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浅谈智能家居中的电气设计思路
杨烨
摘要：本文从智能家居的概念出发，提出了智能家居总体电气设计布线解决方案。通过分析家庭中各系统（与外界信息交换、家用电器设备控制、调节、场景切换、安全防范、智能抄表）的使用功能，详细地阐述了各系统的电气设计思路。
关键词：智能家居电气设计系统
1 概述
近几年来，随着社会的发展和生活水平的提高，“智能家居”这一概念逐渐进入普通居民的视野，很多经济发达的地区已经将智能家居的系统应用到高档公寓中。智能家居是指利用现代信息等先进的技术，将住宅内的各种家居设备有机地结合，使得这些设备能够进行统筹管理，优化居住者的生活方式，并且为他们提供更加舒适安全的家庭生活空间。
本文的智能家居重点考虑的是家庭内部系统，住户所希望的智能家居系统能够实现的各种功能，如：与外界信息交换、家用电器设备控制、调节、场景切换、安全防范、自动抄表等。而这些功能都离不开智能家居网关（家庭管理器）的支持，智能家居中家庭管理器应具备上述的全面功能。
2 智能家居电气设计的总体要求
（1）具有高度的安全性、综合性、可扩展性；
（2）具有便利的生活条件，能够轻松自如地与外界进行信息交互；
（3）具有舒适的生活环境，可以根据使用需要对家用电器、场景等进行有效的控制。
3 智能家居电气综合布线
家居环境不仅包括了数据、语音、图像信息，还涵盖家用电器控制、有线电视、家庭安全防范、智能抄表等内容。智能家居综合布线则是对所有这些系统所实际的布线内容进行整合，为家居住户提供家居内部电气布线的线缆管理、预布线及信息通路管理，以适应家居环境中各种设备及终端位置多变的情况，同时为住户提供数据、视频、语音、传真等各种信息服务的线路连接、传输通道，并能充分满足现代社会信息技术高速发展的需求，为家庭住户和小区信息化的建设投资提供长远的保护。

图1 智能家居电气综合布线系统图
3.1 与外界信息交换的设计
采用家庭综合接线箱，实现家庭综合的电气布线，通过对外的接口，实现远程控制和信息交换（如电话线、有线电视电缆、无线通信网络等）。例如有老人和小孩需要照顾的家庭中，可以在房间安装摄像头，通过网络实现监控，观察到家中老人和小孩的活动情况。未来的家用电器可安装数据接口与家中数据接口相连，根据住户的使用需要远程遥控家用电器（如空调、电饭煲、热水器、洗衣机等）。
3.2 家用电器设备控制、调节设计
通过结合计算机无线网络技术，可以为住户实现家用电器开关控制、定时控制、远程遥控操作以及状态监控等多种功能，使用这些功能时，使用者必须通过身份验证，以解除安全防范的功能。如开启或关闭电热水器、电视机、洗衣机等家用电器。住户通过提前设定时间，来完成家用电器的定时控制功能。如每天上班时间定时关闭空调等家用电器，下班回到家前开启空调对指定房间进行预冷或者预热。住户在家时，坐在沙发上的时间较多，对于住户不便起身的操作可以使用功能齐全的遥控设备（家庭管理器）进行。
3.3场景切换设计
对于不同的场合，住户对场景的使用需求也有所不同。根据住户对各种场景的喜好，能够在不同的时刻营造出不同的和谐氛围，进行相应的场景切换。在不同的场景模式（如起床、外出、读书、会客、晚餐、影院、上网、睡觉等）下，一些设备（窗帘、照明、电视、音响、空调等）有着不同的搭配组合。譬如在上班前，家里的所有除冰箱以外的家用电器外都同时断电，安全防范功能开启。当晚上上床准备睡觉时，通过设置遥控设备卧室内的灯光亮起，窗帘渐渐拉上，其它的照明及除冰箱外的家用电器依次断电，安全防范功能开启，随后卧室内的照明也渐渐变暗，直至熄灭。
3.4 安全防范设计
（1）可视对讲系统
可视对讲系统由对讲主机、室内分机、管理主机和传输线缆组成，整栋楼的对讲系统主机与小区管理中心主机联网。对于住户本身，需通过提前设置的密码、感应卡或指纹等开启防盗门功能进入楼宇。而对于访客，则必须通过在门口安装的可视对讲系统，住户看到来客并与之交谈，以决定是否开门，充分保证本楼住户的人身和财产安全。
（2）防盗报警系统
在家庭的大门内侧上方及各个窗户附近安装门磁报警器，在家庭较重要的房间和主要的通道墙上安装红外探测器。家中无人时，把报警器系统设置在外出状态，使各报警器工作起来。这时，当有人非法推开门或窗户时就会发出强烈的警报声，红外探测器在接收到人体红外辐射温度时也会产生报警信号。另外，还可选用摄像头对各门窗进行监控，一旦产生报警信号，摄像头便会自动摄像。
（3）防灾报警系统
防灾报警系统分为防火灾和防煤气泄漏两种。厨房应设置感温探测器、感烟探测器、煤气探测器，客厅、卧室应设置感烟探测器。家中无人时，把报警器系统设置在外出状态，使各报警器工作起来。
（4）报警器系统
安全防范系统可以实时监控非法闯入、火灾和煤气泄漏的发生。一旦出现异常情况，家庭网关将采集到的报警信号发送至小区管理中心进行实时记录、处理与存储，并启动相关电气进入应急状态，从而实现主动防范。
3.5 智能抄表系统设计
智能抄表系统由现场采集器、管理中心管理机和传输线缆组成。住户利用数据采集器将水表、电表、燃气表的数据存储，采用总线方式与管理中心电脑主机连接，实现电子自动抄表到户的功能。
4 结束语
未来的智能家居功能会越来越丰富，它正在向着集成化、协调化、平民化的方向发展。随着人们生活水平的提高，对居住环境要求的也在不断地增加，越来越注重家庭生活中每个成员的舒适、安全与便利，因此从市场需求的角度看，智能家居必然是前景广阔的。
参考文献：
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[2] 智能建筑设计标准.GB/T 50314-2006.
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[4] 周宏,胡文山,张立明等.智能家居控制系统[M].北京:清华大学出版社.2000.