智能家居控制系统研究背景目的意义及国内外现状与发展趋势样本

只能家居控制系统研究背景目的意义及国内外现状与发展趋势

1 智能家居控制系统概述

1.1 智能家居的简介

2 国内外的现状及发展趋势

2.1 国外的发展现状

2.2 国内发展现状

2.3 发展趋势

3 研究的目的和意义

1 智能家居控制系统概述

蒸汽机的创造掀起了人类历史迈向工业的新篇章, 而网络的出现无疑将信息化深深的烙印在了人类文明的璀璨长卷上。电子信息技术, 控制技术的日益提升, 社会信息化的逐步加快, 促使人们的生活、工作、学习以及通讯的关系日渐紧密, 信息化社会在改变人们生活习惯和工作方式的同时, 也对我们的传统住宅提出了挑战。环视周遭, 我们很容易的发现, 人们对家居的要求早已不再只是简单的物质空间, 更为关注的是一个高度安全、舒适以及美观方便的居住环境, 先进的通信设施, 完备高效的信息终端, 自动、智能的家电, 网络化的资源管理及购物方式等等。现今社会人们日益膨胀的需求使得家居智能化已然成为一种趋势。

1.1 智能家居的简介

家居智能化系统的概念起源于上世纪70 年代的美国, 随后, 传播到欧

洲、日本等国而且得到了很好的发展。在中国, 智能家居这一概念推广较晚, 约在90 年代末家居智能化系统才得以进入国内, 但发展速度惊人, 至今已存在相当数量的智能化小区及住宅。

所谓智能家居是现代电子技术、自动化技术及通信技术相结合的产物。它能够自动控制和管理家电设备, 对家庭环境的安全进行监控报警, 而且能够为住户提供安全舒适、高效便利的学习生活及工作环境。家居智能化系统将家庭中各种与信息相关的通信设备、家用电器以及家庭保安装置经过有线或无线的方式连接起来, 并进行集中或异地的监控、管理, 保持家庭住宅环境的舒适、协调。与普通的家居相比, 智能家居不但具备传统的居住功能, 提供舒适温馨, 高效安全的高品位生活环境, 还将一个被动静止的居住环境提升为一个有一定智慧协助能力的体贴的生活帮手, 进一步优化住户的生活质量。

许多国家先后提出了不同的智能家居方案, 例如, 早期新加坡模式的智能化家居系统包括: 安防报警、可使对讲、三表抄送、监控、家居控制、智能布线箱、宽带网络接入等。而现今的智能化家居系统拥有更加优越切复杂的配置。例如, 网上购物、远程报警、紧急求助等新功能就是根据现在社会的发展, 人们日益暴涨的需求而开发设计的。

2 国内外的现状及发展趋势

智能家居的发展分为三个阶段

首先是家庭电子化( Home Electronics) 阶段, 这个时期主要是面向单个的电器, 家庭电器之间并没有形成网络, 亦没有大的联系。

其次是住宅自动化( Home Automation) 阶段, 这个时期是面向功能的

阶段, 一部分的家庭电器之间形成了简单的网络, 主要是为了实现某个特定单一的功能, 例如单一的自动抄表功能。

最后是家居智能化( 欧洲称为Smart Home, 美国称为Wise House) 阶段, 这个时期是面向系统设计的阶段, 系统经过家庭分布总线把住宅内各种与信息相关的通信设备、家用电器、报警装置并到网络节点中进行集中的监控、管理, 保持家电与环境的协调

提供生活、工作、学习以及娱乐的各种优质服务, 营造一种温馨舒适的家庭氛围。

智能家居控制系统提供高效、舒适的家居环境, 确保住户的生命财产安全; 集中或远程调节家居环境的温度、湿度以及风的速度等, 同时检查空气成分, 提高空气质量; 调节音响, 电视等娱乐设施, 愉悦心情; 合理利用太阳能活周遭环境的变化, 尽可能的节约能耗, 达到合理利用资源; 提供现代化的通信、信息服务。

2.1 国外的发展现状

1984 年, 世界上第一幢智能建筑在美国康涅迪格州落成, 这栋

意义非凡的建筑只是对一座旧式大楼的一定程度的改造而完成的。它只是采用计算机系统对大楼的空调、电梯、照明等设备进行监控, 并提供语音通信、电子邮件、情报资料等方面的信息服务新加坡有近30个社区的约5000 户家庭采用了这种家庭智能化系统, 而美国的安装住户高达 4 万户。, 网络化家居的建设带来了高达4500 亿美元的市场价值, 这其中有3700 亿美元是智能家电硬件产品的价值, 剩余的部分则是软件和技术支持服务的费用。现在, 国外的智能家居系统技术己日趋成熟, 预计今年,

50%以上的新房将具有一定的”智能型家居”功能。于此同时, 由于技术的日益标准化, 这些新型智能家居系统将比比尔.盖茨耗资6000 万美元的高端别墅便宜得多。

在智能家居系统研发方面, 美国及一些欧洲国家一直处于领先地位。近年来, 以美国微软公司及摩托罗拉公司等为首的一批国外知名企业, 先后挤身于智能家居的研发中。例如: 微软公司开发的” 梦幻之家”、摩托罗拉公司开发的”居所之门” 、IBM 公司开发的” 家庭主任”等均已日趋成稳得技术强占家居市场。另外, 日韩新等国的龙头企业纷纷致力于家居智能化的开发, 对家居市场更是跃跃欲试。

当前市场上出现得智能家居控制系统主要有:

( 1) X-10 系统( 美国) , 该系统是利用电力线作为网络平台, 采用集中控制方式实现。这套系统的功能较为强大, 与其它家居控制系统如ABB、

C_BUS 等比起来更容易接收, 使用也相对简单。因为实现同样的功能, X-10 家居控制系统是利用220v 电力线将发射器发出的X-10 信号传送给接收器从而实现智能化的控制, 因此采用这套系统不需要额外的布线, 这也是这套系统的最大的一个优势, 因为其它系统基本上都需要布低压线, 在墙上或地面开槽、钻孔, 施工难度大、费用高、工期长。但由于缺乏在国内市场推广的条件且价格昂贵, 该系统在国内应用极少。

( 2) EIB 系统( 德国) , 该系统采用预埋总线及中央控制方式实现控制功能。但由于其工程要求复杂严苛, 而且价格较高, 因此一直无法打开国内市场。

( 3) 8X 系统( 新加坡) , 该系统采用预处理总线跟集中控制方式来实

现功能。它的优点在于利用的产品对系统进行扩展, 系统较为成熟, 比较适合中国国情。可是由于系统架构、灵活性及产品价格等方面还难以达到要求, 因此当前在国内还较少应用。

2.2 国内发展现状

20 世纪90 年代后期, 中国的智能小区日益兴起。众所周知, 中国的智能化住宅建设最早起于上海、广州和深圳等沿海城市, 并逐渐向内陆发展。在97 香港回归之际, 在建设部” 97 跨世纪住宅小区案竞赛活动” 中, 上海中皇广场被建设部科技委员会列为全国首家” 智能住宅示范工程” , 揭开了全国智能小区发展的序幕。1999 年, 建设部勘察设计司、

建设部住宅产业化办公室联合组织实施全国住宅小区智能化技术示范工程, 标志着中国住宅小区智能化进入了一个新阶段。随着信息化走进了千家万户, 由国家经贸委牵头成立了家庭信息网络技术委员会, 而信息网络技术体系研究及产品开发已经被列为了国家技术创新的重点专项计划。据建设部要求, 截止今年,

中国将有70%以上的家庭拥有Internet 入网设备, 大中城市中50% 的住宅要实现智能化。

中国的智能家居相对于国外起步较晚, 尚未形成一定的国家标准。当前, 主要采用国外的一些技术产品, 但也有一些企业推出了自己的产品, 主要有:

( 1) e 家庭( 海尔) , 该系列产品以海尔电脑作为控制中心, 各种网络家电作为终端设备, 海尔移动电话作为移动数字控制中心。海尔在技术上同微软合作，利用微软的Windows Me技术和海尔的网络家电，使” e

家庭”已具雏形，已推出了网络洗衣机、网络冰箱、网络空调、网络微波炉等一系列网络家电。

( 2) e-home 数字家园( 清华同方) , 该智能家居控制系统是专门针对中国家庭设计的, 遵循国际技术标准, 采用嵌入式软、硬件技术, 提供网络、网络节点及末端设备。产品以功能模块开发为主, 基于国外成熟的智能家居标准之上。其智能家居控制系统主要有以下三个部分: A系列：遵循EIB协议的家庭控制产品，适用于中高档住宅区。

B系列：遵循X-10协议的家庭控制产品，适用于中档住宅区。

易家三代：配电箱集中安装式家庭控制产品。

国内各大软、硬件机构正在积极的研制、开发更为符合市场的智能化家居设备, 以解决当前智能化产品实用性差、使用复杂及产品价格昂贵等缺点, 而技术创新性也逐步向国际先进水平靠拢, 这样的未来值得期待。

2.3 发展趋势

经过去年的哥本哈根会议, 中国更加明确了节能减排, 绿色建筑的目标, 这就使住宅智能化凸显出了其合理规划, 最大限度的节约能源的优势。如果中国大力推广绿色建筑, 仅在铺设智能化系统上所需的新设备的生产上就有亿到3000 亿人民币的新市场。而中国”智能家居网络”必在”智能化住宅”的框架下形成一个新型IT 产业, 而这一切必将对未来几十年中国房地产的健康有效发展起着深远的影响。

由于智能家居系统还缺乏统一明确的国际标准, 许多公司开发出的产品都是基于自己组的网络和信息交换协议, 很多产品是针对特定的组网环

境开发的, 部分核心技术没有对外公布, 技术复杂, 直接导致了使用范围的局限性。再者, 缺乏对应的第三方产品, 各个接入设备之间不能兼容, 互操作性差, 不利于产品的扩充, 因而进一步局限了产品的发展。再加上, 有的系统成本过高, 严重影响了产品的普及。因此设计一个符合国家国情和规范的集远程控制和本地控制为一体的智能家居控制系统是非常具有现实意义的, 且势在必行。

作为智能家居的核心系统的智能家居的控制系统, 它的设计功能的完善必将推动住宅智能化的发展。而系统功能的集成化、用户

使用的傻瓜化以及市场的平民化将是智能家居控制器的发展趋势, 系统也将逐步迈向绿色化。最终, 我想全人类的梦想是智能家居控制系统将囊括所有的家事杂物, 让我们真正的享受舒适温馨的家庭生活。

3 研究的目的和意义

根据前面提到的一些调查结果及数据能够看出, 虽然当前智能家居系统有了一定的发展, 而且市场上也开始出现相应的产品, 但从总体的发展来看, 不容乐观, 特别是统一标准和权威产品的缺乏严重影响了家居智能化的发展。随着科技的提高, 经济的发展人们的物质生活水平的提高, 对家居环境的要求也越来越高, 作为家居智能化的核心部分——智能家居控制系统也越发显得重要。家居智能化控制的开发和建设是未来国家、经济发展的必然趋势。智能家居控制器能够为系统提供智能控制方案, 使住户的控制更便捷, 更高效, 更能为家庭的日常活动节约不必要的能耗。而且在现在这个注重绿色环保的世界里, 智能的为住户控制好空气的湿度、温度等, 检查分析空气成分, 让住户安心入住。同时, 智能家居控制器能够根