方性的招商广告来寻找下一级及经销商,分享智能家居的乐趣与投资商机,一定要做到统一的政策。
五、专业市场设点(把钢用在刀刃上,才能事半功倍)
通过在专业市场设点来宣传和销售智能家居产品,例如大型建材市场、灯具电器市场、专业电子市场、安防市场等,因为到这些地方来的客户大部分都是装修户,所以,都是准客户。
销售模式的特点:成交率比较高、客户群比较集中、成交速度比较快、资金回收比较快、是比较经济而且稳定的销售方式。
货款结算方式:跟户主直接结算货款。
六、智能家居专卖店(最亲切的服务、最专业的品牌效应)
通过设立专业的智能家居形象店,一方面来销售智能家居产品,另一方面也是无形的最大面积的推广智能生活的理念,让智能家居产品真正贴近老百姓的生活。
销售模式的特点:影响面比较大、是比较稳健、经济的销售模式,能比较直接、亲切的接触户主,资金回收快。
货款结算方式:跟户主直接结算货款。
七、超市式销售(贴近生活、贴近百姓,让智能走进千家万户)
通过超市等开铺式销售门面,来大量销售产品,当然,这种方式主要用在产品比较成熟期时,但在初期,可以通过展板演示和促销员讲解,来达到宣传和更直接、更大范围的让普通老百姓接受智能家居生活方式。
销售模式的特点:影响面较广、宣传效果较好、适合于投资不是很大的中型超市做促销,效果比较长久、真正能深入人心、贴近百姓生活。
货款结算方式:跟超市定期结算;跟户主直接结算。
八、特殊战略合作模式
通过在当地找一些跟政府有关系的人建立特殊战略合作伙伴,主要是承接一些市政工程。目的是建立一些形象工程来打开市场,提升品牌效果,建立知名度。
销售模式的特点:成交率高、影响面大、利润丰厚、影响面大、但投资额大、工期长、资金回收时间比较长。
货款结算方式:跟政府直接结算。
九、设计院合作模式
通过选择在本地排名前几位的设计院合作,找到该设计院的水电设计团队合作,一定要对水电设计团队的设计人员进行集中培训,培训2.4G T-bus智能控制系统的特点、销售技巧及2.4G T-bus智能控制系统配置方案等。一定要非常清楚,想方设法让水电设计团队的设计人员培训成为您公司的直接面对客户的一线专业设计人员。
销售模式的特点:成交率比较高、客户群比较集中、成交速度比较快、资金回收比较快、是比较经济而且稳定的销售方式。
货款结算方式:跟客户直接结算货款。
十、项目合作模式
中图分类号:U665.2 文献标识码:A 文章编号:
0引言
随着人们生活水平的提高,各种信息家电产品日益普及,住宅配套设施已从原有的基础型、应用型向网络型、智能型、舒适型转变。因此,智能家居的概念应运而生。智能家居(Smart -Home)是以住宅为平台,集系统、服务、管理为一体的居住环境,它强调人的主观能动性,重视人与环境的协调。
1弱电设计对于智能家居的必要性
智能家居的弱电系统设计主要是利用智能建筑、计算机网络、信息家电、设备自动化等技术,通过各类传导线缆,有机地连接家居各子系统,主要支持语音、数据、视频、控制等功能,为家居生活、学习、娱乐提供服务。
简单地说,就是统一管理、控制住宅内各信息家电设备。弱电系统设计是智能家居的重要基础,在装修时结合生活习惯,量身设计一套智能家居弱电系统显得非常必要和重要。
(1)发展的必然性。以地面、墙、家具为主的基础装修如人的躯体,而针对家庭智能化的弱电系统就像是分布在人体上的神经。新居装修入住后,人是否感觉到舒适、方便,与家中是否预先设计布置了完善、有效的“神经系统”有直接关系。充足、合理、科学的各类信息接口使家中的网络信息家电可以发挥最大的作用。
事实上,装修要素不仅体现在外表美观上,更应注重时展和家居品质的提升。弱电系统已成为继供水、强电、煤气之后第四种必不可少的家庭基础设施。
(2)设计的必要性。全新概念的智能家居弱电设计对综合布线提出了更高的要求。由于弱电系统涉及视频、音频、网络、信号等多种弱电线缆,线路众多,且日益复杂,科学合理地预埋全部弱电线缆,省去了再拉明线的麻烦,又保证了家庭装修的美观和一致。复杂的弱电线缆全部预埋在墙中,所有的线缆接点都在标准接口上,不仅弱电系统的维护有了保障,而且具备全面管理各类信息家电的能力。
由于弱电智能化涉及的专业领域较多,大部分装修公司在这方面并不专业,导致很多的业主装修入住后才发现很多信息家电的应用无法实现,功能无法发挥。
(3)可观的经济性。通过量身定制,在装修时增加智能家居弱电系统设计与施工,从前期看会增加少量的装修成本,从长远看却节省了大量的家庭支出。
2弱电系统设计存在的问题
2. 1经济发展水平问题
由于国内经济发展水平和人们生活水平的局限性,目前大部分业主(包括部分房地产商及装修公司)的理念仍然停留在解决居住空间阶段,还没有把如何提高居住环境和住宅品质作为重点解决的问题,而造成在建房或装修时仍按照传统的观念,只专注于外观设计,而没有对智能家居方面进行科学、合理的规划,致使造成诸多不便。
2.2专业涉及面广
智能家居弱电系统不同于传统的家庭布线,是一个跨行业、多专业协调的系统工程,涉及大量的专业知识和技能,需要各行业厂家、公司和有关设计、施工单位协作完成。业主在装修时,弱电布线往往由装修公司完成,而装修公司几乎都没有专业的弱电工程师。因此,如果不是专业的技术人员,线缆要理顺头序就显得非常难,同时还要考虑居室使用的方便、安全和美观,致使智能家居施工质量很难得到保证。
2.3行业规范难以统一
目前,国内住宅智能化的技术发展水平相对较低,各个厂家、各种技术、各种标准各自为政。同时,家居智能化系统是一种直接面对消费者的产品,产品质量至关重要,缺乏标准会使一些技术力量薄弱的厂家粗制滥造,给消费者带来损失。
3常见需求及设计实现
弱电设计的处理对象是信息,特点是电压低、电流小、功率小、频率高。从未来发展和实际使用考虑,住宅智能化的设计应紧密结合建筑环境、家庭装修、居住环境等因素,必须以人为本。下面结合实际,列举一些经济实惠、应用广泛、科学合理的家居智能化需求及设计方法。
3.1网络综合布线系统
3.1.1常见需求分析
目前,住宅小区仅仅是“宽带到户”,而现代人真正需要的是“宽带到桌边”或“宽带到床头”。通过综合布线系统运用有线和无线的互联网技术,完成家庭智能联网环境的构筑,实现Internet资源共享,增强家庭娱乐功能,实现智能家电设备的远程控制。
3.1.2设计思路
家庭综合布线系统设计目标的实现相对简单。通过运营商提供的主干电缆连入住宅内部的多媒体智能集成箱,运用有线和无线路由设备进行集成。通过百兆以太网技术,采用星型拓扑结构连接,从多媒体智能集成箱预埋超5类网线至各个信息端口,墙面用RJ-45模块以及信息面板进行集成。
3.2数字(有线)电视共享系统
3.2.1常见需求分析
将客厅的数字电视机顶盒、DVD等播放设备的音视频信号共享到其他房间,整个家庭只需安装1台数字机顶盒,节约设备及收视费用。
3.2.2设计思路
由于数字机顶盒集成了认证系统,因此,数字电视共享是指一个机顶盒能使几个房间都能收看数字电视,而不是同时收看不同频道,并且可以自由遥控客厅的机顶盒进行频道切换、音量调节、开关机等。
3.2.3数字电视(机顶盒)共享
“数字机顶盒+AV分配器+红外转发”(有线与无线结合)方法是目前共享数字电视最常见的方法。如果AV视频源太多(如IPTV、卫星电视),可以考虑“数字机顶盒+视频矩阵+红外转发”的方法。数字机顶盒通常自带两组AV接口和一个S-Video端子,充分利用机顶盒的这两组输出,就可以实现数字电视共享。具体做法是首先确定机顶盒的接入位置,再确定房间共享点的位置,从机顶盒位置布设两组复合音视频线至房间共享点。各线缆、面板、设备的安装位置需提前考虑,要适当预留空间,合理装饰,兼顾方便和美观。音视频信号传输的问题解决后,需要考虑如何远程控制机顶盒。采用红外遥控信号转发器即可实现。红外遥控信号转发器的原理是接收遥控器发出的红外线控制信号,然后转化为无线信号发出去。远端的接收器接收到无线信号后,再还原为红外线信号,进入控制机顶盒。红外遥控信号转发器扮演了一个控制信号的传递角色。同时,模拟音视频信号最大传输距离要根据线材质量及信号源强度等综合因素决定。如果距离太远,信号会出现明显衰减,易扰,导致画质和音质劣化。因此,该方案主要针对短距离传输,尤其适合于客厅和相邻的卧室布线,难度和成本都非常低,效果好,使用简单。
3. 2. 4常规的有线电视信号共享
与网络综合布线相同,采用星型拓扑结构连接,从多媒体智能集成箱预埋有线电视线至各信息端口,墙面用有线电视模块及面板进行集成。多媒体智能集成箱内设有线电视模块分配器,为家庭提供视频信号。
3.3家庭无线安防系统
3.3.1常见需求分析
根据用户需求进行选择性设计,主要包括对讲门禁、智能监控、无线报警、无线门铃等系统。在目前新建的住宅小区中,门禁对讲和智能监控系统配套建设已较普遍,在这里主要考虑家庭内部的无线安防系统。主人外出时,按“布防”键,无线安防系统启动,遇到非法入侵,系统立即自动拨打预先设定的报警电话,并发出声光警报。主人回家时,按“撤防”键,自动解除报警功能。该系统较适合主人经常不在家等情况及别墅等大户型住宅。
3.3.2设计思路
无线安防系统实际上就是一套防盗报警器,它集现代高新技术与智能化监控于一体,简单实用,由无线发射模块和磁铁盒两部分构成,用以探测门、窗的开合。当防盗报警器探测到大于15 mm的位移(开门)时,报警指示灯亮,并发送报警信号至智能主控器,智能主控器(若此时处于布防状态)报警并自动拨打预设电话报警。该产品技术已十分成熟,只需购买安装至相应布防位置即可,无需布线。
3.4其他智能控制系统
智能家居中常见的还有智能照明、智能窗帘、家电远程等控制系统,在此不一一赘述。住户可根据住宅的实际需求,进行专项的设计、选购、集成、安装。
4案例分析
下面以一套三室二厅两卫的户型为例,讨论智能家居弱电系统的设计及配置。具体流程为确定需求、科学高计、材料选购、组织施工。
4.1确定需求
以上述常见的需求为例,该套住宅的弱电子系统主要包括网络综合布线系统、数字(有线)电视共享系统、家庭无线安防系统等。
4.2科学设计
要实现以上系统的整合,涉及的线路及设备较多,科学系统的设计显得尤为重要。首先要根据住宅的土建平面图,结合户主习惯,立足目前需求,充分考虑使用方便和室内布局可能发生的变化,为可预见的未来留有合理的升级和扩展余地。应严格按照需求,确定好信息点的型号、数量及点位(详见表1),绘制弱电施工图纸,计算出设备的型号、数量及线缆的长度,列出工程量清单,为施工提供专业的标准化设计。
表1工程清单
4.3材料选购
电话和网络均采用超5类线,电视采用屏蔽数字电视专用线,VGA、HDMI、AV视频线均采用知名品牌线路材料,以保证传输质量。家居智能配线箱在家居智能化系统中起管理间作用,实现对数据、语音、视频、自动化等出入线端口的统一管理。弱电箱内部采用配套的电脑数据、电话、有线电视及扩展接口等模块和成品化的有线、无线宽带路由器。选购弱电箱时,箱体空间尽可能大,预留出足够的日后调整及升级条件,并应单独配置电源插座。
4.4组织施工
(1)严格区分强电、弱电。从多媒体智能集成箱到面板出口均单独走线,墙内无复接点,以减少故障率,维护方便。线路应使用PVC管保护,并在拐角处使用圆角或双通,以便抽换。线槽横截面留40%的裕量,以备扩充。穿线时强电和弱电不能穿同一根管,应避免与强电线路在无屏蔽、距离
(2)位置关系应执行国家标准。根据实际需要,确定管线走向、标高及信息面板的位置。信息面板间距不大于3 m,距地面30 cm左右。除特殊要求外,同一室内的电源、电话、电视、网络、音视频等插座面板应在同一水平标高上。进入暗盒时,打开暗盒原有管孔,从穿线管穿出,穿线管在暗盒中保留5 mm,暗盒接线头留长30 cm。所有线路应贴上标签,并标明类型、线号。线管超过两个弯头必须留分线盒。布设地插应由最近的吊顶线槽沿隔墙下到地面。
(3)强电配套的电源插座应跟上。在弱电系统设计与施工的同时,强电插座应同时跟上,尽可能在每一组弱电信息接口处都应配备220 V电源插座,并预留充足的强电接口,否则弱电设计得再完善也无法发挥作用。
5发展前景
虽然家居智能化建设目前存在一些问题和矛盾,但有一点是毋庸置疑的。随着人们越来越重视居住环境的舒适、安全、便利,获取内外部信息的方便、灵活、快速,这些需求正为家居智能化提供了广阔发展空间和历史性发展机会。可以预见,未来的住宅智能化是大有可为的。
5.1信息家电将大面积普
随着技术的发展,家用电器会越来越趋向于信息化、集成化,信息家电的产品种类会越来越多,功能会越来越强大,集成度会越来越高。家用电脑不再是一个简单的信息处理和存储设备,它将数字电视、音响、可视电话等功能集于一身,成为名副其实的家庭信息终端设备,互动电视、VOD点播、上网冲浪等都将成为其基本功能。目前,很多公司已经把信息家电列为下一步的发展重点,目的就是要将传统的信息技术产业向信息家电行业转变,因为这里蕴藏着无限的商机和广阔的市场。
5.2智能家居系统将越来越成熟
智能产品功能的实现都依赖于信息的传递,传输介质必不可少,而目前国内还没有统一的技术标准和行业规范,各种技术和协议互不兼容,致使住宅内的布线纷繁杂乱,不仅增加了投资,造成不必要的浪费,而且增加了管理和维修的难度。打造统一的网络必然要求统一的自动化控制系统,以实现功能完善、可操作性好、利用价值高的住宅智能化控制。统一协议、统一介质的家庭综合网络会从根本上解决这些问题,是可以预见的发展趋势。
5.3智能家居的发展空间十分广阔
实际上“智能化”定位是广泛意义上的,主要包含信息的方便快捷、自由获取、家居控制等多个层面。简而言之,家居智能化就是使居住环境更加安全、舒适、方便,更加具有人性化特点。从发展趋势上看,智能家居的日益普及是一种必然。据预测,到2013年,预计今后两年内将有近1亿户家庭构建家庭网络,中国的家庭智能化将达到60%以上。
6结束语
社会在进步,经济在发展,新科技在涌现,家居智能化的浪潮已逐渐兴起,住宅中的智能应用越来越普遍,一系列视频、语音、数据、图像、控制服务应有尽有、丰富多彩,给家居生活带来了前未所有的便利和乐趣。确切地说,它给人们带来了一种新的生活方式。
参考文献
[1]陈元丽.现代建筑电气设计指南[M].北京:中国水利水电出版社,2007
[2]鲁业频.数字电视原理与应用技术[M].北京:国防工业出版社,2009
一、智能家居产业的发展现状
随着生活水平的提高,智能家居已经步入大众的视线。根据第十个五年计划的总体要求,建设部要求到2010年全国大中城市中60%的住宅要实现智能化。中国互联网络信息中心CNNIC的《第23次中国互联网络发展状况统计报告》指出,截止2008年底,中国上网人数,达2.98亿人,家庭上网人数占78.4%。信息产业部颁布的《信息产业科技发展十一五规划及2020年中长期规划纲要》指出,基于构建先进的国家信息基础设施和推进三网融合的需要,家庭网络研发及产业化进行、家庭网络的研发与产业化工作是信息产业十三个重大项目之一。
国内各行业和厂商对智能家居的研究在如火如荼地进行着,智能家居频繁地出现在各大媒体上,一时间成了人们耳熟能详的词汇。目前关于智能家居的称谓很多,诸如:家庭网络、电子家庭、数字家园、家庭自动化、网络家居、智能化家庭等几十种,但它们表达的含义和所要完成的功能各有侧重点。许多行业和组织也从各自的角度和利益出发,推出了一系列关于智能家居和家庭网络的标准,但市场上并没有出现占主导地位并被人们广泛接受的智能家居技术与产品。
二、智能家居的概念
家庭网络是把家庭范畴里的信息设备、通信设备、娱乐设备、家用电器、水电气暖计量表、照明系统和安全系统连接在一起组成的一种局域网,其主要功能是集中控制各种家用电器并接入互联网,共享网络信息资源和享受网络服务。家庭网络系统扩展至整幢住宅和整个社区,而成为智能住宅小区和智能社会的基础。因此一套完善的智能家居应在家庭范围内使家电设备、电气设备、通讯设备网络化,并运行在统一开放的技术平台上,对内实现设备的互连、互通,对外实现基于公众网络的宽带或窄带应用业务。
图1给出了一个智能家居的完整系统框图,它主要分成三个部分:公众网接入实体、智能家居主网关、用户终端和家庭网络子网关。其中家庭网络子网关主要实现照明、水电气暖计量表和简单家用电器的有线或无线联网控制。
三、各行业对智能家居的理解及局限
1.通信行业提出的观点及其发展状况。中国通信标准化协会于2006年制定了“基于电信网络的家庭网络总体技术要求”和“基于电信网络的家庭网络设备技术要求――家庭网关”的通信行业标准。其中主要规定了基于电信网络的家庭网络定义、家庭网络与电信网络的连接、家庭网络的功能参考模型等,着重强调了基于电信网络的家庭网络物理位置是在家庭内部,同时突出了家庭网关在基于电信网络的家庭网络中的重要作用,即将电信网络提供的业务和应用延伸到家庭范围内。电信行业对于较高带宽需求的信息类业务,如语音、信息、数据、多媒体、高质量音视频点播业务,技术相当成熟。对于较低带宽需求的控制类业务,即家庭内部终端的互联,并没有给予太多的关注。
智能家居要实现与公众网/Internet的连接必然要融入电信网络,成为公众网的一个端接点。目前国内居民可选择的上网方式主要有:ADSL、Cable Modem、GPRS/CDMA、56KModem。而国内IPv4地址匮乏,居民上网多采用动态地址分配的方法,这也给智能家居产品的开发带来不小的困难,因此一些智能家居产品只选择采用电话拨号和短信的方式使用户对家庭内部设备进行简单的控制。
2.家电和IT行业提出的观点及其发展状况。家电行业竞争激烈,为了提高产品竞争力,较早提出了由传统家电向网络家电进军的概念,将3C:计算机(Computer)、通讯(Communication)和消费类电子产品(Consumer Electrics)进行融合。但在一种设备上进行所有功能的融合显然太过复杂,新的思路是通过预置统一的标准协议实现家电以及设备终端的自动发现、连接和资源共享。
这方面国内具有较大影响的标准化组织有2个:一个是以联想、TCL、康佳、海信、长城5家企业发起的“信息设备资源共享协同服务”标准工作组(简称闪联),强调以PC为核心组建家庭娱乐中心与办公环境下不同设备的有效互联。另一个是以海尔、春兰、中国网通等为代表的“家庭网络标准产业联盟一ITOPHOME(e家佳)”,主要是针对家庭环境,强调智能家电、家庭网络与以TV为核心的家庭娱乐中心的建设。
家电和IT行业推出的智能家居方案到目前为止并没有得到普及,分析其原因主要有三点:第一,这些方案主要位于家庭网络内部,对公众网接入实体和家庭控制子网的考虑较少,主要实现家庭内部的计算机和大型家电的联网控制。第二,各家电和PC厂商提出的整套数字家庭生活虽然很美好,但相互之间的产品基本不兼容,往往要求消费者淘汰原有的家电产品(部分可加装联网设备)。第三,产品价格过高和产品选择有限。含智能家居功能的家电产品可供选择的产品种类比较少而且单个产品的知名度、性能和质量上和国际知名品牌比缺乏竞争力,很难得到高端消费者的青睐而低端消费者则更关注产品的价格。
3.安防、装修行业的观点及其发展状况。国外在智能建筑方面的技术发展较为成熟,其中主流的技术包括X10,EIB、CeBUS,LonWorks等。这些低速的通讯链路主要用于大型建筑、智能楼宇以及高档住宅,虽然也可以用于普通住宅,实现照明、水电气暖计量表和简单家用电器的联网,但通常成本较高,针对国内家庭用户的支持比较有限,对公众网接入以及高速家电产品的支持较差。目前还普遍流行智能化小区的概念,这类小区往往以家庭网络为依托,在小区内实现多种信息服务,主要有:小区的水电气暖计量表集中抄表;家庭安防系统直接与小区保安室或公安局联网;与小区服务和社区医疗服务机构的联网。如何将这些服务融入现有的技术范畴也是智能家居应该考虑的问题。
四、智能家居的发展契机
确立统一有效的技术标准是智能家居行业当前最迫切的需求。家庭网络研发及产业化工作要重点掌握家庭网络的关键技术,形成一批专利,实现技术专利向技术标准的转化,在家庭网络国际标准中占据重要地位。建立一套能被各厂商普遍采用并真正取得成功的标准并非易事,必须由政府指令、各产业联盟、国际标准机构、重要厂商等多方面力量的综合作用,采用普遍深入而节约成本的推广方式,才有可能被广泛认同和推广,最终实现规模化生产,进一步降低产品的价格,促进智能家居产品得到进一步的推广,也使整个产业的发展进入良性循环。对标准是否取得成功必须通过市场而不是政府认定来检验,通常都是先有产业制造和市场应用,后有标准的确立。目前已有的几个技术标准各有侧重点,互不兼容,在内容上、规模上和数量上都没有达到被广泛接受这个目标。同时长期多个标准并存,很可能会对产业造成一定的损伤,导致不必要的重复投资。
智能家居接入公用网是智能家居产品的最基本功能。智能家居产品生产厂商处于产业的核心地位,因此有必要与通信行业保持紧密的关系,使用户不仅仅通过电话拨号和语音提示或者是手机短信息的方式控制智能家居设备,更可以通过互联网访问和控制智能家居设备。随着移动上网、3G业务的迅猛发展,用手机控制家居设备甚至进行视频监控已经成为发展的趋势。由于IPv4资源的短缺形势越来越严峻,IPv4地址数的增长速度已经连续两年落后于中国网民的增长速度,普通用户难以申请到固定IPv4地址。在IPv6还未得到普及的情况下,智能家居生产厂商有必要为用户提供免费的动态域名解析服务(DDNS),使智能家居产品支持普通电话线、ISDN、xDSL、有线电视网络、双绞线到户的宽带网和其它任何能够提供互联网真实IP的接入服务线路,而无论连接获得的IP属于动态还是静态。最终,用户只需要输入互联网的URL地址就可以打开自己家的家庭网关的主页面,实现对智能家居设备的远程访问和控制。由于IPv6技术是大势所趋,所以基于IPv6技术的智能家居网络的研究也将成为未来研究的热点。
Abstract: With the development of science and technology and the improvement of people’s living requirement, intelligentized residence has become the inevitable development trend of the modern residence. This paper detaildely introduces the Premise Distribution System of the intelligent devices, providing a comprehensive, practical, advanced and intelligent scheme of Premise Distribution System for users.
Key words: intelligentized device; Premise Distribution System; telephone; television; network
中图分类号:G250.72 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
1 引言
随着科学技术的发展和家庭智能化产品的出现,智能家居已逐渐走入人们的生活中,电话、宽带上网、有线电视、安防系统、物业管理系统、家庭影院和音乐系统等已陆续走进千家万户。因此家居综合布线也变得越来越关键,合理的布线方案将给您的生活带来舒适和便利。
2 智能家居布线系统的特点
目前家居弱电布线线缆较多,考虑到今后使用方便、安全、美观,避免“剪不断、理还乱”的现象出现,智能家居布线系统日益成为现代家居装修的一件大事,装修时必须经过认真规划,智能家居布线有以下几大优点:
集成度高
智能家居布线集成了电话、电视、计算机、安防等多个系统的综合布线工程。
可靠性强
智能家居布线系统采用星型拓扑,任何一个节点或链路线缆发生故障
不会影响其他节点的正常工作,保证了设备工作的可靠性、系统的稳定性和防干扰性。
方便维修和扩容
由于采用了统一的、专业化的设计方法,有利于故障检测和维修,方便后期功能扩充。
美观
智能家居布线系统充分考虑了家庭环境的特点,设备小、外观漂亮,体现了超前的意识和时尚的生活品位。
3 智能家居布线系统设计思路
3.1智能家居布线规划
目前普通住宅常用的弱电系统有:电话系统、宽带网络系统、有线电视系统,用户也可以根据需要增加安防系统、物业管理系统、家庭影院和音乐系统。通过在家居布线箱内配置不同的功能模块满足用户的个性化需求,同时实现家居弱电布线系统的统一管理。
在家居布线箱内增加电话交换机模块,家里多门电话分机可随意接听和拨打,各分机间可转接但不同线。
在家居布线箱内增加交换机或路由器模块,可实现家里多台电脑同时上网。
在家居布线箱内增加音频模块,一台音响可实现多个房间共享音乐。
在家居布线箱内增加智能控制模块,可实现远程抄表、安防报警。
3.2 家居布线的具体方式
家居布线箱是户内/户外的分界点,是家居布线系统的起点,更是家居综合布线的核心,通常安装在门口或者距离各房间距离比较均等的位置,家居布线箱安装高度为底边距地0.5m,采用墙面暗装方式。它负责将户内/外的各种信号进行交接配置,通过统一的管理把户内各个房间需要布的点一对一连接起来,组建起一个很完善家居布线系统。
目前,每户家居布线箱需接入一根8芯非屏蔽双绞线、一根电话线、一根有线电视线。电话线也可采用8芯非屏蔽双绞线,从而实现电话和网络互换,为后期扩容改造带来更大的便利。家居综合布线系统常采用星型拓扑,从家居布线箱到每个终端插座都需要一根缆线,缆线通常穿PVC管沿地面或者墙面暗敷至信息插座。
信息插座设置应在满足当前需求的基础上适当冗余,以满足今后智能家居快捷升级改造的需求。
3.3 常见户型典型配置
常见户型信息插座典型设置原则:
电视插座:客厅、主卧分别设置一个电视插座。
电话插座:客厅、主卧、书房分别设置一个电话插座。
网络插座:客厅、主卧、书房(或次卧)分别设置一个网络插座。
共计:2个电视插座、3个电话插座、3个网络插座,插座安装高度通常为底边距地300mm,也可根据实用情况适当调整,插座面板最好采用同一厂家同一类型的产品,满足一致性和美观性需求。
常见户家居智能箱的功能模块配置
语音功能模块:采用1进4出或1进6出型,可进行分机转接、免打扰设置等多种电话交换功能。
数据功能模块:采用1进4出或1进7出自适应网络交换机、宽带路由器,可实现多台电脑同时上网。
有线电视模块:采用1进4出或1进6出有线电视分配器,可实现多个电视同时观看。
电源模块:给家居布线箱内有源设备供电,如电话交换机设备、网络交换设备或路由器、电视放大器。
除了以上智能家居常用功能模块,用户可根据自身的需要增加音视频分配模块、控制模块等。各功能模块和家居布线箱的尺寸可根据实际需求定制,市场上有多种产品可供选择。
4.智能家居布线实现的功能
灵活布线:通过家居布线箱的管理,可随意增减电话、网络数量,还可实现网络与电话功能互换。
多台电脑同时上网:一条网络线的费用可实现多台电脑同时上网,避免相互干扰。
有线电视信号的分配放大:一根有线电视进线可实现多台电视独立观看节目。
方便控制:在家居布线箱内对家里任一房间内的电话、电视、网络信息号进行通断控制。
用户根据自身的需求还可实现影音共享、远程抄表、家居安防等功能。
5.结论
家居布线是衡量家居智能化程度的重要标志,是智能家居的“神经系统”,是智能家居得以实现的“信息传输高速公路”。所以,选择一套先进的家居布线系统是非常必要的,希望本设计方案能对您的弱电装修起到一定的指导作用。
参考文献:
[1] JGJ242-2001住宅建筑电气设计规范
面对新兴的智能家居市场,销售商选择合适的智能家居产品是成功市场销售的根基,而选择了合适的智能家居产品并不代表一定能成功销售。结合本人的智能家居从业经验,我认为作为智能家居的销售商需要把握以下最重要的几点:
一、选择合适的目标市场
选择适合自己公司的目标细分市场进行针对性的销售,这样才能大大提高销售的针对性,准确性,从而提高成功销售的可能性;智能家居产品市场从不同的应用场所,可细分为住宅智能化市场、酒店等商务娱乐场所智能化市场,办公智能化市场等;而从工程与个体销售的角度来说,又分为零售市场与工程项目市场;从产品的不同功能需求来说,又可分为安防报警、背景音乐、家庭影院、智能照明、电器控制、可视监控、电动窗帘、电动门窗、指纹门禁等不同功能产品需求市场。
我们选择适合自己公司现阶段的目标细分市场或细分市场组合进行营销,这是我们进行市场调查的最根本目的,简单地说,根据公司的现有业务结构、人员配置、资金实力等现状,结合市场调查的结果,选择我们认为比较合适的目标市场进行营销策划,这是成功营销的第一步。若以前是工程商的,比较适合先做工程项目市场,若是做个人用户销售的,则比较适合于从零售市场开始销售。
二、选择合适的目标产品
若我们已经选择了适合自身企业发展的目标细分市场进行营销策划,那接下来要做的工作,就是寻找最适合目标细分市场的产品或产品组合,通俗地说,就是寻找最合适的产品来经销或。但事实上,很多销售商往往只停留在“就产品销售产品”的推销产品阶段,因为他们很少对市场做相对充分的调查,他们在并不十分了解当地市场的情况下,就开始推销厂家推荐的智能家居产品,这是销售商最容易犯的错误。所以,往往在销售的过程中,花了很多不应该花的钱,走了很多弯路,回过头来才发现,的产品根本不符合自身企业的发展与当地市场需求,这就是没有市场调研的后果。作为销售商,我觉得选择最合适的智能家居产品来,需要重视以下几个要点:
(1)选择最适合目标市场的产品来。若您是工程商,那您比较适合或经销工程类的智能家居产品,例如,有些厂家是做安防产品,可视对讲,弱电信息箱出身的,他们的产品设计主要是原来的基础上增加了一些灯光或电器控制的功能,那可能就比较适合于工程项目销售。当然,现在智能家居的工程项目还是相对较少,这是销售商也要考虑的另外问题;若您本来就是做高档别墅用户系统集成服务的,那您就比较适合于或经销,集成功能更强的智能家居产品,而不适合于选择功能单一的智能家居产品,因为终端用户的需求是非常多样而且挑剔的。
(2)选择质量稳定的产品。选择质量过硬的产品来,这是最简单的产品选择原则,但很多销售商,往往会被一些厂家的低价诱惑所迷失方向,认为便宜的就是好卖的,而事实上便宜的东西,在性能、质量、功能、稳定性上都会有很多的劣势,正所谓“好货不便宜,便宜没好货”,而且日后的售后服务会存在一大笔风险服务费用;而事实上最根本的问题是目前智能家居产品根本不适合平民化销售,所以,就算再便宜的智能家居产品来说,对于普通老百姓来说,还是不便宜,而且不一定有迫切的市场需求;而对于目前市场最具潜力的大面积住宅用户(如别墅或复式房用户等)和高级白领用户,他们更多的追求产品性能的稳定、外观的漂亮、功能的强大,操作的便捷,所以,符合这类人群的产品才会是目前比较适合市场需求的产品。
(3)选择功能相对较多的产品。无论是用户还是工程项目,若功能可选择余地较多,方案被采用的可能性就大大增加,而特别对于目前智能家居行业还处于以零售为主导的市场现状,功能相对丰富的智能家居产品,更易让终端用户接受;因为目前的智能家居住宅消费者主要以有钱人和高级白领用户这个特殊人群为主,有钱人因为一般住着别墅等大面积住宅,房子大了,灯和电器设备多了,就存在手动操作的不方便性,而且更多要追求例如:背景音乐、家庭影院等舒适视听娱乐享受,需要满足他们炫耀的消费心理;而对于高级白领,一般都以年龄不超过40岁为主的中青年成功人士为主,本身购买智能家居产品,有相当一部分就是因为自己也是一个电子产品爱好者,所以,对强大使用功能的需求自然是很渴望的。从会计学的角度来说,花费同样的销售成本,成交的概率越大,单位销售成本就越低,投资回报率就越高。
三、选择合适的销售渠道
销售的本质,就是在合适的时间,把合适的产品,在合适的地点,销售给合适的市场人群,而如何找到这合适的人群,就要通过合适的销售渠道来实现。那如何才是合适的销售渠道?回答这个问题的前提就是您是否选择好了合适的目标市场,根据目标市场人群的特点来选择合适的销售渠道,例如:您选择工程项目作为核心目标市场,您选择的合作商,自然以当地的工程商,房地产开发商为主;而若您选择以别墅等零售用户为核心目标市场,则您选择的合作商,应以高档装修公司、高档装修配套产品销售商和直接销售等为主。
四、选择合适的营销团队
从管理学的角度来说,成功销售,就是找到合适的人做合适的事情。什么叫合适的人做合适的事,就是要寻找有相关行业成功管理与营销的人来负责做专业的销售,例如:您请一个做销售文具用品的人来销售智能家居产品,那成功的概率就会大大下降,因为这两个行业的消费人群是完全不同的。正因隔行如隔山,会付出更多的时间与风险成本。对于智能家居这个有一定技术性的行业来说,主要寻找到两类合适的人才,一类就是技术服务人员,主要负责智能家居技术的培训、现场安装调试、售后服务等技术性工作,而另一类就是专业市场营销人才,主要负责市场开拓与销售,负责产品演示、方案配置、合同签订等产品销售工作。当然,能找到既懂技术又懂销售的人是最好的。
五、选择合适的宣传推广方案
选择合适的团队来销售合适的产品,还需要选择合适的方法与手段,也就是一个合适的宣传推广方案,简单地说,就是通过广告词、宣传册、成功案例、演示工具、体验样板间、电视、广播等多种宣传媒体、宣传方法与手段来达到让合适渠道自愿合作,让终端用户愿意购买我们的产品或服务的整体宣传方案。我觉得主要做好两点:
中图分类号:TP393 文献标志码:A 文章编号:2095-1302(2014)11-00-03
0 引 言
智能家居是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境。在智能家居系统中安防监控技术在可视对讲,防盗报警,家庭监控,小区一卡通等领域都有广泛的应用。根据不同的家庭建筑情况,智能家居系统可采取不同的家庭网络设计,对于已经装修过的建筑可以采取无线自动控制系统,而未装修的建筑,可以采取无线与有线相结合的控制方法,这样弥补了无线不稳定等问题。
1 系统构建概述
安防监控报警系统针对非法闯入、火灾险情、煤气泄漏、水管泄漏、电路故障等危险状况进行紧急求助与报警。该安防监控系统重点阐述三个设计:ZigBee/SCS智能网关,ZigBee无线家庭网络以及安防终端设计。ZigBee/SCS智能网关连接ZigBee无线和SCS总线系统,可以使无线控制器控制SCS总线设备。ZigBee无线家庭网络是无线局域网,主要由ZigBee终端节点和ZigBee协调节点组成。用户通过无线网络把查询和控制信息发送给智能网关,智能网关对接收到的信息进行处理,进而发送给协调器,协调器根据接收的信息地址,最终把指令信息发送给ZigBee终端节点,实现对智能家居系统的安防监测。此外,ZigBee/SCS智能网关具有语音识别单元,通过语音识别功能可以实现智能家居设备的语音控制。图1为智能家居系统结构图。
2 系统硬件设计
2.1 安防监控网关设计
安防监控网关是该系统的核心设计,是外网和家庭内部ZigBee网络的一个节点。系统设计的是基于SCS协议的ZigBee/SCS智能网关,该网关主要接收采集节点,安防节点,控制节点传输过来的数据,并对其进行转换,同时对外网传来的数据信息进行转发以及传递采集节点的数据,把SCS协议或ZigBee协议转换到TCP协议。该ZigBee/SCS智能网关可以连接到ZigBee无线系统和SCS总线系统,在智能家居实际实施过程中,在该网关的作用下,可以实现无线电控制器控制结构化布线系统(SCS)执行器,同时结构化布线系统(SCS)控制器能够控制无线电ZigBee调光器开关。
图1 系统结构图
网关的硬件电路主要有7个部分组成,分别是控制器模块ARM9处理器,64 MB的存储单元NAND FLASH和64MB SDRAM,ZigBee模块(ZigBee协调器CC2530),LCD显示模块,JTAG调试接口模块以及SCS/BUS接口模块。图2为安防监控网关硬件电路结构框图。
图2 安防监控网关硬件电路结构框图
安防监控网关设计的核心是控制器的选择,该设计选择ARM9芯片(S3C2440A)作为主控制器,它是以ARM920T为核心的RISC微处理器。该处理器集成了外部存储控制器,中断控制器,LCD控制器,DMA控制器,时钟和电源管理等丰富资源。同时,通过外扩存储器,串口,JTAG调试接口和SCS/SCS接口等构成硬件开发平台。
SCS-BUS是指结构化布线/总线系统,SCS(Sistema Cablaggio Semplificato,简化布线系统)是一个现场总线网络协议,目前在Bticino和罗格朗得到广泛的应用。SCS总线基于护套双绞线,可以调制4种不同的信号:电力供应信号、数据信号、音频信号、视频信号。其传输控制协议是CSMA/CA(载波侦听/碰撞避免)。该网关是双向的,他们将SCS帧转化为OpenWebNet帧,相反,开放协议OpenWebNet让大家来构建软件与SCS interact设备。SCS协议是一种专有Bticino协议。与其他现场总线交互必须仅使用OpenWebNet编写软件。
ZigBee模块选择CC2530作为射频收发器,完成与主控制器之间的数据通信。CC2530 芯片是2.4 GHz的片上系统,建立在基于IEEE 802.15.4标准协议上面,或是专门的网络协议上面。CC2530模块大致可以分为CPU 和内存相关的模块,外设、时钟和电源管理相关的模块,无线电相关的模块。此外,CC2530提供了一个IEEE 802.15.4兼容无线收发器,RF内核控制模拟无线模块。
系统无线网络部分,主控制器通过串口与无线收发模块CC2530连接,同时对无线模块进行相应的设置,并对采集节点,安防节点,控制节点的数据信息接收与处理。有线设计部分,实在网关硬件平台外扩一个SCS接口,实现与终端设备的连接,进行数据采集,传输数据,主控机根据接收到的信息进行控制。
2.2 协调节点设计
ZigBee网络的根本是充当多个网络之间的桥梁,每个网络必须有一个协调器,可以存储其所属网络的信息,并且充当安全键的保险装置。该系统中ZigBee/SCS网关的协调器必须是ZigBee协调器。
本系统协调节点选择无线片上系统设计的CC2530射频芯片作为ZigBee芯片,该芯片集成了系统所需要的一般基本电路,只需设计简单的电路就可以实现系统的无线收发功能。图3为协调节点结构图。
图3 协调节点结构图
2.3 终端硬件电路设计
安防监控报警模块通过布置在室内外的安防传感器来探测警报事件,由智能家居管理终端向用户和小区保安系统发出报警信息。安防传感器主要有门磁、窗磁、煤气泄露传感器、烟雾传感器、红外探头等。
采用的技术路线:无线部分采用ZigBee芯片作为安防传感器的执行器,安防传感器通过ZigBee网络实现与智能家居管理终端的通信。有线部分智能家居管理终端可以通过SCS口连接来实现。ZigBee网络终端节点设备定时上传安防传感器的参数,通过智能家居管理终端可以查询安防传感器的工作状态和警报信息。图4为安防监控系统终端管理硬件结构图。
图4 安防监控终端系统硬件结构图
控制器S3C2440A核心板是智能家居管理终端的中央控制器,负责分析处理各功能模块传输的数据,并作出相应的决策来实现智能家居系统的各项功能。底板上的电源和复位模块负责为核心板和各功能模块提供工作电压,复位电路使管理终端稳定可靠的工作。下载调试接口负责智能家居管理终端软件操作系统的定制、安装和应用程序的下载调试。ZigBee模块作为协调器负责组建ZigBee网络,实现与各种智能家电和安防传感器之间的通信。SD卡可以作为事件记录。监控设备可以是多个网络摄像头,通过网线与路由器相连接,在对其进项相关设置。LCD触摸显示屏和音频模块组合可以实现家居安防里的可视对讲分机的功能。智能家居管理终端本地控制的功能是通过LCD触摸显示屏来实现的。WiFi模块、GPRS模块和SCS模块使智能家居管理终端可以通过无线和有线网络,实现音频视频图像传输和远程控制。
3 系统软件设计
3.1 安防监控网关主要程序设计
安防监控网关连接外网和家庭内部ZigBee网络,进行不同的协议转换,确保不同的网络之间能够正常通信。在本系统中ZigBee/SCS智能网关把SCS协议或ZigBee协议转换成TCP/IP协议。采集节点将监控的信息进行打包处理,包括该节点的地址信息与检测到的数据信息,无线部分以ZigBee帧的方式发送给ZigBee/SCS网关节点,有线部分将SCS帧转化为OpenWebNet帧,网关节点接收到信息后,对原始数据进行处理,接着再以以TCP/IP协议进行打包处理。图5为安防监控网关主程序流程图。
图5 安防监控网关主程序流程图
在硬件平台的基础上,首先对硬件进行上电操作,启动实时操作系统Linux,同时对应用程序进行初始化。安防监控网关起初是处于监听网络状态,当有数据信息转发过来时,将进入中断处理状态。如果数据来自ZigBee网络节点,则对数据进行处理,同时显示节点数据,进行存储打包发给外网,最终回到监听网络状态。如果数据是SCS数据,则执行指令信息,把安防监测信息发送给主机,与ZigBee数据信息一样,最终回归到监听网络状态。
3.2 ZigBee协调节点入网设计
协调节点能够成功通信的条件是协调节点建立的新网络在可用的信道上,即空闲信道上。图6为协调节点的入网设计主程序流程图。首先对节点进行上电操作,硬件进行初始化,同时要求协议栈进行初始化。协调节点通过扫描搜索可用信道尝试建立新的网络。在射频单元搜索过程中,如果有任何一个ZigBee网络在该信道上,协调节点将认为该信道已经被占用,为不可用信道。协调节点将重复此过程直到搜索到可用信道。成功建立新的网络后,节点将进入监听网络状态。当终端节点发送入网请求时,将产生中断,判断是否为安防监测终端数据,如果是将进行数据数据转发与处理,协调节点最终回归于监听网络状态。
3.3 安防监控终端入网设计
终端节点需要完成两项工作,一是网络之间的通信,二是对终端设备进行操作。在终端节点中,采集节点需要采集家庭安防数据信息,再发送给协调节点,同时接收处理发送给它的查询信息。控制节点在接收到控制命令后对家电进行控制,同时也要完成射频信息接收的工作,这要求设备操作与网络通信之间建立连接。安防节点相对简单一些,只需要在规定的时间内进行安防数据采集与发送。进行终端节点操作时已经确定终端节点的网络了,因此,终端节点进行上电操作与系统初始化后,开始搜寻ZigBee无线网络,直至确认无线网络所载的信道,否则将重复进行搜寻过程。申请加入网络,入网成功后,终端节点将进行发送数据与接收命令。
图6 协调节点入网主程序设计
4 结 语
设计的智能家居安防监控系统是针对家庭住宅未装修的情况,它采取无线网络与有线网络相结合的方法,实现安防监控功能。该系统是以ARM9为硬件平台,Linux为实时操作系统,SCS协议为智能家居总线协议,ZigBee/SCS为智能网关,将家庭内部无线传感采集节点采集的安防数据信息发送到控制主机,实现了对非法闯入,火灾险情,电路故障等状况的实时监测。该设计可以使安防监控报警系统获得稳定的网络通信,同时该系统在实际布线过程中可实现无线电控制器与SCS(结构化布线系统)执行器的相互控制,对智能家居系统的发展与建设有重要的意义。
参考文献
[1]田正涛.家庭智能控制终端产品开发研究[D]. 山东:山东科技大学,2011
[2]敖志刚.智能家庭网络及其控制技术[M].北京:人民邮电出版社,2011.
[3] Wikipedia.BUS SCS[EB/OL].,2014.
一、智能化家居的概念
智能家居又叫做智能住宅,实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。智能家居是以住宅为平台,利用传感器技术、电子技术、通信技术、自动控制技术、网络技术、安全防范技术等将家居生活的有关设施进行集成,来构建舒适的住宅设施,实现对家庭日常事务统筹、高效的管理。也有人把智能家居称为数字家园、家庭自动化、电子家庭、网络家居、家庭网络等。
现有的成熟的智能化家居子系统有:能源计量系统,比如抄电表、水表和煤气表;现在大多数小区的生活用水量、用电量、用气量的计量都是小区物业采用人工上门计量收费的,这种方式的缺点是工作效率低。使用智能化的远程抄表方式使得水、电、气等表的计量更加准确及时、方便快捷,便于集中管理,节约人力物力。另一个成熟的智能家居子系统是安防系统。安防系统主要由家庭控制单元(采集器)、物业管理控制中心及布线系统组成。整个控制系统使用一个总线拓扑的通信网络。家庭控制单元可以提供开关量、模拟量、脉冲量的输入/输出,并集成了防盗报警、家电控制、紧急求助、煤气泄漏检测报警、火灾报警等。控制管理中心操作人员可通过采集器完成存取、更改系统配置及参数设定,执行系统监视、测量、控制等功能并进行网络管理。所有报警信息可通过屏幕、声光提示或其他通信方式及时快捷地通知操作人员。
二、智能化家居的应用
随着各种智能家居技术的发展,人们对生活的细节也逐渐向舒适、方便、高品质方面追求,国外也出现越来越智能化的智能家居产品,例如智能床,能够通过设定,记录主人喜欢的睡前音乐、房间气味、灯光亮度和温度,能够自动唤醒主人等功能;智能提醒系统:在主人出门的时候,会提醒物品是否带齐,这样可以让主人避免落下东西的事情发生;智能衣柜:具备天气预报查询功能,在主人出门前给主人提供适合天气的衣服,并且能够在主人回家后,主动识别出穿过的衣服,将其传给洗衣系统。
智能家居的应用,给人们的生活带来了很多的便利,使人们的家居生活更加的便捷、舒适、安全,主要体现在以下几个方面:
1.家电设备的智能化
家电设备智能化是智能家居系统中一个重要部分。人们可以根据居住习惯对家里的电器设备进行监控,使家电设备更好地为人们服务。比如,下班前先启动家里的空调,当人一到家时,室内的温度已经很舒适;早上起床前,定好了时间信号,让电饭锅自动煮粥、咖啡壶自动煮咖啡;打开电视机时,灯光自动减弱;当电话铃响起时或你拿起话机准备打电话时,电视机自动静音。
2.生活方式智能化
在日常生活中,电表、水表、煤气表的抄表情况一般是由物业或者相应公司的工作人员上门抄取使用情况并收取费用。使用智能化远程抄表方法节约了大量的人力物力,而且更加的准确及时。
3.安全防护智能化
智能家居另一个重要功能就是家庭安全防护。当家里出现煤气泄漏、漏电、失火、失窃等紧急情况时,智能化家居系统能自动开启报警系统,通知家庭成员或者外界迅速采取措施,保护人身及财产的安全。
4.环保与节能智能化
每个人生活习惯都不一样,智能家居系统可以根据用户生活习惯自动监测并调控室内的环境状态,包括温度、湿度、亮度等。比如房间长时间没有人,智能家居系统就将灯调暗或者熄灭;电视机和电脑长时间没有操作,就进入待机状态,节约能源。
三、智能化家居的国外发展动态
智能家居的构想提出的很早,但是很长一段时间并没有真正应用在实际生活中。1984年世界上第一幢智能建筑在美国出现,其基本理念就是利用计算机系统来实现对整个建筑电器的监测和控制,包括大楼的空调、照明设备、电梯等等,从此智能家居系统步入了实用阶段。目前智能家居系统在美国、德国、新加坡、日本等国都有了应用。面对市场巨大的智能家居市场,很多大公司,比如思科、英特尔、LG等公司都推出了智能家居系统,日本松下公司提出了“数码家园”的概念,主要用于养老院。养老院的每个房间都配备各种测量仪器、摄像机等,每个房间都接入局域网,通过远程医疗监测设备可以监测每位老人生理的各项指标。虽然国外的很多公司都推出了智能家居系统,但是到目前为止智能家居也没有得到很好的普及。其中一个重要的原因是没有统一的标准和协议。目前智能家居领域的相关组织机构及各大厂商正在着手建立统一的标准。
以上解释可能过于专业,关于它带来的日常生活体验,我们不妨这么描述:早上八点,卧室响起轻柔的音乐唤醒主人。八点十分,烤箱自动运行烘烤好面包。关上门的刹那,安防系统启动。九点至十八点离家期间,只要拥有一台电脑、一部手机,仍可看到家中情形并控制所有电器,可提前开启热水器和空调。十九点打开家门的刹那,灯光自动亮起,门禁提醒并播放访客录影。二十点坐在沙发上仅用一个遥控器,调节光线、打开音响、降低室温、提高湿度……
只要你愿意,这套智能系统还可以继续细节化,营造室内疗养气候、监测电辐射情况、全自动烹饪系统等等,21世纪科学技术的缜密系统和先进程度,似乎已经到达“只有想不到,没有做不到”的程度。其实早在上世纪80年代智能家装系统已经投入使用,1984年世界上第一幢智能建筑位于美国康涅迪格州,当时只是对一座旧式大楼进行了一定程度的改造,采用计算机系统对大楼的空调、电梯、照明等设备进行监测和控制,并提供语音通信、电子邮件和情报资料等方面的信息服务。让它广为人知,并身体力行将这种技术应用到实际生活中的则是比尔•盖茨,1995年在他那本著名的《未来之路》中花费大量篇幅描绘了他在建中的豪宅是“由硅片和软件建成的”并且要“采纳不断变化的尖端技术”。1997年他位于美国西雅图华盛顿湖畔的住宅完工,成为迄今为止最著名的智能家居典范之作。(如图比尔•盖茨的智能化住宅)
智能家居科技在中国
相信很多设计师和普通读者一样,在90年代了解到有关智能家装的时候,觉得遥不可及。可短短几年,各大城市中从事智能化家装施工的公司比比皆是,系统也臻于完善。智能家居技术在我国主要运用于灯光调节、安全防范、家电控制这三大系统,基本可实现远程与本地遥控。当然这只是最基础的配备,完整的智能家居技术是一个庞大而完全的的家居问题解决方案,而且可以根据个人习惯定制。合理需要只要存在,就会有相应的解决方式,细化程度与价格成正比,全都上不封顶。
中国市场上从事智能化家居科技研发、制造与安装的有三类企业。最早的是一批国外公司,比如美国Vantage、美国ABB、德国莫顿,美国GE、澳洲奇胜等,一般别墅配置价格最少10万元,舒适型一般也需要几十万元。近年来,许多国内公司自主研发或是通过也掌握了相应技术,主要集中在视听、照明和门禁系统的开发,价格较为低廉,甚至有些产品只需千元即可安装,不过万元以下功能相应也较单调。由于技术、资金有限,国内有联盟和独立厂商两种营销模式,如“深圳智能家居推广联盟” “上海智能化产品供货商联盟”为了技术集成、价格体系、服务保障取得利益最大化,结成联盟;典众、家美馨、雨读等厂家则可以独立提供全部的智能系统产品。最后一类企业,本身已经是国际知名家电制造商,除了传统的家电制造之外,他们也预见到未来的家居发展模式,利用原有品牌、技术等多发面优势,开拓智能家居系统这块新的市场领域。西门子智能家庭方案于2006年中国推广销售。2002年,海尔家居智能技术平台系统研发成功,2009年又推出“U-home”多智能影音屋。
目前,智能家居更多地应用于别墅、公共建筑或是高档社区中。限制其普及主要原因集中在“价格昂贵、系统复杂、不切实际”三方面。相信随着参与厂家的增多,价格一定会下调。但是作为普通公寓来说,在有限空间内充斥着大大的电板与摄像头肯定不是件愉快的事情,仍有待进一步的技术研发。
许多开发商,正好利用了智能家居系统在普及方面的限制和公众对其越来越浓厚的好奇,在开发的社区或楼盘中应用上某些技术,如宽带入户、楼栋电子眼、自动门禁等,以此来增加卖点、增值空间。上海、北京、广州、深圳等地都涌现出一批“高智能社区”,如北京的北辰绿色家园小区、深圳的红树西岸等,大批量的楼宇智能化成本不算高,每平方米的铺线成本仅10至15元,但楼盘每平米增幅则可达到200-1000元不等。小投入换来这样的大回报,使得有开放商、媒体预言,住宅信息化、智能化将会是未来楼盘开发的重要趋势。(如图红树西岸智能家居系统示范案例)
技术与艺术的结合
智能家居系统涉及到通信、自动化控制、软件开发等多个科学技术领域,与一向被归类为艺术领域的室内设计似乎没有多大关联。但是,身处信息时代,无论是哪种行业都必须掌握一定的科技常识,更何况它是未来家居发展的重要趋势。
在室内设计领域,巧妙而适当地应用智能家居科技,各种新技术、新材质的混合运用,可以为设计带来真正的自由灵感,为艺术梦想插上现实的翅膀,创意不会被任何技术所替代,但必须以强大的技术为支撑,才会得以实现。许多以往的难题伴随着智能系统的完善迎刃而解,许多新的问题也伴随着智能系统的加入而产生。比如灯光设置问题,以往不同类别、瓦数的灯,通过暗槽藏光,或者改变摆放位置等方法,虽然在同一空间内营造出光影效果,但不能随着业主的生活、心情状态而更换。现在只需安装一套智能照明系统,突破了单个光源的控制,而是场景模式营造。通过遥控器就能调节所有房间的灯光,随意进行场景式组合,并具有亮度记忆功能,大大简化了设计中的一个重要环节。另外,虽说智能化系统一般运用于面积、层高宽裕的豪宅,但是在中小户型中某些单个技术亦能发挥奇效。中小户型很多空间属于重叠区域,需要发挥多种功能,那么空间中的家具电器也要物尽其用。看到过一些设计师在此类住宅的客厅与餐厅,或是客厅与卧室之间,运用一扇可360度旋转的活动门,门上安装液晶电视,通过遥控门的角度,供多个空间观看。活动门技术含量并不高,造价也不贵,却灵活而充分利用了空间,并增添了时尚气息。(如图香港天豪设计有限公司作品)
但是,目前看来智能家居系统与室内设计的结合仍处于初步阶段。国内某些厂家开发的技术系统只考虑到功能,外观粗陋,而且无法随着不同居室的色彩、风格倾向进行变更,安置在家中影响设计效果。因此摆在室内设计师面前的问题,将是如何将这些冰冷的器械隐藏或是改头换面,使之融入整个家居氛围,最好的方式自然是设计师与厂家之间的充分对接与沟通。2006年米兰设计周期间,扎哈•哈迪德与邦可丽耐公司联手推出“Z”岛厨房,一方是以前卫、大胆著称的设计师,一方是在业内以科技革新和实验精神而闻名的材料厂商,其间还融汇了意大利、法国的最新科技成果,才诞生出这间充满了未来感的智能化厨房。流畅利落的曲线外型、数字化面板控制、完备功能的合理化设置,成就了一间堪称完美的智能家居空间。(如图Z-Island)设计、材料、科技的理想平衡,对于三方都提出了新的、更加苛刻的要求,似乎又生成了一个产品设计与室内设计相结合的问题。
设计师谈智能家居
智慧型社区的发展
文岳国际设计工作室负责人陈岳夫
近几年来,由于科技的发展迅速,而且随着经济发展,人们的生活步骤也愈发忙碌与紧张,很多家庭成员都必须将大多数时间奉献于工作,家庭琐事也很难在外进行,譬如说希望夏天回到家就有凉凉的冷气吹拂,冬天到家则感觉温暖舒适;或是三代同堂的家庭在安全方面的考虑,担心老人家单独在家行动时发生意外问题,可以马上求救等等,这些都是这前几年逐渐普及的初级智能型住宅的基本设备。
所谓的智能型住宅,其实就是应用高科技的技术,使家居生活更为人性化与方便。这些相关的科技不单是只涉及一般家电用品的产业,也逐渐跨足住宅建筑的市场,将科技发展的内容同步运用在住宅设计中,并渐渐收到重视。这就是近年来开发商为了提高住宅价值一直强调智能型住宅的原因。
这两三年来,发展更为多元化。由于大型社区的不断开发建设,为了居民的安全,很多社区都设有中央管理室,这使得管理处与业主的互动机能增加许多。譬如说,确定来访的客人可以透过对讲机屏幕确认,更甚者还要业主事先登录访客数据,在经过计算机的辨认后才可能得以进入;或是利用现代网络的便利,社区与特定的医院或诊所联线,业主可以透过网络得到简单的诊疗,而无需因为轻微小病就得跑一趟医院。还有利用计算机电路的设计可使家中灯光以最省电的方式达到节能减碳的效果,或是依照时间来创造光线的气氛,让你在家中也可以感受到户外的光影变化。这些都可说是进一步智能型社区和住宅发展的趋势。
这些智能型住宅的产品对于室内设计也开始产生许多的影响,因为大部分产品,必须在前期设计的时候就与业主协商好,或是在建筑进行当中就事先跟建筑商敲定,不论是产品的功能或是事先预埋管线,牵涉的范围比以往要广阔很多。
举例来说,像是最容易使用的灯光控制,设计师在知道业主希望使用相关设备时,可能影响到天花板的设计以及业主所期待的效果是否可以达成。由于这些设备上的面板往往会大许多,所以设置在壁面的方位与管线的埋藏必须要仔细考虑。还有保全系统,除了客户对系统具体功能的选择外,往往这些设备会影响美观,身为设计师都必须事先提醒业主会有哪些不可避免的不完美。
不过在现阶段许多的智能型住宅的配备多附加在建设公司的前期设计当中,所以当业主选定屋子之后,设计师也必须先与业主对屋况做全盘的了解,才不会在设计或施工时产生一些不必要的管线移动,增加费用外还会对管线所产生的破坏。
在未来,不管是社区的建设、保全业的服务内容或是电信业的发展都将会再进一步做多方合作,除了基本保障小区的安全外,服务领域的多元化可以让更多业主受惠,忙于家务的主妇可以足不出户享受便利,透过小区网络就可订货送菜,一通手机透过保全追踪可以安心知道小朋友的行踪,远程的视讯医疗或是实时派遣清洁打扫等都让家里每一个成员更为方便。住宅所拥有的智慧程度将进一步提升。
不过这些便民科技也一直在发展当中,日新月异,初期总是新鲜昂贵的,因为尚无法大量制造与普及化,但是在可预期的未来,这些各式各样的家庭智慧配备都会成为房产公司提供购屋的重要选项,业主们的选择范围更广,所需的智能装备也会更加完备。(如图北京依莲轩格调智能小区)
可以实现的梦想――智能型住宅
文TBDC台北基础设计中心总执行设计师黄鹏霖、TBDC台北基础设计中心驻青岛副总执行黄士华
智能型(自动化)住宅希望能提供人们一个舒适、安全、便捷以及高效率的生活空间,期望能达到一个社区资源、环境、设备整合、共享与集中管理。目前智能型建筑广泛应用于需求效率与信息的办公空间,自动化的发展,带动用户对于居住质量的需求提升,而有了所谓的住宅智能化系统。市场上智能型住宅强调重点为“对环境监测、住宅安全、生活舒适与便利”。为了满足人们对于工业自动化、家庭信息化以及小区网络化的三项需求,智能型住宅将成为未来的趋势,也造就了目前建筑行业所谓的3A说法,即BA(楼宇自动化)、OA(办公自动化)和CA(通讯自动化)。
住宅须装设计算机集中控制管理,联机各种电器和设备,可以透过无线电、无线网络或是红外线链接,无线网络的使用将是未来趋势,对内对外的带宽问题皆因光纤网络技术的普及而消失,许多电子产品也支持使用无线网络,在各个角落都可以上网与调整系统,而家中的电子设备可透过无线接收器或是本身的无线接收功能,与系统链接。想象一下,在电视上浏览美食网页或节目,点选喜好的产品,就能立刻下单;冰箱通知牛奶快要过期,只要按一个钮,厂商就会按照需求将牛奶送至家中,透过自动化可将生活琐事简单化,并可以精准控制结果。
就目前的科技发展而言,智慧住宅不仅是在家电上的控制,也不只是室温的调节和灯具的开关。而以人性化为考虑,着重于使用者与智能化住宅互动设计,业主可通过因特网透视系统观察家中状况,或是结合保全概念,透过相关设备实行行动,如启动/ 关闭警报系统、灯光、燃气、电源等。除了透过因特网方式可监测家中情况,还能透过自动传送简讯到业主的移动电话,以告知家中的各种设备(如照明、环境控制、智慧家电)状况,智能型(自动化)住宅就是透过网络串连成一个智能型的建筑神经系统。
除了科技功能,能增添美感与生活情趣,可透过系统就能控制灯光照明、窗帘与其他家电,可依使用情况设定情境模式,如吃饭时需要的灯光与电器,或是看电影时需要黑暗的环境以及依季节控制暖气、室温、湿度等,都可透过一个控制钮达成,完全可以依照个人化的设计,智能型住宅的未来居家形态油然而生。(如图TBDC台北基础设计中心作品)
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智能型住宅和传统住宅最大的不同,就是前者的家电及设备不但能独立操作,也可相互连结控制,如此的操作方式不仅省力、省时,更可以做省电节能控制,允许住户以系统整合的方式来管理。同时具备能收集和传达信息的通讯能力,能及由自动化系统的运作,来提升住宅的环境质量与安全建筑空间的整合设计,形成智能型居住空间。
TIP:使用自动化系统需与设计师做充分沟通,并可请设计单位作为沟通媒介,与厂商讨论相关设备位置与做法,因布线与安置皆较一般水电作业复杂,有许多衔接点必须特别注意处理,建议寻找具有自动化系统知识的设计单位,可使设计与自动化系统完整的融合,并隐藏于空间之中。
家庭智能化离我们还有多远?
文逸伦联创国际设计总监尉建,
伴随着信息化时代的到来,人们的家居观念从以前只注重享受现代化物质与浪漫情趣,转为追求“以人为本”的方便舒适生活。在这时顺势而生的“家庭智能化”系统,也就自然而然地成为了家居设计中的重要部分。
在智能家居建设时,针对业主常提出的一些问题,同时结合公司工程中一些家居智能化系统的应用情况(如图九溪玫瑰园别墅),总结了几点心得体会。
所谓“智能家居”与“智能装修”
通常,智能家居都以住宅为平台,兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化等硬饰,同时容纳系统、结构、服务、管理等部分,且还一并囊括高效、舒适、安全、便利、环保这五项重点居住环境的优势。将科技与人性完美结合,切实从业主实际生活角度全面考虑,包括:温度、适度、光照、声环境、室内洁净、水质清优、休闲愉悦、信息畅通等。让业主在居住时,不仅身体享受恰到好处的生活环境,就连情绪因素也都早已考虑其中。因为运用完美的高科技以及艺术发展的综合技艺,让业主在居住过程中充分享受当代科技文化带来的成果。
而所谓智能装修就是以现有科技营造以“视听娱乐、环境监控、信息处理、综合布线、家居安防、照明、节能”等多个智能化子系统构成的"享受空间"的过程。
“智能家居”适用人群
“宅男宅女”――是时下一类足不出户的人的称呼,他们引领了一种“恋”家情结,将“家”的地位在这个时代上升到了极致。“OL”――OFFICE LADY,通常这类女性白领最痛恨夏季的炎热和冬天的寒冷。 这两类是当今都市人群的典型代表,智能家居系统也格外符合他们的生活需求。所有电器通通只需一个遥控器便能调节;足不出户也可缴纳电费、购买用品……这种“智能家居”带来的住家模式,会使“将宅文化进行到底”的口号成为现实。
“OL”每天下班前通过办公室电脑打开家里的空调;最喜欢的背景音乐也已轻轻奏起;同时,电饭煲煲饭程序在前一天便已设定,回到家就可吃上香喷喷的米饭……轻松而富有轻调的生活亦是白领女性的梦想。
智能化家居为传统的室内设计平添了很多亮色,将人们带领到了新的生活方式中。智能化家居利用计算机、网络、布线等技术针对不同的个性需求,将室内的各个子系统有机地结合起来,实现了“以人为本”的家居理念。美国一家权威机构对全球智能家居市场进行调查,2003年的市场总值为4000多亿美元。“建设智能化小康示范小区”在《2000年小康型城乡住宅科技产业工程项目实施方案》中被定为我国的重点发展方向[1]。
一、智能家居系统概述
1.1智能家居概念
将住宅作为平台,利用各种网络、信息和设备为手段,将系统、服务、管理有机地结合在一起,为人们提供更加舒适、安全、环保、高效的居住环境,这种住宅就是智能住宅,也称为智能家居。
1.2智能家居系统的组成
智能家居系统主要包括信息处理、通信、驱动和外界信息接口四个模块。其中信息处理主要是指对各个智能家居产品的信息进行汇总和处理之后,将结果输送到驱动模块;通信主要是指信息处理模块给驱动模块输送处理结果所需要的中间介质;驱动主要是指接收到处理结果之后,将这些处理结果翻译成为电器执行的电平信号;外界信息接口主要是指内部电器共享的基础上,与外部基于internet的资源共享[2]。
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【基金项目】重庆文理学院学生科研课题“基于现代智能家居系统的室内设计研究” (Y2013080)
【作者简介】苏雅,女,河北三河人,重庆文理学院美术与设计学院学生,主要从事室内设计研究。
1.3智能家居系统的功能
智能家居是以智能化理论为指导,通过计算机、网络通信及多媒体等技术,利用家庭总线系统将家庭的安全、自动化、通信、文化等子系统的功能结合起来,使得住户的家庭环境能够更加安全舒适、方便快捷。
二、设计智能家居时要考虑的因素
2.1设计智能家居时要考虑住宅功能
智能家居的设计要更多的以住户的需求为主导,使设计出的智能家居能够最大限度的满足人们方便、舒适的生活需求。当前智能家居的设计中已经有很多方面实现了这个目的。智能家居的遥控功能实现了一个遥控器控制家里所有的照明和电器;智能家居的集中控制功能省去了布线的麻烦,直接实现多种集中控制。智能家居中的还有许多更为高级的功能,比如通过电话实现远程控制、房屋自动定时控制、利用网络实现窗帘和空调等部件的控制、多功能统一的遥控器控制等。
2.2设计智能家居时要考虑性价比
性价比是智能家居设计中一个很重要的影响因素,不仅要是住宅功能强大,而且要做到价格合理、实惠,使智能家居能够实现性能与价格的完美结合。一方面要有选择性的采用需要的功能设计,另一方面要对同类产品进行价格比较,选择性价比最高的产品,实现物美价廉。
2.3设计智能家居时要考虑变化性
在施工的具体过程中,总会有一些不可预料的因素的存在,会导致施工中出现各种变化,设计时要考虑到兼容性和可扩展性,为这些变化留有余地,不能够让智能家居的设计成为不可变更的设计。
2.4设计智能家居时要考虑复杂性
在智能化家居的布线设计中,要考虑到布线安装要涉及到的成本和过后维护的问题,也要考虑到未来住宅功能扩展的因素。在布线安装时要选择简便的、符合大部分人习惯的设计。
三、基于现代智能家居系统的室内设计
智能家居是一项涉及到建筑专业、供排水专业、电气专业、建筑机构专业、暖通专业、工业设计和室内设计专业等多个专业的系统性的综合工程。在智能家居的室内设计过程中要考虑到与传统室内实际的差异,在观念、程序、方法上与传统的室内设计有所区别,把握其在智能家居设计中的特点[3]。
住户一般情况下选择智能家居无非是出于享受和喜好这两个方面,一种是希望自己在繁忙的工作之余能够享受智能家居带来的轻松和舒适,另一种则是智能家居中部分产品的功能与住户个人的喜好非常贴近。室内设计师要从这些信息中得到住户的习惯、喜好、目的等重要信息,根据住户的需求设计出更加合理、个性化的室内环境,使设计方案能够具有更高的成功率。
3.1从室内风格分析室内设计受到的影响
不同的时代和不同的地区的特点,经过不同设计师的创作和表现就会出现不同的设计,渐渐地就会发展成为具有代表性的设计形式,这就形成了室内设计风格。
当前智能家居产品的外观大部分都是具有现代感的,当户主要求的室内设计风格是现代风格的时候,只需要要考虑如何将这些产品与室内氛围较好地融合即可;但是当户主所想要的室内设计风格不是现代化风格时,设计师在做室内设计的时候就要充分考虑到两者之间的对比或者呼应,既要使智能家居产品不显得过于突兀,又要使这些产品与整个的氛围相融洽。
3.2从室内照明分析室内设计受到的影响
人们已经有了节约能源的认识,也知道室内照明对于能源的浪费,虽然人们有心节约能源,但是真正做出额外的努力的却很少。在智能家居室内设计时,应该充分考虑到室内照明的能源节约问题,设计照明系统的时间性、区域性自动控制系统,使室内的照明能够按照时间和区域的设置实现自动关闭。自动控制的设计要留有人工干预的可能,以更好地满足住户的需要。通过各种室内照明条件的设计,达到节约能源和户主个性化表达的双重目的。
3.3从室内色彩分析室内设计受到的影响
配色问题时室内设计色彩问题中非常重要的一个方面。各种色彩之间的相互搭配形成了色彩效果,相同的颜色放置在不同的背景之下也会出现不同的色彩效果。根据色彩的敏感和依存的关系将色彩进行协调处理是配色的关键所在。
户主对于智能家居的室内设计一般都会有很高的要求,当各类智能家居产品要放置到室内的时候,这些产品的颜色如何与室内其他的颜色相互协调成为了室内设计师需要重点考虑的问题。在室内色彩设计中要遵循两个原则,一个是住户个性化的要求,另一个是室内实际中各个要素色彩的灵活运用。
3.4从室内家具分析室内设计受到的影响
以电视柜为例来说明智能家居系统对家具造型和布置的影响。随着电子产品的不断发展,电视机的种类越来越多,比如液晶电视、背投电视、等离子电视等等,而且电视的尺寸也越来越大[4]。电视尺寸的变化影响了电视柜的尺寸,电视机横向上越来越宽,使得电视柜为了适应电视机也变大越来越长,电视机竖向上越来越高,为了能够适应人们观看的需要,电视柜变得越来越低。有些家庭用地台和隔板代替了传统意义上的电视柜,还有些家庭将电视悬挂在墙上,客厅中不再放置电视柜。
3.5从室内陈设分析室内设计受到的影响
照片、字画、盆栽、玩具、收藏、装饰、雕塑等物品的陈设都属于室内陈设的范围。智能家居系统中,电视、音响、电脑、空调等都是属于室内陈设的范围。在对这些智能家居系统中的室内陈设进行设计时,要考虑到这些产品的造型、色彩、功能,使得室内设计中这些陈设能够与整个环境达到协调一致的效果。
智能家居使得进入到家庭的产品越来越多,像数码相机等这些小件的产品可以被收纳到橱柜中,但是像打印机这样大件的产品就会成为室内陈设。办公用的打印机多为灰白机身,而现在家用的打印机为了适应室内陈设设计效果的需求,推出了彩色机身,能够为室内色彩增加调色,营造室内环境的设计效果。
3.6从其他方面分析室内设计受到的影响
室内的空间布局也受到了智能家居系统的应用的影响,在一些户型设计中,客厅、厨房和餐厅是一个比较大的、宽敞的、明亮的空间,在这个空间里可以根据住户的需求设计一个供家庭娱乐使用的小区域[5]。
原先人们对于厨房脏、乱、差的随着挣提成厨房的出现而得到了改变,厨房因此变得非常的整洁干净,而且也对其他区域的环境质量的提升有一定的效果,使人们能够更加舒适、高效的工作和生活。厨房所处的位置也发生了变化,不再是整个房屋的角落地带,而是成为了房屋中比较重要的一个区域,与入口、客厅、餐厅都想通。还有人将厨房设计成为开放式的,直接与房屋的其他功能区域相连。
结 语
智能家居具有广阔而长远的发展前景,这是因为它能够为人们提供舒适、安全、方便、有机的生活环境,能够迎合人们的喜好。在智能家居不断发展的同时,也对室内设计产生了很大的影响,使室内设计与传统的相比发生了变化。这些变化就对室内设计师提出了更高的要求,要求设计师要综合考虑风格、照明、色彩、家具、陈设等方面的因素,在于智能家居产品供应商的沟通的基础上,设计出住户满意的智能家居室内设计方案。
参考文献:
[1]王娟,兰正彦.基于ZigBee无线传感网络的智能家居系统设计与实现[J].东华理工大学,2010,03(09):19-24.
[2]李乐.基于嵌入式Web服务器和ZigBee的智能家居系统的研究与设计[J].林业机械与木工设备,2010,12(11):11-13.
智能家居产品经理、高级工程师
前言随着网络技术的无线化和家居生活的高品位、时尚化的发展,新技术在家居中的应用将明显体现出其不可抗拒的发展趋势。ZigBee的超低功耗无线短距控制网络技术在家居智能控制的应用将形成新的消费需求,它能简单到只要更换开关就可以完成安装,不需要消费者成为专家就可以轻松享用,它不但能控制灯光、窗帘和家电,它还能为您节约能源、保障安全,成为您最贴心、最放心的家人。
Zigbee技术与中国智能家居的应用堪称为“天作之合”,为什么这样说呢?我们完全可以从两者毫不相关的发展历程和各自的特点上找到这个不谋而合之处。
智能家居在中国的发展状况
自九十年代初结构化布线和楼宇自控的技术开始进入中国市场至今已经十多年过去了,在这期间智能建筑概念对中国的房地产市场的发展(包括楼宇、小区等)或多或少起到了一定推波助澜的作用,而智能家居则起步和发展相对较慢。
因为,智能家居的最终消费对象是个人,即便是发展商预先配置好了,最后是否认可还是消费者说了算。因此,个人的消费观念、文化水平、经济能力和从众心态就成为了决定市场的关键因素,而这些因素比起开发商的炒作要理性得很多,不是靠几次炒作就能快速启动的。就算消费者买了具有所谓智能家居功能的房子,如果没有真正满足的实际使用需求,或技术服务没有跟上,迟早是变成一堆废物。 经过长期而深入的分析,我认为智能家居之所以发展较慢的最大障碍主要有五个方面:产品价格、技术标准、安装方式、使用难度和品牌信任度。
产品价格
无论是国外的还是国内的产品,由于其采用的技术都离不开各种网络、控制和软件技术,因此,比起传统产品(如开关、窗帘等)来说要贵的多。一个控制器的价格起码要比普通的开关贵十倍以上。因此,如果没有真正的需求,一般是不会考虑的。
技术标准
这是困扰行业的一大难题,至今为止除了2005年信息产业部认可的“E家佳”和“闪联”两个智能家居推荐标准外(普及尚待时日),国外和国内各厂商自主使用的各种标准在中国市场上是五花八门,实际上是没有形成最主流和真正适合家居的标准。由于技术标准的不统一,消费者处于非常茫然的状态,那只好继续观望了。
安装方式
这个问题几乎成了产品研发和推广的致命难关。采用传统且成熟的总线技术产品,难以让多数消费者接受。因为,这必须要在装修前预埋管线,工程难度大、技术要求高,并且一旦装修完毕,就很难再做修改,这对于还在不断学习和尝试感受新事物过程中的消费者来说是很难接受的。
要么就采用无线,但是大部分的无线控制产品都采用的是频率较低的315 MHz、 433MHz的公共频段,该频段上还包括遥控玩具、报警器、遥控门锁等,其产品抗干扰能力差、传输速度慢和产品功耗大等缺陷无法满足智能控制的需求。
电力载波产品曾一度推广力度较大(如X10家族等),可是由于其技术的先天不足,在中国恶劣的电力线环境中,难以保证其通讯的可靠性,许多产品厂商都难以维系其生存,无论产品有多么的便宜,消费者还敢去买吗?
使用难度
那些之前使用过智能控制产品的消费者,其实有很多的功能是不会用的,这有点类似于电视机遥控器,相信大部分人90%以上的功能键是不常用的,起码一半以上的甚至还不知道是做什么的。对于那些过于IT化的复杂控制产品,很难在实际生活中起到主要的作用(除了显呗时尚以外)。因此,操作简单才是多数消费者的心声。
品牌信任
国内其实有很多公司,包括海尔、联想这样的大公司和众多的中小科技公司都在致力于家居智能的产品开发和市场推广,国外的著名品牌企业,如法国罗格朗、ABB等,也相继进入中国市场。那么如何才能在大多数消费者心目真正建立品牌信任度呢,最关键是要取决于品牌的实力、对消费者的了解和服务能力。
ZigBee技术介绍
ZigBee技术是一种应用于短距离范围内低数据传输速率下的电子设备之间的无线通信技术。ZigBee名字来源于“Bee”蜜蜂,“Zig”取自英文单词“zigzag”,意思是走“之”字形,是蜜蜂通过跳之字形状的舞蹈来通知发现的新食物的位置、距离和方向等信息,以此作为新一代无线通讯技术的名称。
随着通信技术的快速发展,短距离无线通信技术已经成为通信技术中的一大热点。各种网络终端的出现、工业控制的自动化和家庭的智能化等都迫切需要一种具备低成本、近距离、低功耗、组网能力强等优点的无线互联标准,ZigBee就是在这样的背景下应运而生的。
ZigBee联盟成立于2001年8月。2002年下半年,英国Invensys公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司和荷兰飞利浦半导体公司共同宣布,将加盟“ZigBee联盟”来研发下一代无线通信标准“ZigBee”。这一标准主要用于近距离无线连接,适合承载数据流量较小的工业控制、医用设备控制、汽车自动化、农业自动化和消费性电子设备等。
ZigBee与Bluetooth (蓝牙)、WiFi(无线局域网)同属于2.4GHz频段的IEEE(美国电气与电子工程师学会)标准网络协议,由于性能定位不同各自的应用也就不同。
从表格中我们可以看出ZigBee技术的特点:
超低功耗
由于ZigBee技术传输速率低、传输数据量很小、内存使用量少,因此信号的收发时间很短,ZigBee节点可以在大部分时间内处于睡眠状态,当需要发送数据时,Zigbee可以在15ms或更短的时间内由睡眠状态进入工作状态,因此即使处于睡眠状态的节点也能做到低时延。所以ZigBee节点非常省电,对于典型应用,碱性电池可以使用数年,对于某些工作时间和总时间(工作时间+休眠时间)之比小于1%的情况,电池的寿命甚至可以超过10年。
网络容量大
ZigBee低速率、低功耗和短距离传输的特点使它非常适宜支持简单器件,而简化功能器件可以用于非常简单的应用。一个ZigBee的网络最多包括有255个ZigBee网路节点,其中一个是主控(Master)设备,其余则是从属(Slave)设备。若是通过网络协调器(Network Coordinator),整个网络最多可以支持超过65000个ZigBee网路节点,再加上各个Network Coordinator(协调器)可互相连接,整个ZigBee网络节点的数目将十分可观。
数据传输可靠
ZigBee的媒体接入控制层(MAC层)采用talk-when-ready的碰撞避免机制,采用这种方法可以提高系统信息传输的可靠性。同时,ZigBee网络层采用了网状网的组网方式,从源节点到达目的节点可以有多条路径,路径的冗余加强了网络的健壮性,如果原先的路径出现了问题,比如受到干扰,或者其中一个中间节点出现故障,ZigBee可以进行路由修复,另选一条合适的路径来保持通信,这也是ZigBee加强其可靠性的一个重要特性。
时延短
ZigBee的响应速度较快,从睡眠状态转入工作状态只需15ms,节点连接进入网络只需要30ms,既节约了能源又缩短了时间。相对而言,Bluetooth需要3~10s,WiFi需要3s。
安全性
ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能,在数据传输中提供了三级安全性。ZigBee加密算法采用AES-128可以用来保护数据净荷和防止攻击者冒充合法器件,同时各个应用可以灵活确定其安全属性。
实现成本低
由于对资源要求低、系统结构简单,产品的构成成本自然降低,再加上Zigbee协议为免专利费用,其大量市场的应用必然大幅度降低芯片的成本。
ZigBee技术在数字家庭领域的应用
Zigbee主要应用于距离短、数据传输速率不高的各种电子设备之间。通常,符合下列条件的应用都可以考虑采用Zigbee技术:设备距离短;设备成本低、数据传输量小;设备体积小,没有充足的电力支持;需要覆盖的范围较大,网络内需要容纳的设备较多;网络主要用于监测或控制。随着ZigBee规范的进一步完善,许多公司均在着手开发基于ZigBee的产品。采用ZigBee技术的无线网络应用领域有家庭自动化、家庭安全、工业与环境控制与医疗护理、检测环境、监测、监察保鲜食品的运输过程及保质情况等等。
在家居中有很多电器和电子设备,如电灯、电视机、冰箱、洗衣机、电脑、空调等等,可能还有烟雾感应、报警器和摄像头等设备,使用了ZigBee技术,可以把这些电子电器设备都联系起来,组成一个网络,还可以通过网关连接到Internet,这样用户就可以方便的在任何地方监控自己家里的情况。
ZigBee技术与中国智能家居现状的高度匹配
通过以上的分析,我们就明显看出这两条线路之间存在必然的关联。
1.低成本是ZigBee技术最具魅力的特征
与总线预埋工程相比,ZigBee无线系统完全省去了管线设计、施工、安装、维护所带来的一大堆成本,另外,对于已经装修好的家居来说,更省去了可能产生的一大笔装修改造费用,再加上产品本身简单且价格低廉,这对于中国的消费者来说是再合适不过了。
2.采用先进成熟的国际标准,没有后顾之忧
采用了属于Bluetooth (蓝牙)、WiFi(无线局域网) 等成熟标准同一个大家族的国际标准,无论进口还是国产的产品,起码无需担忧它被淘汰和不可靠的因素,是传统无线技术或电力载波技术无法比拟的。如果选择实力强大的品牌企业的产品,自然没有后顾之忧。
3.无线网络的解决方案突破了安装方式的难题
基于无线传输特点,ZigBee首先提供了一套无需在设备间额外安装通讯电缆的解决方案,同时,采用了Mesh network网状网络,使无线解决方案由于设备之间传播的信号覆盖整个屋子,突破坚实的结构,就像墙壁、家具等自然成为可能。只需更换传统的开关就可立即实现对灯光、窗帘等电器的智能控制,任何一个非专业的电工都能安装。由于系统的容量大,如果需要的话今后还能不断进行扩展和修改。
4.ZigBee技术本身就是用于简单控制
在互联网时代,到底是定位竞争还是跨界创新?按照传统的产业组织理论,企业在行业内的位置决定了其竞争优势。在“定位”方法论里,品牌创建于消费者的心智之中,每个成功品牌都应该在用户心中建立起独特的定位。百度、阿里巴巴、腾讯代表了国内互联网市场的发展,三者的“定位”泾渭分明,百度连接人与信息,阿里连接人与商品,腾讯则连接人与人。
但事实上,百度不仅有搜索业务,阿里也凭借支付宝进入金融服务领域,腾讯更是依靠跨界创新思维来和阿里展开竞争。例如,腾讯构建“腾百万”的“正面战场”,持续的互联网“红包”大战,就是腾讯生态系统对于阿里生态系统的侵蚀。虽然跨界可能会侵犯别人的领地,但跨界可以促进创新。也就是说,互联网企业的成长战略,除了“定位”,更重要的是如何保持和扩大用户“粘性”。一方面要把这些用户留在自己的平台和生态系统中,另一方面还要让这些用户消费平台上的互联网服务和产品。
互联网时代规模为王,与跨界平台互相促进。互联网巨头不少是基于双边市场的平台型企业,一边连接用户,一边连接供应商。按照网络效应的概念,平台企业胜者通吃,用户基础是所有互联网平台的最大资源。在平台商业生态系统中,赢者通吃,只有第一,没有第二;你不整合别人,便被别人整合。小米积累了大量的用户,如果能够把相关的产品和服务整合在自己的平台上,降低复制成本并提升便利性,平台战略就有可能取得成功。
同时,接入便利才能够实现规模增长。平台成长的关键在于接入成本,以及由此快速复制带来的爆发性增长。所以,无论多么充满想象力的商业模式,标准化的体验流程依然重要。以淘宝为例,当商业模式成熟,前期的用户积累到一定规模,随后的参与者就能享受网络效应和规模经济带来的“红利”。而对于淘宝而言,新商户加入平台所产生的成本几乎可以忽略不计。商业模式成熟以及便利接入的前提,是平台供应商的规范化和标准化。正因为手机零部件的标准化,才降低了小米手机大批量生产的风险,小米才有可能积累大量的用户基础。供应商产品标准化是决定互联网企业跨界扩张的关键。
1.1核心理念和基础从全球倡导的住宅可持续发展理念来看,我国传统住宅建造和装修模式最主要的问题就是由于设备管线在主体结构中进行预埋,但设备、内装与主体的使用寿命周期不同,而使得设备管线在维修的过程中会造成对主体结构的破坏,从而缩短住宅的使用寿命。因此,从我国目前提倡的绿色、低碳和可持续发展理念及建筑产业现代化的发展趋势出发,海尔家居内装装配化技术体系从定位上首先是明确了以支撑体和填充体分离为主导思想的SI住宅理念,并强调内装系统的部品化设计。同时伴随着SI住宅理念及相关技术和干式内装部品体系在国内的引入,也面临着技术本土化和资源本土化的研究课题,这也正是海尔家居装配式内装技术体系的核心,即开发适合我国国情的SI干式内装技术体系和部品体系,以解决部分SI技术和国内规范冲突、进口部品价格高,市场接受程度低等问题。
1.2海尔家居内装装配化技术体系作为以装配式内装总承包为发展定位的海尔家居,从技术支撑层面,主要包含施工工法与施工质量管理体系和内装部品体系两块内容。施工工法与施工质量管理体系主要是研究和解决如何在满足我国施工验收规范的基础上,进行工业化施工工序的协调、施工过程质量控制、成品保护以及指导具体施工工作;而内装部品体系的研究关注点主要为在充分调研和分析市场需求的基础上优化部品使用功能,形成可满足多样化需求的标准化、系列化部品体系,以解决早期介入和影响项目前期的主体设计,为设计提品选型和设计预留条件,从而为标准化部品的应用提供条件。
1.2.1施工工法与施工质量管理体系1)施工工序与施工工法施工工序的制定(图1)是为了根据工程的规模和特点,为便于在施工过程中合理组织施工,减少投入,加快施工进度,将项目按专业类型、铺开施工及流水施工组织相结合的方式进行。为了充分利用工作面,在空间上组织流水作业,在组织上建立健全管理机构,在管理上精心组织、科学安排,在施工工艺上运用较先进的施工工艺和较成熟的施工方法及技术措施,在人、财、物上充分发挥自身优势,确保优质、高效、安全、文明地完成工程的全部施工任务,做到科学管理,均衡施工。而施工工法则是保证施工质量的重要技术手段。2)施工质量管理体系装配化内装与传统内装在施工方面的主要区别是将现场施工的工作更多转换为工厂化生产和现场的装配安装。这种方式所带来的改变使得其施工工厂化管理具有三个方面的主要特征;一是生产管理的精细化,分工明确,职责到人;二是物料供应的标准化,物料按每件产品、每道工序所需,进行定时、定点、定额的供应和控制;三是现场管理的规范化,现场功能区域划分明确.物料置放统一规范。
1.2.2干式内装部品体系部品作为住宅可装配化的基本组成部分,从研究角度主要分为三块内容:第一是部品内部空间布局的优化;第二是部品与主体的接口问题,第三是部品技术性能的保证与提升。从实际应用的角度,主要为针对不同消费群体开发出不同系列的部品。1)整体厨房整体厨房是海尔家居的传统优势产品,且整体厨房关于布局的研究和成果已经很多,因此从市场应用角度,其研究的主要关注点为如何结合我国的主流消费群体开发出通过功能布局来满足使用需求和通过材料配置来体现成本控制的系列化产品(图2、3)。2)整体卫浴整体卫浴在日本已经是非常成熟的部品,在国内也已经有厂家生产,但在国内的推广应用中受到一定阻碍。因此对于定位为内装总承包商的海尔家居,其关注点一方面是基于国内市场的反馈信息,如:墙板材质不能体现档次、门高较低等问题进行优化和改良,同时,针对整体卫浴存在的尺寸空间小的问题,将卫生间干湿分离的理念引入到研究中,以扩大整体卫浴的应用范围;另一方面是从技术层面将整体卫浴的设计预留条件、与建筑的连接接口进行分析研究,以使整体卫浴前期介入设计并为其进行空间及接口的预留提供可能。3)整体收纳整体收纳在内装施工中属于工业化程度较高的部品,大部分组件都可以在工厂生产加工,现场拼装即可。对于海尔家居,整体收纳主要关注点为:第一,根据目标人群收纳习惯和被收纳物品特征确定不同部位收纳模块的重点收藏对象,如:玄关收纳适合收藏常用的如鞋、雨伞等物品,阳台适合收纳使用率较低的过季鞋子等。然后依据每个模块的重点收纳对象的标准尺寸,确定一系列基本模块的尺寸系列,并通过这些不同尺寸系列的基本模块的组合来形成多样化的整体模块,以解决标准化模块和多样化需求的矛盾,同时实现对非标准化尺寸空间的适应性。同时,为了满足内装预算较低要求项目的收纳需求,引入了极简收纳模式(图4),该种收纳模式是以主体预留墙体凹进部分的空间做为收纳空间的侧板,只需在最外侧设置门板和内部隔板即可达到收纳的要求,不但降低了收纳的成本,也减少了侧板安装所耗费的时间精力。4)墙面、吊顶及地面系统墙面、吊顶及地面系统是实现SI主体、内装、管线分离设计理念的重要载体,目前常用的为树脂螺栓贴面墙系统、轻钢龙骨吊顶系统及地脚螺栓架空地板系统。但考虑到目前树脂螺栓、地脚螺栓等部品需要进口,价格高;且六面体架空对空间的占用和层高的增加等因素造成的市场接受度低,本研究的关注点为:第一,将可实现六面体架空的墙面、地面和吊顶系统进行技术梳理,明确各类系统的构造组成、技术优势、适用范围、经济指标、设计预留条件等;第二,通过寻找可国产化的能实现SI理念的低成本部品,如低空间龙骨,并通过优化设计方法,如局部架空以减少层高的增加来实现内装、管线与主体的分离,同时降低成本,增加市场接受度。5)智能家居随着社会信息化的加快,人们的工作、生活和通讯、信息的关系日益紧密。人们对家居的要求早已不只是物理空间,更为关注的是一个安全、方便、舒适的居家环境,智能家居的概念由此提出。它主要包括以下五个方面:家居安防、家居通信、家居节能、家居消防以及家居控制。通过对日本成熟的智能家居的调研,国内的智能家居在产品和配置方式还缺乏体系化。为了规范智能家居的配置情况,提高海尔家居在此领域的核心竞争力,本研究的关注点主要为在注重实用、设置合理、经济性等因素的基础上,基于不同居住对象、不同建设标准的住宅合理配置智能化系统,使智能家居建设按不同的功能设定、技术含量、经济投入等因素综合考虑,划分为:一级、二级、三级,从而明确住宅套内智能化的建设标准,并重点关注了智能家居5部分25个子系统(图5)的设计、施工、验收要点,典型户型示例及智能家居与其它专业、部品的接口等。6)白电系统白电(指可替代家务劳动的电器产品)系统历来是海尔集团的传统优势产品,基于海尔家居作为内装总承包商的战略定位,本部分研究的关注点为如何将海尔传统优势—白电产品,有机融合到精装修总包工程中,主要解决的是白电系统与内装工程的一体化问题,并结合精装市场需求,形成基于成本控制的典型配置方案以满足不同业主的需求。
1概述
伴随着数字化和网络化的进程,智能化浪潮席卷了世界的每一个角落,成为势不可挡的历史大趋势,其中正在兴起的智能家居建设热潮,就是在这种形势下应运而生的。
但是现代家庭中,弱电线缆越来越多,如电话线、有线电视线、宽带网络线、防盗报警信号线等,带来线缆多、乱的麻烦,因此,家庭弱电系统需要进行统一、规范的管理。然而,传统家庭布线方式因为施工不规范、维护和使用方便等因素,已不能适应当前家庭装修的需要,更无法满足未来智能家居生活的更高要求。蓝牙技术的出现,正发解决了这个问题,使智能家居中的无线控制成为可能。
2蓝牙技术
2.1蓝牙简介
蓝牙技术是Ericsson移动通信公司在1994年开始启动的,其目的是实现最高数据传输速率1Mb/s(有效传输速率为721kb/s)、最大传输距离为10m的无线通信。
“蓝牙(Bluetooth)是一个开放性的、短距离无线通信技术标准,也是目前国际上最新的一种公开的无线通信技术规范。它可以在较小的范围内,通过无线连接的方式、安全、低成本、低功耗的网络互联,使得近距离内各种通信设备能够实现无缝资源共享,也可以实现在各种数字设备之间的语音和数据通信。由于蓝牙技术可以方便地嵌入到单一的CMOS芯片中,因此,特别选用于小型的移动通信设备,使设备去掉了连接电缆的不便,通过无线建立通信。
蓝牙技术工作在全球通用的2.4GHzISM频段。从理论上讲,以2.4GHzISM频段运行的技术能使用距30m以内的设备互相连接,但实际上很难达到。现阶段,蓝牙的发射范围可达10m,可以同时实现8台设备的相互联通。当检测到距离小于10m时,接收设备可动态地调节功能;当业务量减小或停止时,蓝牙设备即可进入低功耗工作模式。
2.2蓝牙中的关键技术
2.2.1跳频技术
蓝牙工作的频段是全球通用的2.4GHzISM频段。该频段对所有无线电系统都开放,因此,蓝牙在使用过程中经常会遇到不可预测的干扰源,例如手机、无绳电话、微波炉等。这使得蓝牙系统的传送错误率远远高于实际应用水平,为此,采用跳频技术是避免干扰的一项有效措施。
所谓跳频技术,就是将整个频带分成若干跳频信道(HopChannel)。在一次连接中,蓝牙芯片所控制的收发器按照一定的码序列,不断地从一个信道跳转到另一个信道;而接收方也是按照相同的跳转规律进行通信。这实际上属于一种硬件加密手段,除非第三方掌握了接收双方的切换信道干什么,否则,从理论上计野外法完整获得信息的,而干扰源也是不可能按同样的规律进行干扰的。跳频的瞬时带宽很窄,但通过扩展频谱技术,可以使这个窄带宽被成倍地扩展成宽频带,使扰的可能性变得很小,由此就可以保证传送的完整性和系统的稳定性。
2.2.2纠错技术
在蓝牙技术中使用了三种纠错方案:1/3比例前向纠错码(1/3FEC)、2/3比例前向纠错码(2/3FEC)和用于数据的自动请求重发(ARQ)方式。
1/3比例前向纠错码是一种较简单的纠错码方式,属于重复码,实现时对每位信息重复三次。2/3比例前向纠错码是一种(15,10)精简的汉明码表示方法,用于部分分组。
使用ARQ方式,在一个时隙中传送的数据必须在下一个时隙得到确认(或超时)信息。只有数据在接收端通过了报头错误检测和循环冗余检测,被认为无错后,才向发送端反回确认信息;否则,返回一个错误信息。
2.2.3微微网
蓝牙支持点对点和点对多点的通信,其最基本的网络组成是微微网。微微网是通过蓝牙技术连接起来的一种微型网络,由一个主设备(Master)和若干个从设备(Slave)组成,且从设备最多为7台。主设备负责通信协议的动作,而从设备则受控于主设备。一个微微网可以是2台相连的设备,也可以是8台连在一起的设备,所有设备单元均采用同一跳频序列。主从设备的拓扑结构如图1所示。
蓝牙给每个微微网都提供了特定的跳转模式,因此,它允许大量的微微网同时存在。同一区域内,多个微微网互联形成了分散网。不同的微微网信道有不同的主单元,因而存在不同的跳转模式。
2.2.4安全性
蓝牙技术的无线传输特性使它非常容易受到攻击,因此,安全机制在蓝牙技术中显得尤为重要。虽然蓝牙系统所采用的跳频技术已经提供了一定的安全保障,但蓝牙技术仍然需要在应用层和链路层上提供安全措施。该措施将用于对等环境,即蓝牙系统每个单元中设备的匹配和加密规则都将以同样的方法实现。在链路层,蓝牙的使用四个参数来保证系统的安全性:每个用户唯一的48位地址、用户的128位验证密钥、用户的8~128位加密密钥、设备产生的一个128位随机数RAND。
蓝牙的低层安全是通过基带和链路管理中的鉴权、匹配和加密完成的。
鉴权基于“竞争-应答”算法,是蓝牙系统中的关键部分,它允许用户为个人的蓝牙设备建立一个信任域。校验器发送一个LMP-au-randPDU分组给请求者,该PDU(协议数据单元)分组含有一个随机数。请求者根据获取的分组计算出应答值,然后将应发回给校验器,验证应答值是否正确。
当两台设备无共用链接字时,则基于个人识别码PIN和随机数创建初始化字Kinit,这一过程为匹配。Kinit字在校验器向请求者发出LMP-in-rand时创建,然后进行鉴权,共计算过程基于Kinit字,而不是链接字。通过鉴权后,链接字即被创建。
加密被用来保护连接中的个人信息,密钥由程序的高层来管理。网络传送协议和应用程序,可以为用户提供一个较强的安全机制,需要注意的是,加密字节全不同于鉴权字。鉴权字具有静态性,而一旦建立加密字,就由运行在蓝牙设备上的具体应用,来决定什么时候和是否需要修改加密字。
3智能家居系统
智能家居的概念起源于美国。它依靠3C技术(ComputerTechnology、CommunicationTechnology和ControlTechnology),并结合信息家电的发展,为用户提供了一种更加安全、舒适、方便、快捷的智能化和信息化生活空间。其内涵就是“在具有个性化的住宅家庭中,将多元网络信息、多样化的自动化控制以及节能环保等功能,整合到一体化的家庭智能信息管理与自动化监控平台上”。
智能家居是将家庭中各种与信息相关的通信设备、家用电器和家庭保安装置,通过家庭总线技术连接到一个家庭智能化系统上,进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理,并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。这些功能都是通过家庭控制器来实现的。家庭控制器具有家庭总线系统,通过家庭总线系统提供各种服务功能,能和住宅以外的外部世界相连接。所以说,家庭控制器是智能住宅的核心。
智能家居中的信息传输介质,可以分为电话线、电源线、双绞线、电缆和无线技术,其中无线方式是目前最热门的发展方向。
4蓝牙技术在智能家居系统中的应用
正是由于蓝牙技术的低成本、低功耗、高速率、高可靠性和兼容性等特点,使得基于蓝牙技术的智能家居系统能为人们所接受。
(1)家庭环境控制
智能家居的一个重要功能就是对居住环境的控制,即自动或远程控制家庭的温度、湿度、光照、空气质量和热水器等。如今,环境问题已经成为一个直接关系到人们身体健康,乃至生命安全的至关重要的问题,家庭环境也不容忽视。智能家居系统,可以改善人们的生存条件,也可以提高家庭的生活质量。
(2)能源监视与管理
主要是指家庭中的水、电、燃气和供暖的定时开关等。可以自动关灯和关闭电器,节省开支;家中没有人时,可以调节供暖的温度;在电费较低的时段开启电器。
(3)家庭流量计费
目前,大多数远传计量系统采用如下方式:在各个房间内的远传表,通过专用的布线系统连接至各个节点流量控制器,再汇总到物业管理中心进行上位管理。在智能家居系统中如果采用了蓝牙技术,就会出现新的三表远传流量计费系统的局面。
通过在支持蓝牙的微芯片中置入相应程序,并置入流量表中,可以去掉流量表与节点控制器之间的连线,使每个计量末端采用无线方式,降低系统由于线路损坏而带来的系统故障,提高了系统的可靠性。
(4)安防系统
智能家居的基本目标为人们提供一个舒适、安全、方便和高效率的生活环境。这就需要一个安全的家庭体系,其中既包括人身和家庭财产的安全,也包括家庭设备的安全。为了实现这种安全体系,需要配备相关的防卫措施,例如电子门禁、对讲系统、电子防盗系统、玻璃破检测报警系统、室内跑水检测与报警系统、室内有毒/害气体的检测等。
报警控制器连接至社警铃、报警指示灯、电话、若报警,可按预先设置的若干个电话号码,自动拔通进行报警,并报出家中具体是哪个系统报警了。