1、1智能家居系统2目录一、 智能家居的理念 _5二、 需求分析 _52.1 产品的优势与改良 _52.1.1 远程控制 _52.2 产品的价值体现 _62.3 产品的安全性 _6三、主要技术及实现 _63.1 设计理念 _63.1.1 系统模型 _63.1.2 依托技术 _73.2 具体实现 _9四、系统设计 _104.1 系统功能描述 _104.1.1 照明控制系统 _104.1.2 家电控制系统 _114.1.3 安防系统 _114.1.4 门禁系统 _124.1.5 车库管理系统 _124.1.6 系统管理 _12五、结构材料设计 _1234一、 智能家居的理念智能家居是以住宅为平台,集系
2、统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境. 利用各种先进的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.智能家居可以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,甚至为各种能源费用节约资金.二、 需求分析2.1 产品的优势与改良2.1.1 远程控制虽然智能家居的概念很早就出现,市场需求也一直存在,但长期以来智能家居的发展由于受制于相关技术的突破,一直没有得到大规模的应用普及.目前市场主要存在的智能家居远程技术大多为 Internet 型,这种方式所有的控制信号必须通过网络方式连接.网络方式缺点非常突
3、出,远程控制的实现依赖于其他网络服务提供商,一但遇到问题排查也容易受制于网络状态,维护困难,不易组网.这些缺点最终导致网络方式的智能家居只停留在概念和试点阶段.本系统所采用的远程控制方式则为通过向智能遥控器内嵌入 SIM 卡,用户使用手机即可通过 GSM 网络发送指令,遥控器收到指令后再将相应指令发送到室内的总控器内,达到远程控制的目的.52.1.2 室内传输系统采用先进的 ZIGBEE 无线通讯方式,无需铺设专门的通讯线缆,施工方便,节约成本,适合已经家装过的小区.它的外观和使用方法与传统开关无异,如按键式开关,遥控器或是触摸屏等,控制方式多样美观,显现出家居的智能与美观2.2 产品的价值体
4、现一重价值 给工程商和物业带来的直接价值,增添物业家装亮点,产品实用性强. 二重价值 产品运行需要用户使用移动手机卡,帮助移动拓展更多的用户. 三重价值 提供的技术支持及服务.2.3 产品的安全性GSM 移动通讯系统安全机制经过多年的使用已经趋于完善,通过对用户的认证来防止未授权授权的接入,保证用户的身份不被假冒,通过对空中接口传输加密以防止在无线通道上的用户信息被窃听或冒充,以独立于终端的硬件设备 SIM 卡作为安全模块,管理用户的各种信息.通过这种方式保持用户的远程控制通道的安全性和隐私性三、主要技术及实现3.1 设计理念3.1.1 系统模型智能家居系统根据其传感器和执行器的不同性质,可以
5、分为控制域、信6息域和管理域三个部分.控制域在控制域中,主要由智能传感器和智能控制器组成,传感器用来测量环境参数的变化, 并反馈执行器的工作状态执行器接受传感器发出的状态信息或管理域的控制指令并执行.信息域在信息域,将包括各种信息家电或网络家电,如数字电视、网络冰箱、网络微波炉、网络洗衣机、数字机顶盒、数字音响、数码相机、PDA、计算机等,也许我们会用机项盒作为多媒体服务器对来自于家庭内部和外部的各种图像、视频、音频及其它媒体信息进行采集、存贮、分配、数字化压缩及解压缩处理等,并通过各种终端设备实现人机交互.管理域智能家居系统的管理模型使各个智能家居系统表现出差异性.从控制节点到智能化系统服务
6、器以及实现人机交互的信息终端中的所有软件,构成了家庭智能化的管理域.管理域一般应由前端信息采集软件、网络通信软件、各节点控制软件 人机交互界面,以及实现智能化控制及管理模型的管理软件、通信协议等组成.3.1.2 依托技术GPRS技术GPRS (General Packet Radio Service).即通用无线分组业务 ,是一种基于GSM系统的无线分组交换技术面向用户提供移动分组的IP 或者X25连接.与GSM电路交换数据相比,GPRS在数据业务的承载和支持上具有非常明显的优势：资源共享,频带利用率高,用户只有在进行数据传输时才占有系资源；数据传输率高,GPRS采用分组交换技术, 每个用户能
7、同时占用多个无线信道,同一无线信道又可由多个用户共享.理论上,GPRS最高传输率可达1 712kbits ；支持X 25协议和IP 协议,可与现有的数据网络进行互通互连；用户永远在线且按流量、时间计费,通信成本低.由此可见,将GPRS技术应用于智能家居系统的数据传输是最理想的选择.7ZigBee技术Zigbee是一组基于IEEE批准通过的802.15.4无线标准研制开发的有关组网、安全和应用软件方面的技术标准,被称作IEEE 802.15.4（Zigbee）技术标准.Zigbee技术是一种结构简单、低功耗、低数据速率、低成本和可靠性高的双向无线网络通信技术,主要适合于自动控制、医用设备控制、家
8、庭自动化等领域,可以嵌入各种设备中,同时支持地理定位功能.Zigbee 技术的优势：i. 数据传输速率低：10KB/秒-250KB /秒,专注于低传输应用；ii. 功耗低：在低功耗待机模式下,两节普通5号电池可使用6-24个月免去了充电或者频繁更换电池的麻烦.这也是ZigBee的支持者所一直引以为豪的独特优势.iii. 成本低：ZigBee数据传输速率低,协议简单,所以大大降低了成本；iv. 网络容量大：网络可容纳65,000个设备；v. 时延短：典型搜索设备时延为30ms,休眠激活时延为15ms,活动设备信道接入时延为15ms；vi. 网络的自组织、自愈能力强,通信可靠；vii. 数据安全：
9、 ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能,采用AES-128 加密算法（美国新加密算法,是目前最好的文本加密算法之一）,各个应用可灵活确定其安全属性；viii. 有效范围小：有效覆盖范围1075米之间,具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定,基本上能够覆盖普通的家庭或办公室环境;ix. 工作频段灵活：使用频段为2.4GHz、868MHz（欧洲）和915MHz（美国）,均为免执照（免费）的频段.83.2 具体实现智能家居系统通过其核心设备一一嵌入 SIM 卡式遥控器来实现家庭网络化的功能.具体功能如下：1.照明控制:为所有的灯光提供一个有效的控制手段 ,您町以在任何地方,任何时候
10、控制您的灯光2.家电控制:手机远程即可控制家中所有的用电设备 ,可以随时随地对家用电器实现启、停控制,起到节能的效果3.安防系统:可以通过手机网络查看居室内影像4.门禁系统:可以收到访客影像,并远程开门5.车库管理系统:可以收到访客影像,并远程开车库门 ,车库暖气灯光等6.系统管理:用户可以通过手机进行系统认证,执行相关日程 ,完成日程所规划的控温和控电需求.以上系统均不是独立的,而是与其他系统相互联系,融合为一个统一的整体,并互相响应,做到真正意义上的智能产品构想图如下9四、系统设计4.1 系统功能描述4.1.1 照明控制系统包含对单个灯光的开关或卧室,餐厅等多个区域内灯光的开关进行控制,并
11、可以按照系统内含和用户自定义的情景模式,执行多种情景模式实现一体控制,让用户回到家就能享受完美的生活居住环境主要功能图：104.1.2 家电控制系统该系统提供对家庭内各个家用电器的启动与停止,如开启微波炉进行加热,打开百叶窗,开启加湿器还包括对空调和热水器的开关和温度调节等,这种集中式的无线控制可以让用户远离居室安全问题主要功能图：4.1.3 安防系统安防系统能够通过手机远程随时随地查看居室内安装的摄像头影像,并可以移动摄像头角度.可以通过该系统查看孩童或保姆在家的活动或工作情况,还有门窗的开关情况,如在关键位置加装传感器后实现远程报警主要功能图：114.1.4 门禁系统结合视频监控系统,有来
12、访客人按门铃后,发送来访人的影像到用户手机, 用户可以全面了解来客的信息,并可通过智能手机开门,并可以对室内不同空间发送关门指令,限制来访人活动范围4.1.5 车库管理系统通过与门禁系统相似的方式根据来访人图像,用户判断后发送指令开门,并自动打开车库的灯光和空调系统等4.1.6 系统管理系统管理内包含对手机远程认证,日程的建立与管理,自定义情景模式等.日程管理与情景模式的组合使用可以让你回家,招待客人或进入晚间模式都可以像按下一个按钮这么简单.情景模式可以有多个预定场景,如晚餐,做饭或影院模式, 运动时间 等等 .五、结构材料设计信息处理终端要求材质有质感,长方体结构,体积不做过多要求以降低成本；配备有风冷散热,增强系统的稳定性；以金属外壳为主,设计为白色.12监控终端要求体积要小,安装方便,以 PVC 材料为主,设计为白色,工作指示灯为红色.智能遥控器以符合人体工程学设计,以 PVC 材料为主,使用乳白色为主色.按键按照功能做以分区,并以不同颜色表示,并有明显的中国移动标志.
