智能家居控制系统设计

1、智能家居控制系统设计摘要：本文简单介绍了智能家庭控制系统的组成、旅行、功能、系统设计以及产品选择的要点，工程设计事例等。关键词:家庭控制器 自动监控 安全防范l引言随着国民经济和科学技术水平的提高，特别是计算机技术、通信技术、络 技术、控制技术的迅猛发展与提高，促使了家庭实现了生活现代化，居住环境舒适 化、安全化。这些高科技已经影响到人们生活的方方面面，改变了人们生活习惯， 提高了人们生活质量，家居智能化也正是在这种形势下应运而生的。2智能家居控制系统概述智能家庭控制系统是以 HFG以太、现场总线、公共、无线的传输络为 物理平台，计算机络技术为技术平台，现场总线为应用操作平台，构成一个完整的

2、集家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范等功能的控制系统。智能家居控制系统的总体目标是通过采用计算机技术、络技术、控制技 术和集成技术建立一个由家庭到小区乃至整个城市的综合信息服务和管理系统，以此来提高住宅高新技术的含量和居民居住环境水平。系统通常由系统服务器、家庭控制器(各种模块)、各种路由器、电缆调 制解调器头端设备CMTS交换机、通讯器、控制器、无线收发器、各种探测器、 各种传感器、各种执行机构、打印机等主要部分组成。3智能家居控制系统功能智能家庭控制系统的主要功能包括家庭通信、家庭设备自动控制、家庭 安全防范三个方面。家庭通信家庭通信可采用线路、计算机互联、 CATV线路、无线局域等

3、方式。(1) 线路通过线路实现双向传输语音信号和数据信号。(2) 计算机互联通过互联实现信息交互、综合信息查询、上教育、医疗保健、电子邮件、 电子购物等。(3) CATV 线路通过CATV线路实现VOD点播和多媒体通信。(4) 无线局域通过无线收发器、天线、各种无线终端，实现双向传输数据信号。家庭设备自动监控家庭设备自动监控包括电器设备的集中、遥控、远距离异地(通过或In ternet)的监视、控制及数据采集。(1) 家用电器的监视和控制按照预先所设定程序的要求对热水器、微波炉、视像音响等家用电器进 行监视和控制。(2) 热能表、燃气表、水表、电度表的数据采集、计量和传送根据小区物 业管理的要

4、求所设置数据采集程序，通过传感器对热能表、燃气表、水表、电度 表的用量进行自动数据采集、计量,并将采集结果远程传送给小区物业管理系统。(3) 空调机的监视、调节和控制按照预先所设定的程序，根据时间、温度、湿度等参数对空调机进行监视、 调节和控制。(4) 照明设备的监视、调节和控制按照预先设定的时间程序，分别对各个 房间照明设备的开、关进行控制，并可自动调节各个房间的照度。窗帘的控制按照预先设定的时间程序，对窗帘的开启/关闭进行控制。家庭安全防范家庭安全防范主要包括多火灾报警、可燃气体泄漏报警、防盗报警、紧 急求救、多防区的设置、访客对讲等。家庭控制器内按等级预先设置若干个报警 号码(如家人单位

5、号码、手机号码、寻呼机号码和小区物业管理安全保卫部门号 码等)，在有报警发生时，按等级的次序依次不停地拨通上述进行报警(可报出家中是哪个系统报警了)。同时,各种报警信号通过控制络传送至小区物业管理中心 并可与其它功能模块实现可编程的联动(如可燃气体泄漏报警后，联动关闭燃气 管道上的电磁阀)。(1) 防火灾发生通过设置在厨房的感温探测器和设置在客厅、卧室等的感烟探测器，监视 各个房间内有无火灾的发生。如有火灾发生家庭控制器发出声光报警信号 ，通知 家人及小区物业管理部门。家庭控制器还可以根据有人在家或无人在家的情况 ， 自动调节感温探测器和感烟探测器的灵敏度。(2) 防可燃气体泄漏通过设置在厨房

6、的可燃气体探测器，监视燃气管道、灶具有无燃气泄漏。如有燃气泄漏家庭控制器发出声光报警信号，并联动关闭燃气管道上的电磁阀， 同时通知家人及小区物业管理部门。（3）防盗报警防盗报警的防护区域分成两部分，即住宅周界防护和住宅内区域防护。住 宅周界防护是指在住宅的门、窗上安装门磁开关，在对外的玻璃窗、门附近安装玻璃破碎探测器；住宅内区域防护是指在主要通道、重要的房间内安装被动红外 探测器或被动红外/微波双技术探测器。当家中有人时，住宅周界防护的防盗报警 设备（门磁开关、玻璃破碎探测器）设防,住宅内区域防护的防盗报警设备（红外探 测器或被动红外/微波双技术探测器）撤防。当家人出门后，住宅周界防护的防盗

7、报警设备（门磁开关、玻璃破碎探测器）和住宅内区域防护的防盗报警设备（被动 红外探测器或被动红外/微波双技术探测器）均设防。当有非法侵入时，家庭控制 器发出声光报警信号，并通知家人及小区物业管理部门。另外,通过程序可设定报 警装置的等级和报警器的灵敏度。（4）访客对讲住宅的主人通过访客对讲设备与来访者进行双向通话或可视通话，确认是否允许来访者进人。住宅的主人利用访客对讲设备，可以对大楼入口门或单元门的门锁进行开启和关闭控制。（5）紧急求救当遇到意外情况（如疾病或有人非法侵入）发生时，按动报警按钮向小区 物业管理部门进行紧急求救报警。紧急求救信号在络传输中具有最高的优先级别， 由于是人在紧急情况下

8、的求救信号，其误报的可能性很小。4智能家居控制系统类型系统类型智能家庭控制系统可分成采用公共的智能家庭控制系统、HFC的智能家庭控制系统、以太的智能家庭控制系统、Lon Works的智能家庭控制系统、KS485 的智能家庭控制系统、无线的智能家庭控制系统等类型。基本特点、功能、适用范围（1）采用公共的智能家庭控制系统采用公共的智能家庭控制系统图参见 国家建筑标准设计03X602第18、19、20页。基本特点:KS485串行接口总线为主从式络，它的通信为半双工、采用 双向单信道连接方式。RS485串行接口总线的传输介质采用双绞线，它可以高速 地进行远距离传输，传输速度与传输距离的技术指标如下：传

9、输速率为10Mbit/s 时,最大传输距离是12m;传输速率为1Mbit/s时，最大传输距离是120m;传输速率 为100kbit/s 时,最大传输距离是1200m系统组成：由系统服务器、家庭控制器、路由器、通讯器、控制器、各 种探测器、各种传感器、各种执行机构、打印机等组成。系统功能：实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。适用范围：该系统特别适用于新建、扩建的智能化住宅（小区）工程。（6）采用无线的智能家庭控制系统采用无线的智能家庭控制系统图参见国家建筑标准设计03X602第24、25页。基本特点：利用无线作为信息传输，该系统不仅在功能上能完全满足要 求,而且从系统服务器至家庭控制器

10、、家庭控制器至各种现场末端装置均采用无 线传输方式，小区、楼内、户内无需布线，施工简单,可以节省施工的投资。无线的工作频率符合标准要求。系统组成：由系统服务器、家庭控制器、无线收发器、各种探测器、各 种传感器、各种执行机构、打印机等组成。系统功能：实现家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范。适用范围：该系统适用于新建、扩建的智能化住宅（小区）工程,且特别 适用于改造的智能化住宅（小区）工程,不用敷设线路就可实现数据信号的传输。5系统设计及产品选用要点智能家庭控制系统类型的选用新建、扩建的智能化住宅（小区）工程,宜采用LonWorks的智能家庭控制 系统、以太的智能家庭控制系统或采用 RS48

11、5的智能家庭控制系统。改造的智能 化住宅（小区）工程,宜采用公共的智能家庭控制系统、HFC的智能家庭控制系统 或无线的智能家庭控制系统。家庭控制器的选用家庭控制器的选用主要包括功能、总线技术及模块化设计、扩展功能、可按用户的基本要求进行配置等方面的选用要求。（1）家庭控制器功能的选用家庭控制器通常具有以下功能：家庭防盗报警；家庭火灾报警；家庭燃气泄露报警；家庭紧急求助；远程设防与撤防；NBIIs、CEBus X一 10;家庭控制器要求采用模块化设计，以便用户可以根据需求选择不同的模块完成不同的功能扩展功能家庭控制器要有一定的扩展功能，考虑能适应今后发展的需要。可按用户的基本要求进行配置应能根据

12、用户提出有哪些被控设备及监视 控制要求（功能要求）等因素，来对家庭控制器组成进行配置，包含模块种类的选 择和各种模块数量的选择。6设备的安装交换机、路由器、控制器、放大箱、分配箱、分线箱康居住宅家庭控制器功能设置表级嗣消防安防访客对讲家电监控表具数据远传基本级（1A）1. 在住户内安装紧急按钮开关。2. 在住户内安装入侵报警探测器。具有语音对讲及控制开启楼道人口处防盗门功能。12点热能表、燃气表、水表、电度表的自动抄收及远传、超限判断、自动检 查、分时计费、实时计量、管理功能。提高级（2A）在室内安装可燃气体泄漏自动报警装置。且能就地发出声光报警信号。1. 在住户内两处安装紧急按钮开关。2.

13、在住户内安装入侵报警探测器，在户门、及用台、外窗安装人侵报警装置。具有语音对讲及控镧开启楼道人口处防盗门功能。可实现住户与安防监控中心的直接。2点以上热能表、燃气表、水表、电度表的自动抄收及远传、超限爿断、自动检查、分时计费、实时计量、管理功能。先进级（3A）1. 在室内安装可燃气体泄漏自动报警装置，当燃气体泄漏报警后能自动切断气源、打开捧气装置，且能就地发出声光报警信号。2. 在住户内设置火灾自动报警装置。1. 在住户内不少于两处安装紧急按钮开关。2. 在住户内安装入侵报警探测器，在户门及阳台门、外窗安装入侵报警装 置。具有语音、可视对讲及控翻开启楼道入口处防盗门功能，可实现住户与安 防监控

14、中心的直接。2点以上热能表、燃气表、水表、电度表的自动抄收及远传、超限判断、自动检 查、分时计费、实时计量、管理功能。这些设备均应安装在电气竖井内或公共走道的墙上 （内）0家庭控制器暗装（或明装）在墙内（上）,其底边距地面左右。家庭控制器应设置在住户 大门附近（宜距户门以内）,且容易操作（包括设防与撤防）的地方。可燃气体探测器安装在厨房内的燃气管道、灶具附近，当住户使用的是天然气，燃气探测 器吸顶棚安装在距顶棚300ram以内的地方；当住户使用的是液化石油气，燃气探 测器安装在距地面300mm以内地方。感温探测器设置在厨房内，它吸顶棚安装。感烟探测器设置在起居室、卧室等房间内，它吸顶棚安装。紧

15、急按钮开关设置在起居室沙发和主卧室床头附近的墙上，及卫生间的墙上。紧急按钮 开关暗装在墙内，其底边距地面06,门（窗）磁开关安装在门扇和门框内或窗扇和窗框内。玻璃破碎探测器安装在窗户和玻璃门（阳台）附近的墙上或吸顶棚安装。被动红外侵入探测器和被动红外/微波双技术探测器安装在住户的主要通道、重要的房间内，它吸顶棚安装或安装在顶棚的墙 角处。红外遥控器安装在被控电器设备正面附近的墙上，距离不能超过红外线工作范围，且与电器设备之间没有遮挡。7工程设计实例以二室户型为例介绍户内的智能家庭控制系统设计，设计标准采用康居 住宅先进级（3A）。采用以太的家居控制系统，家庭控制器与户内各模块之间采用 R.$4

16、85总线,家庭控制器可通过线或计算机络接收控制指令、发出信息,所选用的家庭控制器具有可视访客对讲功能。家居控制系统图参见国家建筑标准设计 03X602第17页，二室户型家居控制平面图参见图 1、2所示，家庭控制器与室内 设备的连接参见图3所示。在起居厅、卧室设置了感烟探测器，厨房设置了感温探测器、可燃气体探 测器,各房间的窗户、阳台推拉门上及附近设置了门（窗）磁开关和玻璃破碎探测 器，起居厅设置了被动红外侵入探测器，起居厅、卧室、卫生间设置了紧急按钮开 关。对电、水、燃气进行计量；可对餐厅、起居厅、卧室的灯进行控制；当可燃气 体探测器探测到有燃气泄漏后，联动控制关闭燃气管道上电磁阀、开启排烟风机； 当有各种探测器报警后，联动警报发声器发出报警声音。家庭控制器共提供13路输入：电度表（电度表安装在照明配电箱内）、燃 气表、热能表、可燃气体探测器、感温探测器、感烟探测器、