高职智能家居教案

1、物联网技术应用智能家居第 1 章智能家居概述? 本章要点? 了解智能家居的有关概念智能家居在我国的开展情况。?熟悉智能家居的特征与相关技术。0? 熟悉智能家居主要控制技术与控制方式。掌握智能家居系统的组成? 1.1 智能家居的起源? 1.1.1 智能家居在国外的开展? 智能家居的起源可从 1984年 1月算起，当时美国联合科技公司将建筑设 备信息化、整合化概念应用于美国康涅狄格州(Co nn ecticut)哈特福特市(Hartford )的一幢旧金融大厦进行改建时，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效劳。于是出现了公

2、认的世界第一幢 “智能建筑 ，从 此也揭开了全世界争相建造智能家居的序幕。? 最著名的智能家居要算比尔 .盖茨的豪宅。比尔 .盖茨在他的?未来之路? 一书中以很大篇幅描绘他正在华盛顿湖建造的私人豪宅。 他描绘他的住宅 是“由硅片和软件建成的并且要“采纳不断变化的尖端技术 。经过 7 年的建设， 1997年，比尔 .盖茨的豪宅终于建成，如下列图所示。? 1.1.2 智能家居在国内的开展? 我国智能家居的开展经历了 4 个阶段，分别是萌芽期 /智能小区期、开创 期、徘徊期、融合演变期。? 1 萌芽期 /智能小区期( 1994年-1999 年)? 2 开创期( 2000 年-2005 年)? 3徘徊

3、期( 2006-2021年)? 融合演变期( 2021-2021 年)智能家居始于 1994年，当时尚处于概念摸索阶段； 2000 年2005年，沿海 城市出现众多研发生产企业， 市场出现恶性竞争局面。 国内把戏众多的创新产品， 由于质量问题和设计的不合理， 系统功能缺乏实用性， 产品无法正常使用， 最后 整个系统变成了摆设，在 2005 年 2021年这段时间，整个市场都在收缩。2021 年，技术进步、互联网通讯变革助推市场需求快速放量，市场得以恢复； 几乎同时， 行业巨头开始布局中国， 智能新生态逐渐成型。 智能家居系统产品共 有 20 个分类，根本功能包涵智能家电控制、智能照明、智能遥控

4、电动窗帘、防 盗报警、门禁对讲、消防报警、远程抄表 水、电、煤气 系统、网络通讯等。? 1.1.3 智能家居的开展趋势? 1 智能家居技术开展趋势? 智能家居技术开展趋势大致表现在无线智能家居大行其道， 云计算无处不 在，设备使用呈现全方位人性化三个方面。? 2 智能家居市场开展趋势智能家居实用功能? 近几年，“智能家居是一个非常炽热的词。但在很多人看来，这一高大 上的话题显得既陌生又遥远。 其实，智能家居早已通过各种不同的展现方 式渗入到了我们的日常生活中， 并从众多方面来改变我们的生活。 随着行 业的快速开展， 高端产品不断涌现， 那么对于寻常百姓来说， 有没有什么 产品既实用， 性价比又

5、相对较高呢？行业专家提出： 四大实用功能助推智 能家居平民化。1、安防控制 对很多家庭来说，当家庭成员都外出时，最牵挂的就是家里的平安。 智能家居的安防系统， 不仅可以对家里进行实时的监控， 一旦有人闯入， 系 统可以立即向物业和公安部门报警，用户也能在第一时间收到报警通知。当家里的瓦斯等浓度超标时， 系统也可以感应到， 进行报警， 第一时间排除 危险。安防控制，让您出门无后顾无忧。2、情景模式情景模式， 就是您可以按照生活中的不同情景， 综合设置家电设备、 灯光照 明，让它们满足您的需求。回家时，手指轻轻按下 “回家情景 按钮：客厅灯光会自动慢慢变亮，窗帘打 开，空调翻开自动调到适宜的温度，

6、 电饭锅开始煲饭和汤， 电视机自动翻开到新 闻频道或是CD机开始播放您喜爱的音乐。当你离家时，选择 “离家模式 ，系统就会自动断开电源，锁好门窗，不再需 要反复确认家里的门有没有锁、灯有没有关。轻轻一点，全部搞定。3、智能模式 作为智能家居，智能模式当然是少不了的必备功能。 智能模式相当于给您的家安上了眼睛 人体红外感应，鼻子燃气报警器， 烟雾报警，耳朵门磁，震动感应，时刻感知您的存在，并根据您的行为，调 整灯光，插座等设备。当您半夜起来上厕所的时候，不用再摸黑开灯，感应灯会 自动开启。因为智能，个人管家随身携带！4、遥控功能 不管在家里的哪个房间， 用一个遥控器便可控制家中所有的照明、 窗帘

7、、空 调、音响等电器。例如，看电视时， 不用因开关灯和拉窗帘而错过关键的剧情； 卫生间的换气 扇没关，按一下遥控器就可以了。遥控灯光时可以调亮度； 遥控音响时可以调音量； 遥控拉帘或卷帘时可以调 行程；遥控百页帘时可以调角度。智能家居，实现您随心所欲遥控生活的梦想！5、家居节能我国正面临着巨大的节能减排压力。 而智能家居的出现， 让建筑能耗的降低 成为可能。目前的智能家居节能， 多是利用感应开关控制的灯光系统和温控系统， 能对 亮度和温度进行不同模式的调节， 以及让设备在需要时自动开启， 不用的时候自 动关闭的功能，都在很大程度地节约了能源的消耗。家庭中的能耗主要分为几个方面， 一是照明， 二

8、是制冷或是制热， 三是一向 不被重视的待机能耗。一般的家庭，灯具往往都是满负荷运转，只要一开灯，就 会按照电压所对应的功率在运转。 通过传感器实时监测室内的亮度， 即可配合自 然光照调整灯具的功率，自然起到节能的效果。电器和灯具是家庭用电的两大主力。 在关闭开关仍有插头待机状态下， 空调 的待机能耗功率是瓦，彩电瓦，PC主机瓦，显示器瓦。而智能家居可以让业主在清晨离家时轻轻一按就可切断所有电器和电灯的 电源，当下班回家时再度自动通电，既方便省事还节能省电。1.2 智能家居的根本概念? 1.2.1 智能家居? 智能家居是一个以家庭住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备 自动化，集系统、结

9、构、效劳、管理为一体的高效、舒适、平安、便利、环保的 居住环境。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备如窗帘、空调、网络家 电、音视频设备、照明系统、安防系统、数字影院系统以及三表抄送等连接到 一起，提供家电控制、照明控制、窗帘控制、安防监控、情景模式、远程控制、 遥控控制以及可编程定时控制等多种功能和手段。? 1.2.2 数字家庭? 数字家庭也称智慧家庭，它是指以家庭为中心，连结家庭内的各种数字 设备，来整合提供和满足家庭成员对家庭生活的多种需求。 不同的家庭人员构成 对数字家庭有不同的理解和需求， 如，以娱乐为主要需求的家庭那么对其客厅的数 字化情有独钟； 以满足老年生活为主的家庭， 那么

10、对根据体征信息能否及时给出生 活建议和及时提供起居生活便利颇感兴趣； 而全职工作者为主的家庭那么可能更青 睐于数字家庭的防盗设施和快捷的多功能数字生活电器应用等等。 数字家庭的范 畴不仅限于家庭娱乐和家居控制 比方开关、灯光、温湿度控制等 ，还应该包括 能源、医疗、安防、教育等，各种家庭机能几乎无所不包。? 1.2.3 家庭自动化? 家庭自动化是指通过自动控制技术、计算机技术和通信技术等手段，有助于 实现人们家务劳动和家务管理的自动化， 大大减轻人们在家庭生活中的劳动强度， 节省时间， 提高物质、文化生活水平。 家庭自动化已是人类社会进步的重要标志 之一。随着现代科学技术的开展和人们生活要求的

11、提高， 家庭自动化的范围也在 日益扩大，如家庭平安系统、家庭自动控制系统、 家庭信息系统和家用机器人等。? 1.2.4 信息家电? 信息家电是一种利用计算机技术、 电信技术和电子技术与传统家电相结合的 新型家用电器。它包括个人计算机、数字电视机顶盒、手持电脑HPC DVD超 级VCD无线数据通信设备、视频游戏设备、IP 等等，所有能够通过网络系 统交互信息的家电产品，都可以称之为信息家电。?1.2.5 网络家电? 网络家电是将普通家用电器利用数字技术、 网络技术及智能控制技术设计改 进的新型家电产品。 网络家电可以实现互联组成一个家庭内部网络， 同时这个家 庭网络又可以与外部互联网相连接。?1

12、.2.6 智能家电? 智能家电也是一种新型的家用电器， 它将微处理器和计算机技术引入家用电 器设备中，具有自动监测自身故障、自动测量、自动控制、自动调节与远方控制 中心通信功能。? 智能家电大致分为两类：一是采用电子、机械等方面的先进技术和设备； 是模拟家庭中熟练操作者的经验进行模糊推理和模糊控制。?1.2.7 智能家庭网络? 智能家庭网络一般包含两层意义。 一是指在家庭内部各种信息终端及各种家 用电器能通过智能家庭网络自动发现、 智能共享及协同效劳。 比方，使用一部智 能 就能遥控所有的家电设备， 不用一遍遍地寻找电视机、 机顶盒、 空调的遥 控器；甚至未来的智能厨房里灶具、冰箱、抽油烟机、

13、烤箱等设备之间能相互控 制。二是指通过家庭网关将公共网络功能和应用延伸到家庭， 通过网络连接各种 信息终端，提供集成的语音、数据、多媒体、控制和管理等功能，实现信息在家 庭内部终端与外部公网的充分流通和共享。? 1.2.8 物联网 物联网是以感知为目的，实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络。其突出特征是通过各种感知方式来获取物理世界的各种信息， 结合互联网、 移动通 信网等进行信息的传递与交互， 再采用智能计算技术对信息进行分析处理， 从而 提升人们对物质世界的感知能力，实现智能化的决策和控制。家居物联网可以分为感知层、网络层和应用层。如下列图所示£用扁即邑甯北工业监控金共平安粗

14、酣醫理普能超远握医疗« M Sa蠻)豐)2G冈蜡鷹阳.认证、KfiL计剧播审阳嘀总中心4G河皓1 J* I. 1Sr t «&£C电慢2W衆羽码识别脅年嘗头伟畧器129云计算? 云是网络、互联网的一种比喻说法，云计算( CloudComput ing)是一种基于 互联网的计算方式，它的运算能力是每秒 10万亿次。通过云计算可以按需将共 享的软硬件资源和信息提供应计算机和其他设备，如用户可通过台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能 或其他智能终端接入数据中心， 按自己的需求进行运算。云计算环境下数据中心管理如下列图所示1.3 智能家居的特征智能家居是人们的一种

15、居住环境，让家庭生活更加平安，节能，智能，便利 和舒适。智能家居的特征可归纳为操作随意性、网络多样性、设备互联性、功能 扩展性与系统可靠性。1.3.1 操作随意性? 智能家居的操作随意性主要表现在操作方式多样化，可以用智能触摸屏，也 可以用情景遥控器， 还可以用 或平板电脑； 时间地点任意化， 智能家居可在 任何时间、 任何地点、任何情况下对室内外任何设备均可实现及时、 全面的了解 和控制；灯光效果个性化，室内的灯光可根据个人需求，设置不同的情景。例如 设定一个“灯光起夜情景，在这个情景中，可以设定卧室壁灯、客厅地灯、卫 生间小灯为“开的状态。情景设好后，在半夜起床时只需按下一个 “灯光起夜

16、情景键，设定的灯会同时翻开。1.3.2 网络多样性? 随着网络化、智能化时代的不断推进，智能家居中的家庭网络也呈多样化。 家庭网络主要分无线网络与有线网络两种。 其中无线网络因采用的技术不同， 又 分射频技术、ZigBee技术与乙wave技术等，有线网络也分总线技术与电力线载 波技术，总线技术又有 KNX总线、LonWorks总线、RS485总线、CAN总线等。1.3.3 设备互联性? 智能家居中的各种家用电器可通过家庭网络实现互联， 并可顺延电器的运行 时段，避开能源本钱顶峰期，为用户节省电费。此外，智能家居系统的可监控能 耗模式是借助无线通信、计量和控制技术实现。可以采用的无线通信方式包括

17、Wi-Fi或ZigBee等。借助ZigBee通信，家用电器可通过电表或家庭能源管理系统 获取能源价格信号，并发回由控制主机计量电路测得的能源使用情况。1.3.4 功能扩展性 智能家居进入中国市场已走过了近十年的开展历程， 目前还处在开展初期。 随着 国家“十二五 规划制定以及电信网、 计算机网和有线电视网三网融合的快速开展， 物联网的普及应用， 智能家居也在加快脚步开展。 智能家居的功能扩展性表现在 为满足不同类型、 不同档次、 不同风格的住宅用户的需求， 智能家居的控制主机 的软件系统可在线升级， 控制功能也可不断完善。 除能实现智能灯光控制、 电器 控制、安防报警、背景音乐、视频共享、门窗

18、控制和远程监控外，还可实现自动 浇花扫地，老人小孩防护，宠物喂食、紧急 求助等。1.3.5 系统可靠性智能家居的系统可靠性主要表现在智能中心控制主机是基于互联网 +GSM移动网 双网平台设计， 双网设计大大提高了系统的可靠性， 即使在某些互联网网速低或 不稳定的地方使用也不会影响系统的主要功能。智能家居系统采用射频 RF、ZigBee技术、无线宽带Wi-Fi、传输控制协议/互联网协议TCP/IP等协议进行数据传输，通过无线方式来发送指令。灯光、窗帘、电器控制采用RF传输命令，进行集中监视和控制。1.4 智能家居相关技术智能家居是一个完整的智能化、 自动化、 网络化的现代家庭， 其主要技术包 括

19、综合布线技术、网络通信技术、平安防范技术、自动控制技术和音视频技术。1.4.1 综合布线技术 综合布线技术是一种信息传输技术，它将所有 、数据、图文、图像及多媒体 设备的布线综合 或组合 在一套标准的布线系统上， 实现了多种信息系统的兼 容、共用和互换互调性能。综合布线技术是信息传输技术的一种特殊传输技术。 即它是在建筑和建筑群环境下的一种信息有线传输技术； 它在建筑物内或建筑群 间传输语音、数据、图像等信息满足人们在建筑物内的各种信息要求。因此，它 能满足所支持的语音、 数据、多媒体等系统的传输速率和传输标准的要求， 也是 智能建筑弱电技术主要技术之一。1.4.2 网络通信技术? 网络通讯技

20、术是指通过计算机、通信网和网络设备对语音、数据、图像等信 息进行采集、存储、处理和传输等，使信息资源到达充分共享的技术。? 其中通信网按功能与用途不同，一般可分为物理网、业务网和支撑管理网等 三种。1.4.3 平安防范技术? 平安防范技术是社会公共平安科学技术的一个分支， 具有其相对独立的技术 内容和专业体系。? 平安防范技术通常分为三类：? 一是物理技术防范。? 二是电子防范技术。? 三是生物统计学防范技术。1.4.4 自动控制技术自动控制技术是 20世纪开展最快、影响最大的技术之一， 也是 21世纪最重 要的高新技术之一。 当前各项新技术、 工农业生产、军事、日常生活等各个领域， 都离不开

21、自动控制技术。? 从控制的方式看，自动控制系统有闭环和开环两种。1.4.5 音视频技术? 音视频技术是研究音频信号和视频信号的产生、收集、处理、传输和存储的 技术，是传统音响技术与现代数字声像技术相结合的一门实用技术。 智能家居中 的背景音乐、家庭影院就是音视频技术的具体应用。智能家居主要控制技术简介?目前市场上智能家居品牌繁多，但其控制技术主要有以下三种：总线技术、 无线组网技术和电力载波技术。根据?智能家居?杂志2021年初进行市场调查统计，各种技术在产品中所占的百分比方下列图所示。下列图显示各种技术在产品中所占的百分比，仅是一份市场调查，并不能反映某种技术的优劣，仅供读者在了 解各种技术

22、时参考。KNX 14%总线技术? 总线技术是指将所有设备的通信与控制都集中在一条总线上，是一种全分布式智能控制网络技术，其产品模块具有双向通信能力，以及互操作性和互换性， 其控制部件都可以编程。典型的总线技术采用双绞线总线结构，各网络节点可以从总线上获得供电24V/DC，亦通过同一总线实现节点间无极性、无拓扑逻辑 限制的互连和通信，信号传输速率和系统容量那么分别为10kbps和4G。? 在智能家居中采用双绞线为控制总线，以此通信介质的主要有KNX总线、Lon Works总线、RS-485总线、CAN总线等。就总线本身而言，这几种总线的拓 扑结构根本是相同的，如下列图所示，不同的只是通信协议和接

23、口。1.5.2 无线组网技术 无线智能家居网络是指在家庭内部将各种电气设备和电气子系统通过无线电连 接起来，采用统一的通信协议， 对内实现资源共享， 对外通过网关与外部网互联 进行信息交换的无线局域网。无线组网技术是智能家居未来的开展趋势， 因为它去掉了繁琐的布线。 无线组网 技术主要包括 RF、ZigBee乙Wave、Wi-Fi、蓝牙、6LoWPAN等几种无线技术。?1射频识别RFID技术? 射频识别英文简称RFID技术，是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数 据速率、低本钱的无线通信技术。通过高频的无线频率 315 或 、 868MHz、 915MHz 等点对点传输，实现灯光、窗帘、家电等的

24、遥控功能。这 种技术的优点是局部产品无需重新布线，利用点对点的射频识别技术，实现对 家电和灯光的控制，安装设置都比拟方便，无须预先布线，不会破坏原有家居 的美观。? 2ZigBee技 术? ZigBee技术是一种无线连接技术，可工作在 全球流行、868MHz欧 洲流行和 915MHz美国流行3个频段上，分别具有最高 250kbit/s、20kbit/s和 40kbit/s的传输速率.它的传输距离在 1075m的范围内，但可以继续增加。它 是一种近距离、低复杂度、长功耗、低速率、低本钱的双向无线通信技术，主要 用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输及典型的 有周期性数据、

25、间歇性数据和低反响时间数据传输的应用。? 3Z-Wave 技术?乙Wave是一种新兴的基于射频的、低本钱、低功耗、高可靠、适于网络的短 距离无线通信技术。工作频带为90842MHz美国欧洲，采用FSKBFSK/GFS调制方式，数据传输速率为，信号的有效覆盖范围在室内 是30m,室外可超过100m，适合于窄带宽应用场合。随着通信距离的增大，设 备的复杂度、功耗以及系统本钱都在增加，相对于现有的各种无线通信技术， Z-Wave 技术专门针对窄带应用并采用创新的软件解决方案取代本钱高的硬件， 因此只需花费其它类似技术的一小部份本钱就可以组建高质量的无线网络，Z-Wave 技术将是最低功耗和最低本钱的

26、技术，有力地推动着低速率无线个人区 域网。? 4 蓝牙技术? 蓝牙技术(Bluetooth)是一种短途的无线通信技术，其通信距离一般在 10m以 内，能让移动 、平板式计算机、笔记本式计算机等移动设备或者PC等固定设备之间进行方便快速的无线信息交换。? 56LOWPAN 技术? 6LOWPAN技术采用规定的物理层和 MAC层，不同之处在于6LOWPAN技术使用IETF规定的IPv6功能，上层采用TCP/IPv6协议栈。? 6Wi-Fi 技术? Wi-Fi俗称无线宽带，是一种基于勺无线局域网。它是一种短程 无线传输技术， 能够在数百厘米范围内支持互联网接入的无线电信号。 随着技术的开展，以及及

27、等标准的出现，现在这个标 准已被统称为 Wi-Fi。1.5.3 电力线载波技术? 电力线将电能传输到家中的每个房间的用电设备， 同时也将家中所有的电灯、 电器连成了家庭网络。电力线载波(英文简称PLC技术是指利用现有电力线作为 信息传输媒介，通过载波方式将语言或数据信号进行高速传输的一种通信方式。 其最大特点是不需要重新架设网络， 只要有电力线， 就能进行数据传递， 是利用 30MHz频带范围在电力线路上传输信号，传输速率依具体设备不同在 45Mbps 之间。智能家居系统的组成? 智能家居主要由控制主机又称智能网关、各种传感器、探测器、遥控器、 智能开关、智能插座及家庭网络等组成，如下列图所示

28、。控制主机? 控制主机是智能家居的组成局部之一， 它是家庭网络和外界网络沟通的桥梁， 是通向互联网的大门。在智能家居中由于使用了不同的通信协议、 数据格式或语 言，控制主机就是一个翻译器。控制主机对收到的信息要重新打包， 以适应不同 网络传输的需求。同时，控制主机还可以提供过滤和平安功能。控制主机有的也 称智能网关等。传感器与探测器? 传感器与探测器的作用就像一个人的眼睛人体红外感应器，鼻子燃气报警器，烟雾报警，耳朵门磁，震动感应，它能将看到、闻到、听到的信息 转换为电信号送到控制主机。智能家居一般均安装了温、湿度一体化传感器，可 燃气体传感器，烟雾传感器，人体红外探测器，无线门磁探测器，无线

29、幕帘探测 器，玻璃破碎探测器等。1.6.3 智能控制面板? 智能控制面板包括开关面板与插座面板是人工 / 自动两用控制开关与电源插 座，如智能灯光面板的主要作用是实现智能灯光的开关控制和亮度调节。 它同普 通开关一样，用手触摸一下， 就能控制灯具的开或关， 另一方面可接收控制主机 发的指令进行智能灯光控制。1.6.4 无线电遥控器? 无线电遥控器的作用是脱离智能家居的控制主机，对室内灯光、电器进行简 单情景模式控制或对家用电器与灯光进行组合控制。 它与普通的空调遥控器、 电 风扇遥控器不同之处有两点： 一是控制原理不同， 普通的遥控器是属红外线遥控， 无线电遥控器是采用315MHz或433MH

30、z的射频进行遥控；一是控制作用不同， 普通的遥控器是一个按键控制一种功能， 如开或关、增加或减少、上升或下降等， 而智能家居中的无线电遥控器除一个按键控制一种功能外， 还能一键控制多个功 能组合，实现情景模式控制，如按一下“回家场景按键，便可以同时开灯、打 开窗帘、开启空调、电视机、电饭锅等。1.6.5 家庭网络? 家庭网络是在家庭范围内 可扩展至邻居， 小区将计算机、 、家用电器、 安防控制系统、 照明控制和广域网相连接的一种新技术。 家庭网络是一个多子网 结构的分别采用不同底层协议的混合网络，与局域网 LAN和广域网WAN 相比，在系统构成、 网络协议及用户群体方面都具有自己的特点， 未来

31、的家庭网 络实现必须提供完整的系统集成方案、高度的互操作性和灵活易用的网络接口。1.6.6 射频控制主机的安装与设置? 1 检查主机配件?2 组网通电测试?3 用户登陆1.7 智能家居的控制方式? 智能家居在控制方式上有本地控制、远程网络控制、定时控制和一键情景控 制 4 种方式。? 1.7.1 本地控制? 本地控制是指在受控家电附近，通过智能开关、无线遥控器、控制屏、平板 电脑及家用电器本身的操作按钮等，对家电及灯具进行的各种操作。1.7.2 远程网络控制? 远程网络控制一般是指在远离住宅的地方，通过 机、智能 及外部网 络对家电、灯具与门窗等进行的控制操作。? 1.7.3 定时控制? 定时

32、控制是指在控制主机内事先对家中的固定事件进行编程固化，例如，定 时开关窗帘，定时开关热水器等等，电视、音响、照明、喂宠物等均可设定时控 制。1.7.4 一键情景控制? 一键情景控制是指将家中灯光、窗帘、空调和其他家用电器的假设干个设备任 意组合，形成一个自定义的情景模式， 然后按下任一情景模式键， 便可按预先设 定的情景模式开启灯光、窗帘、空调或其他家用电器。思考题? 1 我国智能家居的开展经历了哪几个阶段？? 2 什么是智能家居？什么是数字家庭？两者有何区别？? 3 什么是物联网？其体系结构分为哪几层？? 4 什么是云计算？云平台典型物理架构如何？? 5 智能家居有哪些特征？? 6 智能家居

33、相关技术有哪些？? 7 智能家居主要控制技术与控制方式有哪些？? 8 智能家居主要由哪几局部组成？第2章照明智能控制?本章要点了解照明智能控制系统的组成。 熟悉照明智能控制所需产品及性能。 熟悉家庭照明系统设计。掌握家庭照明系统的设置。照明智能控制系统的组成照明智能控制系统主要由控制模块、 环境光传感器与智能开关等组成，如下 图所示。其中控制模块是一款功能精简的智能家居控制主机，它安装好相关软件 后，可轻松控制灯光、窗帘、电器等设备；环境光传感器可以感知室内光线情况， 并告知控制模块自动调节室内亮度，降低照明电能消耗；智能开关包括调光面板、 情景控制面板与随意贴面板，它们可手动或受控制模块控制

34、室内的灯光或不同灯 具的组合。照明智能控制所需产品及性能简介普通灯开关面板普通灯开关面板是按国际电工标准 86式墙壁开关外型设计长x宽x深为 86X 86x 35mm,不需接零线，不需重新布线，不需对灯具改动任何配件，可直 接替代原有墙壁开关。实现手动开关灯、遥控开关灯，还可配合智能主机进行情 景模式等集中控制。并能识别、存储生产厂家的任何相关控制产品的数字编码信 息。调光面板调光面板也是按国际电工标准 86式墙壁开关外型设计，上面安装电子感应 按键，也可接收控制模块的无线遥控信号，对室内灯具进行开/关控制与亮度调整。情景控制面板情景控制面板的特点在于事先设定的“情景，把以前需要好几个动作才能

35、 做完的事情，变成一个按键动作就可以完成。2.2.4 环境光传感器 环境光传感器主要由光敏元件组成。 目前光敏元件主要有光敏电阻、 光敏二 极管、光电三极管、硅光电池等。环境光传感器可以感知周围光线情况，并告知 控制主机自动调节室内亮度，降低照明电能消耗。2.2.5 控制模块 控制模块是一款功能简易的控制主机， 它适合控制某些功能单一的系统， 如 照明智能控制、家电控制、家庭安防控制、影院控制等。2.3 家庭照明智能系统设计2.3.1 住宅建筑电气设计标准我国的行业标准?住宅建筑电气设计标准?的编号为JGJ242-2021,自2021 年 4 月 1 月起实施。2.3.2 家庭照明设计的根本要

36、求 智能家庭照明设计的主要目的是实现智能化管理与控制, 另外那么是节能与环保。其中智能化操作系统的照明必须满足： 一是可以实现人性化、 智能化一键操 作,集成可视管理, 可控管理,节省人力劳动；二是必须实现能源的节能与环保。2.3.3 家庭照明的灯光设计 家庭照明系统一般分为客厅、卧室、餐厅、厨房、书房、卫生间等,在智能家居设计的过程中,照明智能系统根据各个房间的要求,进行灯光设计和控制, 实现理想效果。家庭照明的灯光设计主要实现对家庭内外的灯光进行各种智能控制与管理, 具体地说主要实现灯光一对一开关控制、 双控、多控,全部及局部区域灯光全开、 全关；不同房间、生活区域的一键式情景控制功能。2

37、.4 家庭照明智能系统的设置2.4.1 普通灯开关面板的设置2.4.2 双向灯光面板的与设置2.4.3 调光灯开关面板的设置2.4.4 情景控制面板的设置2.4.5LED 变色灯的设置思考题1 照明智能控制系统由哪几局部组成？2 情景控制面板有何作用？3 家庭照明设计有哪些根本要求？4 双向灯光面板有何特点？第3章家电智能控制与能源管控了解家电智能控制系统和能源管控系统的组成。 熟悉家电智能控制和能源管控所需产品及性能。熟悉家电智能控制和能源管控系统设计。 掌握家电智能控制系统的设置。家电智能控制与能源管控系统的组成家电控制系统的组成家电智能控制与智能照明控制类似，不同的是受控对象不是灯具而是

38、家用电 器，如对家里电视机、空调、热水器、电饭锅、饮水机等家用电器进行智能控制。 电器智能控制一般分为两大类，一类是原来可用红外遥控器控制的家用电器，如电视机、空调等，这类家电是由红外线转发器去控制； 另一类是由智能电源插座 控制，如热水器、电饭锅、饮水机等。电器智能控制系统的组成，如下列图所示。能源管控系统的组成家庭能源管控系统是智能家居不断开展的产物，也是家电智能控制系统的升 级。社会经济的快速开展致使人们对电力的需求日益增加，如何节约用电、科学用电、管理用电，有效地控制家庭能耗是智能家居需要研究的课题。家庭能源管控系统一般由智能电表、 电能监控插座或称无线智能插座、无 线路由器、智能控制

39、主机等智能设备及室内无线网络组成，如下列图所示。3.2 家电智能控制与能源管控所需产品及性能简介3.2.1 智能插座 智能插座在智能家居中可通过电脑 / 客户端、无线电遥控器实现对电器 用电负载 如电热水器、电饭煲等 的通断控制，或通过智能主机实现远程控制。3.2.2 无线智能插座 目前无线智能插座主要有 ZigBee 无线智能插座和 Wi-Fi 无线智能插座两种。3.2.3 电能监控插座 电能监控插座又称无线计量插座， 它是一款可远程遥控和管理的电流、 电压、 功率、用电量检测插座。 当设备连接电器时， 可以检测到当前电器的负载电流等 电参数的信息。3.2.4 红外线转发器 红外线转发器的作

40、用是把控制主机发出无线电射频信号转发成红外线信号去控制室内的空调、电视机、DVD影碟机、功放、音响、电动窗帘、有线数字电 视机顶盒等红外线遥控产品。3.2.5 智能电表 智能电能是整个家庭能源管控的数据源中心， 首先它通过外部电网公司抄表系统实现集中抄表，同时通过电能表内的电力线载波PLC或ZigBee模块可以与 家庭交互终端实现交互。3.2.6 无线路由器 无线路由器是组建家庭无线网络所需的根本配置， 它可实现家庭无线网络中的In ternet连接共享，实现ADSL CableModem和小区宽带的无线共享接入。3.3 家电智能控制与能源管控系统设计3.3.1 家用电器的控制方式 目前家用电

41、器的控制方式主要有手动控制、 机械定时控制、 遥控器控制、 微电脑控制等。3.3.2 家电智能控制设计 家电智能控制设计是在不改变现有家用电器控制方式的根底上， 由控制主机来统一控制室内各式各样的家用电器。3.3.3 家庭能源管控系统的设计 搭建家庭能源管控系统一般需要智能控制主机、 智能插座、 智能电表、 智能水表、智能气表、智能热表、家电智能等设备。3.4 家电智能控制系统的设置3.4.1 智能插座面板的设置3.4.2 便携式智能插座的设置3.4.3 智能排插的设置3.4.4 红外线转发器的设置第4章家庭安防报警了解家庭安防报警系统的组成。熟悉家庭安防报警所需产品及性能。熟悉家庭安防报警系

42、统设计。掌握家庭安防报警系统的设置。家庭安防报警系统的组成智能安防报警是智能家居系统中必不可少功能， 是指为家庭设备与成员的安 全而安装的防护保全与报警系统，包括控制主机、红外探头、网络摄像机、可燃 气体探测器、烟雾探测器、门磁、窗磁、玻璃破碎探测器、视频效劳器、紧急按 钮、门禁和可视对讲等。一套完善的智能家居安防报警系统可确保每一个用户的 生命及财产的平安，其组成示意图如下列图所示。天线的增益天线的增益是描述定向天线辐射或接收电磁波的能力比标准天线大的程度。 天线的噪声温度天线的阻抗与驻波比频带宽度卫星电视接收天线的主要性能要求台轴a电控眦tJil-ff -提橋 齣孟 fifS-S 翩器能壬

43、机家庭安防报警系统的功能家庭安防报警系统主要有以下几项功能：1. 远程实时监控功能2. 远程报警与远程撤设防功能3. 网络存储图像功能4. 具备夜视、云台等控制功能家庭安防子系统的组成家庭安防子系统由各种前端报警探测器、控制主机、网络摄像机、读卡器、门禁 控制器、等组成。前端探测器可分为门磁、窗磁、煤气探测器、烟感探测器、红 外探头、紧急按钮等。4.1.3 家庭监控子系统的组成 家庭监控子系统主要实现视频监控与安防看护， 包括家庭内部情况的监视和 远程实时监控。该子系统由红外高清网络摄像头、监视器、记录设备、网络接入 设备、报警接口模块等组成。4.1.4 可视对讲子系统的组成 智能家居可视对讲

44、子系统一般由门口机、室内机和电源组成。4.2 家庭安防报警所需产品及性能简介4.2.1 可燃气体传感器 家居生活中最常见的可燃气体是天然气， 及时可靠地检测到空气中的可燃性 气体是智能家居必不可少的功能。4.2.2 烟雾传感器 烟雾传感器是一种将空气中的烟雾浓度变量转换成有一定对应关系的输出 信号的装置， 主要用于及时监测家庭火灾的发生， 尤其是在火灾初期、 人不易感 觉到的时候进行报警。烟雾传感器分为光电式和离子式两种。4.2.3 人体红外探测器 人体红外探测器能探测人体信号， 在设防状态下如果有人体信号存在， 探测 器会与智能家居控制主机联动，可实现远程报警等功能。4.2.4 无线门磁探测

45、器 无线门磁探测器是用来探测门、 窗、抽屉等是否被非法翻开或移动， 它是由 无线发射模块和磁块两部份组成， 在无线发射模块有两个箭头处有一个 “钢簧管 的元器件， 当磁体与钢簧管的距离保持在 1.5cm 内时，钢簧管处于断开状态， 一 旦磁体与钢簧管别离的距离超过 1.5cm 时， 钢簧管就会闭合， 造成短路， 报警 指示灯亮的同时向控制主机发射报警信号。 控制主机收到报警信号后会采取相关 措施。4.2.5 玻璃破碎探测器 玻璃破碎探测器的作用是探测家里或单位的窗户玻璃是否被人破碎， 如果有 人为破坏玻璃而非法入侵室内， 那么会发出报警声， 是家居安防探测器之一。 按照 工作原理的不同， 玻璃

46、破碎探测器大体可以分为两大类。 一类是声控型的单技术 玻璃探测器， 另一类是双技术玻璃破碎探测器。 这其中又分为两种： 一种是声控 型与震动型组合在一起的双技术玻璃破碎探测器， 另一种是同时探测次声涉及玻 璃破碎高频声响的双技术玻璃破碎探测器。4.2.6 网络摄像头 网络摄像头或称网络摄像机， 是传统摄像机与网络视频技术相结合的新一代 产品，除了具备一般传统摄像机所有的图像捕捉功能外， 机内还内置了数字化压 缩控制器和基于Web的操作系统，是一种通过网络传输动态视频的设备。4.2.7 智能门锁 物联无线云智能锁，是智能门锁之一，它是一款基于 ZigBee/SmartRoom 技 术构建的新型安

47、防产品， 可与全球标准产品无缝连接。 只需拿出 ，输入密码， 门会自动翻开；另外，家里亲人可以在远程开锁，防止一时忘带 开不了门。 智能锁还具有完善的保护机制，任何人开锁、上锁、反锁，即使你在千里之外， 也会收到报警。4.2.8 紧急求助按钮 家庭紧急求助系统是指主人在家中遇到突发情况或紧急情况时，能简单、便捷地进行求助的终端设施，在各卧室和客厅处分别安装一个紧急按钮， 有紧急情 况时能很容易报警，家中的老人在急迫需要帮助时也可以通过这个按钮寻求救助， 429燃气切断阀燃气切断阀与家用燃气泄漏报警器或控制主机配合工作，可以实现家用燃气检测、报警与自动关闭功能，提高家庭的平安性。燃气切断阀的管径

48、有几种，适 配不同的天然气管道，安装方便。无须更改燃气管道原设计配置，用户可自行安装，带自动、手动转换离合器。家庭安防报警系统的设计 设计标准及标准家庭视频监控设计视频传输、视频信号存储与显示局部家庭视频监控系统一般包括视频采集 家庭监控系统结构示意图如下列图所示。家庭室内防盗设计家庭防盗报警系统按区域不同一般分成两局部， 即住宅周界防盗和住宅室内 防盗。住宅周界防盗是指在住宅的门、 窗上安装门磁开关；住宅室内防盗是指在 主要通道、重要的房间内安装红外探测器。当家中有人时，住宅周界的防盗报警 设备门磁开关设防，住宅室内的防盗报警设备红外探测器撤防。家庭室内防火设计家庭防火报警系统设计应遵循国标

49、 GB50119-2021?火灾自动报警设计标准? 中“住宅建筑火灾自动报警系统设计的规定，由家用火灾报警控制器、家用火 灾探测器与火灾声警报器组成。家庭安防报警系统的设置网络摄像头的安装与设置 网络摄像头的安装一般分硬件安装和软件安装。1硬件安装网络摄像头的硬件安装包括连接网络、接通电源和检查网络指示灯2 软件安装安装网络摄像头的软件比拟简单， 就是在计算机 电脑 上安装随机配带的光 盘，不同生产厂家，配带的光盘不一样。4.4.2 门锁控制盒的设置 智能门锁是计算机信息技术、电子技术、机械技术和现代五金工艺的完美结 晶。一般由电子识别与控制、 机械联动系统两局部组成。 目前电子识别与控制主

50、要有指纹识别、密码识别、智能卡识别和无线编码遥控。4.4.3 无线传感器、探测器的设置 智能家居安防报警系统由智能家居控制主机和各种无线传感器、 探测器组成。 无线传感器、探测器包括无线门磁传感器、无线幕帘探测器、燃气探测器、烟感 探测器、人体红外传感器、紧急按钮等。用户可根据自己的情况选配无线传感器、 探测器并组合到主机中进行使用。 射频控制主时机将不同的传感器、 探测器用不 同的二进制数码代替。4.4.4 安防产品联动的设置1 设置“设防与“撤防2 安防传感器与普通情景模式的联动3 无线传感器联动实现 、短信报警第5章家庭环境监控了解家庭环境监控系统的组成。熟悉家庭环境监控所需产品及性能。

51、熟悉家庭环境监控系统设计。掌握家庭环境监控系统的设置。家庭环境监控系统的组成一个完整家庭环境监控系统主要包括环境信息采集、环境信息分析及控制和执行 机构组成，如下列图所示。家庭环境监控所需产品及性能简介温、湿度一体化传感器温湿度一体传感器是指能将温度量和湿度量转换成容易被测量处理的电信 号的设备或装置。市场上的温湿度一体传感器一般是测量温度量和相对湿度量。 空气质量传感器空气质量传感器的作用就是检测智能家居中室内的氨气、硫化物、甲醛等空气污染气体的浓度以及的含量。空气质量控制器空气质量控制器是一款多功能型的家居智能空气质量、环境监测控制产品， 能实时有效的监测室内空气质量及温湿度的实时变化情况

52、，并智能控制新风系统对室内空气质量及环境温湿度进行调节，始终保持室内空气质量及环境的最正确状 态。空气质量检测仪空气质量检测仪主要用于检测室内环境的 和温湿度值。它与控制主机 配合使用时，可让用户通过 、电脑、平板电脑等移动终端，远程实时查看家 中的空气状况；一旦超标即显示警示灯，并联动配合情景模式，如向用户 发送报警信息，开启空气净化器、空气清新机、新风系统等设备。风光雨传感器风光雨传感器能对自然气候中的风、 光、雨进行自动感应检测， 并将检测到 的信号传递给控制主机， 通过控制主机对电动遮阳蓬等产品的自动化控制， 以保 护室内的物品不受风、光、雨损坏。5.2.6 无线漏水传感器无线漏水传感

53、器利用液体导电原理， 用电极探测是否有水存在， 再用传感器转换成干接点输出。当探头浸水高度约 1mm寸，即发出报警信号。5.2.7 无线环境光探测器无线环境光探测器是基于ZigBee/SmartRoom协议的新型产品，通过移动智 能终端实时监测周围环境光强度， 也可联动相关智能设备 (窗帘等 ) ，带来方便舒 适生活。5.2.8 无线噪音探测器 无线噪音探测器结合物联网技术、云技术、移动互联网技术、太阳能技术，每天 24h 时实时监测范围内的噪音数据，为用户改善住居环境提供参考。5.2.9 空气净化器空气净化器是指能够吸附、 分解或转化各种空气中的污染物， 有效提高室内 空气清洁度的产品。5.

54、2.10 电动开窗器电动开窗器的作用是用于翻开和关闭窗户。 它可根据使用要求， 在传感器的 作用下或在控制主机的控制下，实现遥控、烟控、温控、风控、雨控等自动翻开 和关闭窗户。5.3 家庭环境监控系统的设计5.3.1 设计标准及标准家庭环境监控系统设计应遵循以下标准及标准：1. ?民用建筑工程室内环境污染控制标准? (GB50325-2021)2. ?室内空气质量标准? (GB/T18883-2002)3. ?环境空气质量标准?(GB3095-20214. ?住宅设计标准?(GB50096-20215.3.2 如何搭建家庭环境监控系统 家庭环境监控系统是智能家居中的一个子系统，它又包括室内温湿

55、度监控、 室内空气质量监控、 窗外气侯监测和室外噪音监测等多个方面。 如何搭建家庭环 境监控系统要根据本地的外部居住环境的好坏，来设计好室内环境监控系统。5.4 家庭环境监控系统的设置5.4.1 温、湿度传感器的设置目前温、湿度传感器有两种类型， 一种是基于射频无线组网技术， 另一种是 基于 ZigBee 无线组网技术，这两种温、湿度传感器的设置方法不同，下面介绍 在KC868B型控制主机上设置基于射频技术的温、湿度传感器。5.4.2 风光雨传感器的设置翻开主界面中的“安防后，选择“设防，再点击“设备一点击“输入 一点击“无线输入栏目，点击“添加按键。5.4.3 空气质量检测仪的设置空气质量检

56、测仪是基于 ZigBee 协议设计的，它不需要对码学习，其设置步 骤见教材。第6章家庭影院与背景音乐了解家庭影院与背景音乐的组成。 熟悉家庭影院与背景音乐所需产品及性能。 熟悉家庭影院与背景音乐系统设计。掌握家庭影院与背景音乐的室内布线。家庭影院与背景音乐的组成家庭影院系统的组成家庭影院由音频系统与视频系统两大块组成，音频系统包括DVD影碟机、AV功放、多声道音响，而视频系统由高清投影机与投影幕组成， 也有客户使用大屏 幕高清电视机代替，如下列图所示。家庭背景音乐系统的组成家庭背景音乐系统主要包括三个局部，音源局部、控制器局部、音箱局部, 如下列图所示。6.2 家庭影院与背景音乐所需产品及性能简介6.2.1 影碟机 影碟机也称视盘机， 是播放光盘中视频与声音的设备， 也是家庭影院中能产 生 AV 信号源的一种设备。影碟机是由数字视频技术、数字声频激光唱盘技术与 计算机技术相结合而产生的声像设备， 集中了激光技术、 数字技术、 精密加工技 术等，是光机电一体化的典型消费类电子产品。在家庭影院主要有DVD EVD影碟机和蓝光影碟机。6.2.2 高清投影机高清投影机又称高清投影仪， 是一种可以将图像或视频投射到幕布上的设备， 可以通过不同的接口与计算机、DVD