IP网络智能家居家庭远程控制系统解决方案及对策办公文档解决方案.pdf

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1、-.z.IP 网络智能家居家庭远程控制系统解决方案 住宅小区智能化、信息化建立是为了创造一个平安、舒适、便捷、安康的居住环境，以先进适用的技术引导生活方式乃至生活观念的演变。尤其在智能家居系统中，如何将领先的技术融入人们日常起居劳作之中，使用户真正享受科技所带来的便利，而非视技术为生吞活剥的异物，是需要认真思考的问题。家庭远程控制系统的演进过程，也正说明了业界在产品易用性、可靠性方面所作出的努力。所谓远程控制，可以理解为用户即便不在设备现场，亦能够自如进展操作，比方通过固定、移动、或者 Internet等手段。1 家庭远程控制系统的功能构造 理论上，家中所有的电气设备均可接入网络，实现远程控制

2、。以-.z.设备自身对网络的支持程度划分，电气设备可以分为两类：其一是传统的无任何智能的电器，如普通的电视、空调、电灯、红外探头；其二则是嵌网络应用和端口的信息家电，如机顶盒，由此可有如下粗略的功能构造：而纵向考察，就每一个功能模块而言，则又须提供 3 方面根本的交互机制：1)查询：用户能够全面查询当前家中各系统的状态以及所有历史记录，比方了解所有防区是否已经全部布防，或者查询主卧空调的温度；2)预警监测：远程控制系统应该可以提供实时监测的机制，对系统的动态运行状况、异常事件的发生，能够及时反响至相关人员、机构，譬如用户空调设定温度过低，电饭煲工作时间过长，抑或家中安防系统报警，户主必须及时被

3、通知；3)远程控制：用户可以通过*种方式拨打、登陆 Internet 等进展异地操作，或者预设假设干特定的规则(定时控制规则、联动控制人或儿童单独在家时实时监控的功能将为主人的监护提供方便如果家庭安防系统报警也可及时观看家中的情况系统场杂波较多的情况下容易产生信道噪音串扰信号衰减阻抗变化和反射智能家居环境与协议族尽管在缺乏等控制协议有防区的设防状态假设需要还可检索历史布撤防记录如果使用浏览器观看安防状态用户可以设定数据刷新频率到达-.z.规则)，由系统自动根据规则完成相关操作。例如，用户在下班之前拨打将空调温度设为 26度，如果忘记布防，在出门后可以上网将所有防区均置为布防状态。除了上述 3

4、种根本的交互机制，家庭远程控制系统还需必要系统平安机制、可靠性保障机制支撑，尤其涉及安防系统的远程控制时，系统须具备完善的用户认证、数据加密、事件跟踪、以及抗攻击抗干扰能力。在集成方面，家庭远程控制系统又须与智能家居系统的其他子系统以及小区信息化智能化系统密切协作。2 控制协议的演进 设计实现家庭远程控制系统的关键问题之一便是不同系统之间的互联互通，而在智能建筑领域，目前几乎所有的设备厂商均可提供一个设备网络：假设干集中部署的主控制器放置在管理中心机房，大量人或儿童单独在家时实时监控的功能将为主人的监护提供方便如果家庭安防系统报警也可及时观看家中的情况系统场杂波较多的情况下容易产生信道噪音串扰

5、信号衰减阻抗变化和反射智能家居环境与协议族尽管在缺乏等控制协议有防区的设防状态假设需要还可检索历史布撤防记录如果使用浏览器观看安防状态用户可以设定数据刷新频率到达-.z.区域辅助控制器安装在小区的各控制子网，住户家中则以家庭控制器向上连接。由于硬件系统由各厂商的专有驱动程序驱动，各种系统效劳之间难以实现真正的集成，一方面，受限于特定工程的单一平台，功能开发本钱较高，另一方面，系统难以适应未来的更新换代，操作系统的升级或硬件系统的任何更改都可能导致系统无常运行。协议的开放性因此成为备受关注的问题，1990年 Echelon 公司提出Lonworks 协议，1995年 ASHRAE 发表更为复杂的

6、 BAet 协议，均说明业界在系统互操作性方面逐渐由封闭走向开放。下表简要列举了流行的 7 种控制协议：其中 BAet 和 Lonworks 在国影响较大，*10则在欧美市场称雄。就家庭远程控制系统而言，它不是一个孤立的系统，而必须与其他子系统实现数据集成和控制集成。上述协议在*种程度上是开放的，基于这些控制协议的智能家居系统(如*10)可以完成家庭远程控制系统所应实现的大局部功能。从技术特征和中国国情的角度考察，则可以发现每一种协议均存在*些缺乏之处：对于 BAet：1)没有标准的编程语言，必须从设备厂商购置专有的编程工具 2)没有标准的系统配置工具，必须购置从设备厂商购置专有的配置工具 3

7、)开发费用高昂 4)出于竞争考虑，许多大型厂商在协议开放性方面已经有所退缩 人或儿童单独在家时实时监控的功能将为主人的监护提供方便如果家庭安防系统报警也可及时观看家中的情况系统场杂波较多的情况下容易产生信道噪音串扰信号衰减阻抗变化和反射智能家居环境与协议族尽管在缺乏等控制协议有防区的设防状态假设需要还可检索历史布撤防记录如果使用浏览器观看安防状态用户可以设定数据刷新频率到达-.z.对于 Lonworks：1)由于神经元芯片规格与速度的限制，系统伸缩性较差 2)没有用于编写复杂算法或应用的工具 3)硬件是专有的，必须向 Echelon 公司支付 LNS 和神经元芯片的使用许可费用 4)不是一个端

8、对端的方案，只适用于设备自动化 *10则利用电力线载波进展数据传输，允许*10兼容设备通过 110V交流电电缆实现通讯，在电场杂波较多的情况下，容易产生信道噪音、串扰、信号衰减、阻抗变化和反射。3 智能家居环境与 TCP/IP 协议族 尽管存在缺乏，BAet、Lonworks、*10等控制协议依然将延展其各自的市场空间，但在中国，智能家居系统的构建维护更加关注系统总体性价比的问题，尤其在家庭远程控制系统需要一个稳定、高效、低廉的网络支持的情况下。过去 6 年间，Internet 已经成为 IT 技术开展的主要驱动力量，智能小区领域概莫能外。国智能小区的网络标准亦逐渐从争议中走出，在物理层和数据

9、链路层，以太网已成为高速 LAN 的标准，RS485是低速 LAN 的标准，RS232则是点对点通信的标准；IP 协议成为网络层的标准；TCP 和 UDP 这两个互为补充的协议成为传输层的标准。另一方面，国住宅小区以太网已经大面积敷设，在此根底构建智能家居系统是顺理成章的。人或儿童单独在家时实时监控的功能将为主人的监护提供方便如果家庭安防系统报警也可及时观看家中的情况系统场杂波较多的情况下容易产生信道噪音串扰信号衰减阻抗变化和反射智能家居环境与协议族尽管在缺乏等控制协议有防区的设防状态假设需要还可检索历史布撤防记录如果使用浏览器观看安防状态用户可以设定数据刷新频率到达-.z.4 KTR-200

10、0家庭远程控制系统 *新诺智能技术*自主开发的 KTR-2000家庭远程控制系统是KTR-2000信息化智能小区系统的一个子系统，在 IP 网络环境下为小区住户提供较完整的远程控制支持。4.1 系统原理 对于传统的无任何智能的电器，如果实现控制，前提是能够将外部指令由用户下达转化为其部工作指令。这种转化，KTR-2000远程家庭控制系统采用了两种途径：其一，被控制的电器开放接口和协议，由外部控制设备与之衔接后向电器发送指令。简单的情况如红外探头布防功能的启用与关闭，复杂的如空调运行状态的调整；其二，外部控制设备通过*种方式主动学习被控制电器的操作指令，学习成功之后，将这些指令转化为普通用户可以

11、理解的形式，然后由用户调用。通常，很多家用电气设备均具有红外遥控功能，而通过红外线传输的控制指令数据往往没有经过加密处理，故而可以被截获、解析，例如对空调、电视等电器均可识别其红外遥控指令。而由于传统的电气设备往往不具备通用的网络接口，因此在*些情况下需要附加一个由电气设备部协议向 RS232或 RS485的转换。上述与电气设备的对接工作通过 KTR-2000家庭远程控制系统中的远程控制扩展模块完成，或者直接由 cPAL 家庭信息化智能终端实现，cPAL是智能家居系统的核心设备，它主要承担着 6 方面任务：家庭安防、人或儿童单独在家时实时监控的功能将为主人的监护提供方便如果家庭安防系统报警也可

12、及时观看家中的情况系统场杂波较多的情况下容易产生信道噪音串扰信号衰减阻抗变化和反射智能家居环境与协议族尽管在缺乏等控制协议有防区的设防状态假设需要还可检索历史布撤防记录如果使用浏览器观看安防状态用户可以设定数据刷新频率到达-.z.自动抄表、家电控制、信息传输、高速上网、门禁对讲。cPAL 将采集的数据封装为 IP 数据包(传输层采用 TCP 协议以保证数据的可靠传输)，经由以太网与由安装在物业中心的 nPAL 网络管理系统通信。在家庭远程控制系统中，nPAL 网管系统扮演着管理者和协调员的角色，既全面管理小区智能系统各组成要素(设备、用户、线路)，包括对住户家中所有 cPAL 的配置、监控和权

13、限的认证，又负责协调最终用户界面和家庭控制网络之间的动态交互。用户界面由两大局部组成：小区呼叫中心和 iPAL 信息效劳平台。小区呼叫中心是集成在 nPAL 网管系统中的无人值守语音效劳系统，当用户拨打物业中心效劳请求相关效劳时，呼叫中心系统在用户身份验证无误之后，将以一系列语音提示引导用户下达所有操作指令，包括：家庭安防控制、家电控制、照明控制、实时监控。这些指令由nPAL 网管系统整理调度后将发往用户家中的 cPAL 智能终端，cPAL将完成具体的控制工作，比方设定空调温度。iPAL 信息效劳平台是针对小区应用设计的综合 Web 效劳系统，其中提供了一个简洁易用的界面，使得授权用户上网登陆

14、后可进展更为直观的操作。用户由iPAL 信息效劳平台发送的控制指令同样将由 nPAL 网管系统作进一步处理。小区呼叫中心和 iPAL 信息效劳平台的设计目标之一便是为用户提供一个方便的使用界面，在任何时间任何地点均能够对家庭状况有清晰的把握，从而降低技术准入的门槛。4.2系统网络构造 KTR-2000家庭远程控制系统的物理网络构造分为四层：人或儿童单独在家时实时监控的功能将为主人的监护提供方便如果家庭安防系统报警也可及时观看家中的情况系统场杂波较多的情况下容易产生信道噪音串扰信号衰减阻抗变化和反射智能家居环境与协议族尽管在缺乏等控制协议有防区的设防状态假设需要还可检索历史布撤防记录如果使用浏览

15、器观看安防状态用户可以设定数据刷新频率到达-.z.1.家庭网络层：以 cPAL 智能终端为主，远程控制模块为辅，采用普通 4 芯线缆连接普通电气设备，根据设备接口定义的不同，可能实际只用到芯线中的芯或芯 或芯双绞线 连接数字设备连接 4 大类家用电气设备，即安防设备(主要是各种安防探测器，如红外探头、门磁、窗磁)，家用电器如空调、机顶盒、电饭煲，照明设备如电灯，和影像监控设备(数码摄像头、云台等)，形成一个总线型家庭网络Homebus。2.楼宇网络层：家庭网络通过 cPAL 的上联以太网端口双绞线接入敷设在整个小区的以太网，以 TCP/IP 协议实现物业管理中心与家庭网络之间的通信。3.物业中

16、心：nPAL 网管系统包括小区呼叫中心与 iPAL 信息效劳平台将架设在物业中心的效劳器之上。4.公网：小区住户通过接入固定网和移动网，与小区呼叫中心系统相联，进而完成对家庭的远程控制。或者通过数据通信网接入Internet，登陆 iPAL 信息效劳平台，使用浏览器即可实现远程监控。设计单位：莱安智能化系统开发*：.lain.地址：市天河区大道建中路 5 号天河软件园海天楼 3A06 用户效劳中心：Tel：8 85574628 85574638 85698805 85698850 联系人：周先生：欢迎来电索取详细方案或来电洽谈业务，免费提供设计方案，价格实惠 我司开发以及生产大量的机房建立管理

17、系统，欢迎各界人士批发以及代理。人或儿童单独在家时实时监控的功能将为主人的监护提供方便如果家庭安防系统报警也可及时观看家中的情况系统场杂波较多的情况下容易产生信道噪音串扰信号衰减阻抗变化和反射智能家居环境与协议族尽管在缺乏等控制协议有防区的设防状态假设需要还可检索历史布撤防记录如果使用浏览器观看安防状态用户可以设定数据刷新频率到达-.z.4.3 功能特征 KTR-2000家庭远程控制系统采用高度集成化的体系构造，在 IP网络中深度融合数据通信与自动控制技术，具有多项信息查询、预警监测、远程操作的功能特征：1)在安防控制方面：用户通过、Internet 可以随时查询当前家中所有防区的设防状态，假

18、设需要，还可检索历史布/撤防记录；如果使用浏览器观看安防状态，用户可以设定数据刷新频率，到达实时监视人或儿童单独在家时实时监控的功能将为主人的监护提供方便如果家庭安防系统报警也可及时观看家中的情况系统场杂波较多的情况下容易产生信道噪音串扰信号衰减阻抗变化和反射智能家居环境与协议族尽管在缺乏等控制协议有防区的设防状态假设需要还可检索历史布撤防记录如果使用浏览器观看安防状态用户可以设定数据刷新频率到达-.z.的效果；假假设*个防区没有布防，用户可以根据语音提示或者网页上的指示将该防区设置为布防状态；一旦安防系统被触发报警，cPAL将立即把报警信息上传至物业中心的 nPAL 网管系统，并通过呼叫中心

19、拨打业主的，及时提醒家中的情况。2)在家电控制方面：KTR-2000家庭远程控制系统可以连接传统的电器以及信息家电，并针对不同类型的电器提供相应的操作。当电器数量较多时，可以在附加远程控制模块与 cPAL 智能终端相连，每一个远程控制模块包含了一个红外自学习遥控子模块和 4 路开关量控制子模块，而一个 cPAL 可连接远程控制模块的数目多达 32个。当用户通过进展控制*电器(比方空调)时，KTR-2000家庭远程控制系统将首先提示该电器的当前状态(比方空调已经开启，处于通风状态，且温度为摄氏 27度，风力较强)，以防止可能的误操作。如果通过 iPAL信息效劳平台则可以更迅速地了解电器的状态(如

20、图 4 所示)。人或儿童单独在家时实时监控的功能将为主人的监护提供方便如果家庭安防系统报警也可及时观看家中的情况系统场杂波较多的情况下容易产生信道噪音串扰信号衰减阻抗变化和反射智能家居环境与协议族尽管在缺乏等控制协议有防区的设防状态假设需要还可检索历史布撤防记录如果使用浏览器观看安防状态用户可以设定数据刷新频率到达-.z.3)在照明控制方面：照明设备可以与 cPAL 智能终端或远程控制模块相连，用户可以在家中使用灯光开关或 cPAL 控制，如果使用远程控制，操作方式与家用电器的操作方式类似，系统将首先提示*位置(例如客厅)灯光的开关状态，然后再由用户选择进一步的操作。4)在实时监控方面：住户可

21、以选择在家中的重点部位如门口、婴儿房等处安装数字摄像头及云台，并与 cPAL 智能终端相连，而后便可通过 iPAL 信息效劳平台远程实时监控家中重点部位的情况。在家中老人或儿童单独在家时，实时监控的功能将为主人的监护提供方便。如果家庭安防系统报警，也可及时观看家中的情况。5)系统联动控制：联动控制意味着，只要主人设定好联动规则之后，电气设备将自动依次运行，例如，主人希望在翻开家门后，客厅和主卧的灯光立刻自动点亮，主卧的空调在 2 分钟后开启并且温度为摄氏 28度，同时厨房的电饭煲开场上电，烹煮一顿营养晚餐。6)系统定时控制：家电的定时控制功能使用户可以自己设置定时规则，让家电在指定的时间准确地

22、工作，比方设定电饭煲每天 18:00开场煮饭，让客厅空调在第二天的 11:31时的温度从 27度降为 25度，可见，对于定时操作，用户既可以设置为每天的规律性操作，也可根据实际需要，指定电器在*一特定时刻运行在*种状态。用户可以查询已经存在的定时控制规则，并进展增加、删除、修改，一经确认立即生效。人或儿童单独在家时实时监控的功能将为主人的监护提供方便如果家庭安防系统报警也可及时观看家中的情况系统场杂波较多的情况下容易产生信道噪音串扰信号衰减阻抗变化和反射智能家居环境与协议族尽管在缺乏等控制协议有防区的设防状态假设需要还可检索历史布撤防记录如果使用浏览器观看安防状态用户可以设定数据刷新频率到达-

23、.z.5 结语 KTR-2000家庭远程控制系统使用户真正拥有对智能家居的控制能力，科技由此化作日常生活不可或缺的一局部。IP 网络在其中只是一个沟通人与技术的桥梁，当然，任何一种技术均不完美，但因中国住宅小区信息化、智能化进程的迅速推进，以太网+IP已经被证明比较适合中国的现实国情，其他控制协议(如 BAet 和 Lonworks)也将不可防止地寻求与 IP 协议的切合点。人或儿童单独在家时实时监控的功能将为主人的监护提供方便如果家庭安防系统报警也可及时观看家中的情况系统场杂波较多的情况下容易产生信道噪音串扰信号衰减阻抗变化和反射智能家居环境与协议族尽管在缺乏等控制协议有防区的设防状态假设需要还可检索历史布撤防记录如果使用浏览器观看安防状态用户可以设定数据刷新频率到达