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智能家庭全景扫描

家庭自动化系统的核心理所当然的应是在系统上和各种设备进行信息交流的中央处理单元(CPU),它从外部设备或监视的各种状态接收提示信号,并通过发送适当的控制信号作为响应。举个例子,如果一个与CPU相连接的

未来的家庭或许会具有许多经过家庭网络总线与供给整体操控的中心设备相连的各类家用设备,构筑这种所谓的“智能家庭”涉及到技能、规范、装置和保护等诸多方面的作业。本文将扼要介绍有关方面的技能开展情况。

当人们的家庭完结了主动化之后,各种电子设备就可以在简直无需干预的情况下进行操作。比方,主动化的照明灯和CD播放机可以在预先设定的时间(如主人回家的时间)敞开;而主动化的供暖/冷却体系则可以在有人进出时对房间的温度进行调理。事实上,任何的电气/电子设备和个人的日常安排都可完结主动化,这样人们就可以少花一些时间去向理家中的小事,而把更多的时间放在重要的作业上,前进日子质量。

家庭主动化体系的中心天经地义的应是在体系上和各种设备进行信息沟通的中心处理单元(CPU),它从外部设备或监督的各种情况接纳提示信号,并经过发送恰当的操控信号作为呼应。举个比方,假如一个与CPU相衔接的“占有传感器”(Occupancy Sensor)检测到门厅里有人活动,CPU就可以宣布指令去打开门厅里的照明灯或给房间加热。

家庭网络

不论您想要完结的是什么样的主动化,都需求一个公共网络,以把各式各样的设备衔接于体系之中。网络可选用硬线衔接、软线衔接、无线衔接或这些衔接办法的组合。现在,大大都的家庭操控网络选用的都是硬线衔接,有专用电缆与CPU相连。一般都以为这是最为牢靠的办法,但它需求在房间里进行许多的电缆布线作业,因而硬线衔接法往往仅仅在新建房子或进行大规模房子整修时被选用。

关于那些难以在墙内埋设专用电缆的大都家庭而言,可选用电气AC布线来构筑家庭网络。该技能一般被称为PLC(PowerLine Carrier)或X10,近期有报导称HPPA(HomePlug Powerline Alliance)正在推行这一技能。别的,还有运用家用电话线来供给家庭联网的技能,如HomePNA(Home Phoneline Networking Alliance)。

可以经过空气将来自机顶盒、Hi-Fi音频设备和宽带因特网调制解调器的内容从一个房间传送到另一个房间的无线衔接将是往后的一个开展热门。据有关专家猜测:到2003年,美国的无线家庭网络体系商场将添加5倍以上;到2004年,其商场规模将超越57亿美元。

无线衔接的优势是多方面的:①无线家庭网络衔接不需求在墙上穿洞,也不需求敷设贵重的光缆,用户很快就可以运用;②使便携式设备可以坚持其便携性,不用固定在墙上,且仍可与网络中的其他设备进行通讯;③大大都无线网络都选用了某种方法的加密,为用户供给了保密性;④在大大都情况下,无线设备的效果间隔可达45m左右。

通讯自然是数字式的,因为这将完结编码指令的牢靠接纳。假如您企图经过电力线以模仿办法来发送信息,那么就不或许确保接纳端取得明晰的信号。选用数字通讯办法可以取得很高的信噪比,叠加在数字信号上的模仿噪声可经过电子办法去除。一起,编码处理担任铲除或许呈现的任何差错。

因为家用电子设备一般是由不同的制造商出产的,因而,要想完结网络中不同设备间的彼此通讯并非易事。家庭网络体系规划师或装置人员往往需求花费数月时间来编写程序规划代码,以完结两个子体系(比方安全体系和供暖/冷却体系)之间的内部通讯。家庭主动化职业正在测验拟定通用规范以简化各类不同体系和设备之间的通讯。不幸的是现在世界上现已有了许多规范,它们选用了不同的协议和硬件。

电缆

假如没有适宜的布线,那么即便家中堆满了顶尖质量的电子设备,它们的优势也无法充沛表现出来。您或许期望把音乐信号从坐落起居室的CD机传送到装置于房子四周的卫星扬声器;或是在坐落起居室的DVD播放机和坐落卧室的电视机(或网络PC和操控体系)之间供给视频链接,所有这些都需求进行布线。现在,一些建房者已开端把供给预布线作为一种规范的房子舒适度方针。

通讯的共用规范是三类线(Category 3),这种扭绞双线电缆(TP)可以处理一般的电话呼叫、传真和电子邮件。但选用这种传输线的数据传送速度较慢,约10Mb/s。网络冲浪爱好者们对三类线的局限性太了解不过了:从Web上下载信息的速度十分慢,即便选用高速调制解调器也杯水车薪。

为了前进网络拜访速度,需求高速核算机联网,以及先进电信设备所运用的高质量五类线。它的数据信号传输速率达到了100Mb/s,且传输质量很高。Web TV和网络漫游电话虽均可选用三类线,但选用五类线功率更高。

不论什么设备,不管硬件或软件,都需求宽带宽。一条传输线可被看作是一系列调谐电路,就是说包含电理性和电容性元件。因而,存在频率/带宽约束。带宽是调谐电路所能处理的最高频率与最低频率之差。带宽越宽,调谐电路在不影响频响特性情况下的宽频率规模处理才能就越强。该特性曲线在频率规模内的抱负情况应是平整的(即线性的)。非线性呼应意味着挑选性频率推迟,它会使信号产生失真,而数据就是在这种情况下传输的。

同轴电缆被用于“文娱”意图,即用于在家中传输视频信号。假如仅仅把信号输入一台电视机,那么规范的RG59同轴电缆就可以了;但若是想把信号分配到多台电视机,且不得有视频信号劣化,则选用RG6同轴电缆更好一些。并且,关于家用DBS、HDTV以及交互式体系来说,RG6也是一个更好的挑选。它可以传输更多的信号,带宽约1.5GHz,而RG59仅为600~900MHz。

CPU

CPU担任和谐衔接子体系(如照明、安全、供暖/冷却、文娱等)的动作。揿按“脱离”(away)钮不只使安全体系处于戒备情况,还会将主控热动开关拨回,并在不同的时间敞开选定的照明灯;而揿按“在家”(home)钮则进行相反的操作。

在规划精巧的智能化家庭中操控体系是很不起眼的,只要比方辅佐键盘、触摸屏等用户界面才会使人想起它的存在。

各种家庭主动化体系之间的差异是很大的,包含智能化程度、程序规划的简易性、灵活性、通讯媒体的集成化、客户化的规模以及本钱等。

当时的技能

用于家庭电子体系和建筑物主动化的许多技能都是十分陈腐的,首要的前进在于体系的集成才能,以及用于操控的核算机化技能。

操控网络包含许多节点,每个节点都具有一个或多个传感器或驱动器,并均选用规范协议与中心处理器相连。各节点之间的数字通讯可所以对等型(分布式操控)或主从型(集中式操控)的。不论是哪种办法,节点所具有的智能答应对处理负载进行分配。传感器自身可所以智能型的,可以进行部分数据剖析、改换和规范化,并有望仅陈述其环境中的严重改变。假如操控功用也是分布式的话,则体系功用和牢靠性将得到极大的前进。

智能家庭技能

智能家庭”(Smart Home)一词指的是那些选用信息技能来操控各种功用,并可以与外界进行通讯联系的住所。自20世纪70年代末以来,设备制造商、体系装置商和一些私家集体就开端了选用低本钱核算的家庭主动化体系的开发。前期有几家制造商曾企图将D2B(Domestic Data Bus)作为家庭总线体系。

英国的JRF(Joseph Rowntree Foundation)和SH(Scottish House)一起赞助了一项智能家庭研讨项目,其间技能开发和装置作业由JRHT(Joseph Rowntree Housing Trust)和EHA(Edinvar Housing Association)承当。该项意图意图是以一种用户友爱办法将各种家庭主动化体系聚集起来,重点是使其成为房子商场上价格可以为人承受的产品。现已建立了两个根据用户规范要求的示范性实验体系,因为选用的设备根据为商用住所开发的技能,因而略嫌粗笨,规划上也过于杂乱。但商场一旦构成,这些都会做相应的调整。

该智能家庭研讨项目开始的方针是满意一些特定原则:安全、易用、帮忙家中的独立活动;经济、低本钱可仿制性;牢靠、满意的灵活性(用以满意往后功用扩展及适应性调整的要求);易于装置和保护。后经与BRE(Building Research Establishment)和EIBG(European Intelligent Building Group)等相关安排的研讨商量,又添加了下面这样一些原则:安全、保密和家用电器操控的快捷性;动力和环境办理;晚年人和残疾人的需求;对新的文娱办法及居家商业活动的适应性和调整才能。

后续的主张还有许多,比方:进门体系;家庭安全;家庭环境操控;主动门操作;中心闭锁;烹饪操控(可以主动检测锅中的油是否现已欢腾);高效的供温暖通风办理;主动煤气走漏检测和封闭;主动着火检测;等等。

所有这些导致了智能家庭规范草案的出台,它分为三个层次:根本根底设施;一般功用;附加功用。根本根底设施可适用于任何类型的住所,它为添加更多的专用技能奠定了根底。第二层针对的是某些特别类型住所的根本功用,而第三层则可供给附加功用以满意特别居住者的要求。

每一层都有必要满意一些通用条件,特别是:设备/体系有必要具有明晰明晰的功用;界面的操作有必要简略;体系的长处有必要是可以证明的,价格应能为人所承受;制造商有必要规则牢靠性;体系有必要是可编程的,可以进行功用扩展并与其他设备相连;根本根底设施有必要可以完结低本钱的晋级;有必要供给契合承受规范的广泛互连性以满意交互式使用的需求;装置简略,视觉影响要小;供给保护服务。

智能家庭潜在的优点是巨大的,尽管需求必定的投入,但由其带来的各种费用节约足以供给补偿。它的迅速开展标志着家庭电子技能的一次腾跃!

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