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智能终端——家庭智能化集大成者

落鹤生 发布于 2012-11-09 10:05 点击:次 
智能家居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等装置通过有线或无线的方式连接到一个家庭该智能化系统上进行集中或异地 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和谐与协调。
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您想过吗?坐在沙发上用一个遥控器就可以控制家中所有的家用电器;看电视时有访客呼叫,不必跑到门口,直接在电视上就可以和访客对讲并开锁;清晨,房间的 电动窗帘能够自动开启,电视自动打开播放早间新闻;下班的路上,你就可以通过手机预先开启空调,回到家就能享受清凉;晚上您准备欣赏电视节目,只要按下数 字家居的场景按钮,电视自动打开播放指定频道,窗帘自动关闭,房间的光线逐渐调整到最适宜的亮度……如此舒适、安全、便利的生活体验,便是从指尖上开始 的。如今,这种指尖上的美好生活蓝图,已经不只是出现于畅想未来的科幻电影之中,而成为了现实。

所谓的智能家居,就是以住宅为平台,通过一个以计算机为依托的集中的家居智能管理系统,将家中的安防系统、照明、环境控制、网络和家电等各种设备,通过家庭网络连接到一起,从而实现家居安全舒适、信息交互与通信的功能,构筑未来生活自动化、人性化的理想生活。

智能家居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等装置通过有线或无线的方式连接到一个家庭该智能化系统上进行集中或异地 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和谐与协调。作为小区智能化系统的核心,智能家居平台系统通过其核心设备--家庭智能终端 来实现家庭智能化的功能。家庭智能终端是智能家居的心脏,通过它来实现系统信息的采集、信息输入/输出、集中控制,远程控制、联动控制等功能。

  家庭智能终端设备的功能与技术特点

随着生产技术的发展,一方面由于实现大规模复杂系统的控制需要,另一方面由于现代计算机技术、人工智能学等学科的高速发展,使得控制科学进入了一个智 能化的时代,智能控制作为一门独立学科应运而生。家庭智能终端是20世纪70年代后期开始出现的,80年代在许多国家兴起,各种家庭智能终端装置如雨后春 笋般涌现。

家庭智能终端是指家庭内部所有的设备和应用系统通过网络数据连接成一体,以实现安全、经济、舒适、方便等指标综合平衡的家庭系统,它是计算机、通信及 控制等相关技术与传统家庭系统相结合的产物。随着全球信息化时代的到来,以往的家庭已不再满足于高质量的电器设备,而是逐步融入到信息社会中来。家庭智能 控制网络已成为信息技术领域中一个跨世纪的研究热点。家庭智能控制网络的普及将大大提高人们的生活水平和质量。

家庭智能终端的功能模块

使用家庭智能终端的最重要的目的就是为了保障居民人身和财产的安全。因此安防报警和可视化对讲,是必须具有的功能模块。

家居安防功能是听过外接报警传感器探头来实现的,报警器的种类有门磁、红外棚窗、烟温感、燃气和水位传感器。当有警情发生的时候,传感器发出警报信 号,并将报警信号传至智能终端,并由智能终端对报警信号进行记录和判断后上传至门口机。家庭智能终端还在内部安装有一个撬壳开关,当有人恶意破坏智能终端 的时候,只要外壳被撬开就会立即发出报警信号。

可视对讲功能是住户在家里通过智能终端的显示屏就可以看到门口的状况,看到访客后再决定是否打开单元门锁。这一功能使住户避免在不知来访者身份的情况下开门儿产生的安全隐患,也使访客不必费力解释自己的身份,为住户提供给了更好的安全保障,也为访客提供给了方便。

住宅小区的管理员可以通过上位机向住户家里的智能终端发布如天气预报、缴费通知、设备检修等重要的公共信息和个人信息。用户也可以定制新闻发布业务,不必出屋即可知天下事。对于这些信息,用户可以根据自己的需求,通过菜单提示进行信息的查看、读取、删除、清空等操作。

智能终端的家电控制功能则可以使用户对家电进行集中操作。首先将各家店的开关线路集中到一个家电控制装置中,住户通过智能终端对这个家电控制装置发布 命令,从而达到控制家用电器的目的。有了这种功能,用户在开车回家途中,用手机打个电话就可以提前打开家里的空调,让榨汁机准备一杯新鲜的果汁,再让家庭 音响准备好最喜欢的音乐等。

水、电、气表的远程自动抄收计费是物业管理的一个重要部分,远程抄表功能的实现解

决了入户抄表的低效率、干扰性和不安全因素。

随着我国网络技术的发展,宽带网已经进入了一般居民的住宅和小区,使家庭智能终端具有了上网功能将成为其今后发展的一个趋势。有了这一功能,居民通过 自家的智能终端便可以实现网上购物,视频点播等增值服务。即使身在千里之外,只要登录到自己的家庭网站,用户就可以对家庭的智能终端进行家电控制、查看消 息和留言、设置可以产看家庭监控的摄像记录。

家庭智能终端的技术特点

智能家庭网络随着集成技术、通信技术、互操作能力和布线标准的实现而不断改进。它涉及到对家庭网络内所有的智能电器、设备和系统的操作、管理,以及集成技术的应用。其技术特别表现如下:

1.通过家庭智能终端及其系统软件建立家居智能平台系统。

智能终端是智能家庭局域网的核心部分,主要完成家庭内部网络各种不同通信协议之间的转换和信息共享,以及同外部通信网络之间的数据交换功能,同时,其 还负责家庭智能设备的管理和控制。用计算机技术、微电子技术、通信技术,家庭智能终端将家庭智能化的所有功能集成起来,使智能家居建立在一个统一的平台之 上。首先,实现家庭内部网络与外部网络之间的数据交互;其次,还要保证能够识别通过网络传输的指令是合法的指令,而:不是 黑客”的非法入侵。因此 家庭智能终端既是家庭信息的交通枢纽,又是信息化家庭的保护神。

2.通过外部扩展模块实现与家电的互联。

为实现家用电器的集中控制和远程控制功能,家庭智能终端通过有线或无线的方式,按照特定的通讯协议,借助外部扩展模块控制家电或照明设备。

3.嵌入式系统的应用。

以往的家庭智能终端绝大多数是由单片机控制。随着新功能的增加和性能的提升,将处理能力大大增强的具有网络功能的嵌入式操作系统和单片机的控制软件程序作了相应的调整,使之有机地结合成完整的嵌入式系统。

  智能家居平台系统的技术发展趋势

1.硬件平台的处理能力日益增强

早期的智能中控器采用8位单片机作为核心处理单元,功能比较简单、纯粹。往往只具备安防、三表采集、简单文字信息发布和简单的家电控制功能。这个时期 的产品操作界面比较简陋,家电控制等高级功能还只限于展示概念。近几年 很多厂家为了使自己的产品功能更全面、显示更美观,采用了处理能力更强的单片机或使用多颗单片机协同工作。这个时期的产品操作界面有比较大的改善,往往采 用彩色LCD,大多带有触摸功能,集成了楼宇对讲的功能,家电控制功能也相对丰富。目前,有一些厂家采用32位的处理器,结合先进的嵌入式开发平台,开发 出了更为先进的产品。基于该技术的产品处理能力显着提升.以往无法处理的多媒体信息和增值服务都可以得以实现。由于采用专门的显示引擎,所以界面更加丰 富、美观,家电控制功能也趋于完善。

2.安防对讲等子系统日益成为一个综合平台

最初的智能中控器往往独立于传统的安防和对讲系统,用户的家中需要安装几套彼此独立的子系统,这增加了安装和使用的复杂性。行业间的技术整合促使智能家居平台成为包括安防、对讲、信息、家电控制 家庭数字影音为一体的智能化家居平台。

3 模拟向数字化逐步转变

如同模拟电视向数字电视、模拟手机向数字手机的逐步转变一样,智能家居平台也正在经历着一场由模拟到数字的变革。数字化技术正在日益广泛地应用到智能 家居的系统中来,主要表现在以下几个方面:首先,在电路设计上采用越来越多的数字集成电路。现在的智能家居产品中使用了大量的数字芯片,集成度和可靠性比 之前的模拟电路有了很大提高。其次,显示数字化大大了提升了显示效果。另外,传输方式逐步走向多网合一,安防、对讲、门禁 抄表逐步走向统一的以太网联结。多网合一将大大减少了施工和维护的复杂度,而且提高了传输可靠性。

4.从有线走向无线

无线传输特点就是灵活.移动性和可扩展性则是有线传输方式所无法具备。但无线技术所需要解决的难题也很多。例如如何使传输的距离尽可能的远,而又尽可 能的避免对人的损害7如何尽量避免信号受到干扰?如何提高传输的带宽,以便能够传输更为复杂的数据等等。尽管这些问题需要技术研发人员不断地去钻研创新, 但相信从有线走向无线的总趋势无法逆转。

5、中控技术走入家庭

以前,高端智能中控主要应用在专业会议的领域,伴随着技术的不断进步,产品种类的

增加和生产成本的降低,现在,智能集中控制系统已经应用到智能家居领域,开始走进千家万户。中控技术应用在智能家居主要向着更加方便、快捷、安全、智 能化的方向发展。智能家居中控系统的具体控制功能和设备组成主要对包括环境照明系统,家庭影院影音系统,安防监控系统,公共广播/背景音乐系统,空调系 统,电动窗帘等一系列家居控制系统的智能集中控制。

在家电集成方面,中控技术可以将家电遥控器所发射的各个红外代码学习到中控主机中,然后编写程序和界面,这样就可以调用并发射学习到的红外指令,从而 实现通过触摸屏对电视机等家电的类似遥控器的控制;在灯光系统方面,中控所要做的就是根据继电器和调光箱的控制协议对其进行控制,从而实现对灯光的控制; 比较专业的设备,比如投影机 厂家会提供一个控制串口,并提供专门的控制协议,这样中控主机连接到该设备的控制串口上,按照协议所提供的指令格式发送指令就可以实现对投影机的控制。

  智能控制终端市场格局与发展趋势

家庭智能终端随着智能家居系统的发展而产生。第一代智能终端设备仅仅具备室内安防功能,能够外接门磁、窗磁、红外探头等安防设备。经过十几年发展,家 庭智能终端的功能越来越完善,增加家电控制、远程控制、信息获取等功能。随着计算机技术、自动控制技术、多媒体技术、网络技术、无线通信技术在智能家居领 域的渗透和应用,智能家居已经可以让家庭内更多的的子系统集成起来,使得系统的有机结合度更加紧密,同时所有的子系统可以通过一个智能终端操作平台来进行 控制,从而实现真正意义上家庭内各个子系统之间的互联互通。

如今,传统安防楼宇对讲厂商也开始在室内分机产品中越来越多地融入智能家居的功能。楼宇对讲室内分机可以称得上是智能家居天然的控制终端。 TCP/IP技术的发展及应用,解决了传统模拟对讲系统通道数据处理能力差、网络带宽不足、通道拥堵等问题,大大提升了对讲产品的应用价值,是楼宇对讲室 内分机融入智能家居成为控制终端的关键。由于家庭智能终端市场前景诱人,不光是楼宇对讲行业,平板电脑、手机、电视等智能终端设备提供商都纷纷加入到家庭 智能化平台中,意图分食这块市场大蛋糕。

目前的智能控制终端市场还没有进入到一家独大的时代。家庭智能终端在我国的发展历史很短暂,由于初期产品不成熟,技术壁垒较低容易进入,家庭智能终端 市场厂商云集,处于战国诸侯纷争年代。但随着智能家居市场逐渐成型,家庭智能终端行业开始理性回归,把焦点从功能噱头逐渐回归到网络技术、外观设计以及人 机交互等这些基本问题的解决上。在三网融合和物联网大潮的侵袭下,智能终端在家居智能化的地位越来越凸显。智能终端作为家庭智能化核心设备,还将面临多重 技术攻关的挑战。家庭智能终端装置将会得到不断的发展和完善,为人提供更为安全、舒适、便利的生活环境。未来智能家居控制终端会朝着使用更加方便、价格更 低、性能更可靠等方面发展。

回顾家居智能化的发展历程。从几年前便已经热议的家电智能化,经过数年的发展,到如今家庭多方面、全方位智能化趋势则越加明显。可视对讲、红外摄像视 频监控等家居安全智能系统,光热感应智能照明系统,渐趋人性化的厨房、卫浴智能化系统等智能化系统,这些变化都深切地影响着人们传统的家居生活习惯。然 而,由于智能家居各子系统间缺乏统一的通讯协议标准、产品不能互联互通,目前的这种家居智能化系统存在很大的局限,即只是实现了局部的智能化。真正意义上 的家居智能化则应该是拥有一个集中的终端控制系统,通过这个集中的控制终端利用网络对家居的所有设备进行智能化的控制和监控,这也将是家庭智能终端的未来 发展方向。

未来,不光是通过指尖的多点触摸,语音、手势等其他方式都可以与家居建立关联。可以想象这样一个场景:空调温度的调节无需再拿遥控器,直接告诉空调就 可以实现调温;室内光线的明亮度也可以根据室外的情况进行自动调节。人不在家,家中的一切情况也都可以掌握。也许到那时,我们所居住的环境也将不再受控于 指尖一点,而是实现了全面的自动化的智能生活。

(李犁)
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本文出处:中安网 作者:李犁 原文
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