智能家居布线的设计

文｜杭州鸿雁智能科技有限公司 张焕荣

住宅要实现信息化和智能化则需要在家庭内建立一套弱电系统（如：电话、电视、电脑、音视频、安防等系统），因此在住宅内进行综合布线（弱电布线）也变得越来越普遍。

1 家居布线系统的设计原则

智能家居布线系统是智能家居的基础，系统由家居配线箱（信息箱、多媒体箱）、功能模块、弱电线缆（如网络线、电视线等）及各类接口和面板构成。在家居布线系统中，信息箱作为整个系统的核心，承担家庭弱电系统的分配、管理职责，其功能配置往往决定了整个家庭弱电系统的性能。

一个良好的家居布线系统设计方案，应具备下述特点：

（1）灵活的布线方式：通过信息箱的管理，可任意增加、减少电话点的数量，可任意互换电话、数据点功能，无需重新放线破坏装修格局。全家人都可在自己的房间独立上网、打电话、看电视、听音乐，避免了互相干扰。

（2）解决宽带的户内复接：采用标准RJ45接口方式，使家里的电脑接口像电话一样随处放置、方便上网。

（3）多台电脑同时上网：每个房间都有高速网络接口，在家中可随时上网冲浪，并可组成家庭局域网。上网、打印机、扫描等共享，且只需一条网络线缆的费用。

（4）影音共享：可实现一台影碟机或卫星接收机/音响，在客厅、主卧、次卧、儿童房间等各房间现时享用，也可在家里的每个房间实现背景音乐播放功能。

（5）有线电视信号的分配放大：只需一条进线，各个房间可单独观看有线电视节目，同时，也适合将来有线视频点播、有线电视宽带上网等应用。

（6）信号传输优质稳定：所有进线都接在统一规范的标准接口上，线路间连接也在功能模块中进行，不再有手工复接、搭接的问题，电话、电视、电脑不再为信号衰减或干扰等问题而影响使用效果。

（7）弱电扩展功能：提供紧急按钮、安防系统、三表抄收系统的接入接续，或是家里自行设计弱电系统的布线接续。

（8）方便控制管理：可随时切断儿童房间的电话、电脑、有线电视信号、AV信号等，以确保管理学童自习时间不使用电话、电脑、电视、听音乐。有效实现对任意房间的信号实施控制，所有这些只在信息箱内控制即可达成。

（9）功能可灵活调整、自由设置：住户可以根据自己现在或将来的需要灵活更改线路，灵活跳接、设置，使宽带口之间、电话口之间、电脑/电话口之间，实现自由组合。

（10）轻松维护：线路中出现的任何故障等问题，都可在其信息箱内免工具处理，无须大动干戈的开墙凿地，无须专业人员即可实现轻松管理和维护。

2 家居布线功能组合

信息箱（家居配线箱）的功能组合，取决于用户家庭对智能化的需求，不同的用户、不同时期往往要求的功能组合不同。作为家居布线系统的功能，可分为基础功能和扩展功能两个层次。基础功能指家庭对于电话、电脑网络与电视系统的普遍性需求，扩展功能除基础功能外的其他需求，如家庭的安防管理、家庭多媒体方面的需求以及智能家居控制等。

（1）家庭的电话网络：家居布线系统中的电话网络指固定电话的分配和管理。目前家居配线中，固定电话网络一般采用同线电话，个别用户需求具有保密功能的同线电话或小型家用电话交换机。手机的普及，使家庭的电话网络配置已经从主要需求降为配角，甚至有些家庭已经不使用固定电话。

从布线和家庭装修角度看，每户家庭都有电话进线，为避免日后可能使用的需求，建议采用星型布线方式，墙体内的预埋线缆采用5对UTP线缆（超5类或6类）。

（2）家庭的电视网络：家庭的电视网络这几年随网络和数字电视技术发展的变化比较大，目前的电视网络配置应考虑数字电视和IPTV的配置，也就是说每台电视机背后应预留电视出线和网络接口。相应的信息箱内应配置电视分配器和网络交换机模块，规格与业主的户型和需求相关。

电视分配器的选择，一般平面结构的二居室、三居室住宅，建议考虑选择一进四出的无源分配器，用于电视的网络可考虑一进四出的网络交换机。

大户型（超过三居室或者跃层、排屋、别墅等）结构住宅，电视网络的设计应根据房屋结构和信息箱位置及数量进行配置。一般来说，大户型住宅应考虑增加选择电视信号的放大器。

（3）家庭的电脑网络：宽带接入方式的变更，对网络需求的变化，导致近几年电脑网络设计出现较大的变化。尤其是光纤到户的推进以及数字电视、IPTV的普及，使家庭的网络呈现出多种用途、多个网络。

宽带的接入首先是满足住宅内部电脑网络的接入和共享，一般使用路由器实现家庭内部局域网的构建。固定出口的数量（信息点）决定路由器的规格，常规的有一进四出和一进八出。

家庭的无线网络，Wifi的接入目前已日益成为常规化的需求。现在的家庭网络已经不限于电脑和手机的使用，在网络设计时，应特别关注不同的运行商提供的服务，需要不同的电脑网络配套。一套住宅，使用2～3个网络越来越常见。

（4）信息箱箱体的选择：信息箱是住宅布线的安装和管理中心，在进行信息箱箱体的选择时，应重点考虑：

◆ 各类功能的需求以及相应的设备需要安装空间，在条件允许的情况下，应尽可能地选择较大尺寸的箱体；

◆ 信息箱的安装位置及数量；

◆ 外部接入线缆的类别以及日后升级。

3 对家居布线的几点思考

3.1 三网融合和光纤到户浪潮对布线系统的影响

三网融合和光纤到户也是发展的趋势，也是住宅进行布线系统设计必须考虑的因素。无论是否实现光纤到户，建议在家居布线系统设计时，考虑配置光纤到户信息接入箱，避免因光纤到户改造带来的二次布线需求。

在进行光纤接入信息箱的选择时，应特别关注预留的光猫（ONU）放置空间和220V电源引入安全性。不同厂家、不同型号的ONU尺寸不同，在家居布线安装时，一般难以确定当地运营商采用的ONU规格，建议选择预留200×160×45mm空间。传统的ADSL接入也可直接使用光纤箱的设备仓安放ADSL MODEM。

箱内电源的引入是一个比较容易被忽略的环节。首先，是对于电源的要求，考虑到ONU和箱内其他设备供电需要，应至少预留两个二极插座；其次，是对安全性的考虑，一般箱内电源接入采用小型的排插，安装时接入电源线，除应进行良好的接地外，电源排插也应选择带有电源线直接连接的规格产品，避免采用需要整体拆开才能接线的排插。

3.2 家庭信息箱安装位置

一般在家居布线系统设计时，往往把信息箱与强电配电箱一起安装在门口墙壁上，似乎不存在需要安装位置的考虑。其实，在设计家居布线系统时，应选择合适的信息箱安装位置。

首先，弱电信息箱和强电配电箱都是布线线缆的汇聚点，根据设计施工规范，弱电管线应与强电管线间隔一定距离。一般家庭装修时，弱电施工往往不能完全符合规范要求。其次，为方便日后升级维护，布线施工应保证墙内为“活线”，而安装在入口墙上的信息箱难以避免布线管线的过多转弯，从而不能保障所有弱电布线为“活线”。再者，信息箱到各个信息点的距离不一，虽然对于一般家庭，距离都是符合标准规范要求的，但是不能避免过多的管线，使各信息点（尤其是图像、音乐）的质量差别曾差不齐。

家庭信息箱的理想安装位置，笔者认为对于平面结构住宅，应该放置在住宅比较中心的位置，比如沙发或客厅电视柜背后，或者书房与客厅相隔的墙上，具体视房屋结构和住户要求决定。当信息箱安装位置移到家庭中央处后，可考虑在门口进线处预留进线盒或小型的信息箱，用于外部弱电线缆的接入。合理选择信息箱的位置，不仅避免了前述的三个问题，还为家庭的无线接入提供了便利条件。

3.3 家庭无线接入

目前越来越多的家庭使用无线Wifi，由于大多数家居布线厂家不能提供完善的无线接入解决方案，不少用户通过购买市面上的无线路由器，放置在信息箱中实现无线接入。由于信息箱金属箱体对无线信号的影响，部分项目通过塑料面盖或箱盖打孔，实现无线的接入，当然，我们都知道这不是一个理想的解决方案。

家庭无线的接入，应从无线信号的强度、无线接入的性能以及局域网的组建、设备的放置等角度考虑。目前流行的家庭无线接入解决方案，主要问题有：

（1）信息箱中放置桌面无线路由方式，无论采用塑料箱盖还是箱盖打孔方式：均存在信号强度以及无线路由占用箱内空间的问题，此外，桌面路由器发热较大，需充分考虑散热和供电问题。

（2）信息箱中安装无线路由模块，天线安装在箱外方式：应考虑信息箱的安装位置，如常见的安装在住宅入口处，存在使用区域与Wifi信号最佳覆盖区域不合的问题。

图2 单口信息面板替换成无线AP模块

（3）信息箱中安装路由器，在住宅中心区域放置无线路由器：存在设计考虑无线路由放置位置及供电的问题；此外，二级路由的方式不利于家庭局域网的组建和户内共享。尤其是智能家居系统使用手机等通过Wifi接入控制其他住宅设施如电视机、空调等，容易出现网络连接问题。

理想的家庭无线接入应避免上述问题，在信息箱内安装路由器，家庭中央位置安装无线AP，其中无线AP应该是如同标准的信息面板，采用POE供电，可直接替换传统网络设计中的单口信息面板，信息箱内的路由器应支持POE供电。如图1、图2所示。

3.4 智能家居、家庭集中控制对布线系统的影响

智能家居及家庭的集中控制均需要家庭布线系统支持，应考虑智能家居产品安装位置以及系统对家庭布线、网络的要求。未来的发展，将有越来越多的智能家居中央控制网关（模块）以及家庭安放主机安装在家庭信息箱内，家庭信息箱将成为名副其实的家庭控制中心。

图1 家庭无线接入产品的安装示意图