智能家居研发调查报告

1、home automation開發研究報告 v0.1by yafat. 2012/01/01 一般原則：材料使用部份，一般應符合以下原則：等級原則說明最高安全原則防火，防靜電，過大電流保護，不自燃、不可燃最高穩定原則一般操作下標準使用期限達10年以上，正常裝配下千分之一損壞率以下，每年汰換率遞增百分之五以下高健康原則一般使用下不揮發有害物質，電磁波強度與頻率符合美國平均規範高節能原則盡可能考量省電，待機狀態下不耗電或低耗電，或長時間未使用有節電功能的設備中模組原則同樣符合以上原則等級者，以有模組或可模組化者為優先，考量之模組盡量以先進的規格為主。老式的規格就算已經有模組化也視為不可模組。中成本

2、原則同樣符合以上原則等級者，選擇成本較低者低美觀原則產品呈現方式或使用者操作介面需達美觀程度，不可將未美化或半成品推出給客戶，然本原則在選購材料、元件時不可超越前述原則。控制對象：編號輸入/輸出類別項目a輸出開關類總線開關、燈光、抽風機、庭院灑水器、泳池放排水、b輸出馬達類窗簾、昇降機、鐵捲門等可以控制開停關之設備c輸出入紅外線冷暖空調、影音設備、電視、電扇、紅外線錄碼器d輸入感應器磁簧感應、通電、溫度、光度、濕度、瓦斯、人體移動a. 開關類：針對原本壁面就有的開關做進一步的控制，主要需考量的是通過電流的大小、是否能隨時監控其狀態，以及控制設備運作的穩定性、安全性等（見一般原則說明）。基本控制

3、方法是透過繼電器，大電流的需求下則應該特別設計電路，透過ac contactor（交流接觸器）來控制電路。1. 透過digital數位針腳乾接點來控制繼電器開關：由於一般的數位digital out的5v電路推動led還可以，但是推動繼電器會吃不消，因此將do(digital out)的線路透過電晶體電路放大，目前有幾種方式可以達到本項功能：（圖）電路連接的範例圖，接上的放大電路多半為5v或12v，最低要求應該是3v啦（繼電器的乾接點最小辨認電壓）。雖然知道可以這樣放大控制訊號後手動用麵包板拼湊是絕不可能的，因此我們尋找了市面上可用的模組，以arduino為例，有單port也有多達四port的

4、控制板，這樣的模組是否可以接在其他的設備上也是我們目前要研究的課題。（圖）德源電子的arduino繼電器開關模組（1埠 / 4埠），一般最多支援到1020a，也有支援大電流的，量大可以請他們特製。（圖）另一種開關控制（非繼電器）稱為mosfet，切換速度很快且無聲，但缺點是只能控制直流電路，對家居控制用途不大。2. 透過usb、rs232等序列埠匯流排來控制繼電器開關：（圖）透過serial序列埠控制繼電開關，適合安裝在電路總成的地方，它需要一個額外的直流電源供應，安徽省蚌埠市利圓科技生產。（圖）rs232的模組，安徽省蚌埠市，報價人民幣560元，請見本網址。最後要提的是：這種切換開關b.控制

5、類設備控制電動窗廉、鐵捲門、投影螢幕等設備則需要看其所介接的設備及其支援的方式，目前並沒有一種統一的規範來控制這類型的設備。一般而言，控制這類設備有幾個方法。其一是用到所謂的dmx512這樣的端口協定，dmx可以透過arduino的dmx shield（及相對的dmx library）來控制，這部份在目前沒有太多的資料。另一種是視廠商所提供的端點，透過通斷電訊號控制。這同時需要採購原廠的hsk-300z窗簾控制器（同馬達控制器），也就是前次採購的那台小台的看起來像wifi ap的設備。使用後方四組接口的使用前三個連到開停關的乾接點，以此控制馬達窗簾。（圖） 廣華（.tw/） 的電動窗簾相關說明

6、，產品很多（不同長度的軌道），網頁請參考 這裡。（圖）電動窗簾有線的線控開關，從接點就可以看出來它是一個四pin的ac乾接點，直接把我們的控制器串在中間應該就可以了。（圖）智慧通的hsk-300z，公司現在有一台，需要初始化為motor mode，設定文件請看 這裡但是如果未來我們有機會可以自行開發的話，建議用rs232直接控制省時方便，價錢便宜很多，如以下的設備：（圖）淘寶找到的中國製投影機電動窗簾控制器，注意這是控制器而已，不含馬達的，淘寶的網址請看 這裡最後要提的是：不論是那一種方法，目前都沒有辦法回傳窗簾鐵捲門的現在位置，也就是說，如果你出門在外，要知道鐵門現在是開是關，只有另外安裝s

7、ensor，無法透過這個設備得知。c. 紅外線控制裝置各類家電空調音響電視機dvd等等影音設備多半都用紅外線來做為遙控裝置，這也是目前絕大部份智慧家庭電器控制的方法。目前有幾種方法可以達成這部份的功能。1. smarttalk的hsc200主機的紅外線學習裝置：（圖）hsc200的紅外線裝置學習畫面，學習成功後會在介面中出現編碼圖型，按下ok後就會記錄這個編碼，未來將會依此編碼2. 如果使arduino或直接以embaded系統開發，則要直接使用紅外線接收裝置讀取訊號，經由程式判讀學習編碼後，再透過紅外線發射器發射訊號。這部份需要以下裝置：（圖）紅外線發射及接收器，用來發射接收已錄碼的紅外訊號

8、（圖）使用arduino的話，有很方便的紅外線解碼函式可以使用。d. 類比及數位輸入輸入的部份需要各種傳感器，目前比較常見的是：磁簧感知器用來偵測門窗開閉通電感知器可用來判斷電器開關狀態物體移動感知光照度感知可以知道白天晚上，開關窗簾、調節日照等。溫度感知可以用來控制空調濕度感知可以用來控制除濕瓦斯感知可用來告警瓦斯漏氣經詢問原廠，他們是建議透過購買原廠的設備，透過z-wave接回相關資訊來達成。其實hsc200上面是有三組digital in的腳位，應該可以提供三個感測器的接入和運用，但是由於一般的感知器類型的設備，其傳入的訊號多半都還是很原始的訊號，例如溫度計傳回的訊號，並不是直接以攝氏度來表示，還有很多傳入的資料甚至都不是10進位的，所以就算將它直接顯示在畫面上