淺析智能家居功能與系統創(chuàng )新

　　家庭智能化系統的創(chuàng )新功能介紹

　　家庭智能化系統主要給人們帶來(lái)的是居住安全、舒適與節能的享受，這些功效通常通過(guò)家庭智能化系統的六項主要功能來(lái)實(shí)現，即可視對講、家庭防盜、遠程抄表、家電智控、信息發(fā)送以及家居布線(xiàn)等功能。在這些系統功能中，安全是大家關(guān)心的首要問(wèn)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(xiàn)系統已經(jīng)被市場(chǎng)廣泛接受;信息發(fā)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(shuō)已經(jīng)沒(méi)有技術(shù)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(lái)，人們對居住品質(zhì)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(gè)性需求，但值得業(yè)內人士重視與探討。

　　面向安全、舒適與節能，廠(chǎng)商們應該將傳統家庭智能化的功能進(jìn)行創(chuàng )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(gè)探測器及每一個(gè)智控設備都可以獨立編入模式，而每一種模式都可以通過(guò)遠程電話(huà)或戶(hù)內鍵盤(pán)來(lái)控制。比如將某一模式編為晚上就寢模式，這時(shí)可以將防盜系統的相關(guān)探測器設防、燈光關(guān)閉、熱水器關(guān)閉、煤氣閥關(guān)斷等。系統還具有萬(wàn)能聯(lián)動(dòng)功能，即任何傳感器可以和任意執行器之間產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)。煤氣探測器報警可以聯(lián)動(dòng)打開(kāi)排氣扇，同時(shí)關(guān)閉煤氣閥;入侵探測器報警可以聯(lián)動(dòng)打開(kāi)陽(yáng)臺燈光;甚至可以做到在單元門(mén)口刷卡開(kāi)門(mén)時(shí)，家里的防盜系統自動(dòng)撤防，燈光自動(dòng)打開(kāi)，迎接主人的到來(lái)。在綠色節能方面，系統可增加如下功能：一是空氣質(zhì)量探測與排氣設備聯(lián)動(dòng)，以保證室內空氣質(zhì)量與有害氣體的及時(shí)排出;二是室內濕度監控與抽濕設備聯(lián)動(dòng)，以保證室內具有合適的濕度環(huán)境;三是人離斷電，將相關(guān)電源開(kāi)關(guān)集中在模式中進(jìn)行控制，避免電視、空調等家用電器在待機時(shí)的電能損耗以及忘了關(guān)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(dòng)報警器，通過(guò)判斷傳感器狀態(tài)和位置進(jìn)行自動(dòng)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(guò)火災探測器和逃生裝置的接入，使住戶(hù)能夠在火災事故發(fā)生時(shí)不僅能夠及時(shí)發(fā)出報警，還能通過(guò)逃生裝置在第一時(shí)間逃離現場(chǎng)，保障人員的生命安全。

　　由此可見(jiàn)，隨著(zhù)家庭智能化的不斷發(fā)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(fā)揮越來(lái)越大的作用。

　　創(chuàng )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(wǎng)絡(luò )三個(gè)子系統。其中，安全防范子系統又包含住宅報警裝置、訪(fǎng)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(dòng)抄表系統、車(chē)輛出入與停車(chē)管理、緊急廣播與背景音樂(lè )、物業(yè)管理計算機系統以及設備監控裝置。以上多個(gè)分子系統與電話(huà)、電腦、電視網(wǎng)絡(luò )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(shí)現，并在小區管理中心層面通過(guò)物理連接實(shí)現聯(lián)動(dòng)功能和通過(guò)信息平臺實(shí)現數據共享。這就是業(yè)內通常所說(shuō)的系統集成。

　　這種系統集成的特點(diǎn)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(shí)現有限的集成。各子系統使用不同廠(chǎng)家產(chǎn)品與不同的協(xié)議標準，每個(gè)系統的管線(xiàn)、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(jīng)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(yè)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(wǎng)絡(luò )平臺上、實(shí)現多功能融合的簡(jiǎn)單化系統，其特點(diǎn)是在一個(gè)具有標準接口的網(wǎng)絡(luò )上掛接不同的多功能終端，實(shí)現以往需要多個(gè)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(wǎng)絡(luò )，再延伸出各個(gè)功能子系統。并且，集成系統的前端設備是多功能的、開(kāi)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(chǎng)家產(chǎn)品可以互換，而且其功能可以擴展，當需要增加功能時(shí)，不必再開(kāi)挖管網(wǎng)，簡(jiǎn)單可靠、方便節約。

　　顯然，這種創(chuàng )新型的集成系統架構具有結構優(yōu)化、經(jīng)濟節約、維護方便、效益提高等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，有效地實(shí)現了系統的綜合監控管理、實(shí)現相關(guān)子系統的協(xié)同與聯(lián)動(dòng)、優(yōu)化簡(jiǎn)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(shí)，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(wèn)題。

　　從以前簡(jiǎn)單的子系統羅列，發(fā)展到了采用融合與集成技術(shù)，人們要求系統結構盡可能優(yōu)化與簡(jiǎn)化，而且采用數字化、網(wǎng)絡(luò )化的產(chǎn)品和系統越來(lái)越多，人們體會(huì )到了減少線(xiàn)纜與共享資源的好處，以及人們對電話(huà)、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(wǎng)絡(luò )化、標準化、智能化的呼聲也日益強烈。因此，這種創(chuàng )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(jìn)的家庭智能化功能和創(chuàng )新的系統架構，是不是就能高枕無(wú)憂(yōu)了呢?根據筆者多年的產(chǎn)品設計與工程實(shí)施經(jīng)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(chǎn)品，其系統的工程特性在用戶(hù)滿(mǎn)意度提升上起到至關(guān)重要的作用。在智能家居系統設計生產(chǎn)過(guò)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(lái)的不穩定因素，這也是系統設備生產(chǎn)廠(chǎng)家遇到的新課題和新挑戰。

　　首先，小區控制網(wǎng)絡(luò )是集成系統的基礎和關(guān)鍵，一定要選擇被廣泛接受并被證明有效可靠的通訊協(xié)議。以前對控制網(wǎng)絡(luò )的爭論比較多，但通過(guò)近幾年的實(shí)踐，人們越來(lái)越務(wù)實(shí)地認識到，無(wú)論何種控制網(wǎng)絡(luò )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(wǎng)和現場(chǎng)(總線(xiàn))控制網(wǎng)絡(luò )是當前應用于智能小區集成系統的主要網(wǎng)絡(luò )形式。其中基于LonTalk協(xié)議的LonWorks控制網(wǎng)絡(luò )是一種通用的、開(kāi)放式的互動(dòng)測控網(wǎng)絡(luò )，可與多家廠(chǎng)商的現有產(chǎn)品及不同網(wǎng)絡(luò )通訊協(xié)議設備組網(wǎng)。在小區內建立LonWorks現場(chǎng)總線(xiàn)，可以將現有智能設備組網(wǎng)。同時(shí)，面向未來(lái)，可以接駁各種接受LonTalk協(xié)議的智能設備，并能與IP局域網(wǎng)融合。中國標準化管理局(SAC)已將LonWorks技術(shù)轉化為下列控制網(wǎng)絡(luò )技術(shù)標準(國家標準)：GB/Z20177-2006控制網(wǎng)絡(luò )LonWorks技術(shù)規范;GB/T20299.4-2006《建筑及居住區數字化技術(shù)應用》第4部分：控制網(wǎng)絡(luò )通信協(xié)議應用要求。

　　對于大型小區，系統戶(hù)數可達數萬(wàn)戶(hù)，總線(xiàn)距離可達數公里，此時(shí)應構建適應于各種規模的多節點(diǎn)、長(cháng)距離復雜結構的系統體系，并采用模擬分區技術(shù)使數千戶(hù)的大型小區如同幾十戶(hù)一樣穩定可靠。系統還應通過(guò)建立完善的模塊化系統結構，使用戶(hù)不管是實(shí)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(wǎng)平臺上通過(guò)功能模塊的增減來(lái)方便地實(shí)現。只要業(yè)主需要，可以一步到位或分步實(shí)施。

　　其次，要非常重視未來(lái)所面臨的不同工程與應用環(huán)境下的系統表現。大量的系統完善工作，應該在工廠(chǎng)里完成而不是在施工現場(chǎng)，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(huán)境下的溫度補償問(wèn)題、在潮濕環(huán)境下的防蝕散熱問(wèn)題、在多雨環(huán)境下的密封防水問(wèn)題，以及在多雷環(huán)節下的防雷接地問(wèn)題。這些都需要在工廠(chǎng)模擬環(huán)境或通過(guò)現場(chǎng)問(wèn)題的剖析來(lái)逐一認真解決，一個(gè)產(chǎn)品的成熟度如何，很大程度上取決于上述細節問(wèn)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(gè)顯著(zhù)的特點(diǎn)，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(yè)發(fā)展的瓶頸。針對這個(gè)問(wèn)題，系統在設計時(shí)，就應考慮安裝與維護的方便性，比如系統可以通過(guò)Internet遠程調試與維護。通過(guò)網(wǎng)絡(luò )，不僅使住戶(hù)能夠實(shí)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(jìn)行診斷。這樣，系統設置與版本更新可以在異地進(jìn)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(jiǎn)單化與人性化設計，也都會(huì )影響整個(gè)系統的口碑。業(yè)內人士都知道，電話(huà)線(xiàn)接錯或短路是不會(huì )導致系統損壞的，而家庭智能化系統也應做到這一點(diǎn)，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(wèn)題并不是施工員的問(wèn)題而應該是廠(chǎng)家的責任。

　　結語(yǔ)

　　家庭智能化系統發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了第二個(gè)十年，從簡(jiǎn)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(chǎn)業(yè)都走到了新的階段，雖然目前大量小區的實(shí)際應用還很簡(jiǎn)單，全面的家居智能化系統公司還在為未來(lái)而艱苦努力，但業(yè)內者應該保持信心，只要經(jīng)過(guò)功能創(chuàng )新、結構優(yōu)化以及合理化人性化設計等方面的探索與實(shí)踐，家庭智能化系統定將越來(lái)越受到廣大用戶(hù)的歡迎，家庭智能化產(chǎn)業(yè)也定將能不斷發(fā)揚光大。