基于ZigBee/现场总线技术的智能家居控制系统解决方案

摘要：  智能家居是利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、依照人体工程学原理，融合个性需求，将与家居生活有关的各个子系统如安防、灯光控制、窗帘控制、煤气阀控制、信息家电、场景联动、淋浴器等有机地结合在一起，通过网络化综合智能控制和管理，实现“以人为本”的全新家居生活体验。

关键字：  智能家居，  综合布线技术，  人体工程学

智能家居系统概述

随着全球信息化时代的不断升温，人们的生活方式、工作习惯也开始悄然飞跃，人们对千百年来赖以生存的住宅，提出了智能化与人性化的要求，利用现代信息技术，住户可以做到足不出户，享受更多精彩丰富的信息化生活，诸如网上购物、炒股、远程教学、医疗、家庭娱乐等;自2001年以来，国内越来越多的房地产项目打出了“宽带智能化”等旗号，宽带到户已是住宅装修时必须考虑的问题。然而如何才能让你的家真正实现智能化呢?为此，北京中芯优电信息技术有限公司专门推出了智能家居系统解决方案。并且针对高校的高端实验内容推出了基于智能家居系统解决方案的实验平台。

智能家居是利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、依照人体工程学原理，融合个性需求，将与家居生活有关的各个子系统如安防、灯光控制、窗帘控制、煤气阀控制、信息家电、场景联动、淋浴器等有机地结合在一起，通过网络化综合智能控制和管理，实现“以人为本”的全新家居生活体验。

北京中芯优电信息技术有限公司研发的智能家居系统让您轻松享受生活。当您出门在外时，您可以通过电话、电脑来远程遥控您的家居各个智能系统;到家开门时，借助红外传感器，系统会自动打开过道灯，同时打开电子门锁，安防撤防，开启家中的照明灯具和窗帘迎接您的归来;回到家里，使用遥控器您可以方便地控制房间内各种电器设备，可以通过智能化照明系统选择预设的灯光场景，读书时营造书房舒适的安静;卧室里营造浪漫的灯光氛围;一个控制器可以遥控家里窗帘，给浴池放水并自动加热调节水温，调整窗帘、灯光、音响的状态;厨房配有可视电话，您可以一边做饭，一边接打电话或查看门口的来访者;在公司上班时，家里的情况还可以显示在办公室的电脑或手机上，随时查看;门口机具有拍照留影功能，家中无人时如果有来访者，系统会拍下照片供您回来查询……

智能家居系统特点

1.始终在线的网络服务，与互联网随时相连，为在家办公提供了方便条件。

2.安全防范：智能安防可以实时监控非法闯入、火灾、煤气泄露、紧急呼救的发生。一旦出现警情，系统会自动向中心发出报警信息，同时启动相关电器进入应急联动状态，从而实现主动防范。

3.家电的智能控制和远程控制，如对灯光照明进行场景设置和远程控制、电器的自动控制和远程控制等。

4.交互式智能控制：可以通过语音识别技术实现智能家电的声控功能;通过各种主动式传感器(如温度、声音、动作等)实现智能家居的主动性动作响应。

5.环境自动控制。如家庭中央空调系统。

6.提供全方位家庭娱乐。如家庭影院系统和家庭中央背景音乐系统。

7.现代化的厨卫环境。主要指整体厨房和整体卫浴。

8.家庭信息服务：管理家庭信息及与小区物业管理公司联系。

9.家庭理财服务。通过网络完成理财和消费服务。

10.自动维护功能：智能信息家电可以通过服务器直接从制造商的服务网站上自动下载、更新驱动程序和诊断程序，实现智能化的故障自诊断、新功能自动扩展。

智能家居系统硬件描述

1.红外通信

本系统将红外作为智能家居核心系统的辅助控制设备，利用红外通信来检测非法入侵。

2.GPRS/GSM/3G通信

GPRS(General Packet Radio Service)，即通用无线分组业务，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，面向用户提供移动分组的IP或者X.25连接。与GSM电路交换数据相比，GPRS在数据业务的承载和支持上具有非常明显的优势：资源共享，频带利用率高，用户只有在进行数据传输时才占有系统资源;数据传输率高，GPRS采用分组交换技术，每个用户能同时占用多个无线信道，同一无线信道又可由多个用户共享。理论上，GPRS最高传输率可达171.2kbit/s;支持 X.25协议和IP协议，可与现有的数据网络进行互通互连;用户永远在线且按流量、时间计费，通信成本低。由此可见，将GPRS技术应用于智能家居系统的数据传输是最理想的选择。本系统采用GPRS模块提供短息报警功能。

3.Zigbee

ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。相对于现有的各种无线通信技术，ZigBee技术具有超低功耗和成本的特点，适合于承载数据流量较小的业务，所以ZigBee技术非常适合用在无线传感器网络的相关应用。本系统中利用ZigBee技术实现对家电的控制。

4、现场总线，提供RS232、485、CAN总线接口。

HMI部分界面截图，基于LinuxQT4.5的程序界面，绚丽的用户体验

人机界面主程序

系统框图，目前采用的是Zigbee传输，考虑实际应用，建议先期采用工业现场总线

第一版主控界面和主控板