淺析智能家居功能與系統創新

　　家庭智能化系統的創新功能介紹

　　家庭智能化系統主要給人們帶來的是居住安全、舒適與節能的享受，這些功效通常通過家庭智能化系統的六項主要功能來實現，即可視對講、家庭防盜、遠程抄表、家電智控、信息發送以及家居布線等功能。在這些系統功能中，安全是大家關心的首要問題，也是小區的共性要求，是家庭智能化的核心，如可視對講系統、家庭防盜系統與家居布線系統已經被市場廣泛接受;信息發送、家電智控功能也逐步走入高檔住宅小區，遠程抄表功能雖然說已經沒有技術障礙，但是由于地方政策等因素的制約，應用還不夠廣泛。近年來，人們對居住品質提出了更高的要求，安全、節能和舒適是家庭智能化今后要達到的更高境界，并不斷催生出許多新的需求。雖然，目前許多功能還是少數人的個性需求，但值得業內人士重視與探討。

　　面向安全、舒適與節能，廠商們應該將傳統家庭智能化的功能進行創新設計，使新的系統具有更強的處理能力和更多的系統功能。這種系統具有多種可以編程的模式，每一個探測器及每一個智控設備都可以獨立編入模式，而每一種模式都可以通過遠程電話或戶內鍵盤來控制。比如將某一模式編為晚上就寢模式，這時可以將防盜系統的相關探測器設防、燈光關閉、熱水器關閉、煤氣閥關斷等。系統還具有萬能聯動功能，即任何傳感器可以和任意執行器之間產生聯動。煤氣探測器報警可以聯動打開排氣扇，同時關閉煤氣閥;入侵探測器報警可以聯動打開陽臺燈光;甚至可以做到在單元門口刷卡開門時，家里的防盜系統自動撤防，燈光自動打開，迎接主人的到來。在綠色節能方面，系統可增加如下功能：一是空氣質量探測與排氣設備聯動，以保證室內空氣質量與有害氣體的及時排出;二是室內濕度監控與抽濕設備聯動，以保證室內具有合適的濕度環境;三是人離斷電，將相關電源開關集中在模式中進行控制，避免電視、空調等家用電器在待機時的電能損耗以及忘了關燈等行為造成的浪費。在安全方面，系統可考慮接入老人自動報警器，通過判斷傳感器狀態和位置進行自動報警;在火災報警和應急逃生方面，新的家庭智能化系統也應有所作為，通過火災探測器和逃生裝置的接入，使住戶能夠在火災事故發生時不僅能夠及時發出報警，還能通過逃生裝置在第一時間逃離現場，保障人員的生命安全。

　　由此可見，隨著家庭智能化的不斷發展，家庭安保系統將逐步擴展成為家庭智能控制中心，在提高人們居住生活水平上發揮越來越大的作用。

　　創新的集成系統架構

　　以家庭智能化為核心的住宅小區智能化系統一般包含安全防范、管理與監控、信息網絡三個子系統。其中，安全防范子系統又包含住宅報警裝置、訪客對講裝置、周界防越報警裝置、閉路電視監控裝置與電子巡更裝置;管理與監控子系統包括自動抄表系統、車輛出入與停車管理、緊急廣播與背景音樂、物業管理計算機系統以及設備監控裝置。以上多個分子系統與電話、電腦、電視網絡相結合，形成了通常意義智能化小區的主要組成部分。

　　在上述系統中，安全防范子系統與管理監控子系統的功能，一般都是由獨立的分子系統實現，并在小區管理中心層面通過物理連接實現聯動功能和通過信息平臺實現數據共享。這就是業內通常所說的系統集成。

　　這種系統集成的特點是功能子系統與物理子系統一一對應，系統是由下而上建設，即先完成子系統建設再在中心實現有限的集成。各子系統使用不同廠家產品與不同的協議標準，每個系統的管線、設備、運行和維護都是獨立的，這種系統集成具有結構復雜、經濟性不佳、可靠性不強和設備不能互通互換等不足之處。

　　于是，從系統設計的角度，業內人士提出了從系統集成到集成系統的轉變。

　　集成系統是建立在統一網絡平臺上、實現多功能融合的簡單化系統，其特點是在一個具有標準接口的網絡上掛接不同的多功能終端，實現以往需要多個獨立系統才能完成的多種功能要求。集成系統與系統集成的區別在于，集成系統是一種自上而下的結構，是先建立控制網絡，再延伸出各個功能子系統。并且，集成系統的前端設備是多功能的、開放的、可以擴展的設備。如系統主機、終端與模塊采用標準化接口設計，不同廠家產品可以互換，而且其功能可以擴展，當需要增加功能時，不必再開挖管網，簡單可靠、方便節約。

　　顯然，這種創新型的集成系統架構具有結構優化、經濟節約、維護方便、效益提高等優點。同時，有效地實現了系統的綜合監控管理、實現相關子系統的協同與聯動、優化簡化了系統結構、減輕設計施工與驗收工作、縮短周期并方便系統運行維護。在系統設計時，采用集成系統的理念和架構，能夠從根本上減少甚至避免系統安裝維護所遇到的諸多問題。

　　從以前簡單的子系統羅列，發展到了采用融合與集成技術，人們要求系統結構盡可能優化與簡化，而且采用數字化、網絡化的產品和系統越來越多，人們體會到了減少線纜與共享資源的好處，以及人們對電話、電視、寬帶的結構化和標準化模式非常習慣與認同，于是，要求系統網絡化、標準化、智能化的呼聲也日益強烈。因此，這種創新型的系統架構是可行的，也是大勢所趨。

　　系統可靠性設計建議

　　有了先進的家庭智能化功能和創新的系統架構，是不是就能高枕無憂了呢?根據筆者多年的產品設計與工程實施經驗，認為答案是否定的。由于家庭智能化是二次成型的系統產品，其系統的工程特性在用戶滿意度提升上起到至關重要的作用。在智能家居系統設計生產過程中，應充分考慮這種集成的可變因素。在可靠性與工藝性設計上，減少今后集成可能帶來的不穩定因素，這也是系統設備生產廠家遇到的新課題和新挑戰。

　　首先，小區控制網絡是集成系統的基礎和關鍵，一定要選擇被廣泛接受并被證明有效可靠的通訊協議。以前對控制網絡的爭論比較多，但通過近幾年的實踐，人們越來越務實地認識到，無論何種控制網絡形式，只要能夠可靠傳輸信號，并且具有標準化接口，都能成為智能小區集成系統的基礎與載體。以太網和現場(總線)控制網絡是當前應用于智能小區集成系統的主要網絡形式。其中基于LonTalk協議的LonWorks控制網絡是一種通用的、開放式的互動測控網絡，可與多家廠商的現有產品及不同網絡通訊協議設備組網。在小區內建立LonWorks現場總線，可以將現有智能設備組網。同時，面向未來，可以接駁各種接受LonTalk協議的智能設備，并能與IP局域網融合。中國標準化管理局(SAC)已將LonWorks技術轉化為下列控制網絡技術標準(國家標準)：GB/Z20177-2006控制網絡LonWorks技術規范;GB/T20299.4-2006《建筑及居住區數字化技術應用》第4部分：控制網絡通信協議應用要求。

　　對于大型小區，系統戶數可達數萬戶，總線距離可達數公里，此時應構建適應于各種規模的多節點、長距離復雜結構的系統體系，并采用模擬分區技術使數千戶的大型小區如同幾十戶一樣穩定可靠。系統還應通過建立完善的模塊化系統結構，使用戶不管是實現單一系統功能還是強大的多系統集成功能，都能在控制網平臺上通過功能模塊的增減來方便地實現。只要業主需要，可以一步到位或分步實施。

　　其次，要非常重視未來所面臨的不同工程與應用環境下的系統表現。大量的系統完善工作，應該在工廠里完成而不是在施工現場，這樣的系統才是一套真正成熟的系統。這包括解決在低溫環境下的溫度補償問題、在潮濕環境下的防蝕散熱問題、在多雨環境下的密封防水問題，以及在多雷環節下的防雷接地問題。這些都需要在工廠模擬環境或通過現場問題的剖析來逐一認真解決，一個產品的成熟度如何，很大程度上取決于上述細節問題處理得如何。

　　此外，系統在工程安裝調試中的方便設計也非常重要。家庭智能化有一個顯著的特點，就是安裝、調試與維護的工作量非常大，需要大量的人力物力投入，成為制約行業發展的瓶頸。針對這個問題，系統在設計時，就應考慮安裝與維護的方便性，比如系統可以通過Internet遠程調試與維護。通過網絡，不僅使住戶能夠實現家庭智能化系統的控制功能，還允許工程人員在遠程檢查系統的工作狀況，對系統出現的故障進行診斷。這樣，系統設置與版本更新可以在異地進行，從而大大方便了系統的應用與維護，提高了響應速度，降低了維護成本。

　　系統安裝的方便性與冗錯性設計，以及系統使用的簡單化與人性化設計，也都會影響整個系統的口碑。業內人士都知道，電話線接錯或短路是不會導致系統損壞的，而家庭智能化系統也應做到這一點，避免因為系統的“脆弱”導致對家庭智能化系統的非議增加。值得指出的是，工程中的許多問題并不是施工員的問題而應該是廠家的責任。

　　結語

　　家庭智能化系統發展已經進入了第二個十年，從簡單的對講系統，到如今的智能化小區，我國的智能小區應用與產業都走到了新的階段，雖然目前大量小區的實際應用還很簡單，全面的家居智能化系統公司還在為未來而艱苦努力，但業內者應該保持信心，只要經過功能創新、結構優化以及合理化人性化設計等方面的探索與實踐，家庭智能化系統定將越來越受到廣大用戶的歡迎，家庭智能化產業也定將能不斷發揚光大。