一． 智能家居背景簡介
智能家居概念的起源很早，但一直未有具體的建筑案例出現(xiàn)，直到1984年美國聯(lián)合科技公司（United Techno1ogies Building System）將建筑設(shè)備信息化、整合化概念應(yīng)用于美國康乃迪克州（Conneticut)哈特佛市（Hartford）的CityPlaceBuilding時(shí),，才出現(xiàn)了首棟的“智能型建筑”,從此也揭開了全世界爭相建造智能家居的序幕。
經(jīng)過多年的需求累積,，目前通常把智能家居定義為利用計(jì)算機(jī),、網(wǎng)絡(luò)和綜合布線技術(shù)，通過家庭信息管理平臺將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)地組合成一個(gè)系統(tǒng),。具體來說,，就是首先在一個(gè)家居中建立一個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)，為家庭信息提供必要的通路,，在家庭網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的控制下,，通過相應(yīng)的硬件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對所有家庭網(wǎng)絡(luò)上的家電和設(shè)備的控制和監(jiān)測。其次,，它們都要通過一定的網(wǎng)絡(luò)平臺，構(gòu)成與外界的通訊通道,，以實(shí)現(xiàn)與家庭以外的世界溝通信息,，滿足遠(yuǎn)程控制、監(jiān)測和交換信息的需求,。最終達(dá)到滿足人們對安全,、舒適、方便和綠色環(huán)保的需求,。
隨著社會經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),、家庭人口結(jié)構(gòu)以及信息技術(shù)的的發(fā)展變化以及人類對家居環(huán)境的安全性、舒適性,、效率性要求的提高,，造成家居智能化的需求大大增加，同時(shí)越來越多的家庭要求智能家居產(chǎn)品不僅要滿足一些基本的需求,，更要求智能家居系統(tǒng)在功能擴(kuò)展,、外延甚至服務(wù)方面能夠做到簡單、方便,、安全,。
二． 常用智能家居技術(shù)介紹及比較
雖然智能家居的概念很早就出現(xiàn)，市場需求也一直存在,，但長期以來智能家居的發(fā)展由于受制于相關(guān)技術(shù)的突破,，一直沒有得到大規(guī)模的應(yīng)用普及。目前市場存在的智能家居技術(shù)介紹如下：
1.有線方式
這種方式所有的控制信號必須通過有線方式連接,，控制器端的信號線更是多得嚇人,，一但遇到問題排查也相當(dāng)困難。有線方式缺點(diǎn)非常突出,，布線繁雜,、工作量大、成本高,、維護(hù)困難,、不易組網(wǎng)。這些缺點(diǎn)最終導(dǎo)致有線方式的智能家居只停留在概念和試點(diǎn)階段,，無法大規(guī)模推廣,。
2.無線方式
用于智能家居的無線系統(tǒng)需要滿足幾個(gè)特性：低功耗、穩(wěn)定,、易于擴(kuò)展并網(wǎng),；至于傳輸速度顯然不是此類應(yīng)用的重點(diǎn)。目前幾種可用于智能家居的無線方式
藍(lán)牙：是一種支持設(shè)備短距離通信（一般10m內(nèi)）的無線電技術(shù)。能在包括移動(dòng)電話,、PDA,、無線耳機(jī)、筆記本電腦,、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交換,。但這種技術(shù)通訊距離太短，同時(shí)屬于點(diǎn)對點(diǎn)通訊方式,，對于智能家居的要求來說根本不適用,。
WIFI：其實(shí)就是 IEEE 802.11b 的別稱，是由一個(gè)名為“無線以太網(wǎng)相容聯(lián)盟”（Wireless Ethernet Compatibility Alliance, WECA）的組織所發(fā)布的業(yè)界術(shù)語,，中文譯為“無線相容認(rèn)證”,。它是一種短程無線傳輸技術(shù)，能夠在數(shù)百米范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無線電信號,。它的最大特點(diǎn)就是方便人們隨時(shí)隨地接入互聯(lián)網(wǎng),。但對于智能家居應(yīng)用來說缺點(diǎn)卻很明顯，功耗高,、組網(wǎng)專業(yè)性強(qiáng),。高功耗對于隨時(shí)隨地部署低功耗傳感器是非常致命的缺陷，所以wifi雖然非常普及,，但在智能家居的應(yīng)用中只是起到輔助補(bǔ)充的作用,。
315M/433M/868M/915M：這些無線射頻技術(shù)廣泛運(yùn)用在車輛監(jiān)控、遙控,、遙測,、小型無線網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),、無線標(biāo)簽,、身份識別、非接觸RF等場所,，也有廠商將其引入智能家居系統(tǒng),，但由于其抗干擾能力弱，組網(wǎng)不便,，可靠性一般,，在智能家居中的應(yīng)用效果差強(qiáng)人意，泛善可陳,，最終被主流廠商拋棄,。
Zigbee：Zigbee的基礎(chǔ)是IEEE 802.15。但I(xiàn)EEE僅處理低級MAC層和物理層協(xié)議,，因此Zigbee聯(lián)盟擴(kuò)展了IEEE,，對其網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和API進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化,。Zigbee是一種新興的近程、低速率,、低功耗的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),，主要用于近距離無線連接。具有低復(fù)雜度,、低功耗,、低速率、低成本,、自組網(wǎng)、高可靠,、超視距的特點(diǎn),。主要適合應(yīng)用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制等領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備,。簡而言之,，ZigBee就是一種便宜的、低功耗,、自組網(wǎng)的近程無線通訊技術(shù),。
三． 物聯(lián)網(wǎng)背景下智能家居的理解
ZigBee最初預(yù)計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括消費(fèi)電子、能源管理,、衛(wèi)生保健,、家庭自動(dòng)化、建筑自動(dòng)化和工業(yè)自動(dòng)化,。隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起,，ZigBee又獲得了新的應(yīng)用機(jī)會。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)邊緣應(yīng)用最多的就是傳感器或控制單元,，這些是構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的最基礎(chǔ)最核心最廣泛的單元細(xì)胞,，而ZigBee能夠在數(shù)千個(gè)微小的傳感傳動(dòng)單元之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信，并且這些單元只需要很少的能量,，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn),，所以它的通信效率非常高。這種技術(shù)低功耗,、抗干擾,、高可靠、易組網(wǎng),、易擴(kuò)容,，易使用，易維護(hù),、便于快速大規(guī)模部署等特點(diǎn)順應(yīng)了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的要求和趨勢,。目前來看,，物聯(lián)網(wǎng)和ZigBee技術(shù)在智能家居、工業(yè)監(jiān)測和健康保健等方面的應(yīng)用有很大的融合性,。
值得注意的是,，物聯(lián)網(wǎng)的興起將給ZigBee帶來廣闊的市場空間。因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)的目的是要將各種信息傳感傳動(dòng)單元與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來從而形成一個(gè)巨大的網(wǎng)絡(luò),，在這個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)中,，傳感傳動(dòng)單元與通信網(wǎng)絡(luò)之間需要數(shù)據(jù)的傳輸，而相對其他無線技術(shù)而言,，ZigBee以其在投資,、建設(shè)、維護(hù)等方面的優(yōu)勢,，必將在物聯(lián)網(wǎng)型智能家居領(lǐng)域獲得更廣泛的應(yīng)用,。
四． 方案選擇
作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的智能家居,需要覆蓋多方面的應(yīng)用,但前提條件一定是任何一個(gè)普通消費(fèi)者都能夠非常簡單快捷地自行安裝部署甚至擴(kuò)展應(yīng)用，而不需要專業(yè)的安裝人員上門安裝,。一個(gè)典型的智能家居系統(tǒng)通常需要下列設(shè)備：
編號 產(chǎn)品名稱 型號 備注
1 無線通信網(wǎng)關(guān) WL-GW-A 連接網(wǎng)絡(luò) 中轉(zhuǎn)控制信號
2 無線調(diào)光開關(guān) WL-DS-A01
3 無線溫度濕度傳感器 WL-TH-01
4 無線智能插座 WL-ICS-A01
5 無線紅外轉(zhuǎn)發(fā)器 WL-ZRFC-01
6 無線紅外入侵探測器 WL-MD-A
7 無線空氣質(zhì)量探測器 WL-AQD-A01
8 無線門鈴
9 無線門,、窗磁感應(yīng)器 WL-DWS-01
10 無線可燃?xì)忾y門
11 無線可燃?xì)庑孤┨綔y器 WL-GD-A01B
12 無線自動(dòng)窗簾 WL-WCC-01
相關(guān)設(shè)備簡要說明：
無線網(wǎng)關(guān)：是所有無線傳感器和無線聯(lián)動(dòng)設(shè)備的信息收集控制終端。所有傳感,、探測器將收集到的信息通過無線網(wǎng)關(guān)傳到授權(quán)手機(jī),、平板電腦、電腦等管理設(shè)備,，另外控制命令由管理設(shè)備通過無線網(wǎng)關(guān)發(fā)送給聯(lián)動(dòng)設(shè)備,。
比如家中無人時(shí)門被打開，門磁偵測到有人闖入,，則將闖入報(bào)警通過無線網(wǎng)關(guān)發(fā)送給主人手機(jī),，手機(jī)收到信息發(fā)出震動(dòng)鈴聲提示，主人確認(rèn)后發(fā)出控制指令,，電磁門鎖自動(dòng)落鎖并觸發(fā)無線聲光報(bào)警器發(fā)出報(bào)警,。
無線智能調(diào)光開關(guān)：該開關(guān)可直接取代家中的墻壁開關(guān)面板，通過它不僅可以像正常開關(guān)一樣使用,，更重要的是它已經(jīng)和家中的所有物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備自動(dòng)組成了一個(gè)無線傳感控制網(wǎng)絡(luò),，可以通過無線網(wǎng)關(guān)向其發(fā)出開關(guān)、調(diào)光等指令,。其意義在于主人離家后無需擔(dān)心家中所有的電燈是否忘了關(guān)掉,，只要主人離家，所有忘關(guān)的電燈會自動(dòng)關(guān)閉,?；蛘咴谀闼X時(shí)你無需逐個(gè)房間去檢查燈是否開著，你需要做的只需按下裝在床頭的睡眠按鈕,，所有燈光會自動(dòng)關(guān)閉,，同時(shí)你夜間起床時(shí),，燈光會自動(dòng)調(diào)節(jié)至柔和，從而保證睡眠的質(zhì)量,。
無線溫濕度傳感器：主要用于探測室內(nèi),、室外溫濕度。雖然絕大多數(shù)空調(diào)都有溫度探測功能,，但由于空調(diào)的體積限制,，它只能探測到出風(fēng)口空調(diào)附近的溫度，這也正是很多消費(fèi)者感覺感覺其溫度不準(zhǔn)的重要原因,。有了無線溫濕度探測器,，你就可以確切地知道室內(nèi)準(zhǔn)確的溫濕度。其現(xiàn)實(shí)意義在于當(dāng)室內(nèi)溫度過高或過低時(shí)能夠提前啟動(dòng)空調(diào)調(diào)節(jié)溫度,。比如當(dāng)你在回家的路上,，家中的無線溫濕度傳感器探測出房間溫度過高則會啟動(dòng)空調(diào)自動(dòng)降溫，等你回家時(shí),，家中已經(jīng)是一個(gè)宜人的溫度了。另外無線溫濕度傳感器對于你早晨出門也有著特別意義,，當(dāng)你呆在空調(diào)房間時(shí),，你對戶外的溫度是沒有感覺的，這時(shí)候裝在墻壁外的溫濕度傳感器就可以發(fā)揮作用,，它可以告訴你現(xiàn)在戶外的實(shí)時(shí)溫度,，根據(jù)這個(gè)準(zhǔn)確溫度你就可以決定自己的穿著了，而不會出現(xiàn)出門后才穿多或者穿少的尷尬了,。
無線智能插座：主要用于控制家電的開關(guān),，比如通過它可以自動(dòng)啟動(dòng)排氣扇排氣，這在炎熱的夏天對于密閉的車庫是一個(gè)有趣的應(yīng)用,。當(dāng)然它還可以控制任何你想控制的家電,，只要將家電的插頭插上無線智能插座即可，比如飲水機(jī),、電熱水器等等,。
無線紅外轉(zhuǎn)發(fā)器：這個(gè)產(chǎn)品主要是用于家中可以被紅外遙控器控制的設(shè)備，比如空調(diào),、電動(dòng)窗簾,、電視等等。通過無線紅外轉(zhuǎn)發(fā)器,，你可以遠(yuǎn)程無線遙控空調(diào),，你也可以不用起床就關(guān)閉窗簾等。這是個(gè)很有意義的產(chǎn)品,，它可以將傳統(tǒng)的家電立即轉(zhuǎn)換成智能家電,。
無線紅外防闖入探測器：這個(gè)產(chǎn)品主要用于防非法入侵,，比如當(dāng)你按下床頭的無線睡眠按鈕后，關(guān)閉的不僅是燈光,，同時(shí)它也會啟動(dòng)無線紅外防闖入探測器自動(dòng)設(shè)防,，此時(shí)一旦有人入侵就會發(fā)出報(bào)警信號并可按設(shè)定自動(dòng)開啟入侵區(qū)域的燈光嚇退入侵者?；蛘弋?dāng)你離家后它會自動(dòng)設(shè)防,，一旦有人闖入，會通過無線網(wǎng)關(guān)自動(dòng)提醒你的手機(jī)并接受你手機(jī)發(fā)出的警情處理指令,。
無線空氣質(zhì)量傳感器：該傳感器主要探測臥室內(nèi)的空氣質(zhì)量是否混濁,，這對于要回家休息的你很有意義，特別是有嬰幼兒的家庭尤其重要,。它通過探測空氣質(zhì)量告訴你目前室內(nèi)空氣是否影響健康,，并可通過無線網(wǎng)關(guān)啟動(dòng)相關(guān)設(shè)備優(yōu)化調(diào)節(jié)空氣質(zhì)量。
無線門鈴：這種門鈴對于大戶型或別墅很有價(jià)值,。出于安全考慮,，大多數(shù)人睡覺時(shí)會關(guān)閉房門，此時(shí)有人來訪按下門鈴,，在房間內(nèi)很難聽到鈴聲,。這種無線門鈴能夠?qū)粹徯盘杺鬟f給床頭開關(guān)提示你有人造訪。另外在家中無人時(shí),，按門鈴的動(dòng)作會通過網(wǎng)關(guān)傳遞給你的手機(jī),，而這對你了解家庭的安全現(xiàn)狀和來訪信息非常重要。
無線門磁,、窗磁：主要用于防入侵,。當(dāng)你在家時(shí)，門,、窗磁會自動(dòng)處于撤防狀態(tài),，不會觸發(fā)報(bào)警，當(dāng)你離家后,，門,、窗磁會自動(dòng)進(jìn)入布防狀態(tài)，一旦有人開門或開窗就會通知你的手機(jī)并發(fā)出報(bào)警信息,。與傳統(tǒng)的門窗磁相比,，無線門窗磁無需布線，裝上電池即可工作,，安裝非常方便,，安裝過程一般不超過2分鐘。另外對于有保險(xiǎn)柜的家庭來說,，這種傳感器還能夠偵測并記錄下保險(xiǎn)柜每次被打開或者關(guān)閉的時(shí)間并及時(shí)通知授權(quán)手機(jī),。
太陽能無線智能閥門：這是通過太陽能供電的無線澆灌系統(tǒng),。一般工作流程是土壤濕度傳感器將土壤含水情況發(fā)送給無線網(wǎng)關(guān)，一旦土壤缺水,，無線網(wǎng)關(guān)就會發(fā)出控制指令給無線智能閥門通知供水,，同時(shí)將供水時(shí)間和供水量傳遞給網(wǎng)關(guān)，并通過網(wǎng)關(guān)保存在手機(jī)或其它設(shè)備上,。
無線床頭睡眠按鈕：這是個(gè)可以固定或粘貼在床頭木板上的電池供電裝置,，它的作用主要是幫助你在睡覺時(shí)關(guān)閉所有該關(guān)閉的電器同時(shí)啟動(dòng)安全系統(tǒng)進(jìn)入布防狀態(tài)。比如啟動(dòng)無線紅外防闖入探測器,、窗磁,、門磁等進(jìn)入預(yù)警布防狀態(tài)。另外它也能幫助你啟動(dòng)夜間的照明模式,，比如當(dāng)你夜間起床時(shí),，打開的燈光就會很柔和，而不會像進(jìn)餐時(shí)那么明亮,，即使這是同一盞燈,。
無線燃?xì)庑孤﹤鞲衅鳎涸搨鞲衅髦饕翘綔y家中的燃?xì)庑孤┣闆r，它無需布線,，一旦有燃?xì)庑孤ㄟ^網(wǎng)關(guān)發(fā)出報(bào)警并通知授權(quán)手機(jī),。
無線輻射傳感器、無線空氣污染傳感器：對于一些對太陽輻射敏感的人來說,，這種傳感器具有特別的意義，通過它你可以準(zhǔn)確知道出門前是否需要采取防太陽輻射或者防污染防塵措施,，而你唯一要做的就是看一下手機(jī)屏幕,，因?yàn)閼敉獾妮椛洹⑽廴镜惹闆r已經(jīng)通過無線網(wǎng)關(guān)傳到了你手機(jī)上了,。
以上是一個(gè)典型的物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng),，當(dāng)然物聯(lián)網(wǎng)帶來的神奇之處在于你可以根據(jù)自身的需要自由組合或DIY，所有的安裝都不需要專業(yè)人員的參與,，一個(gè)普通的消費(fèi)者即可完成,，而整過系統(tǒng)的安裝完成過程一般不超過半個(gè)小時(shí)，這也是物聯(lián)網(wǎng)型智能家居產(chǎn)品與傳統(tǒng)智能家居產(chǎn)品的一個(gè)重要區(qū)別,。
