中国智能家居的现状及发展趋势

　　0 引 言

　　智能家居系统具有安全、方便、高效、快捷、智能化、个性化的独特魅力,对于改善现代人类的生活质量,创造舒适、安全、便利的生活空间有着非常重要的意义,并具有非常广阔的市场前景。虽然其问世,至今还未能像DVD、家用PC、手机等其他家用电器那样,迅速掀起一股潮流,但从发展趋势看,智能家居的日益普及将是一种必然。预计到2010年,我国大中城市中60%的住宅会实现一定程度的智能家居。在未来,没有智能家居系统的住宅也许会像今天不能上网的住宅那样不合潮流。

　　1 智能家居概念在中国出现

　　20世纪90年代中后期,国内的智能小区逐步兴起。我国的智能化住宅和智能化小区建设,最初始于广州、深圳和上海等沿海开放城市,逐步向内地扩展,人们对智能小区的热情空前高涨,一时间全国上下许多大中城市的房地产商都将自己开发兴建的住宅小区标以/智能小区0、甚至提出/3A型智能小区0、/5A型智能小区0等,智能小区成了房地产商开发销售的热点和卖点。但由于智能化小区缺乏统一的技术标准,智能化相关产品不成熟,房地产开发商贪大求全、盲目追求智能化以及专业知识欠缺导致的鉴别能力不足等原因,造成部分建成的小区智能化系统运行不正常、系统性价比低下,所使用的系统与设备不符合标

　　准化及开放性的要求。为此,建设部住宅产业化促进中心先后颁布了《全国住宅小区智能化系统示范工程建设要点与技术导则》等对智能小区的建设加以指导,上海市智能建筑试点工作领导小组也适时颁发了《上海市智能住宅小区功能配置大纲》,并在2002年修订版中5. 5. 1条提出/通过智能家庭控制主机,实现对家庭内部部分供电回路、照明、空调等的统一开关控制和调节0,提出了智能家居的雏形。

　　近几年,房地产市场在高速发展之后逐步趋于理性,房地产开发商对智能化有了比较深入的理解,智能化相关技术及产品逐步成熟,从而大大促进了智能化行业的发展,小区智能化行业正逐步向着理性与务实的方向发展,部分高端房产项目开始引入智能家居概念。

　　2 智能家居(SmartHome)的概述

　　智能家居是指利用先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技术,将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起,通过统筹管理,让家居生活更加舒适、安全、有效。与普通家居相比,智能家居不仅具有传统的居住功能,提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间;还由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具,提供全方位的信息交互功能,帮助家庭与外部保持信息交流畅通,优化人们的生活方式,帮助人们有效安排时间,增强家居生活的安全性、舒适性,甚至合理控制各种能源的使用。

　　家居智能的基本目标是,将家庭中各种与信息相关的通信设备、家用电器和家庭安防装置通过家庭总线技术(HBS)连接到一个家庭智能化系统上进行集中或者异地的监视、控制和家庭事务性管理,并保持这些家庭设施与住宅环境的协调。要完整地理解智能家居,有必要先对几个智能家居发展过程中有着重大影响的系统进行介绍。

　　2.1 家庭自动化(Home Automation,HA)

　　家庭自动化系指利用微处理电子技术,来集成或控制家中的电子电器产品或系统,例如:照明灯、电炊具、电脑设备、安防系统、空调系统、视信及音响系统等。家庭自动化系统主要是以一个中央微处理机(Central ProcessorUni,t CPU)接收来自相关电子电器产品的信息(外界环境因素的变化,如温/湿度、太阳初升或西落等所造成的光线变化等)后,再以既定的程序发送适当的信息给其他电子电器产品。CPU必须透过许多界面来控制家中的电器产品,这些界面可以是键盘,也可以是触摸式荧幕、按钮、电脑、电话机、遥控器等;消费者可发送信号至CPU,或接收来自CPU的信号。

　　HA的要求随住户的个性不同会有所差异,但应具备以下基本功能:

　　(1)环境控制功能。包括房间温度、湿度等的控制、二氧化碳浓度控制。

　　(2)照度控制功能。包括照明灯具就地控制、场景/顺序控制、远程控制及自动控制;安全模式控制;度假模式控制;百叶窗窗帘的开、关和调整。

　　(3)安防控制功能。包括火灾自动报警、煤气泄漏报警、侵入报警(门禁系统)、漏电报警、漏水报警。

　　(4)能源控制功能。包括控制热水的温度与水量、家用电器控制、在用电高峰时可自动切断次要设备,以免超过额定负荷、计量和显示各种能源消耗。

　　(5)天文时钟功能。包括时间设定和日期设定,根据项目所在地的经纬度,天文时钟会自动调整不同季节的时间差。

　　(6)健康与医疗功能。包括健康设备监控、远程检诊、老人/病人异常监视。

　　(7)通信功能。包括电话、网络、远程控制/报警。

　　家庭自动化是智能家居的一个重要系统,在智能家居刚出现时,家庭自动化甚至就等同于智能家居(我国目前正处于此阶段),今天它仍是智能家居的核心之一,但随着网络技术有智能家居的普遍应用,网络家电/信息家电的成熟,家庭自动化的许多产品功能将融入到这些新产品中去,从而使单纯的家庭自动化产品在系统设计中越来越少,其核心地位也将被子家庭网络/家庭信息系统所代替。它将作为家庭网络中的控制网络部分在智能家居中发挥作用。

　　2.2 家庭网络(Home networking)

　　首先将家庭网络和纯粹的/家庭局域网0区分开来,家庭网络是在家庭范围内(可扩展至邻居,小区)将PC、家电、安全系统、照明系统和广域网相连接的一种新技术。当前在家庭网络所采用的连接技术可以分为/有线0和/无线0两大类。有线方案主要包括:总线制、电力载波等;无线方案主要包括:红外线连接、无线电连接、基于RF技术的连接和基于PC的无线连接等。

　　总线制功能最强大,性能最稳定,其代表有/欧洲安装总线EIB0(European Installation Bus),1990年5月8日,由包括ABB、Siemens等110多个电器制造商联合成立了European Installation BusAssociation,即EIBA,欧洲安装总线协会,总部设在布鲁塞尔。这些制造商占据了整个电器安装布线市场的80%左右。目前,除了作为主要传输介质的总线( Instababus EIB TP——对绞线)外,作为系统的补充提供的传输介质有电力线(Instabus pl EIB——电力线)、无线( Instabus rf EIB——无线电频率)。

　　应用这种分开的总线作为传输介质,能保证十分高的抗干扰性能。但究其实质乃以布线为基础,有两套线路,一路供电线路、一路控制线路,其施工比较麻烦、工程造价比较大,故这类产品的最大问题就是价格高,难以走进寻常百姓家。

　　电力载波是利用家里现有的电力线形成网络化的控制,功能强大、费用低,为家庭专用系统,其代表为美国的X10 X技术——电力载波通信协议(PLC)。目前应用X10技术的产品在我国还不多,国内的X10技术刚刚起步,有些厂家和代理商也推出了针对中国住宅情况作了改进的X10配套产品。电力线是必不可少的,即使不安装任何系统。通过开关或插座给家中所有的电灯、电器提供电源的同时已经形成了一个网络,X10电力载波通信协议就是利用该电力线网络做载体传输控制信号,将120 kHz的编码信号加载到60Hz(我国是50 Hz)的电力线上,由发射设备将X10信号发送给接收器,而每个接收设备都预先设定了一个地址码。地址码是由房间码(A-P)和单元码(1-16)组成,有了X10电力线载波通信协议,家里所有接到电力线上的所有设备几乎都能控制。而且省去了昂贵的控制线路的费用。

　　无线方案为用户使用提供了灵活性和可移动性,由于红外通信受到带宽和障碍物的限制,目前主要采用无线射频技术,适用于小型系统。家庭网络的发展趋势是将智能家居中其他系统融合进去,最终一统天下。