智能家居系统在某别墅项目的应用

摘要：以某叠拼别墅项目为例介绍了智能家居系统在该项目的应用情况，简述了智能家居的定义、系统组成以及主要优点，展望了智能家居行业的市场发展前景。

關键词：智能家居系统;开关模块;智能控制面板;灯光控制

0    引言

伴随着科技的进步和生活水平的提高，人们越来越追求更加安全、舒适、便捷的居家生活环境，因此智能家居逐渐走入人们的视野并得到较广泛的应用。特别是近几年，随着软硬件产品开发的成熟和运行稳定性的增加，智能家居已成为部分民众和房地产开发商追捧的热点，北京地区几乎所有的高端住宅和别墅项目，均纳入了智能家居系统。但不同的项目智能家居组网方式、系统配置以及实现的功能有所不同，需根据项目自身需求和功能定位进行个性化设计。下面以某叠拼别墅项目为例介绍智能家居应用情况。

1    智能家居简介

国家标准《物联网智能家居 设备描述方法》（GB/T 35134—2017）关于物联网智能家居的定义描述为：以住宅为平台，融合建筑、网络通信、智能家居设备、服务平台，集系统、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。智能家居系统是由智能家居设备通过某种网络通信协议，相互连接成为可交互控制管理的智能家居网络。由此可以看出，智能家居系统是一个满足家庭控制管理需要的小型集成网络系统。

1.1    智能家居系统主要组成

（1）控制主机（集中控制器）。是指具有智能家居各系统控制功能的控制器硬件和软件，具备相应的外围接口，通过直接连接或协议转换方式实现智能照明、家电控制、家庭安防、智能遮阳、空调等管理功能。其与互联网连接能实现网络控制和远程控制功能。

（2）智能照明控制系统。由开关模块、调光模块、传感器和智能控制面板组成，是利用通信传输技术、信息化处理及电器控制技术等实现的分布式控制系统，可实现对灯光的区域控制、强弱调节功能。一个按键即可完成场景的调用，既方便又快捷。

（3）家庭安防系统。包含楼宇对讲、视频监控、防盗报警等。楼宇对讲具有叫门、摄像、对讲、室内监视室外、室内遥控开锁等功能。视频监控系统包括网络摄像机、视频录像设备等，具备摄像、传输、控制、显示、录像等功能，其在别墅项目中应用较多。防盗报警系统通常由报警探头和报警控制器组成。报警探头是指外窗红外探测器和红外/微波双鉴器等。报警控制器用来进行有线或无线报警信号的处理，将其纳入到智能家居控制主机中实现家居安防的联动控制。

（4）背景音乐系统。是由音源设备、功放设备、包含调音模块的控制面板、音箱喇叭以及连接线缆等组成。通过音乐的播放，达到愉悦心情、放松身心的效果。在智能家居中，背景音乐是一个选配系统，通常在配合智能照明、家庭影院营造一定氛围时使用。

（5）家庭影院与多媒体系统。在家庭环境中搭建一个接近影院效果，可欣赏电影、享受音乐的系统，在家中即可欣赏环绕影院效果的影碟片，聆听专业级音响带来的音乐，并支持卡拉OK功能。一套家庭影院需要3个部分：信号源、功放及终端。信号源包括VCD、DVD、蓝光碟机、计算机、CD等，终端包括显示设备（平板电视机及投影机）和音箱。

（6）家庭环境控制系统。包括暖通空调控制、新风控制（PM2.5显示）、窗帘控制等。在智能家居中，控制主机通常需要借助原有的传感器采集暖通空调系统的数据，并通过原有的执行器进行控制，在协议开放的基础上，智能家居厂商开发包含状态显示和执行功能的第三方模块实现控制功能。智能家居控制主机管理暖通空调、新风，可与其他系统联动营造出舒适、节能的居住环境;还可对窗帘控制器进行控制，通过智能面板实现窗帘的开启和关闭。

（7）家居布线系统及家庭网络系统。家居布线系统是智能家居系统的基础，是其传输的通道，由家居布线箱、配管、线缆及连接器件组成，家居布线应参照综合布线标准进行设计施工。家庭网络系统应满足所选智能家居等产品网络通信协议传输的需要，家庭里的所有通信和网络设备，包括智能家居，都可通过家庭网络与外界相连。家庭网络中的硬盘和备份设备也可成为智能家居系统的数据保存设备。单就智能家居系统而言，从布线角度可分为无线系统和有线系统。无线系统依靠电磁波来传输数据，常见的传输协议有Zigbee、Wi-Fi、Z-Wave等，特别适合后期改造布管线有困难的项目。有线系统通过物理线路来传输控制信号，常见的有线通信系统有KNX、485、Modbus、CAN、IP等，需预先预埋管线，适合新建项目，但有线系统稳定性和造价较高。

1.2    智能家居的主要优点

（1）智能化。物联网智能家居可实现信息的自动采集、自动处理和自动控制功能。

（2）舒适性。可为居家营造一个舒适的生活环境，体现人们的生活品质。

（3）节能性。在家庭中通过灯光的调光、区域控制和空调温度的调节以及遮阳帘的控制可实现最大限度的节能。

（4）开放性。随着技术的进步和标准的统一，物联网智能家居可将众多行业及领域整合在一起，形成强大的技术架构，可灵活接入新的设备实现扩容。

（5）便捷性。智能家居控制除居家通过智能面板控制外，还可通过手机或办公电脑实现远程控制和移动控制，既方便又快捷。

2    智能家居在某别墅项目的实际应用

2.1    工程概况

该项目建筑面积约4万m2，由10栋叠拼别墅楼组成，每栋楼地上4层、地下2层，共计172户，平均232 m2/户，每户地上2层、地下2层，分为三四层户和一二层户两个户型，户内均有电梯通往地下各层。本文以一二层户型为例介绍智能家居应用情况。

2.2    智能家居系统选择及控制范围确定

该工程为新建项目，考虑到信号传输的抗干扰能力和稳定性，智能家居采用有线系統。预先按照图纸进行结构内管盒预留预埋。同时根据项目定位，按经济性、实用性和安全性并在技术上适度超前的原则确定智能家居需具备智能灯光控制、窗帘控制、温度控制（空调和地暖）、室内空气质量控制（新风和加湿）、家庭安防控制、背景音乐、人体感应自动控制、i-Pad/i-Phone移动控制和远程控制等控制功能。

2.3    智能家居各控制系统实施说明

该别墅户型共有四层，通过户内楼梯及电梯上下连通，考虑到安全性及实用性，除电梯外，中央空调、新风、地暖、灯光、窗帘、背景音乐和安防均纳入智能家居控制。

户内各控制系统均集成在智能家居控制主机中，实现分散和集中控制。在别墅一层入口门厅设置一台10英寸触摸屏作为主控屏，可实现整栋别墅每个房间、区域的所有灯光、窗帘、音乐等的控制及显示，并设有离家、回家模式键，实现离家和回家的一键控制。按离家键时别墅所有灯光、窗帘全部关闭，除冰箱等不许停电设备外全部断电，房间内红外探头全部布防。当回家时按回家键，别墅安防撤防，各房间均恢复供电，通道及客厅少部分灯光亮起。同时可实现手机或办公电脑的远程、移动控制，并能实时监控家中各房间设备工作状态。另外，在地下车库出入口也设置了回家、离家模式键，无论在一层还是在车库开车回离家均可实现一键控制。

别墅采用Moorgen品牌智能家居产品和485信号传输，利用4芯0.5 mm2屏蔽电缆将控制主机、控制模块及智能控制面板连接起来，形成一个控制网络，根据各房间功能需求设置不同的工作场景，用一个智能控制面板完成灯光、窗帘、音乐等控制功能。该别墅户型主要有会客厅、卧室、餐厅、书房、休闲区、卫生间、楼梯间和私家车库等区域。在楼梯间人不常走动的区域采用红外人体自动感应方式控制灯具的开启、关闭，达到人来灯亮、人走等熄的节能效果。为满足不同的功能需求，营造舒适的灯光效果及场景，在不同的房间采用八场景智能控制面板进行场景控制。以卧室床头和客厅（含用餐区）智能面板为例介绍按键实现的场景效果，如图1、表1和图2、表2所示。

该别墅安防系统由楼宇对讲和外窗红外幕帘组成。一层客厅设置一台10英寸可视对讲主机，其他各层分设一台7英寸可视对讲分机，实现楼层间及物业和院门口的可视通话，红外幕帘受对讲主机控制，对讲主机与智能家居主机相连，可实现安防的布防和撤防。

另外，家庭环境控制主要是通过智能家居开关模块控制别墅每层地暖的开启和关闭;利用新开发的专用模块和智能面板控制空调、新风的开启和关闭以及温度调节和PM2.5的显示，达到营造舒适家居环境的目的。

3    达到的效果

该别墅项目2017年建成，至今已运行三年，运行稳定，未出现一起系统瘫痪和设备故障事故，居民普遍反映该套系统经济合理，使用方便，达到了舒适、便捷、节能的效果。

4    结语

智能家居在国内虽然发展了十几年，但还是一个新兴的行业，目前国家非常重视，出台了如《物联网智能家居 设备描述方法》（GB/T 35134—2017）和《智能家居自动控制设备通用技术要求》（GB/T 35136—2017）等多部关于智能家居的国家标准。随着中国电子技术的飞速发展、人们生活水平的不断提高以及物联网技术在生活中的广泛应用，相信智能家居行业必将在中国市场拥有更加广阔的发展前景。

[参考文献]

[1] 冯立祥.智能照明控制系统在某办公楼会议场所的应用[J].机电信息，2011（12）：201-202.

[2] 中国室内装饰协会智能化装饰专业委员会.智能家居系统产品分类指导手册[Z]，2012.

[3] 物联网智能家居 设备描述方法：GB/T 35134—2017[S].

[4] 智能家居自动控制设备通用技术要求：GB/T 35136—2017[S].

收稿日期：2020-02-23

作者简介：冯立祥（1964—），男，河北人，工程师，研究方向：建筑电气技术。