3章-1家庭自动化39

第3讲自动化的典型应用本讲内容容家庭自动动化汽车中的的自动化化系统智能交通通智能建筑筑与楼宇宇自动化化电力系统统自动化化形形色色色的机器器人先进制造造技术与与自动化化军事与国国防的现现代化宇宙飞行行与自动动化办公自动动化电子商务务与商业业自动化化社会与经经济系统统自动化应应用面临临的挑战战与展望望3.1家家庭庭自动化化主要内容容家庭自动动化的基基本概念念和发展展概况；；家庭自动动化的主主要功能能和特点点；未来的家家庭自动动化；家庭自动动化发展展过程中中值得注注意的问问题一、家庭庭自动化化的基本本概念和和发展概概况与“家庭庭自动化化”相近近的说法法：智能家居居（SmartHome））数字家园园（DigitalFamily）网络家居居（NetworkHome）电子家庭庭（ElectronicHome或或E-home）……家庭自动动化的总总体目标标和技术术手段目标：创造安全全、高效效、便捷捷、优雅雅、舒适适、节能能和环保保的居住住环境。。手段：利用计算算机、通通信、检检测、人人工智能能、自动动控制、、机器人人等现代代科技，，通过对对环境的的自动监监测、对对信息的的综合处处理和对对各种服服务功能能的优化化组合来来有效地地管理和和控制家家中的各各种设备备，使其其很好地地为我们们服务。。

家庭自动动化的内内容：生生活服务务与信息息服务家庭自动动化的发发展日本1978年年提出了了家庭自自动化系系统的初初步设想想和实现现方案；；美国1979年年推出了了实用性性很强的的X10家庭自自动化系系统，利利用电力力传输线线进行数数据传输输和设备备互连，，可以““即插即即用”，，得到了了迅速推推广；此后，很很多国家家相继开开展了““家庭自自动化””或“智智能家居居”的研研究，推推出了很很多种标标准、技技术和产产品；“家庭自自动化””最简单单、最容容易实现现的形式式是单独独控制每每个设备备，如冰冰箱、空空调、洗洗衣机、、电脑及及网络等等；随着各种种有线和和无线网网络的普普及、网网络技术术在家庭庭自动化化系统中中得到普普遍应用用，网络络家电//信息家家电不断断成熟，，“网络络化”已已成为““家庭自自动化””的重要要特征之之一；“网络化化”不仅仅指家庭庭的电气气设备可可以和电电话网、、移动通通讯网、、互连网网、电力力网等外外网连接接，也指指各种不不同的设设备可以以相互连连接起来来，构成成内网；；我们可以以在家中中的任意意一个地地方对这这些设备备进行设设置和控控制，也也可在外外面通过过手机、、电话、、电脑等等向家里里的设备备发送指指令，实实现远程程控制；；“网络化化”使各各种数据据、信息息和功能能可以共共享；例1：一个红外外探头的的检测信信息，既既可以用用来触发发防盗报报警装置置，也可可以用于于灯光控控制。例2：显示屏既既可以用用来看电电视，也也可以用用于计算算机，还还可以用用于可视视电话等等。例3：只用一个个遥控器器，就可可以在居居室的任任何地方方操纵所所有的家家用电器器家庭。。“网络化化”、““数字化化”、、“智能能化”使使家庭自自动化系系统越来来越“聪聪明”，，自动化化程度越越来越高高；“家庭自自动化””面向千千家万户户，具有有极大的的市场发发展潜力力，因而而竞争非非常激烈烈，“家家庭自动动化”正正在激烈烈的竞争争中不断断发展。。二、家家庭自动动化的主主要功能能和特点点功能可以以归纳为为以下四四类：（1）安安全监控控及防灾灾报警自自动化（2）家家电设施施自动化化（3）环环境调节节与节能能自动化化（4）信信息服务务自动化化（1）安安全监监控及防防灾报警警自动化化通过摄像像头、红红外探测测、开关关门磁性性探测、、玻璃破破碎探测测、煤气气探测、、火警探探测等各各种检测测装置，，自动监监控是否否有陌生生人入侵侵、是否否有煤气气泄漏、、是否有有火灾发发生等；；一旦发生生紧急情情况就立立即进行行自动处处置和自自动报警警，及时时关闭煤煤气阀门门、自动动喷水，，向小区区物管和和警方报报警，通通过手机机向房主主报警；；还可以通通过网络络在外面面任何地地方随时时监控该该安全系系统，并并在需要要时查看看住宅内内外的视视频信息息；门禁系统统可以采采用智能能卡或每每个人特特有的指指纹识别别、眼睛睛虹膜识识别等手手段，安安全性很很高。家庭安全全监控系系统示意意图（2）家家电设施施自动化化主要包含含两个方方面：家家电设施施本身的的自动化化；各种种设备进进行相互互协调、、协同工工作的自自动化。。家电设施施正越来来越自动动化和智智能化；；对于网络络化的家家电设施施，除了了可以进进行室内内控制和和远程控控制外，，还可以以连通生生产厂家家的技术术支持服服务器，，获得故故障诊断断、软件件升级等等技术服服务；协同工作作建立在在网络化化的基础础上，例例如：①当你打打开电视视机，客客厅灯光光就自动动调到您您喜欢的的亮度，，窗帘自自动拉上上；②当当有电话话打入时时，电视视机或音音响的声声音自动动调小；；③当您您家中来来客人时时，灯光光将自动动调亮，，音响将将自动播播出欢快快的乐曲曲，等等等。例1：全全自动智智能洗衣衣机可以辨别别洗衣量量、衣服服的质地地及脏的的程度，，并根据据这些信信息去自自动确定定洗衣粉粉的用量量、水位位高低、、水的温温度、洗洗涤时间间和洗涤涤强度。。有的还能能自动进进行故障障诊断，，发现问问题并给给出处理理建议，，或通过过网络将将信息传传送给客客户服务务中心，，对问题题进行判判别和处处理。例2：智智能冰箱箱能够根据据检测的的温度自自动调节节制冷强强度，从从而保持持温度恒恒定；可以自动动显示冰冰箱内的的食品数数量，提提醒主人人食品是是否过期期或需要要补充，，并可自自动通过过网络进进行采购购；主人在回回家前可可以通过过网络或或手机查查询冰箱箱内储存存的食品品是否充充足，以以便决定定是否需需要购买买。例3：智智能微波波炉普通微波波炉的输输出功率率是固定定的，火火力调节节只是通通过电源源的不断断开关来来控制温温度的平平均值；；智能微波波炉则通通过导入入变频电电源，可可以自如如地调节节输出功功率，实实现真正正的火力力调节；；可以实现现“智能能感应””和“智智能控制制”功能能，炉内内感应器器根据食食物的情情况自动动选择最最佳火力力和烹调调时间；；与网络相相连的微微波炉还还可以进进行远远程控制制，可以以在任何何地方传传送工工作指令令，也可可以自动动下载菜菜单并并根据菜菜单进行行烹饪。。一种网络络化智能能家电控控制系统统的示意意图（3）环环境调调节与节节能自动动化自动监测测室内的的温度、、湿度、、亮度等等环境状状态值，，并根据据住户的的需要自自动进行行调节控控制；能耗装置置可以根根据情况况自动关关小或关关闭，以以节约能能源，降降低费用用；例如如：照明控制制根据光光线强度度自动调调节灯光光亮度，，并在有有人时自自动开灯灯，无人人时自动动关灯；；空调控制制根据需需要自动动开启或或关闭系系统、自自动根据据室内温温度和湿湿度情况况转为低低耗运行行，或在在外面温温度合适适时自动动将窗户户打开到到最合适适的程度度，等等等。（4）信信息服服务自动动化通过局域域网、互互联网等等，实现现各种信信息服务务功能，，包括社社区信息息服务、、物业管管理服务务、小区区住户信信息交流流、提供供证券行行情、旅旅行订票票服务、、网上资资料查询询、网上上银行服服务、电电子商务务等；可以不受受时间和和空间的的限制，，自由自自在地在在家办公公、学习习、炒股股、“逛逛街”、、购物、、存取款款和转帐帐，视频频点播、、玩电子子游戏等等；甚至至可以实实现远程程医疗、、远程看看护、远远程教学学、业务务洽谈、、处理各各种事务务、召开开视频会会议、进进行生产产调度和和指挥等等，真正正做到““足不出出户，运运筹帷幄幄”。。用户也可可以随时时查询各各种费用用的情况况，方便便用户对对费用进进行自我我控制，，避免严严重超支支，并及及时发现现资源是是否被盗盗用。水、电、、气、电电话以及及网络等等的使用用实现自自动计量量、自动动抄表和和自动收收费，在在出现异异常现象象或余额额不足的的情况下下自动地地提醒业业主，给给住户带带来很大大的便利利，也减减少了物物业管理理工作量量；三、未来的家家庭自动动化比尔•盖盖茨（BillGates）的““未来之之屋”可可以说是是现代最最新科技技与家居居生活相相结合的的典范，，对于普普通家庭庭而言，，它是名名副其实实的“未未来之屋屋”，但但“未来来之屋””离我们们并不遥遥远。“未来之屋”外景“未来之之屋”分分布图“未来之之屋”客客厅的水水族宫“未来之之屋”的的构成和和特点这座房子子里共铺铺设了83公里里的电缆缆，分布布着长达达几公里里的光纤纤数据线线，连接接着多台台电脑服服务器，，将房内内的所有有电器设设备连接接成一个个标准的的家庭网网络；在房间内内外都装装有各种种类型的的传感器器以及可可以触摸摸、感应应的开关关，并由由计算机机统一协协调地控控制着房房间的灯灯光、通通风、温温度、湿湿度以及及音乐等等；除了可以以人工操操作之外外，大部部分设备备都是完完全自动动地进行行调节和和运行。。在安全保保障方面面，门口口安装有有微型摄摄像机，，除主人人外，其其它人欲欲进入门门内，必必须经摄摄像机通通知主人人，由主主人向电电脑下达达命令，，大门方方可开启启；整个建筑筑根据不不同的功功能分为为12个个区，来来访者通通过出口口就会产产生其个个人信息息并储存存到计算算机中，，包括他他的指纹纹等；当主人需需要就寝寝时，只只要按下下“休息息”开关关，房子子四周的的防盗报报警系统统便进入入严密防防范状态态；发生火灾灾等意外外时，住住宅的消消防系统统会自动动对外报报警，显显示最佳佳避难方方案，关关闭有危危险的电电力系统统，并根根据火势势分配供供水；住宅大门门外装有有气象情情况感知知器，可可以根据据各项气气象指标标，自动动控制室室内的温温度、湿湿度和通通风的情情况；地板中的的传感器器能够在在15厘厘米的范范围内跟跟踪到人人的足迹迹，感应应到有人人到来时时自动打打开照明明系统，，离去时时自动关关闭，而而且还会会根据外外面光线线的强度度自动调调节室内内的灯光光亮度；；会议室可可随时高高速接入入互联网网，24小时为为盖茨提提供一切切他需要要的信息息，并可可以随时时召开网网络视频频会议；；大部分设设备都可可以通过过有线或或无线网网络进行行远程控控制，主主人在回回家途中中只需通通过手机机，就可可遥控家家中的一一切，包包括开启启空调、、简单烹烹煮、让让浴池自自动放水水和自动动调温等等；厨房内装装有一套套全自动动烹调设设备，卫卫生间里里安装有有计算机机控制的的智能马马桶，可可以随时时检测主主人身体体状况，，如发现现有异常常，电脑脑会立即即提示或或发出警警报；豪宅里的的一棵140多多年的老老树也装装设了传传感器和和自动控控制系统统，能够够根据需需水情况况自动进进行浇灌灌；每一位客客人在跨跨进盖茨茨家时，，就会领领到一个个内设微微芯片的的胸针，，这是所所有访客客体验这这座科技技豪宅都都必须配配备的；；胸针的功功能并非非单纯的的识别身身份，主主要用于于把访客客个人的的相关资资料，包包括偏好好的温度度、湿度度、灯光光、音乐乐、影视视作品等等信息预预先设定定到胸针针内置芯芯片中，，以便让让人与住住宅之间间展开一一连串令令人惊奇奇的互动动活动；；无论你走走到哪里里，电子子胸针都都会将信信号传给给相应的的感应器器，感应应器再告告诉中央央电脑，，中央电电脑会分分析访客客的种种种喜好，，再分别别对大厅厅的空调调、音响响、灯光光及影视视系统等等下达指指令，使使室温倍倍感舒适适、灯光光明暗适适度、并并投其所所好地播播放音乐乐和影片片；一旦电视视和音乐乐被选定定后，它它们会随随着人们们从一个个房间进进入另外外一个房房间，即即使是在在水池中中，也会会从池底底“冒””出如影影随形的的个性音音乐；环境的一一切变化化都是完完全自动动的，并并将伴随随着你完完成整个个豪宅之之旅。对家庭自自动化的的一些展展望在未来的的家庭自自动化系系统中，，家庭网网络将贯贯穿整个个家居，，大大小小小的家家用电器器都是真真正的信信息家电电，甚至至每个电电器、感感应模块块、操作作终端以以及其他他住宅设设施都有有单独的的网络识识别地址址，方便便访问和和记录事事件；许多原来来功能单单一的家家电产品品，如电电视、音音响、电电饭煲等等都将融融入到信信息家电电系统中中，由家家庭中央央控制系系统统一一安排和和处理各各个应用用终端；；家电产品品的所有有功能都都将由家家庭网络络中的专专用模块块来完成成，每个个功能模模块都相相当于系系统中的的一个零零部件，，相互配配合、协协同工作作；例如如，显示示设备可可同时用用于看电电视、操操作电脑脑、上网网等；我们可以以只用一一个带图图文菜单单的小巧巧遥控器器，完成成对所有有家电、、窗帘、、照明系系统、浴浴室设施施、报警警监视器器等的控控制；中央处理理器可以以通过计计算机视视觉、语语音识别别、模式式识别等等技术，，由人的的身体姿姿态、手手势、语语音及上上下文等等信息判判断出人人的意图图并做出出合适的的反应或或动作，，主动高高效地为为主人服服务；若有电话话打进来来，“电电话管家家”会代代你接听听，并只只在你所所处的位位置附近近通过声声音或显显示屏提提醒你，，如果你你正在看看电视，，电视音音量会自自动降低低；未来智能能机器人人将成为为家政服服务的最最佳人选选，不仅仅所有苦苦、脏、、累的活活全由它它包揽，，而且还还能模拟拟人脑的的部分思思维和功功能，可可以进行行学习、、记忆、、分析、、识别、、判断等等，既可可以识别别家人和和陌生人人，确保保住宅安安全，也也可以和和你下棋棋、做游游戏，还还可以逗逗你开心心，排遣遣心中的的郁闷；；未来的电电话，每每个人只只有一个个号码，，无论对对方身处处何地，，拨打这这个号码码都能找找到对方方；如果果打电话话的是外外国人，，只要讲讲最常用用的几种种语言，，电话会会自动翻翻译，实实现无障障碍沟通通；人们出门门也许什什么证件件和钥匙匙都不用用带，个个人身份份识别系系统已经经电子化化和网络络化，能能根据你你的声音音、指纹纹、掌纹纹、虹膜膜、DNA、相相貌特征征等识别别你的身身份；个人身份份识别终终端将遍遍布全球球，社会会医疗、、保险、、理财、、就业、、进出门门、乘坐坐交通工工具等都都基于这这个识别别系统；；未来的新新技术和和新产品品将使工工作效率率越来越越高，例例如思维维集成芯芯片会自自动把你你的思路路按最佳佳方案整整理出来来，显示示在屏幕幕上；修修改稿件件可通过过语音识识别系统统自动按按你的心心愿进行行修改；；你的健康康状况及及相关数数据可以以随时通通过健康康监视终终端传送送给医疗疗机构，，还可以以和医务务人员进进行视频频交流；；当你出门门时，系系统会向向你提示示一天工工作日程程安排及及应携带带的物品品；当你离开开后，不不需要的的电源会会自动关关闭，系系统会自自动检查查水和