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[别墅智能化设计方案]HomeAutomationSystemDesignDraft2014上海科羿物联网科技2月26日ProjectTeam一、前言中国的传统的智能豪宅是以家庭为单元，以居住区域为整体，重安防轻家居智能，各个子系统相互孤立，且家居智能为“千家一面”的一统模式；国外的智能技术主要是面向单户的家居智能化，重家居智能的舒适性享受轻安防，几乎没有公共安防的内容。1、上海科羿物联网科技介绍上海科羿物联网科技有限公司是上海专业影音规划行业的引领者，公司成立于2002年,专业从事上海及周边高端别墅视听室和影音集成。公司提供专业家庭视听室规划和设计、背景音乐系统集成，现代化家居智能化控制、提供别墅影音娱乐一体化解决方案、全宅安防监控系统、整宅高清音视频共享等多项服务.经过多年发展，公司已在上海及周边已完成570多套专业别墅视听室，目前正在施工的有40多个工程。公司积累了丰富的别墅影音视听设计施工经验，可以提供亚洲最顶级的影音服务。公司的设计宗旨：把国际最新的影音理念带给客户，根据每个客户的个性化需求，为每个业主提供影院级试听享受。公司本着给客户“品质服务，品位生活”的理念，为客户精选世界著名的影音家电类产品，遵循美国GeorgeLucas影院级THX影院级规范来打造专业化空间。懂得生活的名流贵族都有自己的品味，对影音娱乐享受同样有极高的要求：至于建立自己的私人影院及构建家庭音乐系统，他们都选择元音影音规划中心作为顾问，本公司拥有多名THX认证工程师，优秀的家庭影院将由选择元音开始。2、别墅家居智能化工程设计原先，住宅只是大家居住的一个地方，躲风避雨；而随着人类的进步，住宅，不只是它原来的意义，它同时也是文化的象征，身份地位的象征。伴随住宅装修的产业化，人们对于装修的内容从开始单纯的“四白落地”，发展到追求炫富的“富丽堂皇”；从只重视建筑结构的装修，发展到“重装饰，轻装修”的文化层面。但无论上述装饰装修发展的哪一个阶段，其实始终没有离开以建筑美学为核心的范畴。但伴随技术的进步，特别是建筑结构、住宅功能与人们观念的变迁，加之通讯成本的下降，智能装修开始越来越多的为人们所关注。在自控、计算机与通讯技术大行其道的今天，这些技术进入家庭已经不再是天方夜谈，遥不可及的事了。中国人口众多，城市住宅建设也多选择密集型的住宅小区方式，而欧美由于单体别墅的居住模式流行，因此住宅多散布城镇周边，没有一个很集中的规模，类似国内的“住宅小区”这样规模的居住区较少，因此欧美的家居智能多为独立家庭安装，自成体系。而国内习惯上将家居智能当作智能小区的一个子系统来考虑，这种做法在家居智能概念初始引进阶段应该说还是可行的，但随着家居智能的推广与需求的不断深入，人们开始“拷问”家居智能的真正意义与价值时，才发现“个性化“与“舒适化”是家居智能的意义所在。因此，家居智能势将从现在的“千家一面”的一统模式中独立出来，成为一个可以完全由业主自行选配的个性张扬的空间。■个性化、舒适化――别墅家居智能化设计指导思想就物理层面而言，家居智能是一个多功能的技术系统，众多的功能子系统间还要具有协同配合的能力。这些系统包括：照明控制、电器控制、环境监测、视频监控、设施监控、家庭娱乐、背景音乐、通讯设施、门禁管理、健康监测、家居采购、花园自控、宠物监护、信息安全等等。目前市场中常见的各家居智能子系统基本上是由原来的照明、安防与门禁、对讲系统生产厂家提供的，这些系统的共同特点都没有脱离原有产品的形态，属于“嫁接智能”范畴。就功能层面而言，如果上述系统是单独配置或彼此孤立运行，那并不符合“家居智能”的真正意义。家居智能应该是建立在自动控制、计算机和通讯技术的基础之上，引入人类行为学、心理学的研究成果，将生活中的各种功能系统，按照人类行为心理的需要，通过家居智能产品统和在一起，并与外界相连通的集控制、监测、管理与交流于一体的家居智能化、信息化平台，达到让“生活中各系统，联合起来”。因此，真正意义上的家居智能系统，应该是以技术为基础，以服务为手段，以客户需求（而不是以产品）为中心，以技术文化为灵魂，通过量身定制式服务，由家居智能专业服务商为不同的客人出品各具特色的个性化系统。从来我们的技术方案中可以看到，可以毫不夸张的说，在我们提供的方案设计中没有一个功能子系统在物理和应用层面上是孤立存在的。在物理层面上，基于我们在自动控制、计算机软硬件、通讯技术的坚实基础，以及对国内外有代表性的智能化产品的软、硬件体系结构及其应用功能的科学、完善、全面的分析，构建了以智能家庭网关为核心节点的体系结构。在此网络平台上各个功能子系统以模块形式加入其中，可以各自独立的发挥其应用功能，而各子功能模块通过三个层面（底层硬件接口、家庭／总线网关、后台数据库及软件接口函数）的开发集成将传统的孤立的各个功能子系统转换成能有机协同配合的智能化的综合系统，从而建立起一个以软、硬件集成开发为核心的技术服务应用平台，进而可以在应用功能层面上按照别墅业主的行为心理需要，创新性的开发出传统智能化工程完全不可能实现或要化极大的代价才可能实现的既方便又实用的创新功能。例如：家庭影院、背景音乐系统完全脱离了传统家庭影院、背景音乐的模式，已将其纳入家庭智能影视频功能模式，在其上可以实现小区及家庭的可视对讲、视频监控、计算机网络、安防报警、影视频娱乐、场景控制、物业维修监管、门禁、车库、远程登录等多个子功能系统集成联动，演绎出更多更新的智能人性化功能。如此等等。综上所述，在物理层、功能应用层面上我们就将人性化设计作为指导主线，为下面的智能家居个性化设计奠定了坚实的技术基石。3、家居智能系统体系结构形式的选择家居智能工程历经初期的浮噪，那些以PC机、单片机组合为作为控制中心的系统已经退出市场，目前在技术、应用市场上有以下低中高三种典型的家居智能系统体系结构形式。(1).拼凑型（功能间无关联的孤立）控制系统各个功能子系统独立设计、自主工作。例如安防系统、灯光系统、门禁系统车库等，各子系统相互之间互不相连，不能交换数据。这是将原有各独立系统简单堆砌在一起的方式，严格意义上讲，不符合家居智能系统的含义，属于单项功能的自动控制范畴。(2).复合型室内对讲主机控制系统这种系统在一定意义上集成了可视对讲、安防、门禁、短信发布、简单家电和灯光控制功能，但囿于设计理念，多数是以安防与对讲为核心功能，而真正意义上的灯光控制、家电控制、远程监控等功能并不实用，实际上是只适用于一些家居场景组合控制要求简单的应用场所，离满足人性化、个性化要求相差甚远。从近期国内的多场居家智能产品展示会和多个工程实践中可以发现这种以安防主机或者可视对讲主机作为家居智能的控制主体（或称控制中心）的产品占据了家居智能系统的主流地位。但这种模式既不能集成太多的功能，也不足以支撑家居智能对信息的全部需要，可以这样讲：从技术角度来看，复合型室内对讲主机的发展已经接近“鼎盛”，不能再进一步承载居家智能系统更多的人性化、个性化的内容，只能在一些中低端的应用场所使用。何况这种体系也不能提供一个便利、舒适、友好的人机交互界面。试想一下，业主每每听到呼叫就得跑到门厅去接对讲已经够无聊了，还要记住不时去查询报警状态、通知、短消息等等，就更有点过头了。现在家里接电话都懒得跑，而是装多分机，买无绳。在这样的应用背景下，目前以可视对讲为中心的复合型智能主机系统明显不是一种先进的主流技术体系结构。(3).智能家庭网关控制系统智能家庭网关的引入，实现了住宅内网与住宅外网的连接能力，全面实现OSI七层模型，大大提高了网络的可靠性、可用性、灵活性。在这种系统环境中，家庭现场设备均为分布式智能化的，控制与测量功能是在现场节点中，不需要一个中央控制单元来集中管理和操作，由智能节点完成控制和通信任务，采用混合的通信媒介，可以使用双绞线、电力线、光纤、无线电射频、红外线和同轴电缆等等。具有多总线接入、多系统融合与多协议互译的能力。是采用星形、总线形和环形结构的综合拓扑形式。显然，在项目中我们应采用的是第三种系统，而不是像国内绝大多数地产商采用的复合型室内对讲主机控制系统。(4)、家庭智能网关的选择有关智能家庭网关这方面的详细论述可见技术书中的关键技术部分。我国家庭网络标准工作组已经完成的家庭网络系列共六项电子行业标准。它们是：SJ/T11312-2005《家庭主网通讯协议规范》SJ/T11313-2005《家庭主网接口一致性测试规范》SJ/T11314-2005《家庭控制子网通讯协议规范》SJ/T11315-2005《家庭控制子网接口一致性测试规范》SJ/T11316-2005《家庭网络系统体系结构及参考模型》SJ/T11317-2005《家庭网络设备描述文件规范》(这六项标准已于2005年6月28日经国家信息产业部正式批准发布，并于9月1日开始实施。)从这六项标准也可看出家庭网关是家庭网络中的物理上和逻辑上的核心。家庭网关是集电信、家电、IT技术于一体，是家庭网络联络外部公网的重要桥梁，由于网关必须和家庭内部的应用技术以及外部公众网络应用业务配套，国外还没有成熟的家庭网关标准出台，我国的家庭网关标准也在研究中。但从技术、应用市场的主流来看，我们建议智能家庭网关的选择应按遵循以下三条事项：（a）基本硬件配置要求：由于家庭网关要实现服务器的功能，因而需要文件系统的支持，并且由于家庭网络本身的复杂性（网络种类多，终端种类多等），同时需要操作系统来支持多任务，这些都决定了硬件平台中需要有扩展的SDRAM和Flash(或者EEPROM)等存储芯片，均不应小于６４M。为保证家庭网关的实用性和可扩展性，网关平台需要选用高性能的微处理器，廉价的8位处理器己经无法满足设计的要求，考虑到以后系统的升级以及32位处理器的价格不断下降，应选择采用32位的MPU作为整个系统的核心的网关产品。（b）操作系统：Control-4拥有嵌入式Windows、Linux操作系统的智能家居主机产品，客户可以随意选择，这两种系统各有优缺点；众所周知：Linux的操作比较复杂,windows的比较简单.Linux速度比较快,安全性比windows好但是有很多软件只能在windows里运行与Linux兼容的软件正在开发中.同时，Linux上的病毒相比较Windows来说，要少得很多很多；而且，Linux的文件系统也要远比Windows的FAT32和NTFS要安全出许多。而且采用Linux操作系统的产品对系统的整体继承性小(例如：如果今天采用Linux环境开发产品，那么将来更换CPU时就不会遇到更换平台的困扰)，且是开放源代码的。当然如有采用内嵌VxWorks操作系统的高端产品，也可以考虑采用。（c）应用软件体系结构：首选采用以“监控软件十应用服务器＋现场总线驱动技术”体系的产品，因为这种模式可以同时获取多个家庭网络的节点信息，有助于实现多个家庭网络的同类节点的实时监控。这类产品的应用领域是针以对小区或整个楼宇／群为控制对象而设计的，适于区域公共管理的要求，而这正是我国的国情现状要求。如有以“监控软件+应用服务器+现场总线驱动技术”为核心技术，而“浏览器＋WEBServer＋CGI为辅助技术”设计并实现家庭网关的产品，因为其网关的技术含量最高，开发集成应用最为灵活、方便，宜应优先采用。而对只为能获取单个家庭网络中的节点信息，应用领域是针以对单个家庭单元为控制对象而设计的，使用“浏览器＋WEBServer＋CGI为辅助技术”设计并实现家庭网关的产品，应谨慎行事。4、创新性开发系统集成篇随着计算机技术日益普及，传统的安防工程也从机电自动控制的范畴转变为计算机系统开发与集成的IT工程。由于智能化建设使建筑物增值25%~30%，而智能系统的中央集成与控制部分占智能化投资的10%左右，但此部分却可以提高系统综合管理效率45%左右。可见在智能化化系统工程中通过二次开发而进行系统集成对真正意义上的智能化工程的重要性和不可缺少性。鉴于智能化工程系统的现状，现在还没有实现统一的系统标准，就像如今在个人电脑领域已经实现的那类共同平台，在智能技术方面却还没