（一）什么是智能家居
智能家居又称智能住宅，它是利用先进的控制、遥感、探测、计算机、通讯等技术组建起来的新型家庭居所。在这种新型智能家居系统里，每个元素（房屋、窗、灯、家电、水、燃气等）不再是孤立地存在，而是通过家庭智能网络互联互通、协同工作。智能家居系统融合安全防范、智能控制、自动化办公和休闲娱乐为一体，具有自动识别、自动控制、事故报警和智能管理等功能，为人们提供一个安全、舒适、便捷的生活空间。
（二）智能家居能给我们的生活带来什么
在人们的日常生活中常常会遇到各种各样的烦恼。例如当早晨匆匆离家上班时，却突然想起没有关闭燃气阀门；当天空突然下起暴雨，而你清晰记得家里的窗户没有关闭；当出差在外时却时时牵挂着家中财产安全或身体欠佳的老人；当门铃响起时，而你却在如厕；当电视在播放精彩节目时，而你却不得不在厨房忙碌；当夏日炎炎或数九严冬时，你一定希望在回家的路上就能提前打开家里的空调和热水器；当你在公司加班时，却时时牵挂着孩子是否已按时回家。上述种种烦恼是许多人都或多或少经历过的。全国每年在家庭里发生大量的燃气泄漏、火灾、盗窃和抢劫事件，给人们的生命财产造成巨大损失。但是人们往往不知道如何来阱止并有效地解决这些问题。现在，随着科学技术地发展，新型智能化的家庭居室的普及，这些烦恼便可逐一得到解决。下面是一所典型的智能家居的功能描述：
坐在沙发上你可以通过一个遥控器来控制家里的所有设备，包括控制灯光的明暗、窗帘的开合、门窗的开关、房间温度的高低，还可开启或关闭电饭煲、换气扇、家庭影院等；
下班前拿起电话发出指令，家庭智能控制系统就会启动电热水器、打开空调、关闭窗户并拉上窗帘。等你回到家时，室内已经是温度宜人，并可立即享受热水浴；
- 由于有住宅一体化视听系统，你在家里的任何角落都可欣赏音乐、广播和收看电视，也可在家庭数字影院中享受和大影剧院中一样效果的音响和图像；
- 躺在床上，你可以轻触一下床头的按钮开关，将厨房的灯光关闭；
- 无论在世界的任何地方，你都可以通过因特网或手机了解家中情况，并控制 家中各种电器设备；
- 当发生火灾、燃气泄漏、非法入侵时，智能报警系统会自动拨打报警电话；
- 老人突然发病，可通过紧急按钮呼救；
- 利用智能控制系统的定时功能，能够实现定时开关窗户、电灯等等。
这种新型拥有智能家居的智能家庭居所一改传统家居之不足，利用多种先进的科技手段为静态的家居环境赋予了“智慧”和“生命”，使居室能够自动识别环境的变化，捕获发生的事件，甚至能够感知人的意图并自动作出反应，从而为人们创造一个更加安全、舒适、便捷的生活环境。这种智能化的生活体验你渴望拥有吗？[page]
（三）智能家居应该具备哪些功能
智能家居是一种全新的家居理念，不同的群体对智能家居具有不同的理解，不同的家庭对智能家居的功能有不同的要求。智能家居系统往往是根据一个家庭的具体情况和实际需要进行有针对性设计的，每个家庭往往都不完全一样，一般来说，智能家居系统具有以下功能：
- 家庭安全防范功能：防盗、防火、防燃气泄漏以及紧急求助；
- 照明系统控制功能：控制电灯的开关、明暗；
- 环境控制功能：窗帘、门窗、空调等；
- 家电控制功能：家庭影院、电饭煲、微波炉、电风扇等；
- 智能化控制功能：如火灾时自动断电，燃气泄漏时自动关闭气阀并打开窗户和换气扇，下雨时自动关闭窗户；
- 多种控制途径：如通过遥控器、触摸屏、电话、网络等控制家庭设备、
（四）智能家居由哪些要素组成
智能家居是以家庭智能控制系统为核心，以家庭智能网络为纽带的家庭各要素的总和，包括房屋、门、窗、灯、家电、水、燃气、厨房、卫浴等等．智能家居是传统家庭居室、家用器具、新兴家用电器、住宅智能网络、智能设备和住宅安防设备的有机组合。住宅居室的智能化功能主要由以下5个部分来共同实现：住宅安防报警系统、住宅一体化视听系统、通信及办公自动化系统、住宅智能网络和家庭智能控制系统。各个子系统通过家庭智能网络互联互通，既能够独立工作互不影响，又能够相互交换信息，协同工作，并且具有同外界（小区、因特网、公话网、有线电视网等）通信的能力。图1.1所示为智能家居系统的结构框图。
图1.1智能家居系统结构图
1．住宅安防报警系统
传统的防盗门、防盗窗虽然能够很好的阻止非法入侵者，但是这些传统的机械式家居防卫系统，在实际使用中暴露出一些隐患，例如：①在火灾情况下，逃生与消防营救受到影响；②影响楼体的美观和市容的整洁；③为犯罪分子提供了便利的翻越条件；④这些设施遭到暴力破坏时无法实现自动报警。而门磁、窗磁、玻璃破碎器和人体探测器等先进的电子防范设备则可以变被动防护为主动防护，大大加强家庭的安全指数，有效地保护主人的人身和财产安全。
住宅安防报警系统应该具有以下功能：
- 全自动的防盗、火灾报警、燃气泄漏报警功能。
- 如果遇到抢匪、老人突然发急病等意外情况时，具有紧急报警、呼救功能。
- 联动功能。例如发生火灾时除自动报警外还要通知住宅智能控制系统切断家庭总电源；燃气泄漏时通知住宅智能控制系统关闭燃气管道的电磁阀门，打开窗户和换气扇等。
住宅安全防范系统一般由信号采集单元（如各种探测器、门磁、紧急按钮）、信号处理单元和执行单元（如声光报警器、电磁燃气阀门、自动电话拨器）等部分成。
图1.2住宅安防系统结构图[page]
2. 拥有智能家居的住宅一体化视听系统
同住宅中央空调、一体化厨房、一体化卫浴一样，拥有智能家居的住宅视听设备也开始进入了一体化时代。住宅的家庭影院系统是住宅一体化视听系统的雏形。虽然数字化家庭影院系统的出现大大提高了家庭视听效果，但在现实中由于各种条件的限制，使得人们在享受家庭影院时并不能够随心所欲：在一个家庭里，家庭影院设备一收情况下只有一套，放在哪个房间，就只能在哪个房间欣赏。离开了这个房间要想再听，就必须把音量开大，但这会影响到其他房间里的家人或邻居。要想欣赏精彩的画面就更没有指望了。而住宅一体化视听系统则能够将视频和音频信号送到住宅的每个角落。无论是在厨房忙碌还是正在如厕，均能够欣赏音乐，观看电视，收听广播，并且不会影响隔壁房间。此外，还能够在家庭的任何角落随时同来访者可视对讲，免除了门铃响时主人从卧室、厨房甚至卫生间冲到客厅门口的尴尬。住宅一体化系统和家庭智能控制系统协同工作则会给人们带来．．视听无处不在，控制随心所欲”的新奇体验。
下面是一套典型的住宅一体化视听系统的功能描述：
- 每个房间、走道、阳台、厨房、厕所都装有吸顶音箱，并且每处的音量都可以通过住宅智能控制系统单独调节。
- 在客厅、卧室分别设有彩电，餐厅侧墙悬挂一块等离子屏（书省空间）。厕所和厨房分别安装一台21英寸‘注、监视器。
- 在婴儿室、草坪上空和客厅分别安装了监控摄像头，用来看护熟睡的婴儿、玩耍的孩子以及外出时监控家里情况。
- 门口安装可视对讲门铃。
-
客厅除了有一套数字家庭影院外，还配备了一个视音频切换矩阵。视音频切换矩阵的功能是把所有的视音频源（DVD、CD机、录像机、可视对讲门铃、监控摄像头等）切换到任意一个或多个显示设备和音箱上。例如把可视对讲门铃
的图像和声音切换到厕所、厨房、卧室等。 - 住宅智能控制系统能够随时随地控制家里的任何视听设备。
住宅一体化视听系统结构如图1.3所示。
图1.3 住宅一体化视听系统结构图[page]
3 拥有智能家居的中住宅智能网络和住宅智能控制系统
住宅智能网络是智能家居系统的桥梁和纽带，其作用是将住宅中各种离散的、独立的、来自不同厂家的电器、灯光、窗帘、门窗、阀门、各种开关、门锁、排气扇、安防设备等通过住宅总线技术(HBS)连接起来，使它们成为一个有机的整体。住宅智能网络只是住宅网络中的一个子网络。在智能化家庭里，除了智能网络以外，还有有线电视网、视音频网络、数据网以及电话网等。本节只对住宅智能网络作简单介绍。
住宅智能网络从通讯方式上可以分为无线网络、有线网络和混合型网络目前市场上能见到的无线网络产品一般是采用无线射频技术来实现设备之间的通讯。不久的将来，采用蓝牙技术实现的住宅无线智能网络将得到普及。无线住宅智能网络安装时无需布线，所以安装方便。市场上大部分家用有线网络产品多半是采用电力载波技术并且遵照X-10协议，小部分则是采用自己开发的有线技术实现的。混合型住宅智能网络则是在组网时网络的一部分采用无线方式，而另外部分则采用有线方式。
住宅智能网络从连接方式上可分为集中式网络、分布式网络和总线式网络。
(1)集中式家庭智能网络
在这种网络里，中控主机到每个组件都有一根独立的连接线，其中一根出现
故障不会影响到其他部分，因此系统稳定性较好；但是布线较多，也不利于日后
的系统改造，见图1.4。
图1.4集中式住宅智能网络
(2)分布式住宅智能网络
这类网络多采用无线传输方式，其特点是：①系统采用无线传输，无需布线；②整个系统没有控制主机，而是将控制主机的功能分解到每个智能模块上，每个智能模块都有一个单一的功能。这种方式安装方便，不会因为线缆影响居室的美观，有利于日后改造或扩展，特别适合用在已经装修好的房间。无线分布式家庭智能网络应该成为未来的主流趋势。
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图1.5无线分布式住宅智能网络 [page]
(3) 智能家居总线式住宅智能网络
总线式住宅智能网络是把所有的控制和被控制的设备通过一根系统总线连接起来。这种方式布线简单，有利于日后扩展，但是一旦总线出现故障，则可能导致整个系统瘫痪，见图1.6。
图 1.6 总线式住宅智能网络
值得说明的是，采用哪一种网络形式主要取决于所选用的住宅控制系统，因为目前市场上的家庭控制产品，一种系列的控制产品一般只能工作在某种固定的网络形式下。
住宅智能控制系统通过住宅智能网络对家庭中的各个设备进行集中的或者异地的监视、控制以及进行家庭日常事务管理。在许多专业的家庭智能控制类产品中，往往把控制系统、安防系统等融合成一个整体'各个子系统之间没有明显的界限。另外，智能家居系统包括了家庭生活的方方面1.7其智能化功能的实现一般分信息采集、信息处理和执行三个步骤实现，见图1.7。
①信息采集。一般有以下三种信息：
一是报警信息。比如房门被非法打开，盗贼从窗户侵入，客厅有物体移动燃气泄漏、发生火灾、紧急按钮被按下等。
二是环境信息。如天空开始下雨，室内的温湿度，到了预定时间，有客人来访，燃气／电／水表数据等。
三是操作信息。指用户通过遥控器、触摸屏、手机、电话、因特网等对家居设
备进行的操作。如开灯、打开窗帘、设定空调温度、收看电视、播放音乐等。
只有当家居智能系统接收到某种有效信息时才会作出反应，因此信息采集
的及时性和准确性直接关系到家居智能系统的性能。用来采集信息的设备一般有各种探头、智能仪表、键盘等。这部分设备称为前端设备。
②信息处理。信息处理通常是由家居智能系统的系统主机来完成。他把前端设备传来的信息进行分析、运算，然后根据运算结果产生执行指令发送给后端的执行元件。
③执行（响应）。被操控的对象称为执行元件，如电动窗帘、电磁门锁、电动阀门、灯光控制器、光电报警器、排风扇、空调、电视机、DVD等。执行元件接收并
执行系统主机发来的操控指令。
由上可知，智能家居系统的结构也可用图1.8来表示。
图1.8智能家居系统结构
前端设备有：安防类如摄像头、红外感应器、门磁、燃气探头、烟感探头、温感
探头、紧急按钮等；环境信息采集类如燃气表、电表、水表、室温计、湿度计、时钟、门铃等；操控界面类如遥控器、触摸屏、键盘、手机、电话、因特网等。
执行元件有：环境类，如电动窗帘、灯光控制器、电动阀门（气阀、水阀）、电
磁门锁、空调等；音视频类，如家庭影院系统（电视机、DVD、录像机、功等）、监视器、音视频切换器、可视对讲系统、声光报警器等；自动化办公设备、如计算机、打印机、扫描仪等。
家庭智能网络从传输方式上可分为无线网络、有线网络和混合型网络，从布线方式上可分为星形网络、总线型网络和分布式网络。
4．通信及自动化办公系统
通信及自动化办公系统是智能家装的一个重要组成部分。它包括电话、传真、计算机、打印机、扫描仪、复印机、数码相机等设备是当代家庭必备设备。计算机及其外设是通信及自动化办公系统的核心。计算机本身配置什么样的CPU、内存、显
卡、光驱和硬盘，其外设配置什么样的打印机、扫描仪、调制解调器等等是办公自动化的档次问题。另外，配置电话、传真机和复印机是加强同外部信息交流的必备工具。目前有一种电话、传真、扫描仪。复印四合一的机器比较适合家庭使用。高速宽带网进入家庭又把办公自动化和通信系统向前推进一步。[page]
（五）智能家居的现状和发展趋势
进入21世纪以来，现代技术的发展带动了智能住宅的发展，使建筑电气、计算机技术与建筑融为一体，使人们的工作和生活更加舒适、便捷和安全。但是由于智能装饰的发展受技术和经济两个因素的制约，长期以来使家庭难以接受，国内仅在办公楼宇、宾馆、酒店和少数特殊场合中有些应用。近几年随着科技的发展，人们的购买力不断提高，而产品成本不断降低，使智能产品走向家庭成力可能。例如近几年出现了一些智能化小区，一些高档宅和别墅也安装了智能系统；一些家庭在进行家庭装饰中已经考虑预埋线路组建网络，有的已经安装可视门铃，有的安装了家庭影院等。预计2010年智能家居产品将大量进入家庭。
随着智能家居市场的迅速膨胀，国内外许多企业将大量的资金和人才投入到智能家居产品的研发和生产领域。目前市场上的智能家居产品已经非常丰富，有关智能家居方面的技术也日新月异。但是智能家居毕竟是一个新的领域，缺乏统一的行业标准，市场上的产品普遍存在兼容性差、运行稳定性难以保证等弱点。
从技术角度来看，目前流行的智能家居技术协议有RS – 232/485串行通信技术、电力载波技术、无线射频技术等。今后随着技术的发展和相关行业标准的出台，以及大型家电厂商的加入，各种模块的功能将被集成在电器内部，用户只要将电器自带的标准接口连接到住宅网络上就可以实现协同工作了。
（六）住宅智能装饰的步骤和方法
对住宅进行智能装饰，一般是在住宅进行全面装饰时同时进行的，大致分以下几个步骤：
首先：进行智能装饰前应由户主根据住宅结构、房间分布、环境条件及经济状况等提出功能要求并确定档次。
第二步：设计部门对用户提出的要求进行需求分析做出详细完整的设计
方案。
第三步：根据方案给用户认定进行的选购智能器材（智能组件）。
第四步：按方案进行布线和安装，由分部到总体进行验收和评估。
第五步：调试。[page]
☆1．功能要求——
智能装饰的功能要求。主要是指对安防系统、照明系统、环境控制、家电控
制、视听系统、办公自动化及智能控制系统等方面性能、档次及数量的要求。
(1)安防系统
要设置报警和防盗点，是否要和外部联网，是否要监控，要设多少监控点监
控有什么质量要求等。
(2)照明系统
有哪几盏灯要进行集中控制，有哪些地方的灯要进行自动调光，哪几盏灯须
自动开闭，以及对灯的亮光照度和色彩变换都提出要求。
(3)环境控制
是指对窗帘，门窗和空调等的控制，如几处窗应加装自动窗帘，门窗是否要自动 控制，门窗玻璃要加玻璃破碎探测器，以及家中空调的集中控制都可提出要求。
(4)家电控制
哪些家电需进行集中监控，哪些家电要进行网络遥控等。
(5)视听控制
是指家庭一体化视听系统，如家庭影剧院或音视频室播放图像时各房间都
可以自由收看等。家庭影院设备档次高低非常悬殊，用户根据自己的兴趣和
经济条件决定的。
(6)办公自动化
对家庭办公自动化有什么要求，配置是什么档次的计算机，外设和对外通讯
工具等，如计算机的速度、内存、硬盘容量以及扫描仪、打印机、复印机、传真机和 moden等配置的档次。
(7)智能控制系统
是指对智能组件器材和设备的控制方式的具体要求，如：可以是较低档次的独立分散的控制，也可以是用较高档次的以局域网连接方式的集中控制，或无线方式的控制。后两种已有各种各样的现成配套的设备。用户对它们作出选择.
2.智能住宅设计
智能住宅是根据功能要求和经济实力为依据进行设计的。一般应经过如下
两个步骤：
(l)详细完整的需求分析
在设计前设计人员应与用户进行充分的沟通，认真听取用户意见，将用户需求明确化、精细化、完整化，最终形成详细的需求说明。如房间的布局、家电数量、种类、摆放位置、设备档次、职能化程度、安防级别、控制方式、装修风格等在此基础上进行设计，并向用户交底，听取用户意见对设计修改使方案完善。只有这样才能减少项目施工中间或后期的变更次数，从而降低成本。
(2)系统设计
系统设计是设计人员在用户给定的条件下构思出多种设计方案，经多次对比分析，从中挑选出一个最佳方案。系统设计应遵循的原则是整体性、独立性、先进性和开放性。系统设计的内容应包括：设计依据（即依照国家哪项规定，能 够达到什么样的性能指标）功能描述、设备清单以及系统原理图。
3．器材选购
智能装饰器材有三种类型，即能够独立工作器材或组件，必须与控制机相连才能工作的组件以及既能够单独工作又能够与控制相连工作的器材。选购器材的档次应根据用户经济条件而定。选购器材的原则是应选取那些既能满足设计要求，价格又便宜的器材，即选取性能价格比高的智能器材。
4．安装和调试
(l)安装
应严格按设计图的布线安装。安装时要注意连接导线的隐蔽性，对不能隐蔽的设备放置时也要注意外观美观；用的连接的导线一定要规范，如有线电视一定用同轴电缆线；复合视频信号和音频要用AV线等；接头处和设备连接一定要规定的接插件；强电导线和弱电导线要离开规定距离，避免干扰。
(2)调试
应预先设计调试步骤，确定好先调试的组件和后调试的组件，并确定最后进行总调的方法。有时还须按实际情况设计模拟方案，对系统进行统调。
5．验收和评估
(l)验收
逐项进行验收。验收时应预设一些运行程序实验每个单元的可靠性和稳定性，并性，并在逐项验收的基础上进行综合验收。综合验收是实验整个系统的运行情况，测试各单元在整个系统中协调工作的可靠性和稳定性。
(2)评估
通过系统验收，对系统完成任务情况，以及该系统所耗费用进行评估，评估其功能能否满足用户的要求，评估性能价格比。