智慧家居系统的建设分析

2019-11-28张晓东

商品与质量 2019年51期

张晓东

南京长江都市建筑设计股份有限公司江苏南京 210002

1 智慧家居的发展简述

随着电气技术的发展，各种可以控制的设备走进人们的生活中，包括照明、窗帘、空调等设备，因此产生了智能家居系统，对照明电气回路、窗帘的电机、空调的控制接口进行信号采集或协议解析，实现控制。智能家居系统根据不同的使用模式，进行逻辑组合，产生的场景控制，大大简化了操作。但是智能家居系统实施需要一定的专业技术能力，交互手段单一，对使用人员的操作能力有所要求。

近年来，各种智能技术、传感控制技术飞速发展，产生很多家居使用的智能设备，并在家居中广泛使用。随着人工智能技术的发展，能对海量数据进行分析以及应用，因此智慧家居系统孕育而生，并开发出各类智慧应用，应用使用简单高效，提高了家居舒适度和安全性。智慧家居系统能够自动运行管理，并能实现语言交互，视频识别，可充当管家角色[1]。

2 空间的赋能要求

相对于智能家居，智慧家居系统强调从应用的顶层进行规划，即家居到底需要什么样的智慧应用，再规划建设底层的基础子系统。智慧应用即对居住空间进行赋能，包括环境自控、家电控制、空间保护、人员关怀等。

居住的环境因素主要包括水、电、燃气、空气、光线等。水的相关检测以及控制内容主要包括进户水阀的开关状态、进水总管水质的初效过滤、饮用水各项指标检查，厨房、卫生间以及洗衣机等用水处的漏水监测，以及户总用水量的检测。电的相关检测以及控制内容主要包括市电电源输入状态、各相电压检测、电流检测、功率检测，配电箱内温度（检测配电模块以及配电线路的温度），危险回路的通断（比如电水壶、电磁炉、热水器等）。燃气的检测以及控制内容主要包括燃气阀的通断以及状态反馈，燃气的泄漏检测。空气的相关检测主要包括有害气体、空气污染颗粒即PM2．5、环境温湿度、CO2浓度。光线的检测以及控制内容主要包括：灯具、窗帘、遮阳、照度采集。

空间需具备保护功能，包括了智能门锁防胁迫、防入侵功能、门窗状态监测、求助报警等。人员关怀包括生命特征监测、老年人防跌倒监测，但老人发生意外时，报警信息及时发送到家庭成员手机APP[2]。

3 智慧家居系统的整体构架

智慧家居系统由各类采集器、传感器、执行器、红外转发器、协议网关、语音以及图像交互设备和中心处理机等组成。整个系统的通讯技术多样，包含本地ZIGBEE、红外、总线、WIFI，远程通信基于internet、5G技术。因为普通使用者不具备系统的维护能力，从而系统应具备较强的自我检测能力，实时检查系统内所有设备在线状态、故障以及工作状态，并能及时上报给用户终端。

4 基础设施的建设

智能家居系统交互设备包括中心管理机、交互面板。水控基础设施包括电磁阀、水质监测仪、过滤器、净化器等。电控基础设施包括接触器、温度传感器、智能插座、智能灯具等。燃气基础设施包括燃气阀、可燃气体泄漏探测器等。空气基础设施包含空气质量监测仪、空气净化器、加湿除湿器、电动开窗器等。光线控制的基础设施包含智能灯具、照度传感器、电动窗帘等。空间保护的基础设施包含入侵报警探测器、门磁窗磁、紧急求助按钮、智能门锁等。人员关怀的基础设施包含智能手环。

5 场景应用

智慧家居系统可根据季节、天气、人员活动状况、不同的功能空间，营造最舒适的居住条件。

居住空间一般包含玄关、客厅、厨房、卧室、书房、卫生间等，每个功能空间均有多种生活场景模式和独立的调节功能。每个空间可部署场景面板以及语音交互面板。

玄关是回家踏入的首个功能区或离家的最后一个功能区，可打造白天回家、夜晚回家、离家、出差、迎宾等场景。白天回家场景下，开启空调设备，打开窗帘，危险插座回路打开，安防系统撤防。夜间回家场景下开启空调设备，打开玄关以及客厅基础照明灯，危险插座回路打，安防系统撤防。迎宾（只有夜间模式）场景下开启空调设备，根据照度开启玄关以及客厅氛围灯，危险插座回路打，安防系统撤防。机器人管家能够自动识别进入人员，并在家庭成员手机APP中发布消息。离家场景下，关闭空调设备，关闭布帘，关闭所有照明回路，关闭危险插座回路，安防系统布防。出差场景下，关闭空调设备，关闭布帘，关闭所有照明回路，危险插座回路关闭，家用电器插座以及普通插座关闭（冰箱插座除外），安防系统布防[3]。

卧室可打造普通、起床、阅读、影视、睡眠、起夜场景。普通场景下，基础照明灯开启。起床场景下，窗帘打开、新闻播报。阅读场景下，阅读灯打开，影视设备关闭。影视场景下，影视设备打开，窗帘关闭，氛围灯亮度调低。睡眠场景下，窗帘关闭，影视设备关闭，照明灯关闭，空调低速运行。起夜场景下，起夜灯以及相关区域灯具进入起夜场景照明。

总之，场景可根据基础设备以及应用需求订制。