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现代别墅家居智能化控制系统简介

发布时间:2017/3/18 17:13:23

随着科技日新月异的发展,“舒适、便利、智能化”已成为高档住宅的建设理念,并越来越深人人心,成为众多开发商高度关注的卖点之一。

本文通过工程实例,向读者介绍了家居智能化系统设计方案。某花园别墅小区共300栋别墅,8种户型,每栋别墅的建筑面积为300-600m2,为地下一层,地上三层结构。开发商要求建成高档别墅,并采用目前最先进的家居智能化系统,力求创造安全、舒适的生活环境。

1 家居智能化系统方案介绍

本家居智能方案采用C-Bus智能控制系统,在别墅中实现以下控制功能:

(1)家庭安防、家庭消防报警;

(2)别墅灯光控制;

(3)家庭影院控制;

(4)空调及锅炉的控制;

(5)庭园浇洒控制;

(6)窗帘控制;

(7)摄像监视;

(8)智能控制;

(9)网络信息服务。

可以将上述控制集成起来,通过以下操作设备进行控制,如:

(1)C-Bus控制面板(可控制安防、电器等设备);

(2)有线触摸屏(可监控安防、电器等设备);

(3)无线触摸屏(可监控安防、电器等设备,并能无线上网);

(4)电话(可得知安防报警,远程控制安防、电器等设备);

(5)网络(可远程监控安防、电器等设备)。

1.1 C-Bus智能控制所能实现的功能

(1)综合安防。有人非法闯入住宅、发生火灾、煤气泄漏等紧急情况发生时,或当家人按动紧急报警按键时,家居智能化系统将发出声光报警,并可根据报警类别,自动向户主的手机或小区监控中心、119、110等拨打电话报警,并连续拨号,直至确认该信息被收到。同时报警电话会用语音提示功能告知报警所在区域及类别;

(2)灯光控制。利用C-Bus智能控制系统,不仅能和普通照明控制一样对灯光进行开关、调光,而且还能实现定时、总开关、场景预设以及遥控等功能。运用红外线传感器和亮度传感器能控制灯光自动开关、调节亮度;

(3)家电控制。将家中的家庭影院、空调和电动窗帘等家电设备的控制都集成起来,统一通过墙面上的C-Bus控制面板控制,可不必在墙上安装五花八门、各式各样的面板。摈弃一切遥控器,只需通过无线触摸屏、电话、网络在家里家外遥控。而且无线触摸屏比遥控器更直观,操作更简便,充分体现了实用、易用、人性化;

(4)摄像监视。在儿童房或家中主要通道设置摄像探头,以起到保护儿童安全和防盗等作用;

(5)智能控制。奇胜家居智能化系统同时具有逻辑判断的能力,从而实现家居电器的智能化控制,如系统可根据土壤湿度探针和风速计的反馈,控制花园的浇灌装置。在土壤变干燥,而风速低于设定值时启动,给草坪浇灌。在处理安防报警时,系统根据各个防区在时间和空间位置之间的关系,自动进行逻辑判断,以删除误报警。这些功能的设置就像一个聪明的“管家”,将您的家居生活照顾得妥妥当当;

(6)网络信息服务。通过小区局域网,向住户发布各种信息、公告等。住户在外地可通过Internet访问小区网站主页,登陆自己的智能家居系统网络控制子页,实现远程家居控制。

1.2 C-Bus控制系统操作设备

用户可以简单便捷地通过以下操作界面向这个“管家”发号施令。

(1)C-Bus控制面板:代替原有灯光、窗帘、空调等电器的墙面开关,通过编程可以控制所有家居智能化系统所控制的电器。控制面板的每个按键上都有LED灯,能显示电器的开关状况,且每个按键通过软件设置出多种功能,如开关、调光、定时、场景设置或家电总开关等。例如我们设置一个按键为“看电视”的场景,若实现此功能只需按这个按键,电视机立即打开,灯光调至适合于看电视的效果、窗帘自动关闭,同时音响功放打开。方便、快捷的操作使原来需要4个操作步骤才能做到的事情,现在只需一个动作就可解决。您只要按一下键,剩下的都自动执行;

(2)有线触摸屏:不仅具有C-Bus控制面板的功能,而且通过图文界面,主人能更加直观地控制电器并了解它们的工作状态。如将触摸屏置于主人的床头,临睡前则不用挨个房间查看灯、窗等是否关闭,在触摸屏的界面上就一目了然;

(3)无线触摸屏:无

线触摸屏比有线屏更先进一步,它就像是一个家庭控制中心,代替了所有的遥控器,对灯光、窗帘、家电及安防等设备通过无线触摸屏控制,而且通过此触摸屏还能无线上网,收发E-mail。摄像探头和可视对讲的画面也能在触摸屏上显示。当主人在

客厅看电视时,茶几上放置的触摸屏,不仅可以遥控电视、音响,还能观察到孩子在其它房间里的活动情况。在有访客来访时,还能显示来访者的画面,在触摸屏上按键即可将户门打开;

(4)电话:只要给家中拨打一个电话,家居智能化系统就能告知您家中电器设备的开关状态,您也能通过电话控制家中的电器设备,并能接收系统发出的带语音提示性质的报警;

(5)网络:通过Internet访问您的个人主页,您就像坐在家中一样,遥控着聪明的“管家”,哪怕是远在千里之外,一切也尽在轻松掌握之中。

2 智能家居系统组成部分

以下将介绍智能家居系统的组成,以及它是如何通过C-Bus智能控制系统、Minder家居安防系统利用无线网络技术来实现上述功能的。

2.1 C-Bus智能控制系统

C-Bus智能控制系统是一种总线型的系统,所有元件只需通过5类双绞线为介质的总线,按自由拓扑(干线型、星型、混合型等,但不接受环型)形式联接,构成一套C-Bus控制系统。C-Bus元件均内置微处理器和存储单元,每个元件在网络中均有惟一的地址码以供识别。可以对每个元件进行编程,将控制参数分散存储在各元件的芯片中。通过输出元件控制各回路负载。见图1所示。

C-Bus系统中包含了3类元件:系统元件、输出元件、输入元件。

(1)系统元件:主要是各种接口,如计算机接口将C-Bus信号转换成计算机RS232端口信号;网络接口将C-Bus信号转换成网络的TCP/IP信号;电话接口将C-Bus系统与市电网联接,实现电话远程遥控。

(2)输出元件:包括开关输出、调光输出、模拟量输出和红外线输出,开关输出可以控制灯或窗帘等家电开关;调光输出用于控制灯光调光;模拟量输出不仅可以控制荧光灯等各类灯光调光,而且可以用于某些电器的模糊控制,如百页窗的开启角度等;红外线输出实现红外遥控控制家电;

(3)输入元件:包括C-Bus控制面板、有线触摸屏、红外探测器、亮度传感器等。C-Bus控制面板以按键数量分为2键、4键和8键面板,控制面板上的每个按键均可通过编程,实现对灯光调光开关控制、窗帘开关控制、空调电视等的开关调温、调台控制,设定场景效果。如将主卧室的一个按键设为睡觉场景,主人按了这个按键后,灯光缓慢关灭,窗帘关闭,空调调节至睡眠状态。在控制面板的计算机编程界面上,其按键有十几种功能备选,其中在场景功能的编程中,我们可以用一个按键控制多个家电和多个灯光回路,定义好每个灯光回路或家电的状态之后,我们再按压此按键时,其控制的灯光及家电将自动进入所设的状态。这就实现了我们所要求的场景控制。

有线触摸屏的功能及编程方式类似于控制面板,但在控制界面上更为人性化。我们在控制页面上可以编辑各种图形或文字说明,还可粘贴所控制区域的平面图,并将灯和电器的图例放置在相应位置。不仅能通过点击触摸屏上的图例,对灯和各种电器实现控制,而且还能根据图例知道它们的状态。

红外探测器、亮度传感器用于实现“人来开灯,人走关灯”和根据环境亮度调节灯光。

2.2 Minder家居安防系统

Minder家居安防系统,包括安防主机、控制键盘、扩展模块及各种安防探头。我们将安防探头按防区分别接入主机的输入端子,将声光报警器接入主机的输出端子,再将用于设防撤防的控制键盘用5类双绞线与主机联接,组成一套安防系统。在发生警情后,系统不仅能发出声光报警,而且能自动根据报警类型,拨打不同的报警电话,如有人非法闯入,系统在给主人拨打电话的同时还能给110匪警台拨打电话。Minder家居安防主机具有很强的逻辑编程功能,且其输入端子不仅能接人干接点信号,而且能接人各种模拟信号,如我们可以将土壤湿度探测器、风速探测器等与Minder主机联接,主机就能根据我们预先设置的逻辑关系,判断是否需要给花园的草坪灌溉。Minder主机还能直接通过C-Bus总线与C-Bus控制系统联接,使之成为C-Bus系统的一员,实现两者的联动控制。如在发生报警时,Minder主机可以控制C-Bus系统中所控制的灯光点亮。也可以在离家时,按C-Bus控制面板上“离家场景”的按键,此时不仅所有的灯光窗帘关闭,同时安防系统也进行了设防状态。

3 智能家居系统构建

通过上文的介绍,使读者了解了家居智能化系统的主要组成部分的基本原理及功能,接下来介绍整个系统是如何搭构的。

如图二所示: 根据需要在控制箱内安装C-Bus输出元件,输出回路用于控制灯光、窗帘

等设备的调光或开关。在电视或空调的附近安装C-Bus红外线输出插座,输出红外线信号控制电视或空调,并将这些C-Bus元件通过C-Bus总线接入C-Bus控制系统。根据需要在墙面上设置C-Bus输入元件,如:有线触摸屏、控制面板等,同样是通过C-Bus总线将输入元件接入C-Bus系统中,即可对输出元件实现控制。再将Minder家居安防系统通过C—Bus总线联接到C-Bus系统中,这样就形成了一套能实现家电及安防控制的家居智能化系统。如需要远近距离控制功能,可加入电话接口与市话网联接,实现电话远程遥控。加入网络接口和家庭服务器与网络联接,实现网络远程遥控。在系统中加入无线网接人点(AP)和带无线网卡的无线触摸屏或PDA掌上电脑,就能实现近距离的无线遥控,成为家庭控制中心通过这样的一套系统,即可实现开发商要求的所有功能。

4、家居智能化系统设计

下面介绍家居智能化系统设计。我们首先根据控制要求,设计出控制系统图。通过C-Bus调光、开关输出元件控制别墅照明;C-Bus红外线输出元件控制家庭影院、空调及锅炉系统;庭院浇洒、窗帘控制等通过C—Bus开关输出元件的接点信号来控制其开关;Minder系统完成家庭安防及消防的控制;无线触摸屏及无线网络可以实现小区网络信息服务的功能。其次根据别墅的平面图和照明图设计智能家居的布线图,每层设一台智能控制箱,控制箱内设C-Bus系统的输出元件。将每层需要控制的灯光回路、窗帘及庭院浇洒回路通过BV导线引入本层的控制箱;在需要控制的家庭影院、空调及锅炉设备的附近设置C-Bus红外线输出元件,并通过C-Bus总线(5类双绞线UTP5)将本层所有的红外线输出元件及C-Bus系统输入控制面板联接 (星型联接、干线型联接或复合型联接均可),最后将总线引至控制箱。在地下室设一台总控制箱,箱内安装C-Bus输出元件、Minder安防主机和家庭服务器、网络路由器等。将安防门磁开关、红外探测器、消防温感、烟感、煤气探测器、紧急按钮等按防区通过RVV控制线引入Minder安防主机;在别墅大门处安装一个Minder控制键盘,通过5类双绞线(UTP5)与Minder主机联接;在别墅显眼的位置设声光报警器,通过RVV控制线接总控制箱的Minder主机,并将电话线接人Minder安防主机,实现电话报警和电话遥控。将小区局域网的人户端与总控制箱的网络路由器和家庭服务器联接,并通过5类双绞线(UTP5)联接放置在别墅一层天花上的无线AP。别墅家居智能化系统的平面布线图设计完成后,再通过精心施工和编程调试,即可为业主提供一套实用、完备而且充满个性的家居智能化系统,创造一个舒适的生活环境。