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智能家庭 智能家庭系统
?? 随着住房条件的不断完善，人们对居住品质的要求也越来越高。七十年代是关心“有无”的问题，八十年代是关心“大小”的问题，九十年代是关心“环境”的问题，而二十一世纪则开始关注“智能化”的问题。因此，将高科技应用到家庭中，实现家庭智能化已成为时代的要求。智能家庭是一种建立在自动化、信息化基础上的以安全为核心、舒适为设计原则、节能环保为导向，方便、高效、经济为目标的家庭服务系统。它将家庭中的通讯、家电和保安设备通过总线技术连接到一个家庭智能化系统上进行集中或异地监视、控制和管理，为居民提供了一个安全、舒适、方便、高效的居住环境。
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??? 一、智能家庭概述
??? 智能家庭能够满足人们以下五个方面的需求：
??? 1）家庭安全需求；
??? 2）家庭自动化需求；
??? 3）家庭娱乐需求；
??? 4）家庭信息化需求；
??? 5）家庭环保与节能需求。
??? 除上述功能需求之外，还有针对家庭成员的个性化需求。
?? 智能家庭系统设计：
??? 根据上述需求及我司经验，将智能家庭中比较实用的系统设计如下，分别说明：
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1）安全防范系统
●防盗报警
●后备电池
●可视对讲
●电子抓拍
●远程监控
●指纹门禁
●家庭密室
??? 2）自动控制系统
●灯光控制
●远程控制
●背景音乐
●浴室防潮
●汽车定位
??? 3）综合信息系统
●三网合一
●远程会议
●家庭网站
??? 4）环保节能系统
●太阳能瓦
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??? 二、系统设计功能及构成介绍
??? 2.1 安全防范系统
??? 安全防范是家庭智能的第一需求，由防盗、防劫、防可燃气体泄漏、防火、防胁迫、紧急救援等多项功能组成。它以防盗报警为中心、监控为手段，以联动自动控制系统、确保人身安全为目的，将技防与物防、人防有机地结合在一起。
??? 2.1.1 防盗报警
??? 在布防状态下的误报警是安防产品最头痛的问题。传统的安防产品如安定保、迪信DSC、枫叶、三星等，探头性质均为“即刻”模式，设防状态下一触即“报”。如此，像花匠、保安等非恶意触动者误入周界探测区，个别探测器碰到风、雾、雨等不良气候均会产生误报。
因此，如何删除误报则是衡量安防主机优劣的标志。本系统采用ST900-8X家庭智能化控制器，是家庭智能化系统的核心部分。其主要功能如下：
●逻辑判断：逻辑判断功能是指在布防状态下采用PST（外中核）识别系统，即周界探头被触动进入预警状态但并不对外拨电话。只有在PST（外中核）探头被触动时，系统自动识别物体移动逻辑，判定确有物体进入时才会拨打电话，这样可大大降低系统的误报率。
现有的同类产品目前都无法解决因误报产生“狼来了”的现象。至今为止还没有一个国内外厂商的家庭安保系统产品可以达到家庭智能单元主机如此低的误报率。
●分区设防：确保人身安全，详见三种安全保护模式的第三种（一般安保只有两种模式）。
●提醒关门：装有门磁的门窗在主人离家时会用语音的方式提醒开关状态，详见三种安全保护模式的第一种。
??? 以下是三种安全保护模式：
??? （1）离家保护模式：当主人离家时，按动“离家模式”键，系统实行全面设防。同时系统也会自动检查户内外报警探测器的设防状态，并通过语音方式提醒主人未关好的门窗。
??? （2）在家保护模式：当主人到家后，系统留有足够的进门时间让主人键入撤防密码，系统会自动撤防。但防火和煤气报警仍处在工作状态。
??? （3）分区保护模式：分区保护模式是通过软件功能将室外的报警探测器分为两个区，其中一个是设防区，另一个无设防。这种模式可以使得主人在室内外设置某些特定的报警区域。例如，主人就寝后，可使室内区域解除设防而门窗等周界区域处于布防状态。此时设防探头系统默认为即刻模式，即使有人误入设防区系统也会提醒主人注意——安稳入睡。
●紧急求助：室内设有紧急按钮，紧急事件时按此键可对外求助，如突发性疾病、意外事故等。
●胁迫呼叫：当受人胁迫回家时，入门后需在一定时间内解除系统的“设防”状态，通过输入密码才能解除。密码有两种，一种是普通的解除报警的密码，一种是反胁迫密码以解除报警。当你输入反胁迫报警密码后，表面上报警解除，但系统已经启动报警，通过预设信道和电话发出“胁迫”语音呼救报警。
●远程操控：当主人离家忘记布防或者有钟点工、熟人来家无主人时，系统可以通过电话远程设防及撤防。
●远程通讯：主人在外接到家中报警信息后，可直接打开双向语音通讯功能，监听家里有没有反常的声音（比如爆破音、敲击声音等），甚至质问 不速之客“你想干什么？”。当主人出门在外想了解一下家里的情况时，可以打电话回家连接系统，以免提方式检测室内环境声音，同时也可以向钟点工询问情况或者向熟人打个招呼。
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??? 主要功能简述：
1. 具有设防、撤防、分区设防的模式。
2. 用操控单元和电话远程撤/布防。
3. 防盗报警系统采用等级布防，并具有逻辑判断能力，删除误报。
4. 发生报警时立即自动拨打预置的4个报警电话号码或通过小区信道报警。
5. 离家布防中文语音提示探测器状态，提醒关窗、关门。
6. 报警时系统自动强制占线拨号。
7. 报警状态下联动声光报警。
8. 报警电话的预留和更改。
9. 可通过电话确认报警信息，具有中文语音提示功能。
10. 疾病、意外等紧急呼叫。
11. 火灾烟雾报警。
12. 可通过电话监听屋内动静（操控键盘自带麦克风），远程对家人提醒/入侵者质问。
13. 系统具有胁迫密码设计，当遇胁迫时仍可在关闭室内所有报警讯号的同时自动拨打报警电话。
14. 电话线、电源、探测器切断报警，电力故障提醒。
15. 最高可设64个安保区。
??? 探头安装不影响室内装修，盗贼在破窗前即可探测。安装在室外能起到一定的警示作用，美观、实用。
??? 2.1.2 后备电池
??? 后备电池组合是确保安防系统正常工作的前提，主机自带的备用电源只能满足自身短时间的供电，在目前电力紧张的大形势下，要长时间带动主机和所有探测器正常工作，设计后备电池组合是必不可少的手段。该组合当自检发现交流电源失电后会自动切换到直流电池上供电，供电时间可长达12小时以上（具体时效需深化设计时确定）。当交流电源恢复供电后，直流电池将自动转至充电模式。
后备电池组合除满足安保系统外，在功率允许的情况下可为应急电路供电，如应急灯、电风扇、电脑等。
??? 2.1.3 可视对讲
??? 系统由可视门铃和装在大门上的电控锁组成，作为主人与访客之间进行信息沟通的有效渠道。当有人拜访时，只需按动门铃，无论户主在哪一层都可以通过可视系统看到来访者，从而可以根据声音和图像，由您来判断和确定是否允许来访者进入，开关相应的电子门锁。
??? 2.1.4 电子抓拍
●电子抓拍：在门厅或通道上安装的电子抓拍器，可将探测区JPG图像信号通过GPRS生成彩信传至主人手机。也可通过数字硬盘录像机（DVR）记录下来，通过Web图像浏览，看清楚来访者的面孔。
●抓拍方式：与安防系统联动，离家模式启动抓拍功能，室外设置移动抓拍，即当物体移动时连续抓拍五次（次数可设定），室内设置报警定时抓拍，即报警状态下在一个时间段内每隔几秒抓拍一次。
夜间补充光源由进门灯光系统解决。（进门灯光详见后述）
??? 2.1.5 远程监控
??? 在门外安装带有广角镜头的摄像机，并配有红外感应灯，可实现对来访者信息的图像显示以及对非法侵入的监控。夜间红外灯便会自动打开，探测区内一旦有人影出现，硬盘录像机就会自动启动，记录门外的一切情况。主人可以通过电脑显示器或电视机观察到来访人员（若是盗贼，主人可预先有所防范，避免同盗贼正面冲突造成伤害）。如果有人企图强行直接撬门进入，系统就会启动家庭安保功能。系统组成：摄像机、硬盘录像机。
??? 硬盘录像机信道：多路摄像机视频信号输入，家用型一般为4路；电子抓拍90万像素的数码相机信号输入需另行选配，家用型一般为2路。
??? 硬盘录像机功能：将摄像机的视频信号通过数字硬盘录像机（DVR）实现监视功能、录像功能、报警功能、控制功能、网络功能以及身份识别功能。
??? 功能设计如下：
●报警联动录像：在离家模式报警状态下启动所有信道同时录像，时间长短可设置。
●移动录像：当物体移动时录像，不动则不录，由此可以大大节省硬盘的存储空间。一般可存放10天的录像，电子抓拍可达到半年或更长时间。
●远程监控：小孩单独在家可启用远程看护模式，无需固定IP即可实现远程监控。异地电脑装上第三方软件可对流动IP进行域名化解，进入家中的监控系统、查看家中的情况。必要时可利用安防系统中的远程通讯功能。
??? 2.1.6 指纹门禁
??? 指纹系统能够方便有效地取代传统的机械锁具，给您带来莫大的方便。它由指纹读取装置、指纹鉴别模块和电锁共同组成，具有以下优点：
●纤细典雅的外观设计、性能优异的指纹算法
●内置高精度的电子锁
●指纹轻轻一按就可开锁
●无需携带钥匙和ID卡，无需担心钥匙和ID卡被人盗用
●能够存储50枚指纹特征数据
●配有充电电池以备紧急情况下电锁仍能正常工作
●设有应急钥匙开门
??? 2.1.7 家庭密室
??? 随着抢劫案件的增多，设计家庭密室的必要性也日渐突出。它和安保系统联动控制暗藏的电动门，设计思路有两种：
●主人应急时藏入密室。一般在卧室附近，面积不大，里面通讯设施齐全，设计时通过造型让外人不易查觉。主人进入后，电动门自动锁死。
●当分区设防报警时，把主卧室当成密室。将主卧暗藏的电动门窗自动落下，增加一道物防的屏障。
??? 2.2 自动控制系统
??? 现代家居在安全的基础上对舒适度的要求也越来越高，家庭智能系统充分考虑到了人们这方面的要求。家用电器远程遥控、灯光控制、背景音乐、卫星电视、VOD视频点播给用户的工作、学习、娱乐带来极大的方便，充满个性化的设计让你充分享受到高科技带来的方便与舒适。家的感觉、星级宾馆的享受将不再是梦想。
??? 2.2.1 灯光控制
??? 智能照明控制是现今世界流行的新型灯光控制方式，在国外的住宅中应用相当普遍。它能够有效的节约能源，延长昂贵的灯具使用寿命，在各种环境情况下保持最佳或最适宜的照度，保护您和您家人的视觉健康，同时创造良好的居家氛围和浪漫情调，令您随时都可以用愉悦的心情去感受家居生活的无尽乐趣。
??? 2.2.1.1 进门灯光——提醒关门
??? 进门灯光：当你进门后，门厅灯自动打开，让你有充分的时间开启其它照明。该系统可以自动设置亮灯时间，在设置时间内自动关闭、节约电源。其情景如下：
??? 开门、灯亮；门不关、灯一直亮；门关、延时60秒后关闭。该系统与室内门灯“开关”联动，即在手动“关”状态联动大门；而在手动“开”状态，则不受联动控制。所以用户在室内时仍可以自由的开关门灯。这样既节省灯光资源，同时也不影响对灯具的选择，实用、经济、美观。
提醒关门：日常生活中，大门忘关的情况时有发生。如果门没有关死，门灯会自动打开，提醒关门。
安保作用：大门是入室抢劫的主要通道。晚间撬门而入，灯光会自动开启，能起到威慑的作用，吓跑盗贼，同时也为室内的电子抓拍和摄影机提供补充光源。
??? 2.2.1.2 无线灯控——方便实用
??? 无线灯控是对灯光回路通过无线方式控制开关的系统。它由无线接收模块和集中控制器组成。集中控制器对每个灯光回路编码，接收遥控器发射的指令，实现对灯光开关的控制。无线灯控不排斥传统开关，即可通过手动打开和关闭灯光，也可遥控，不影响灯具选择。
“开”“关”采用双稳态控制方式，其使用场景如下：
??? 1. 可手动“开”、“关”灯光。
??? 2. 可用遥控器“开”、“关”灯光。如设客厅灯为回路1，按下遥控1按钮，为“开”，再按为“关”；如果回路1手动已打开，遥控按下则为“关”。
??? 2.2.1.3 庭院灯控——时尚经济
??? 当主人夜间开车进入庭院时，路旁的照明灯会自动开启。进入车库灯息；夜间开出车库，灯亮；离开庭院门，灯息。如果车停在庭院，会有10分钟（可设置长短）延时让主人有足够的时间在庭院中活动。如果有客人来访要长时间使用路灯时，可转换成手动打开，时尚经济。
??? 2.2.1.4 情景照明——浪漫情调
??? 以下以客厅为例简要说明：
??? 客厅灯光设计通常分前、中、后三个灯光回路。前为电视背景灯，中为中央顶灯，后为沙发背景灯。传统开关只能手动分个控制每个回路开关量，无法实现明暗照度与淡入淡出时间的掌握，更无法体现情景模式和遥控灯光。情景照明通过对三个回路的控制达到不同的视觉效果，具体有五种场景，模拟如下：
场景1：会客场景。三个回路的灯全部开亮，整个区域灯火辉煌、气氛热烈。适合亲友聚会。
场景2：读报场景。在等待精彩的电视节目前，电视背景灯30%开亮，顶灯关闭，沙发背景灯100%开亮，业主可以一边读报一边看电视，温和谐意。
??? 场景3：电视场景。也可称为家庭影院模式，电视背景灯20%开亮，顶灯关闭，沙发背景灯10%开亮，轻柔照度烘托着精彩节目，确保了家人的视觉健康。
??? 场景4：平常模式。电视观后或平常状态，电视背景灯和沙发背景灯可以关闭，顶灯60%开亮仅为客厅作通道功能之用，节约能源。
??? 场景5：夜间场景。10%电视背景灯或10%沙发背景灯开亮，为夜间在客厅活动提供照度。
??? 用户可根据实际使用需要及时在调光器上用组合键对各场景进行重新编程、设定。也可暂时改变某一场景，而不改变原设定场景值，还能暂时增加/减少某一场景各回路的光照度。
情景灯光与家电控制模块联动可实现远程遥控。
??? 2.2.2 远程控制
??? 远程控制是家庭智能化不可缺少的一部分，其中空调的远程控制较为实用。无论是中央空调还是台式空调，预冷预热都有一段较长时间。如果可以提前开启空调，其生活品质将是质的飞跃。
??? 操作界面不友好是目前远程控制难以推广的原因。采用电话拨号指令就意味着主人要记住多种代码，如421#开客厅空调、420#关客厅空调、451#开主卧空调等等。通过宽带网控制，用户必须坐在电脑前操作指令，适用面不广。科技以人为本，方便快捷的操作系统是远程控制人性化设计的前提。
??? RCL短信息远程控制系统
??? 用户通过手机发送短信给家中的接收主机，主机会根据短信中的关键词命令家中的电器进行相关动作，实现远程控制家电的作用。同时主机回复短信告之所控家电当前的状态。
可控制空调、热水器、电脑、插座等家用电器的开启和关闭。其使用情景如下：
用户事先将相关电器的控制命令输入手机的常用短语内，使用时选择相关命令，按发送键即可，之后家中主机自动回复一条当前状态短语告之执行情况。以空调为例：
●开客厅空调：在常用短语中选择“开客厅空调”按发送键——发送，几秒钟后会收到一条“客厅空调开”状态短语。
关客厅空调：在常用短语中选择“关客厅空调”按发送键——发送，几秒钟后会收到一条“客厅空调关”状态短语。
??? 2.2.3 背景音乐
??? 家庭背景音乐系统能为用户营造一种清新幽雅的舒适环境，在设计时考虑多层次的需要，系统一般设有多种音源。当用户在休闲、娱乐、健身、办公时能够享受不同的家庭背景音乐氛围。
??? 布点设计：
??? 主要考虑在底层大厅、走道、书房、娱乐室及顶层起居室、书房、卫生间、过道等处布置吸顶扬声器，每个独立区域设置音量开关，可手动调节音量。背景音乐的主要功能是掩盖噪声。一般在噪声附近设置音源，如空调排风口、水声等。最佳效果是能听到音乐而分辨不清音源方向，声场均衡、音质清柔。
??? 背景音乐为独立的系统，它由定压功放、微型音箱和音量调节器组成。
??? 2.2.4 浴室防潮
??? 防潮系统又称为地热系统、采暖系统，它是一种能够有效解决室内潮湿环境的智能系统。
??? 地热系统有两种，一种水地热，一种电地热。二者的区别是：水的回路间距大（30CM），电的间距小（10CM）。前者适用于大面积的铺设，后者适合小面积使用。将电地热运用到浴室防潮是一个不错的构思。
我国南方春末夏初梅雨季节闷热潮湿，室内衣物容易发霉变质。又如在许多高档住宅区里，房屋的建筑设计受到局限，没有窗户的卫生间只靠简单的排风管道来调节是很勉强的。长时间不散的潮气还会对人体产生副作用，腐蚀毛巾。所以当您在装修房屋时，浴室防潮不可疏忽。此外，冬天打开防潮系统还可以取暖。
??? 2.3 综合信息系统
??? 经济全球化、商业信息化、互联网的使用将全世界的经济生活连接成一个整体，信息的准确和迅速获取就意味着成功和财富的获得。同时网络也在改变着人们的生活和娱乐方式，主要表现形式有视频会议、网上教育、网上购物、网上游戏、远程医疗等。
??? 2.3.1 三网合一
??? 结构化综合布线系统是一种集成化信息传输平台，利用双绞线来传输综合信息（如语音、图像、数据）的网络布线系统。它构成了一条交织的四通八达的信息高速公路，是信息的载体。
??? 三网是指住户家中的三种信号进线，即电话、电脑、有线电视信号。合一是将进户信号线和室内分配线统一归类至家用综合布线管理机柜中，方便集中管理，自如地改变室内信号线的配置，完成对进户信号线的分配、跳接及管理，是各种信息的通讯桥梁。
??? 2.3.1.1 布线管理机柜具有以下优点
??? 1. 电话线、有线电视、电脑网络线、音视频线在装修前统一规划、统一安排布局，集中管理，避免了乱拉线、乱复接、灵活性差等缺点。
??? 2. 采用国际家居布线标准，满足当今信息家电的接口要求，并可兼顾未来新技术、新产品，真正做到“一步到位”。
??? 3. 跳接功能。
??? 4. 安装简便，所有模块均为插拔式设计，不需专业卡线工具和安装人员，住户可自行安装。
家庭布线机柜也是家庭智能化系统的信息源，用户可根据所选系统的多少来确定机柜的大小，如安防主机、监控主机、灯控主机、RCL主机、备用电池等均可在机柜内组合，便于安装、调试、维护，建议用户设计设备房一间，面积在三平方左右即可。
??? 2.3.1.2 家用集团电话
??? 集团电话机可将宅内各房间电话连接成局域网，房间之间可彼此拨号通话而不付话费，而且整个网络可与外部电话网相连，各房间电话均可单独作为外线电话使用。当有外线电话打入时，可通过主话机将外线电话转至需要接听的房间。
??? 2.3.1.3 宽带网络通讯
??? 没有家庭布线和计算机网络和一定程度自动化的房子就像没有PC机的房子那样过时。因此采用先进的布线系统如同家里不能没有水龙头那样必要。在家中采用星型配置的六类布线以支持话音、数据、娱乐、远程办公系统、远程医疗、远程教育、电子商务及控制等。
家庭网络由家庭网络交换机、路由器、家庭布线机柜组成。
??? 2.3.2 远程会议——电子书房
??? 在家庭书房中布置小型远程会议环境：其中包括小型会议终端设备、家庭宽带电视机、等离子、投影幕均可。
??? 环境布置：
??? 墙壁四周、桌椅均采用浅色色调较适宜，如墙壁四周米黄色、浅绿、桌椅浅咖啡色等，南方宜用冷色，北方宜用暖色，摄像背景(被摄人物背后的墙) 不适挂有山水等景物，否则将增加摄像对象的信息量，不利于图像质量的提高。可以考虑在室内摆放花卉盆景等清雅物品，增加远程会议室整体的高雅度，活泼，融洽气氛，对促进会议效果很有帮助。
从观看效果来看，电视机的布局常放置在相对于与会者中心的位置，距地高度大约一米左右，人与电视机的距离大约为4－6倍屏幕高度。各与会者到电视机的水平视角应不大于60度。对家庭会议室，只需采用29寸至34寸的电视机即可。
??? 2.4 环保节能系统
??? 2.4.1 太阳能发电和蓄能系统
??? 太阳能屋顶瓦即将板状屋瓦与高科技硅芯片相结合，在其独具的光生伏打效应作用下，使投射在表面的太阳光转换成电力。具有蓄存作用的配套系统则为随时取用提供可行性。白天将获得并创造的充足电力贮存起来，停电期间或晚间则供户主尽情使用。安装便利，结构牢固，对暴风雪、冰雹等外界侵蚀具有强大的抵抗性，性能可靠稳定，使用寿命可长达20年之久。
??? 消费者对光伏屋顶的一次性投资，将长期受益；原先投入电力账单的费用可以完全转投其他家庭建设项目，显然这笔投资非常合理。这种光电产品的利用展现出电力供应的未来将可以用取之不尽、用之不竭来形容。
??? 在许多高档单体住宅区，太阳能屋顶瓦的铺设不仅符合现代人使用最洁净的可利用能源的价值观，而且当路人经过单体住宅楼群旁，都不禁地会被那种深蓝色屋顶瓦在阳光照耀下倒映出的蓝天白云景象深深吸引而驻足赞叹。大自然以它们最原始的方式满足了现代人对电力的无穷需求。
??? 2.4.2 太阳能照明系统
??? 在象征高品质生活的太阳能屋顶单体住宅区中，款式多样、设计高雅的太阳能庭院灯，同样也是不可或缺的点缀。各式花园灯、甬道灯、门廊灯、感应灯、装饰灯、指示标牌等，在提供小区户主夜间便利的同时，也为夜色中的楼群增添了几分迷人色泽，提升了居住品位。解除因停电引起的恐慌与困扰，建立可靠的自备电源系统是十分必要的。我们在本方案中在房屋顶设计太阳能瓦，初步考虑500瓦电力和相应的蓄电池和逆变装置。整个自备电源可以给整个家庭智能化系统供电。我们建议在住宅的庭院内设计太阳灯，目前在日本和欧洲等地大力的推广。
太阳能屋顶瓦白天将获得并创造的充足电力贮存起来，停电期间或晚间则供户主尽情使用，符合现代人使用最洁净的可利用能源的价值观。