智能家居又称智慧家居或智能住宅，在国外常称为Smart Home或Home Automation，其概念的起源很早，但一直未有具体的建筑案例出现，直到1984年美国联合科技公司将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康乃迪克州哈特佛市的City Place Building时，才出现了首栋的“智能型建筑”，从此揭开了全世界争相建造智能家居的序幕。
智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日常事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。
7．3．1 智能家居系统
智能家居系统包含的主要子系统有：家居布线系统、家庭网络系统、智能家居（中央）控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统、背景音乐系统（如TVC平板音响）、家庭影院与多媒体系统、家庭环境控制系统等八大系统。其中，智能家居（中央）控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统是必备系统，家居布线系统、家庭网络系统、背景音乐系统、家庭影院与多媒体系统、家庭环境控制系统为可选系统（智能家居系统模拟见图7．35、智能家居系统原理见图7．36），各子系统可利用智能主机或红外转发器进行控制（见图7．37、图7．38）。
图7．35 智能家居系统模拟图
图7．36 智能家居系统原理图
图7．37 智能主机
图7．38 红外转发器
1）智能照明控制系统
可实现对全宅灯光的智能管理，可以用遥控等多种智能控制方式实现对全宅灯光的遥控开关、调光、全开全关及“会客”“影院”等多种一键式灯光场景效果的实现；并可用定时控制、电话远程控制、计算机本地及互联网远程控制等多种控制方式实现功能，从而达到智能照明的节能、环保、舒适、方便的功能，其优点有：
①控制：就地控制、多点控制、遥控控制、区域控制等。
②安全：通过弱电控制强电方式，控制回路与负载回路分离。
③简单：智能灯光控制系统采用模块化结构设计，简单灵活、安装方便。
④灵活：根据环境及用户需求的变化，只需通过软件修改设置就可以实现灯光布局的改变和功能扩充。
智能照明控制系统的设置方式包括有线控制（见图7．39）和无线控制（见图7．40）两种模式。有线控制的结构为将控制器放置于强电箱内，开关和中控主机分别通过弱电控制线路进行控制。优点在于安全稳定；缺点在于方案设计要求高，线路架设要求高，后期拓展改动困难。这种方式主要适用大面积的商用场所等有专人集中管理的场所。无线控制的结构大体上与传统的家装布线方式一样，遥控开关直接控制灯光，中控主机发射无线信号控制开关的工作状态。优点在于安装和布线简单；缺点在于信号覆盖、干扰、重码等问题上有缺陷，不适合大规模集中使用。
图7．39 有线控制模式
图7．40 无线控制模式
智能照明控制系统的主要设备涉及各类智能开关、智能灯泡、智能插座等（见图7．41—图7．43）。
图7．41 智能插座
图7．42 智能照明灯泡
图7．43 智能开关
2）智能电器控制系统
电器控制采用弱电控制强电方式，既安全又智能，可以用遥控、定时等多种智能控制方式实现对家里的饮水机、插座、空调、地暖、投影机、新风系统等进行智能控制，避免饮水机在夜晚反复加热影响水质，在外出时断开插座通电，避免电器发热引发安全隐患；对空调地暖进行定时或者远程控制，随时实现对室内温度和室内空气质量的调节控制。其优点有：
①方便：就地控制、场景控制、遥控控制、计算机远程控制、手机控制等。
②控制：通过红外或者协议信号控制方式，安全方便、互不干扰。
③健康：通过智能检测器，可以对家里的温度、湿度、亮度进行检测，并驱动电器设备自动工作。
④安全：系统可以根据生活节奏自动开启或关闭电路，避免不必要的浪费和电气老化引起的火灾。
图7．44为智能空调控制系统模式图。
图7．44 智能空调控制系统
3）智能安防监控系统
随着人们居住环境的升级，人们越来越重视自己的个人安全和财产安全，对人、家庭以及住宅的小区的安全方面提出了更高的要求；同时，随着城市流动人口的急剧增加，给城市的社会治安增加了新的难题，要保障小区的安全，防止偷抢事件的发生，就必须有自己的安全防范系统，人防的保安方式难以适应目前的要求，智能安防已成为今后的发展趋势。其功能模块主要包括：视频监控、门禁一卡通、紧急求助、烟雾检测报警、燃气泄露报警、碎玻探测报警、红外双鉴探测报警等（见图7．45～7．50）。其优点有：
①安全：安防系统可以对陌生人入侵、煤气泄漏、火灾等情况提前及时发现并通知主人。
②简单：操作非常简单，可以通过遥控器或者门口控制器进行布防或者撤防。
③实用：视频监控系统依靠安装在室外的摄像机可以有效地阻止小偷进一步行动，并且也可以在事后取证给警方提供有利证据。
图7．45 可视对讲应用系统图
图7．46 智能数字化社区服务系统图
图7．47 电梯联动系统图
图7．48 停车场管理系统图
图7．49 社区数字监控系统图
图7．50 家居安防系统和紧急求助系统图
4）智能背景音乐系统
家庭背景音乐是在公共背景音乐的基本原理基础上，结合家庭生活的特点发展而来的新型背景音乐系统。简单地说，就是在家庭任何一间房子里，比如花园、客厅、卧室、酒吧、厨房或卫生间，可以将MP3、FM、DVD、计算机等多种音源进行系统组合，让每个房间都能听到美妙的背景音乐。音乐系统即可以美化空间，又起到很好的装饰作用，其设置方式见图7．51。其优点有：
①独特：与传统音乐不同，专业针对家庭进行设计。
②效果：采用高保真双声道立体声喇叭，音质效果非常好。
③简单：控制器人性化设计，操作简单，无论老人小孩都会操作。
④方便：人性化、主机隐蔽安装，只需通过每个房间的控制器或者遥控器就可以控制。
图7．51 智能背景音乐系统设置图
5）智能视频共享系统
智能视频共享系统是将数字电视机顶盒、DVD机、录像机、卫星接收机等视频设备集中安装于隐蔽的地方，系统可以做到让客厅、餐厅、卧室等多个房间的电视机共享家庭影音库，并可以通过遥控器选择自己喜欢的音源进行观看（见图7．52）。采用这样的方式既可以让电视机共享音视频设备，又不需要重复购买设备和布线，既节省了资金又节约了空间。其优点有：
①简单：布线简单，一根线可以传输多种视频信号，操作更方便。
②实用：无论主机在哪里，一个遥控器就可以对所有视频主机进行控制。
③安全：采用弱电布线，网线传输信号，即使以后升级还是用网线。
图7．52 智能视频共享系统模式图
7．3．2 智能家居设计
智能家居是融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通信技术于一体的网络化、智能化的家居控制系统。衡量一个住宅小区智能化系统的成功与否，并非仅仅取决于智能化系统的多少、系统的先进性或集成度，而是取决于系统的设计和配置是否经济合理并且系统能否成功运行，系统的使用、管理和维护是否方便，系统或产品的技术是否成熟适用。为了实现上述目标，智能家居系统设计时要遵循以下原则：
1）实用性和便利性
智能家居最基本的目标是为人们提供一个舒适、安全、方便和高效的生活环境。对智能家居产品来说，最重要的是以实用为核心，产品以实用性、易用性和人性化为主。
在设计智能家居系统时，应根据用户对智能家居功能的需求，整合以下最实用最基本的家居控制功能，包括：智能家电控制、智能灯光控制、电动窗帘控制、防盗报警、门禁对讲、煤气泄露等，同时还可以拓展诸如三表抄送、视频点播等服务增值功能。同时，充分考虑用户体验，注重操作的便利性和直观性，最好能采用图形图像化的控制界面，让操作所见即所得。
2）可靠性
整个建筑的各个智能化子系统应能24h运转，系统的安全性、可靠性和容错能力应给予高度重视。对各个子系统，在电源、系统备份等方面采取相应的容错措施，保证系统正常安全使用，具备应付各种复杂环境变化的能力。
3）标准性
智能家居系统方案的设计应依照国家和地区的有关标准进行，确保系统的扩充性和扩展性，在系统传输上采用标准的TCP／IP协议网络技术，保证不同厂商之间系统可以兼容与互联。系统的前端设备是多功能的、开放的、可以扩展的设备，如系统主机、终端与模块采用标准化接口设计，为家居智能系统外部厂商提供集成的平台，而且其功能可以扩展，当需要增加功能时，不必再开挖管网，简单可靠、方便节约。设计选用的系统和产品能够使本系统与未来不断发展的第三方受控设备进行互通互连。
4）方便性
布线安装应考虑成本、可扩展性、可维护性的问题，一定要选择布线简单的系统，施工时可与小区宽带一起布线，简单、容易；设备方面应容易学习掌握、操作和维护简便。
图7．53为普通智能家居设计方案，具体如下。
（1）设计宗旨
用户操作方便，功能实用，外观美观大方，同时要化繁为简、高度人性化、注重健康、娱乐生活、保护私密。
（2）设计区域
门厅、客厅、餐厅、厨房、卧室、卫生间等。
（3）设计内容
窗口／门口：红外幕帘探测器、门磁、烟感／煤感、紧急按钮（主要为红外报警）。
如果有非法入侵，会立即报警，智能家居主机屏幕显示报警区域，同时拨打指定的电话，并发送报警信息到手机，输入密码，可以消除报警。
玄关：感应灯光控制器、智能门锁（锁模块）。
主人回家或客人来访时，灯光自动打开，方便主人开锁（密码或指纹）和客人按门铃，灯光过后会自动延时关闭。
图7．53 智能家居设计方案示意图
门厅：智能开关、情景控制器、感应灯光控制器、红外感应报警器（延时）。
主人进入灯光自动亮起，方便主人换鞋和行走，并延时关闭。可设置“回家模式”，完成撤防、开启大厅灯光、开启指定区域背景音乐，开启指定区域空调、采暖系统；也可设置“离家模式”，完成设防、关闭全宅灯光、空调、地暖、背景音乐等家电。
客厅／餐厅：智能开关、情景控制器、红外感应报警器、智能家居控制主机、集中型音乐主机、音乐控制面板、音响、空调温控器、地暖温控器、智能家居遥控器、电动窗帘（窗帘手控器）。
可设置“会客模式”“娱乐模式”“就餐模式”等多个模式，不同场合只需一键操控，彰显气派和尊贵。如：“就餐模式”，灯光开启到合适的亮度，背景音乐也响起了柔和的曲目，窗帘慢慢关闭。所有设备也可单独开启关闭（控制方式可以手动，也可以通过手机或者遥控器）。
厨房：智能开关、烟感探测器、煤感探测器、红外幕帘探测器、机械手、排风扇、开窗器。
发生报警险情时，自动关闭煤气阀、开启排风扇、窗户打开，同时短信通知主人。
卫生间：智能开关、换气扇、智能插座、地暖温控器、紧急按钮。
开门后灯光自动亮起，排风扇自动换气，人离开后灯光和排风扇延时关闭。在寒冷的冬季，清晨主人还在睡眠中，卫生间自动定时加热，方便主人起床后使用。每个卫生间设有紧急按钮，方便紧急事件或胁迫时使用。
卧室：智能开关、安装控制器、情景控制器、音乐控制面板、音响、紧急按钮、空调控制器、地暖控制器、红外感应报警器。
可设置“起夜”“起床”“看电视”等场景。例如，“起夜”地脚灯打开，卫生间的灯同时也打开；“起床”灯光亮起，窗帘自动打开。每个卧室设有紧急按钮，方便紧急事件或胁迫时使用。床头安装控制器可实现双控多控功能，如起夜后可以在床头把过道和卫生间灯关闭。
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