[转贴]：别墅家居智能化控制系统

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摘要：随着科技日新月异的发展，“舒适、便利、智能化”已成为高档住宅的建设理念，并越来越深人人心，成为众多开发商高度关注的卖点之一。别墅家居智能化控制系统力求创造安全、舒适的生活环境……
关键词：智能化控制系统 C-Bus

随着科技日新月异的发展，“舒适、便利、智能化”已成为高档住宅的建设理念，并越来越深人人心，成为众多开发商高度关注的卖点之一。
本文通过工程实例，向读者介绍了家居智能化系统设计方案。某花园别墅小区共300栋别墅，8种户型，每栋别墅的建筑面积为300-600m2，为地下一层，地上三层结构。开发商要求建成高档别墅，并采用目前最先进的家居智能化系统，力求创造安全、舒适的生活环境。
1 家居智能化系统方案介绍
本家居智能方案采用C-Bus智能控制系统，在别墅中实现以下控制功能：
(1)家庭安防、家庭消防报警；
(2)别墅灯光控制；
(3)家庭影院控制；
(4)空调及锅炉的控制；
(5)庭园浇洒控制；
(6)窗帘控制；
(7)摄像监视；
(8)智能控制；
(9)网络信息服务。
可以将上述控制集成起来，通过以下操作设备进行控制，如：
(1)C-Bus控制面板(可控制安防、电器等设备)；
(2)有线触摸屏(可监控安防、电器等设备)；
(3)无线触摸屏(可监控安防、电器等设备，并能无线上网)；
(4)电话(可得知安防报警，远程控制安防、电器等设备)；
(5)网络(可远程监控安防、电器等设备)。
1．1 C-Bus智能控制所能实现的功能
(1)综合安防。有人非法闯入住宅、发生火灾、煤气泄漏等紧急情况发生时，或当家人按动紧急报警按键时，家居智能化系统将发出声光报警，并可根据报警类别，自动向户主的手机或小区监控中心、119、110等拨打电话报警，并连续拨号，直至确认该信息被收到。同时报警电话会用语音提示功能告知报警所在区域及类别；
(2)灯光控制。利用C-Bus智能控制系统，不仅能和普通照明控制一样对灯光进行开关、调光，而且还能实现定时、总开关、场景预设以及遥控等功能。运用红外线传感器和亮度传感器能控制灯光自动开关、调节亮度；
(3)家电控制。将家中的家庭影院、空调和电动窗帘等家电设备的控制都集成起来，统一通过墙面上的C-Bus控制面板控制，可不必在墙上安装五花八门、各式各样的面板。摈弃一切遥控器，只需通过无线触摸屏、电话、网络在家里家外遥控。而且无线触摸屏比遥控器更直观，操作更简便，充分体现了实用、易用、人性化；
(4)摄像监视。在儿童房或家中主要通道设置摄像探头，以起到保护儿童安全和防盗等作用；
(5)智能控制。奇胜家居智能化系统同时具有逻辑判断的能力，从而实现家居电器的智能化控制，如系统可根据土壤湿度探针和风速计的反馈，控制花园的浇灌装置。在土壤变干燥，而风速低于设定值时启动，给草坪浇灌。在处理安防报警时，系统根据各个防区在时间和空间位置之间的关系，自动进行逻辑判断，以删除误报警。这些功能的设置就像一个聪明的“管家”，将您的家居生活照顾得妥妥当当；
(6)网络信息服务。通过小区局域网，向住户发布各种信息、公告等。住户在外地可通过Internet访问小区网站主页，登陆自己的智能家居系统网络控制子页，实现远程家居控制。
1.2 C-Bus控制系统操作设备
用户可以简单便捷地通过以下操作界面向这个“管家”发号施令。
(1)C-Bus控制面板：代替原有灯光、窗帘、空调等电器的墙面开关，通过编程可以控制所有家居智能化系统所控制的电器。控制面板的每个按键上都有LED灯，能显示电器的开关状况，且每个按键通过软件设置出多种功能，如开关、调光、定时、场景设置或家电总开关等。例如我们设置一个按键为“看电视”的场景，若实现此功能只需按这个按键，电视机立即打开，灯光调至适合于看电视的效果、窗帘自动关闭，同时音响功放打开。方便、快捷的操作使原来需要4个操作步骤才能做到的事情，现在只需一个动作就可解决。您只要按一下键，剩下的都自动执行；
(2)有线触摸屏：不仅具有C-Bus控制面板的功能，而且通过图文界面，主人能更加直观地控制电器并了解它们的工作状态。如将触摸屏置于主人的床头，临睡前则不用挨个房间查看灯、窗等是否关闭，在触摸屏的界面上就一目了然；
(3)无线触摸屏：无线触摸屏比有线屏更先进一步，它就像是一个家庭控制中心，代替了所有的遥控器，对灯光、窗帘、家电及安防等设备通过无线触摸屏控制，而且通过此触摸屏还能无线上网，收发E-mail。摄像探头和可视对讲的画面也能在触摸屏上显示。当主人在
客厅看电视时，茶几上放置的触摸屏，不仅可以遥控电视、音响，还能观察到孩子在其它房间里的活动情况。在有访客来访时，还能显示来访者的画面，在触摸屏上按键即可将户门打开；
(4)电话：只要给家中拨打一个电话，家居智能化系统就能告知您家中电器设备的开关状态，您也能通过电话控制家中的电器设备，并能接收系统发出的带语音提示性质的报警；
(5)网络：通过Internet访问您的个人主页，您就像坐在家中一样，遥控着聪明的“管家”，哪怕是远在千里之外，一切也尽在轻松掌握之中。
2 智能家居系统组成部分
以下将介绍智能家居系统的组成，以及它是如何通过C-Bus智能控制系统、Minder家居安防系统利用无线网络技术来实现上述功能的。
2．1 C-Bus智能控制系统
C-Bus智能控制系统是一种总线型的系统，所有元件只需通过5类双绞线为介质的总线，按自由拓扑(干线型、星型、混合型等，但不接受环型)形式联接，构成一套C-Bus控制系统。C-Bus元件均内置微处理器和存储单元，每个元件在网络中均有惟一的地址码以供识别。可以对每个元件进行编程，将控制参数分散存储在各元件的芯片中。通过输出元件控制各回路负载。见图1所示。
C-Bus系统中包含了3类元件：系统元件、输出元件、输入元件。
(1)系统元件：主要是各种接口，如计算机接口将C-Bus信号转换成计算机RS232端口信号；网络接口将C-Bus信号转换成网络的TCP／IP信号；电话接口将C-Bus系统与市电网联接，实现电话远程遥控。

(2)输出元件：包括开关输出、调光输出、模拟量输出和红外线输出，开关输出可以控制灯或窗帘等家电开关；调光输出用于控制灯光调光；模拟量输出不仅可以控制荧光灯等各类灯光调光，而且可以用于某些电器的模糊控制，如百页窗的开启角度等；红外线输出实现红外遥控控制家电；
(3)输入元件：包括C-Bus控制面板、有线触摸屏、红外探测器、亮度传感器等。C-Bus控制面板以按键数量分为2键、4键和8键面板，控制面板上的每个按键均可通过编程，实现对灯光调光开关控制、窗帘开关控制、空调电视等的开关调温、调台控制，设定场景效果。如将主卧室的一个按键设为睡觉场景，主人按了这个按键后，灯光缓慢关灭，窗帘关闭，空调调节至睡眠状态。在控制面板的计算机编程界面上，其按键有十几种功能备选，其中在场景功能的编程中，我们可以用一个按键控制多个家电和多个灯光回路，定义好每个灯光回路或家电的状态之后，我们再按压此按键时，其控制的灯光及家电将自动进入所设的状态。这就实现了我们所要求的场景控制。
有线触摸屏的功能及编程方式类似于控制面板，但在控制界面上更为人性化。我们在控制页面上可以编辑各种图形或文字说明，还可粘贴所控制区域的平面图，并将灯和电器的图例放置在相应位置。不仅能通过点击触摸屏上的图例，对灯和各种电器实现控制，而且还能根据图例知道它们的状态。
红外探测器、亮度传感器用于实现“人来开灯，人走关灯”和根据环境亮度调节灯光。
2．2 Minder家居安防系统
Minder家居安防系统，包括安防主机、控制键盘、扩展模块及各种安防探头。我们将安防探头按防区分别接入主机的输入端子，将声光报警器接入主机的输出端子，再将用于设防撤防的控制键盘用5类双绞线与主机联接，组成一套安防系统。在发生警情后，系统不仅能发出声光报警，而且能自动根据报警类型，拨打不同的报警电话，如有人非法闯入，系统在给主人拨打电话的同时还能给110匪警台拨打电话。Minder家居安防主机具有很强的逻辑编程功能，且其输入端子不仅能接人干接点信号，而且能接人各种模拟信号，如我们可以将土壤湿度探测器、风速探测器等与Minder主机联接，主机就能根据我们预先设置的逻辑关系，判断是否需要给花园的草坪灌溉。Minder主机还能直接通过C-Bus总线与C-Bus控制系统联接，使之成为C-Bus系统的一员，实现两者的联动控制。如在发生报警时，Minder主机可以控制C-Bus系统中所控制的灯光点亮。也可以在离家时，按C-Bus控制面板上“离家场景”的按键，此时不仅所有的灯光窗帘关闭，同时安防系统也进行了设防状态。
3 智能家居系统构建
通过上文的介绍，使读者了解了家居智能化系统的主要组成部分的基本原理及功能，接下来介绍整个系统是如何搭构的。
如图二所示： 根据需要在控制箱内安装C-Bus输出元件，输出回路用于控制灯光、窗帘等设备的调光或开关。在电视或空调的附近安装C-Bus红外线输出插座，输出红外线信号控制电视或空调，并将这些C-Bus元件通过C-Bus总线接入C-Bus控制系统。根据需要在墙面上设置C-Bus输入元件，如：有线触摸屏、控制面板等，同样是通过C-Bus总线将输入元件接入C-Bus系统中，即可对输出元件实现控制。再将Minder家居安防系统通过C—Bus总线联接到C-Bus系统中，这样就形成了一套能实现家电及安防控制的家居智能化系统。如需要远近距离控制功能，可加入电话接口与市话网联接，实现电话远程遥控。加入网络接口和家庭服务器与网络联接，实现网络远程遥控。在系统中加入无线网接人点(AP)和带无线网卡的无线触摸屏或PDA掌上电脑，就能实现近距离的无线遥控，成为家庭控制中心通过这样的一套系统，即可实现开发商要求的所有功能。
4家居智能化系统设计
下面介绍家居智能化系统设计。我们首先根据控制要求，设计出控制系统图。通过C-Bus调光、开关输出元件控制别墅照明；C-Bus红外线输出元件控制家庭影院、空调及锅炉系统；庭院浇洒、窗帘控制等通过C—Bus开关输出元件的接点信号来控制其开关；Minder系统完成家庭安防及消防的控制；无线触摸屏及无线网络可以实现小区网络信息服务的功能。其次根据别墅的平面图和照明图设计智能家居的布线图，每层设一台智能控制箱，控制箱内设C-Bus系统的输出元件。将每层需要控制的灯光回路、窗帘及庭院浇洒回路通过BV导线引入本层的控制箱；在需要控制的家庭影院、空调及锅炉设备的附近设置C-Bus红外线输出元件，并通过C-Bus总线(5类双绞线UTP5)将本层所有的红外线输出元件及C-Bus系统输入控制面板联接 (星型联接、干线型联接或复合型联接均可)，最后将总线引至控制箱。在地下室设一台总控制箱，箱内安装C-Bus输出元件、Minder安防主机和家庭服务器、网络路由器等。将安防门磁开关、红外探测器、消防温感、烟感、煤气探测器、紧急按钮等按防区通过RVV控制线引入Minder安防主机；在别墅大门处安装一个Minder控制键盘，通过5类双绞线(UTP5)与Minder主机联接；在别墅显眼的位置设声光报警器，通过RVV控制线接总控制箱的Minder主机，并将电话线接人Minder安防主机，实现电话报警和电话遥控。将小区局域网的人户端与总控制箱的网络路由器和家庭服务器联接，并通过5类双绞线(UTP5)联接放置在别墅一层天花上的无线AP。别墅家居智能化系统的平面布线图设计完成后，再通过精心施工和编程调试，即可为业主提供一套实用、完备而且充满个性的家居智能化系统，创造一个舒适的生活环境。