“智家”家庭智能综合控制系统
感谢NXP组织这次大赛,谢谢各位关注此次大赛的朋友,希望大家对我们的方案提出宝贵的意见。谢谢。
随着生活水平的提高,人们对家居的要求已不仅限于物理空间的大小,更为关注和向往的是一个安全、方便、舒适、绿色的居家环境,因此一直在探讨和希望通过家庭智能化来实现这个梦想。
目前国内市场上有不少智能家居产品,但功能基本都集中在安防、对讲和照明方面;部分具有其它家电控制能力的产品,功能却单一和简单;个别功能完整的产品,价格极为昂贵,如海尔的产品,一套要十几万元(央视经济频道新闻,11月14日)。因此这些产品并不能满足大部分人们的需求。发表的相关论文特别是硕士论文的数量也为相当可观,但普遍功能简单,实用价值不高。
通过网络和论文库搜索可以了解这些情况。使用关键词可以找到不少相关厂家和论文信息,进一步详细查询厂家的产品信息和论文的详细内容,应该会得到本文相似的结论。
针对国内智能家居产品功能欠缺和价格偏高的现状,我们研发了一种面向最终用户直接使用的低成本单户型家庭智能控制系统——“智家”家庭智能控制系统。它是具有自主知识产权、组合式创新的产品,有以下几个创新点或特点:
1、智家系统采用分布式积木结构,集安防对讲、家电控制、家庭环境智能控制信息管理等功能为一体,功能齐全、覆盖面广,提供了完整的解决方案。系统由智能终端、遥控器、多种功能不同的控制器和无线网络组成,将家庭中各种电器设备连接为一个整体。可根据具体情况,组合相应的智能终端和控制器,构成不同规模和不同功能的家庭智能控制系统,并具有多种控制和操作模式。而其它绝大多数同类产品的系统结构、功能覆盖面、控制对象数量和控制操作模式等方面大都远未达到这一水平。
2、安装简单方便。智家系统采用无线网络技术,功率控制器和灯光控制器选用与现有接线盒兼容的机械尺寸和接线方式,所有的安装非常简单,不需要另行布线或安装阻波器,只要将原有的墙装式开关和插头更换为同尺寸的控制器,并在主人喜欢或认为合适的地方放置智能终端即可,几小时就可完成安装调试工作。特别适用于在用住房的使用。而其他同类产品基本采用线控或载波技术,采用线控模式在建筑房屋或使用时需要设计安装布线;采用载波技术则需要加装阻波器;采用电话线传信号的,也需安装转接器和布线。
3、采用自行研发的低成本高可靠性微功率无线网络,网络使用了识别码、加密和跳频技术,有效地克服了邻近串扰和其它干扰。与采用蓝牙和ZigBee等近距离无线通信技术组成的同类网络相比,本网络的造价不到其一半。
4、能耗低。智家系统采用独立的智能终端来控制全局,最大功耗小于7W,大多时间处于自动待机休眠状态,功耗小于1W,每天耗电小于0.05度,非常的节能环保。而一些有主控制器的同类产品,大多采用一台能上网的台式计算机上,按普通计算机最低功率60W计算,一天耗电1.4度,很不环保。
5、物美价廉。智家系统采用了新型的系统结构、集成电路和简洁至上的设计原则,系统软件采用自行开发的操作系统和GUI。售价仅为类似产品的1/3以下,可为更多的用户所接受。
6、会学习,很智慧。增加了学习型红外控制功能,扩大了家电的控制种类和数量,特别是彻底解决了空调器的控制问题。而其同类产品一般不能控制空调器,个别产品也只能控制少量带有专用接口空调器。
7、操作形式多样化。系统可使用智能终端的触摸屏、遥控器、手机短信和Internet进行本地或远程操作等多种操作方式。
智家系统在设计过程中围绕着绿色节能理念展开:
1、系统检测家居温度和湿度,在确保舒适度的前提下实现空调器的节能优化运行。
2、系统检测环境亮度,进行窗帘、灯光的综合控制,提高自然光的使用率。
3、对电热类设备采用预约定时、远程控制,实现按需供电。
4、控制系统也采用了节能和简洁至上的设计原则,
①.选用低功耗的IC和优化设计,降低了成本;
②.充分使用CPU休眠功能,及时关闭未使用接口及LCD背光;
③.采用高效率的开关电源和电容降压电源,减低系统功耗。
在老师的指导下,我们已经在“智家”家庭智能控制系统中投入了大量的时间和精力,基本功能已经实现能运行了。在设计过程中,对已有的产品和已发表的文献作了较为详细的检索和查询,并进行了社会调查,力图使设计和制作更加符合社会的需求。
详细的功能介绍表格和实物的演示见视频:
http://v.eepw.com.cn/video/play/id/589