智能家居介绍[组图]

卡西达

智能家居介绍[组图]（一）

1、智能家居概述

  1.1 智能家居起源
    未来学家沃尔夫﹒伦森曾说，人类在经过农耕、工业、电气化等时代后，将进入关注梦想、精神和生活情趣的新社会。按这一推论，轻松的家务劳动是解放人的前提。智能家电的出现，让这样的生活场景成为现实，您想象过这样的生活吗：用一台计算机监控器，就能对家中的家电、照明、窗帘、浴缸、报警求助装置进行智能控制。手机一打或计算机一敲，空调会为你调置最佳温度，洗衣机会洗涤你留下的衣物，冰箱会通过网络到超市要求进货……。 

    智能家居概念的起源甚早，但一直未有具体的建筑案例出现，直到1984年美国联合科技公司（United Techno1ogies Building System）将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康乃迪克州（Conneticut)哈特佛市（Hartford）的CityPlaceBuilding时，才出现了首栋的[智能型建筑],从此也揭开了全世界争相建造智能家居的序幕。

    最著名的智能家居要算比尔﹒盖茨的豪宅。比尔﹒盖茨在他的“未来之路”一书中以很大篇幅描绘他正在华盛顿湖建造的私人豪宅。他描绘他的住宅是“由硅片和软件建成的”并且要“采纳不断变化的尖端技术”。经过7年的建设，1997年，比尔﹒盖茨的豪宅终于建成。他的这个豪宅完全按照智能住宅的概念建造，不仅具备高速上网的专线，所有的门窗、灯具、电器都能够通过计算机控制，而且有一个高性能的服务器作为管理整个系统的后台。

    智能家居是IT技术（特别是计算机技术）、网络技术、控制技术向传统家电产业渗透发展的必然结果。由社会背景之层面来看，近年来信息化的高度进展，通讯的自由化与高层次化、业务量的急速增加与人类对工作环境的安全性、舒适性、效率性要求的提高，造成家居智能化的需求大为增加﹔此外在科学技术方面，由于计算机控制技术的发展与电子信息通讯技术之成长，也促成了智能家居的诞生。

  1.2 智能家居概念 
    智能家居，或称智能住宅，在英文中常用Smart Home、Inte1ligent home，与此含义相近的还有家庭自动化（Home Automation）、电子家庭（Electronic Home、E-home）、 数字家园（Digital family）、网络家居（Network Home），智能建筑（Inte1ligent Building）。 

    智能家居是以住宅为平台，兼备建筑、网络通讯、讯息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。 

    智能家居是在家庭产品自动化，智能化的基础上，通过网络按拟人化的要求而实现的。智能家居可以定义为一个过程或者一个系统，利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统，有机地结合在一起。与普通家居相比，由原来的被动静止结构转变为具有能动智能的工具，提供全方位的讯息交换功能，帮助家庭与外部保持讯息交流畅通。 

    智能家居强调人的主观能动性，要求重视人与居住环境的协调，能够随心所欲地控制室内居住环境。因此，具有相当于住宅神经的家庭网络、能够通过这种网络提供的各种服务、能与Internet相连接是构成智能化家居的三个基本条件。 

    应该注意，家居智能化与家居讯息化和家居自动化，家庭的网络化等有一定的区别。在住宅中为住户提供一个宽带上网接口，家居讯息化的条件即已具备，但这做不到家居智能化﹔电饭煲可定时烧饭煲汤，录象机可定时预录预定频道的电视节目，这些仅仅是家电自动化。讯息化和自动化是家居智能化的前提和条件，实现智能化还需对记录、判别、控制、反馈等过程进行处理，并将这些过程在一个平台实现集成，能按人们的需求实现远程自动控制。智能化应服务于人们的居家生活，因此应更全面、更富有人性化。 

  1.3  智能家居功能 
    典型的智能家居具有以下功能： 

1.3.1  家居安全监控：各种报警探测器的讯息署报警﹔ 

1.3.2 家电控制：利用计算机、移动电话、PDA通过高速宽带接入Internet，并对电灯、空调、冰箱，电视等家用电器进行远程控制﹔ 

1.3.3 家居管理：远程三表(水、电、煤气)传送收费﹔ 

1.3.4 家庭教育和娱乐：如远程教学、家庭影院、无线视频传输系统、在线视频点播、交互式电子游戏等﹔ 

1.3.5 家居商务和办公：实现网上购物、网上商务联系，视频会议﹔ 

1.3.6 入口控制(门禁系统) ：采用指纹识别、静脉识别、虹膜识别、智能卡等﹔ 

1.3.7 家庭医疗，保健和监护：实现远程医疗和监护，幼儿和老人求救，测量身体的参数(如血压，脉搏等) 和化验，自动配置健康食谱。 

  1.4  智能家居特点 
    “科技改变生活”。智能家居的应用将对我们的家庭生活和生活方式带来深远影响。 

    节省费用---在不需要时，能源消耗装置可以自动关闭，这样可以降低您的费用。

    使用方便 -- 使用方便---自动化系统提供远程遥控接口。自动化系统还可以把重复的工作自动化。在您外出时，还可以通过Internet来调整或控制家电。

    安全性高 --- 一套家庭自动化系统在紧急情况时可以防御坏人或报警。您可以在任何地方可以监控该安全系统，这样可以保证您的家居安全运行。智能家居可以为人们带来更为惬意﹑轻松的生活在生活﹑工作节奏越来越快的今天，家居智能化也可以为人们减少繁琐家务﹑提高效率﹑节约时间，让人们有更多的时间去休息﹑教育子女﹑锻炼身体和进修，使人们的生活质量有了很大的提高。 

    改变生活方式---你可以是穿著T恤在家办公，可以在家炒股、进行远程会议，主妇在家逛街，孩子在家上课…，在互联网上能完成的工作都可以在家完成。现代化的生活工作方式较以往有了很大区别。

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2、智能家居结构
  2.1 智能家居构造解决方案 
    智能家居的解决方案有不同的方式，Cisco、Crestron、Echelon、三星(Samsung)等公司都提供相应的智能家居解决方案。但随着Internet的发展和应用，基于Internet的网络和控制结构是目前和未来智能家居的主要构造方式。 

  整个智能家居结构的核心是Internet。以Internet为中心，在家庭网络连接下，结合了多种智能家居功能解决方案，包括家居控制、讯息服务、通讯交流、商务、娱乐、教育、医疗保健、移动通讯。



智能家居构造解决方案

家庭网络 (Home Network Infrastructure) 

    家庭网络是在住宅范围内将PC、家电、安全系统、照明系统等连接并接入INTERNET的一种技术。当前在家庭网络所采用的连接技术可以分为“有线”和“无线”两大类。有线方案主要包括：双绞线或同轴电缆连接、电话线连接、电力线连接等﹔无线方案主要包括：红外线连接、无线电连接、基于PC的无线连接等。 

    家庭网络相比起传统的办公网络来说，加入了很多家庭应用产品和系统，如家电设备、照明系统，因此相应技术标准也错综复杂。

家居控制(Home Control) 

    家居控制系统是智能家居的灵魂，通过它可以控制各种家用电器。家居控制的接口方式一般有两种，一种是家庭范围内的基于以太网的控制方式﹔另一种是可以扩展到家庭之外，基于Internet的Web控制方式，一般是两种方式的结合。 

    Cybermanor公司建立的家居控制系统及网络结构。在这个系统中，家庭办公计算机、孩子房间的计算机、厨房中的膝上型计算机、PDA、家居控制服务器(Home Control Server， 用来控制各种电器)、家庭影院计算机、无线中枢通过10/100M交换机连接在一起，交换机经路由器通过无线Modem和DSL与Internet相连。 

讯息服务(Information) 

    通过Internet可以任何时间任何地点获得和交换讯息，讯息传输可以以多种形式，从静态文本、图形到动态的音频、视频讯息。
    通讯交流(Communication)   

    在Internet出现以前，电话通讯是人们交流的主要方式。Internet改变了人们的通讯交流方式，使人们能通过文本、图形、多媒体迅速地共享讯息。E-mail、短讯息、聊天室等通讯方式对生活产生了很大影响﹔在旅行中父母可使用聊天工具和视频会议工具保持和孩子联系。商务(Commerce)   

  基于Internet的电子商务使每天的家务变得更加容易和简单。通过Internet在线安排旅行计划已经非常普遍﹔在厨房，通过条形码阅读器记录采购清单，超市和供货商在线订购，即使在卧室﹔在家还可以通过Internet理财，你在家就可以掌握信用卡上的支出和收入情况。 

娱乐(Entertainment) 

    娱乐包括电视、收音机、音乐、家庭影院、在线点播、游戏等。在智能家居中，娱乐质量将更高，更加方便。数字电视通过机顶盒接入网络，可以进行采购商品，在线点播电影，音乐﹔网络收音机可以收听世界各地的新闻、体育、各种音乐﹔在智能家居中，你可以和家庭成员或其它游戏爱好者通过计算机、电视、甚至可以用PDA在线玩各种网络游戏。 

教育(Education) 

    技术的发展极大地影响了教育。网络将课堂带进了家庭，帮助老师巩固课程，激发孩子们的好奇心。现在学校和家长通过家居中的基于Internet的教育工具可以合作得更加紧密，并在家庭和课堂之间建立了桥梁。同时，在智能家居中，不管甚么年龄的人都可以享受教育资源，进行终生教育。   

医疗保健(Health) 

    Internet在智能家居医疗保健中的作用有很大的潜力，不仅使您的身心更加健康，而且会降低医疗保健成本。每天，你都可以在家中将测量的血压、体温、脉搏、葡萄糖含量等参数传递给医疗保健专家，并和医疗保健专家在线咨询和讨论，省去了许多在医院排队等待的麻烦。   

移动通讯(Mobility)   

    人们希望在自由移动中保持联系，思想交流，获得讯息。无线网络技术可以解决这个问题，从手提电话到PDA，从无线家庭网络到汽车中的定位系统。在智能家居中，可以用手提电话或PDA通过无线网络收发E-mail，接受最新的股市行情。

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3、智能家电 
  3.1 概述 
    目前，家电产品的发展主要有在三个方面：家电的网络化、家电的讯息化、家电的智能化，对应为网络家电、讯息家电和智能家电。   

    网络家电是将普通家用电器利用数字技术、网络技术设计改进的家电产品。网络家电可以实现互联组成一个家庭内部网络，同时又可以与Internet相连接。目前认为比较可行的网络家电包括网络冰箱、网络空调、网络洗衣、网络微波炉等。 

    讯息家电是一种计算机、电信和电子技术与传统家电相结合的创新产品，讯息家电包括PC、机顶盒、无线数据通讯设备、视频游戏设备、WebTV、IP电话等等。讯息家电由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统以及应用层软件包组成。 

    从广义的分类来看，讯息家电产品实际上包含了网络家电产品，但讯息家电更多的指带有嵌入式处理器的小型家用讯息设备，而网络家电则指一个具有网络操作功能的家电类产品。

    智能家电则是在家电的网络化和讯息化的基础上，加入人工智能技术，可以简单仿真人的思维活动。智能家电应能体现3I，即网络(Internet)、互动(Interactive)、智能(Intelligent) 。

  3.2 几种典型的智能家电 
智能冰箱 

    伊莱克斯(Electrolux)公司生产了一种新型的智能冰箱Screenfridge。这台智能冰箱门上装有计算机、条形码扫描仪和显示器，这台网络冰箱与常用冰箱的最大不同是冰箱门上安装了一块触摸屏，能够显示冰箱内的食品数量，当某种食品减少到一定程度，智能冰箱就会提醒主人，并可通过冰箱的网络下单，向网上商店采购。根据冰箱所存的物品，冰箱屏幕上还能提供菜单。由于采用了GSM和WAP技术，通过冰箱还能收听广播、看电视节目、上网。图3.2.1a为Electrolux公司生产的智能冰箱Screenfridge。 

Screenfridge智能冰箱有以下特殊功能： 

3.2.1 内部交流通讯

    Screenfridge是家庭的通讯中心，家庭成员之间可以通过收发voice-mial,video-mail进行交流。   

3.2.2 外部交流通讯 

    除了家庭成员之间的交流，还可以利用Screenfridge收发E-mail，而且，你也可以上网冲浪。 

3.2.3 食物管理

    Screenfridge使食物管理更加简单。为食物的存储，处理和准备提供了正确的方法，你可以以最好的方法地处理食品。 

3.2.4 收听新闻，家庭保安

3.2.5 tv和收音

    Screenfridge也可以作为TV和收音机，在厨房就可以直接收听新闻，你也可以通过它连接到摄像机上，监视院子情况和孩子。 

3.2.6 数字化食谱

  Screenfridge提供了大量的食谱，只要照单烹调，美味佳肴便能很快上桌。 



智能冰箱Screenfridge

    除了上述产品外，还有很多公司生产的智能冰箱同样具有上述功能，如三星的智能冰箱。“IN的家” 香港展览馆中采用的就是伊莱克斯和三星的智能冰箱。 

智能洗衣机 

    欧洲排名第三的家电企业MerLoni公司推出一款能利用移动电话和Internet来控制的智能洗衣机。 

    这款洗衣机名字取得很有网络概念，叫作Margherita2000.com（以下简称玛格莉特）。如果使用者放了太多洗衣粉，或者在洗纯羊毛衣服时把水温调得过高。如果内部的监视器发现洗衣机的零件即将损坏，也会自动通知客户服务中心及时前往修理。 

    玛格莉特的功能不仅于此。其安装在底盘的监视器能够测量洗衣机的水流量，只要清洗完毕，玛格莉特就会终止清洗程序。其内置的芯片，还可以分辨衣服衣料，判断洗衣粉的用量。

智能微波炉 

    智能微波炉的出现将使厨房生活更加方便。 

    阿里斯顿(Ariston)公司开发出了一种智能微波炉，可以进行远程控制，通过Internet可以在任何地方向其发出开始加热的指令﹔从Internet下载菜单，能够根据食品上的条形码标签讯息烹饪食品，决定加热食品时间及烹饪的温度﹔此前，互联网与微波炉之间的联系主要集中在菜单的下载功能上。但是，该智能微波炉在基于网络的控制调节功能上与其它产品有很大区别。例如，早晨做好晚餐，并放入微波炉进行几冷冻。傍晚时母亲可以在办公室通过电话确认孩子到家后，用计算机或移动设备经Internet发送加热指令。 

    松下(Panasonic) 推出了一种变频微波炉。传统微波炉的输出功率是不可调节的，因此，加热过程中，所谓的火力调节只是通过电源的不断开、关来机械地控制温度。而松下的变频微波炉则通过导入变频电源，可以自如地调节输出功率，实现真正的火力调节，更加接近明火烹饪，从本质上改善了微波发射的均匀性。松下变频烧烤型微波炉采用了变频电源，烧烤与微波可以同时进行，使得烹饪时间缩短了近50%，效率大大提高。它还具有“智能感应功能”，不需人为设定时间和火力，炉内感应器根据食物的实际烹调状况，自动选择食物最佳的烹调时间和火力,烹调更简单。   

智能空调 

    LONWORKS分体空调  利用Echelon公司提供的LONWORKS控制技术实现空调的智能化和网络化。该智能空调带有一Labview控制接口，通过电源线和双绞线传输讯息。无论您身在何处，只要保证在上网的状态下，都可通过这一控制接口调节温度（冷、/热），风力（高/中/低），开和关，简单而轻松。在炎炎的夏日，您不必在为回到家中时的闷热空气而烦恼，还可以在严寒的冬日享受回到家时的温暖。同时还可以节省不必要的浪费。

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4、智能家居实例 
  4.1 [IN(Intelligent)的家]香港展览馆
概述 

    [IN的家]香港展览馆耗资4000万港元于2001年9月兴建而成，充分展示了最新的建筑技术、智能家居、环保科技。它由INTEGER Intelligent & Green 发起，是亚洲第一个[IN的家]。 

    [IN的家]的构思起源于英国。1996年，一群英国建筑师、讯息专家、建筑专家及环保学家决定推行一项计划，在设计和建筑房屋时，采用环保及智能科技。1999年9月，首幢应用「IN的家」原理建造的屋苑在威特郡的彻希尔落成。两年后，在全英国六个地区已兴建起六十多幢房子及多层公寓。



[IN的家]智能家居特点

1 生物测定系统

    展馆装设的生物测定系统，将最新的生物测定技术应用于住宅保安系统之上，使用面貌与眼睛虹膜作为辨识特征，无需使用钥匙，安全可靠。 

2 智能中央服务系统

    整座展馆由一个高智能中心系统连接，形成一个庞大的网络。该系统可有效监控住宅内的温度与空气质素，营造更舒适的生活环境，并大大节省能源。 

采用先进技术，于特定面积空间，按使用人数的增减来提供空气调节﹔ 

大厦管理系统接达全世界，一旦有问题出现，可实时知会大厦营运商及维修专家﹔ 

3 家居网络控制系统

    [IN的家] 网络及控制系统采用三星(Samsung) 公司的HomeVITA解决方案，把电力线通讯、 IEEE1394、无线LAN等各种技术统合。利用手机、PDA、PC可于任何提供互联网接驳的地方，随时监控家中设备的情况。

一个联接所有家居电器、电表、照明及温度设备、计算机产品及娱乐设施的网络﹔

    一个标准化的家居网络开关，融合上述系统成为互联网上的数据流﹔

    家居接口－－所有联上网络的系统都形象显示，这样用户便可家中，或透过互联网于家居以外地方，监察家中情况。

    大家有机会应该参观一下位于添马舰的[IN的家]香港展览馆，会让您更深入地亲身体现智能家居的含义。

[IN的家] 香港展览馆录像旅程（点击进入）

  4.2  IC 智能网控家居 
    香港理工大学工业中心建造的智能网控家居--IC-Home/Building于2001年10月建成，为我们理想的家居生活的提供了很好的解决方案。 

    现在，在任何时候，任何地方，只要你有上网的计算机、手提电话、PDA，就可以轻松地控制和监视家中的一切。当在家时，可以使用LCD触摸控制面板，不需要走动，指头轻轻一动，就可以控制所有的家用电器。

IC 智能网控家居特点 

1  家居安全

    采用了四种门禁系统--指纹识别系统、静脉识别系统、WEB摄像机、智能卡，并时刻检测门和窗户的状态，防止非法人员进入，进行家电状态检测，实时的家居监控，家居异常情况报警，保证家居安全。 

2  家居舒适

    通过有线和无线方式远程对家电控制，配置有家庭影院、在线视频或音频点播、在线游戏等娱乐设施，使家居生活更加舒适。 

3  节约能源

    由于能对空调、电灯等家电进行自动控制，并广泛采用变频技术，可以大大节约能源。 

4  家庭办公

    在家中能够进行电子商务(E-Commerce) 、电子化制造(E-Manufactruing) 、视频会议等以前只能在办公室或工厂才能完成的工作。可以查询工厂各种零件的库存状况，并在网上订购，审批客户的订单以安排生产，也可以在家中监控装配线的工作，并浏览实时的生产讯息。 



IC智能网控家居的功能结构

IC智能网控家居的网络控制

    IC智能网控家居的控制系统采用Crestron控制器，家电的连接和控制也采用Crestron的网络系统。整个家居控制网络通过ADSL Modem以较高的带宽接如Internet，保证视频和音频讯息的高速存取。整个家居的讯息通讯可以用无线和有线方式。 

走进IC智能网控家居 

    如果您想实际感受IC智能网控家居对您生活方式的影响，请进入体验智能家居的全新生活。



走进IC智能网控家居

  4.3 Cisco 智能家居 
    Cisco是世界上著名的网络公司，Cisco利用其先进的网络系统并与其它公司和组织合作在世界各地建立了多个智能家居。所有的Cisco智能家居都起名为Ihome(Internet Home) 。 

    下面以Cisco在澳大利亚建立的Ihome─Ihome_au为例。

    Ihome_au坐落在悉尼市郊的Pyrmont，建成于2000年9月，是南半球第一个Cisco公司建造的智能家居。它由Cisco公司发起，并提供所有的网络解决方案，合作者有：Bovis Lend Lease Group，Compag， Jacksons Landing，Crestron，Whirlpool，Sony等，分别提供建筑、智能家电、控制系统、计算机等方面的设备和方案。

    Ihome_au中配置有：连接Internet的宽带网络系统，连接Internet的数码摄像机，家庭影院系统，PC，笔记本计算机，服务器，有线和无线网络，视频会议系统，IP电话网络，42英寸等离子屏幕，家庭安全系统，连接Internet的智能家电。

    在Ihome_au中，应用了许多最新的新技术，如果您想了解它是如何工作的，请由

  除了在澳大利亚，Cisco还在美国，英国，法国，瑞士，意大利，奥地利建立了智能家居，而在新加坡，西班牙，瑞典的智能家居也正在兴建中。 

通过下面的链接，你可以进入相应的Cisco的Ihome。 

5、通过Internet实际控制智能家居 
  5.1 HalenSmart智能家居演示 
    在该智能家居中，提供了办公室远程自动控制和家居远程自动控制，你可以通过Internet实际控制这些设施，并通过Internet数码摄像机实时看到他们的变化。 

    办公室Internet控制。在办公室的设施中，你可以控制台灯、壁灯、空调、窗帘、太阳灯、水龙头等。

家居Internet控制。在这部分中，你可以控制卧室、起居室中的灯具，厨房的煤气灶，窗帘。虽然是交互式Falsh动画，但一样可以使您有身临其境的感觉。

  5.2 LONWORKS智能家居演示 
    该现场演示实例智能家居坐落在California州Echelon公司内。在这个例子中，通过Internet可以远程控制和监视家居内的一些家电。该智能家居的控制网络系统采用的是LonWorks控制系统，并采i.LON 1000 Internet 服务器用以连接Internet和LonWorks控制系统，利用控制网络系统和Web服务器实现家电的Internet控制，并可用手提电话，PDA，计算机进行控制。