李文勇
【摘 要】智能家居集成網(wǎng)絡(luò)通信、安全防范、自動(dòng)控制等技術(shù),為人們提供舒適、安全、方便和高效的生活環(huán)境。目前,我國智能家居進(jìn)入成長期。雖然智能家居市場消費(fèi)觀念還未成熟,但隨著智能家居的推廣與普及,智能家居得到不少消費(fèi)者的關(guān)注。隨著各項(xiàng)技術(shù)的改進(jìn)與優(yōu)化,未來智能家居將呈現(xiàn)多樣化的特點(diǎn)。文章分析了我國智能家居的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及智能家居系統(tǒng)的功能,并預(yù)測了其未來的發(fā)展趨勢。
【關(guān)鍵詞】智能家居;系統(tǒng);現(xiàn)狀;趨勢
【中圖分類號(hào)】TP273.5 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688(2017)02-0073-03
清晨醒來,隨著輕柔的音樂響起,窗簾徐徐拉開,在您洗漱期間,廚房電器已幫您沖好咖啡,輕觸操控面板即可以接收到您所需要的各類信息,離開家門時(shí),安防系統(tǒng)自動(dòng)開啟,并處于警戒狀態(tài)……這些以前在科幻影視劇才能看到的場景如今已真實(shí)地走進(jìn)了人們的生活。近幾年,智能家居成為現(xiàn)代生活的熱門話題,“智慧化生活,高品質(zhì)享受”亦是現(xiàn)代家庭生活追求的新方向。本文對(duì)智能家居的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與系統(tǒng)組成進(jìn)行分析,探討智能家居系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。
1 我國智能家居產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
說到智能家居,很多人誤認(rèn)為是家里安裝了聲控?zé)?、攝像頭,買了智能電器就走入智能時(shí)代了。其實(shí)不然。智能家居是一套系統(tǒng)的整體解決方案,它以住宅為平臺(tái),利用綜合布線、網(wǎng)絡(luò)通信、安全防范、自動(dòng)控制等技術(shù)集成家居生活有關(guān)設(shè)施,構(gòu)建安全、舒適、高效、節(jié)能的居住環(huán)境,是一系列住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)。
家居智能技術(shù)為舶來品,起源于美國。在我國,智能家居的概念始于2000年。通過媒體的廣泛宣傳,智能家居的概念被部分居民認(rèn)知。有的開發(fā)商則在住宅設(shè)計(jì)上融入智能化功能,如安裝安防設(shè)施、智能門禁等,少數(shù)高檔住宅小區(qū)則配套完善的智能家居網(wǎng)絡(luò)。隨后,經(jīng)過2年多的研發(fā)與實(shí)驗(yàn),我國陸續(xù)出臺(tái)相關(guān)智能家居網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn),自行研制出的智能家居網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和相關(guān)產(chǎn)品逐步進(jìn)入市場,形成涵蓋家電控制、燈光控制、智能安防、智能影音等的傳統(tǒng)智能家居,大量新建的住宅小區(qū)開始配備一定的智能化設(shè)施和設(shè)備。
我國真正的智能家居網(wǎng)絡(luò)大市場在2004—2007年形成。期間,網(wǎng)絡(luò)生活化使我國智能家居系統(tǒng)和產(chǎn)品得到普及,智能電器、家居安防等開始走進(jìn)普通居民家中。如今,在傳統(tǒng)智能家居的基礎(chǔ)上,基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居涵蓋了遠(yuǎn)程監(jiān)控、家庭醫(yī)療保健和監(jiān)護(hù)、信息服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)教育,以及聯(lián)合智慧社區(qū)、智慧城市的各項(xiàng)拓展應(yīng)用,形成一種以遠(yuǎn)程、無線技術(shù)為主要載體的智能家居。
近年來,我國智能家居產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。首先,這得益于政府的政策引領(lǐng)。李克強(qiáng)總理首次在政府工作報(bào)告中提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃,利用信息通信技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),推動(dòng)了互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等與傳統(tǒng)行業(yè)的融合,創(chuàng)造新的發(fā)展生態(tài),最終惠澤于民。智能家居正是“互聯(lián)網(wǎng)+”的有效實(shí)踐,將傳統(tǒng)的家電產(chǎn)品、建材、新能源及科技有效且深度融合,使相關(guān)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)得到升級(jí)。其次,高科技技術(shù)的成熟、4G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用及互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展使得物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系緊密、互相滲透,相互依托。再次,人們對(duì)于生活質(zhì)量的追求及科技帶來的便利接受程度日趨提高,締造物聯(lián)網(wǎng)全新生活方式以感知科技的魅力,將生活與科技完美結(jié)合。此外,各層面的品牌參與競爭,激發(fā)行業(yè)發(fā)展?jié)撡|(zhì),出現(xiàn)百花齊放的壯觀局面,“你追我趕”實(shí)現(xiàn)技術(shù)、營銷及管理的多重競爭活力。
2 智能家居系統(tǒng)組成
智能家居具有節(jié)能減耗、管理輕松、維護(hù)方便、安全可靠、時(shí)尚個(gè)性等特點(diǎn),被越來越多地應(yīng)用在中高檔樓盤、別墅豪宅等。智能家居是個(gè)系統(tǒng)工程,一個(gè)完整的智能家居系統(tǒng)的組成比較復(fù)雜、設(shè)備繁多。從功能上來劃分,可以分為三大部分:信息通信系統(tǒng)、家電控制系統(tǒng)和家庭安防系統(tǒng);從聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的組成來劃分,可分為住宅端設(shè)備、本地傳輸系統(tǒng)、本地控制中心、遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制設(shè)備(如圖1所示)。
2.1 住宅端設(shè)備
住宅端設(shè)備是智能家居系統(tǒng)的核心,也是重點(diǎn)部分。該設(shè)備種類繁多,可靈活配置、相互組合,實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的智能化控制功能,能夠改善住宅環(huán)境,提高人們的生活質(zhì)量。
住宅端設(shè)備按照實(shí)現(xiàn)的功能可以分為以下4類。
(1)智能終端。智能終端是指具有家電控制功能、家庭安防功能、通信功能,帶有顯示屏、操作按鈕的家庭用智能化主機(jī),是智能家居的核心設(shè)備。它可以擴(kuò)充實(shí)現(xiàn)燈光控制、家庭背景音樂控制、監(jiān)控、門禁、“三表”抄送等多種功能。
(2)家電控制類。智能家居系統(tǒng)可以控制家電設(shè)備,主要包括電視機(jī)、空調(diào)、電動(dòng)窗簾、家庭影院(含DVD、功放、音響等)、背景音樂系統(tǒng)和燈光系統(tǒng)等設(shè)備,主要采用紅外遙控器、射頻遙控器、智能開關(guān)來控制。無法采用紅外遙控器控制的設(shè)備,需要加裝開關(guān)和智能插座進(jìn)行控制。
(3)信息通信類。信息通信類設(shè)備主要包括電話、有線電視、寬帶網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、讀卡器、對(duì)講室內(nèi)分機(jī)、操作鍵盤和“三表”(即水表、燃?xì)獗砗碗姳恚┏拖到y(tǒng)等。
(4)安防報(bào)警類。安防報(bào)警類設(shè)備主要包括紅外雙鑒探測器(通常安裝在客廳)、燃?xì)庑孤┨綔y器(安裝在廚房)、緊急按鈕(安裝在主人房的床頭)和窗門磁(安裝在窗和門上)。
2.2 本地傳輸系統(tǒng)
本地傳輸系統(tǒng)是指住宅內(nèi)智能終端到各個(gè)設(shè)備之間的連接線路和智能終端到本地控制中心的連接線路。
智能終端到住宅設(shè)備按照不同類型分類如下。
(1)家電控制設(shè)備。家電設(shè)備的控制分為有線、無線2種方式。有線方式主要是通過家庭總線進(jìn)行控制,通常采用的是兩芯雙絞線,原理和RS-485總線相同;無線方式主要通過紅外遙控器和射頻遙控器進(jìn)行控制,必須有紅外接收器或者射頻接收器,而接收器也通過家庭總線連接。
(2)安防報(bào)警設(shè)備。家庭安防報(bào)警設(shè)備主要包括窗門磁、紅外探測器、微波探測器、煙感探測器、燃?xì)庑孤┨綔y器和緊急按鈕等設(shè)備。與入侵報(bào)警系統(tǒng)中的探測器連接方法相同,有源設(shè)備通過四芯線連接,無源設(shè)備通過兩芯線連接,對(duì)線纜沒有特別要求。
(3)背景音樂設(shè)備。背景音樂設(shè)備本身通過兩芯音頻線連接,但要做音頻控制就需要控制設(shè)備,而控制設(shè)備也是通過家庭總線連接,采用兩芯雙絞線。
(4)抄表系統(tǒng)。抄表系統(tǒng)是一個(gè)專業(yè)的系統(tǒng),表頭和智能終端通過四芯信號(hào)線連接,不同廠家對(duì)線纜的規(guī)格要求也不同。
(5)監(jiān)控設(shè)備。監(jiān)控設(shè)備主要是攝像機(jī),分為網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和模擬攝像機(jī)2種。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通過家庭局域網(wǎng)和智能終端相連接;模擬攝像機(jī)通過同軸電纜和智能終端相連接。所有的攝像機(jī)均需要兩芯電源線供電。
(6)門禁設(shè)備。門禁系統(tǒng)的設(shè)備一般很少直接接入智能終端。大多數(shù)情況下,智能終端通過信號(hào)輸出可以打開樓棟出入口電鎖,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控開鎖功能。大多數(shù)對(duì)講室內(nèi)分機(jī)具有遙控開鎖功能。
2.3 本地控制中心
本地控制中心是指由位于住宅管理中心(通常設(shè)在物業(yè)管理中心或者保安監(jiān)控室)的智能家居系統(tǒng)的管理設(shè)備組成的控制平臺(tái),包括軟硬件設(shè)備。常見的軟硬件設(shè)備包括各種計(jì)算機(jī)服務(wù)器、交換機(jī)、智能家居系統(tǒng)管理軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、Web服務(wù)軟件、其他應(yīng)用軟件等。
本地控制中心和智能終端的連接方式包括局域網(wǎng)和總線2種連接方式。本地控制中心的主要設(shè)備包括智能家居管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web服務(wù)器、其他應(yīng)該服務(wù)器,通過互聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的控制功能。在純IP智能終端系統(tǒng)中,所有的功能都可以通過智能終端實(shí)現(xiàn),如可視對(duì)講、家電控制、防盜報(bào)警等。智能終端通過住宅局域網(wǎng)和本地控制中心連接,一般來說是通過交換機(jī)實(shí)現(xiàn)。在純IP的智能終端系統(tǒng)中,也可以增加IP型的門口主機(jī)和圍墻機(jī),其操作方法和傳統(tǒng)的對(duì)講系統(tǒng)是一致的。
2.4 遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)
遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)多指本地控制中心連接到互聯(lián)網(wǎng)的線路,常見的遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)包括ADSL、DDN專線、局域網(wǎng)、VPN私有網(wǎng)絡(luò)等。
2.5 遠(yuǎn)程控制設(shè)備
在智能家居系統(tǒng)中,遠(yuǎn)程控制設(shè)備比較簡單,只需一臺(tái)可以連接互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)即可,可以安裝客戶端軟件,也可以不安裝客戶端軟件。大部分智能家居系統(tǒng)支持通過瀏覽器直接訪問并進(jìn)行各種操作和控制。
遠(yuǎn)程控制的主要應(yīng)用是遠(yuǎn)程家電控制、遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控和遠(yuǎn)程布撤防。遠(yuǎn)程家電控制主要用來實(shí)現(xiàn)控制空調(diào)、熱水器、電動(dòng)閥門等,尤其是在忘了關(guān)煤氣的情況下,可以遠(yuǎn)程控制關(guān)閉煤氣,非常方便;遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控是一個(gè)非常實(shí)用的功能,可以用來實(shí)時(shí)監(jiān)控和報(bào)警監(jiān)控;如果忘了布防安防探測器,可以通過遠(yuǎn)程布撤防功能實(shí)現(xiàn)。
3 智能家居系統(tǒng)發(fā)展趨勢
《2013—2017年中國智能家居產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資潛力研究分析報(bào)告》分析,2006—2011年,中國的智能家居市場年增長率為20%,2012年中國的智能家居年增長率達(dá)到25%左右。到2018年,智能家居會(huì)被消費(fèi)級(jí)市場接受,市場規(guī)模將達(dá)到1 800億元。智能家居市場前景巨大,未來將呈現(xiàn)出感知更智能、業(yè)務(wù)更融合、終端更集約、傳輸更靈活等多元狀態(tài)。
3.1 感知更智能
傳感技術(shù)的發(fā)展為智能家居傳感終端注入了更多技術(shù)內(nèi)涵,將讓其具備對(duì)環(huán)境的判斷可自適應(yīng)、自診斷及自修復(fù)功能,有效地提升智能家居各應(yīng)用的動(dòng)態(tài)智能協(xié)同感知。例如,隨著人們對(duì)生活體驗(yàn)的個(gè)性化要求越來越高,智能家庭影音系統(tǒng)備受消費(fèi)者青睞。它可以借助最新的4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢,通過手機(jī)隨時(shí)隨地全方位控制室內(nèi)DVD、VCR、電視等影音設(shè)備,還可以根據(jù)具體的生活場景自由轉(zhuǎn)換影音效果,讓家居生活倍感愉悅。
3.2 業(yè)務(wù)更融合
傳統(tǒng)智能家居各項(xiàng)業(yè)務(wù)比較分散,未能達(dá)到真正的互通與融合。未來,通過促進(jìn)智能家居業(yè)務(wù)傳輸協(xié)議的IP化,提升業(yè)務(wù)之間及相關(guān)平臺(tái)的融合度,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商構(gòu)建強(qiáng)大的家庭網(wǎng)絡(luò),借助智慧社區(qū)的駐地網(wǎng),打通、融合智能家居各子網(wǎng)應(yīng)用,提升整體業(yè)務(wù)的融合度。
3.3 終端更集約
隨著智能家居業(yè)務(wù)融合度的提升,家庭網(wǎng)絡(luò)中的智能家居終端功能將更加集中,體積日漸縮小,耗電更低。在保證安全性的基礎(chǔ)上,通過終端模塊化加載和自動(dòng)發(fā)現(xiàn)協(xié)議,終端接入家庭網(wǎng)絡(luò)會(huì)更加自動(dòng)化,實(shí)現(xiàn)即插即用。
3.4 傳輸更靈活
目前,在智能家居的施工中,往往會(huì)因?yàn)榉课萁ㄔO(shè)初期未預(yù)留網(wǎng)絡(luò)管線,只能通過打墻、挖地等方式重新鋪設(shè)管線,造成了施工造價(jià)較高等問題。但隨著通信技術(shù)的發(fā)展及微信等社交應(yīng)用的普及,通過無線傳輸?shù)撵`活性、移動(dòng)性和可擴(kuò)展性滿足了人們對(duì)于靈活、便攜、無所不在的訴求。因此,未來智能家居應(yīng)用終端在家庭網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的接入方式將從有線走向無線。
4 結(jié)語
互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的智能家居多姿多彩,個(gè)性化的私人訂制會(huì)被更多人所認(rèn)可,并成為時(shí)尚生活的標(biāo)志。在現(xiàn)在智能家居系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,我們期待家庭醫(yī)療、信息服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)教育、家庭事務(wù)管理等更多業(yè)務(wù)融入未來的智能家居,讓居民盡享科技改變生活的樂趣和便利。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]孟平.多功能智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].哈爾濱:哈爾濱理工大學(xué),2014.
[2]王凱明.智能家居系統(tǒng)的研究[D].西安:西安科技大
學(xué),2005.
[3]邵鵬飛,王喆,張寶儒.面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)研究[J].計(jì)算機(jī)測量與控制,2012(2).
[責(zé)任編輯:陳澤琦]