目前針對建立高效率、低成本和網絡化的智能家居終端,國內外的許多公司都提出了相應的解決方案,其中嵌入式Internet系統由于包括工業控制和IP網絡接入的功能,而成為其中較令人關注的技術。
嵌入式Internet技術是指設備通過嵌入式模塊,而非PC系統,直接接入Internet及城域網,以Internet為介質實現信息交互的過程。目前國外許多大公司,如 EM WARE,Microchip、SII等聯合成立了嵌入式Internet聯盟,來專門討論和制定嵌入式Internet的標準和相關的技術開發,而IBM、微軟、SUN也早就開始涉足相關軟件、操作平臺的開發。但應該看到的是, 目前中國國內市場相關產品還較少,國際上的產品價格較高且還沒有進入國內市場,隨著市場在2001年度的高速膨脹,產生的商機將是非常巨大的。令人欣喜的是,第一代的國產嵌入式智能家居終端已經推出,目前正在向第二代過渡,下面將詳細說明該類產品所具備的架構與功能。
智能家居控制器
智能家居控制器是智能家居系統的核心處理模塊,是系統的心臟,包括可以聯入寬帶網絡的單片機,內置的HUB,若干防區安防輸入以及一條RS485的家庭控制擴展數據總線。其主要功能有:
·內置若干路數字量(DIGITAL INPUT)輸入,可以是開關觸點(常開/常閉的安防探頭),也可以是脈沖信號(<500Hz,用來接脈沖輸出的遠傳三表)。輸入方式可選擇,提供+12V的電源輸出,可以直接接入包括煙霧、瓦斯、門磁、紅外和求助在內的安防探頭,同樣、水電煤三表的接入也會非常
方便;
·內置若干個RJ45接口的HUB,可以接入PC、Cable modem、ADSL Modem(可以內置)、社區局域網、IP可視電話、數字機頂盒和其它信息家電,實現SOHO辦公;
·內置網頁,可以通過Internet在遠端實現對系統的遠程監控和管理;
·支持TCP/IP和UDP互聯網協議,方便接入各種城市寬帶網絡;
·可以接收處理來自社區管理平臺和城市網管發送的數據廣播和短消息,并轉發給家庭無線遙控器顯示。
·基于 RS485協議的數據總線通訊接口是系統內部通訊的統一接口,可以在此總線上接入無線收發和家庭自動化控制模塊,從而實現多種通訊方式,在此總線上采用了統一供電的方式,使模塊接入更加容易;
·統一有線和無線的通訊協議,使接入模塊方式自由選擇;
·存儲家庭自動化控制模式程序,包括直接控制模式(如開啟幾個回路的照明或是開啟一個大功率電器)、時間控制模式(按照一定的時間順序執行某串控制指令)和邏輯控制模式(按照一定的邏輯統計關系作出相應分析判斷)。
·在系統發生報警時,及時將警情傳送到社區管理平臺或有關部門,并將其存放在系統的歷史記錄中。
傳感執行設備
傳感執行設備包括各種防盜、防災和求助的探頭,可方便接入到家庭信息控制中心模塊上。
人機操作界面
無線遙控器是系統最主要的人機界面,也是該系統最具特色的組成部分之一。與傳統的有線遙控器相比,它擺脫了線纜的束縛,體現了“以人為本”的要求。
該模塊具有專業的工業造型設計,外型類似手機,簡潔時尚,人機工程合理,用戶可直接使用無線遙控器方便的進行系統設置、狀態查詢和接收短消息。其主要功能:
·液晶顯示,全中文菜單操作,聲音提示,軟鍵盤;
·工作頻率范圍:260~434MHz,發射功率極低,無須批準;
·顯示和接受來自社區管理平臺和互連網絡的數據廣播和短消息;
·可查詢系統安防系統報警與布撤防狀態;
·可查詢系統電器控制狀態;
·設置系統布撤防;
·設置系統參數,包括網絡參數和模式控制參數;
·直接控制指令發送:實現對照明電器的開關控制和調光控制,對家電設備的開關控制;
·時間控制和邏輯控制程序啟動:可以定時開啟一些控制模式或按照一定的邏輯關系啟動系統控制指令;
·照明場景控制:可以通過場景控制命令實現照明設備的群控,如開啟一定數量的燈光創造一種特定的燈光氛圍。
該系統的液晶控制面板是另一個主要的人機界面,它采用有線的方式接入485總線, 起到系統設置和功能控制的功能。
另外,安裝在家庭電腦中的智能家居控制軟件也是一個主要的人機界面,通過該軟件就可以方便地通過電腦實現對家庭各種設備的控制和查詢,還可以對系統進行設置,例如信息開關的模式和場景的設置。由于電腦軟件可以通過各種電子地圖,甚至類似游戲一樣的三維界面來制作,所以使用起來會更加有趣和方便。
監控節點模塊
所有智能家居系統的節點控制模塊通過RS485家庭控制總線, 并遵循統一的家庭控制網絡通訊協議,與系統信息控制中心相連,實現系統數據通訊。 在一條總線上可以掛接256個模塊,從而實現家庭自動化控制的各種功能,模塊類型包括:
·無線收發基站模塊:主要為了配合無線遙控器模塊使用,是系統的必配件,作為無線收發基站
,它將遙控器傳送來信息通過家庭控制網絡傳給系統信息控制中心,再將系統信息控制中心的指令和短消息信息通過無線射頻信號傳給無線遙控器,是無線信息轉化成有線家庭控制網絡信息的地方;
·繼電器開關控制模塊:低功率回路控制,采用高性能固態繼電器進行控制。在接到智能家居控制器的指令后,對家庭中的低功率電器,主要是燈光(還包括各種音響系統、電視機、電動窗簾)進行開關控制,控制功率為每回路100瓦;
·大功率電器控制模塊:也是采用固態繼電器進行控制,但是其功率較大,且只有單路,在接到智能家居控制器的指令后,可對家中的大功率電器(如空調、熱水器)進行開關控制,控制功率為單回路最大2,500瓦;
·可控硅調光控制模塊:采用可控硅進行低功率回路控制。在接到智能家居控制器的指令后,其功能主要是對家庭中的燈光進行調光控制,控制功率為每回路100瓦,調光范圍分為5檔棗0、25%、50%、75%、100%;
·信息開關模塊:信息開關徹底改變了原有的開關概念,用開關信息點來完成原有開關的功能,使得原有開關功能固定單一的不足,可通過設置相關控制參數,對任一控制點進行控制,從而實現群控功能。
除此之外,未來的監控節點模塊還可以包括家庭環境檢測模塊、住戶健康檢測模塊等。
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