智能住宅的核心“家庭控制器”

中国兵器工业第五设计研究院 朱立彤

摘 要 文章阐述家庭控制器是智能住宅的核心，并且住宅的安全性、生活环境、通信方式 信息服务、家电设备自动控制等家庭智能化是通过它得以实现的。

关键词 家庭控制器 家庭控制器主机 通信网络 设备自动化 安全防范

1、引言
　　随着国民经济和科学技术水平的提高，特别是计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术、信息技术的迅猛发展与提高，促使家庭实现了生活现代化，居住环境舒适化、安全化。这些高科技已经影响到人们生活的方方面面，改变了人们生活习惯，提高了人们生活质量，智能住宅也正是在这种形势下应运而生的。
　　智能住宅的概念起源于美国，美国的智能住宅发展是最为迅猛的。继美国之后，欧洲、日本、新加坡等国家住宅智能化也得到了飞速发展。在我国，智能住宅这一概念推广较晚，但其发展的速度也很快，全国已建立了一些具有一定智能化功能的住宅和住宅小区。
　　智能住宅是将家庭中各种与信息相关的通讯设备、家用电器和家庭保安装置，通过家庭总线技术连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。这些功能都是通过家庭控制器来实现的，家庭控制器具有家庭总线系统、通过家庭总线系统提供各种服务功能、能和住宅以外的外部世界相连接。所以说家庭控制器是智能住宅的核心，也有人将它比喻成人的大脑。由此可见，家庭控制器在智能住宅中的重要地位。
2、家庭控制器的组成
　　按照智能住宅的系统，可将家庭控制器的组成分成家庭控制器主机。家庭通信网单元。家庭设备自动化单元和家庭安全防范单元四个大部分，家庭控制器的组成详见图1所示。
2．1家庭控制器主机
　　家庭控制器主机是由中央处理器cpu、通信模块组成。
2．2家庭通信网络单元
　　家庭通信网络单元由电话通信模块、计算机互联网模块、CATV模块组成。
2．3家庭设备自动化单元
　　家庭设备自动化单元由照明监控模块。空调监控模块。电器设备监控模块和电表、水表、煤气表数据采集模块组成。
2．4家庭安全防范单元
　　家庭安全防范单元由火灾报警模块、煤气泄漏报警模块、防盗报警模块和安全对讲及紧急呼救模块组成。
3、家庭控制器的功能
　　家庭控制器与外部设备之间的关系见图2所示。
3．1家庭控制器主机的功能
　　通过总线与各种类型的模块相连接，通过电话线路。计算机互联网、CATV线路与外部相连接。家庭控制器主机根据其内部的软件程序，向各种类型的模块发出各种指令。
3．2家庭通信网络的功能
3.2．1 电话线路
　　通过电话线路双向传输语音信号和数据信号。
3．2．2　计算机互联网
　　通过互联网实现信息交互、综合信息查询、网上教育、医疗保健、电子邮件、电子购物等。
3．2．3 CATV线路
　　通过CATV线路实现VOD点播和多媒体通信。
3．3　家庭设备自动化的功能
　　家庭设备自动化主要包括电器设备的集中、遥控、远距离异地的监视、控制及数据采集。
3．3．1家用电器进行监视和控制
　　按照预先所设定程序的要求对微波炉、开水器、家庭影院、窗帘等家用电器设备进行监视和控制。
3．3．2　电表、水表和煤气表的数据采集、计量和传输根据小区物业管理的要求在家庭控制器设置数据采集程序，可在某一特定的时间通过传感器对电表，水表和煤气表用量进行自动数据采集、计量，并将采集结果传送给小区物业管理系统。
3．3．3　空调机的监视、调节和控制
　　按照预先设定的程序根据时间、温度、湿度等参数对空调机进行监视，调节和控制。
3．3．4　照明设备的监视、调节和控制
　　按照预先设定的时间程序分别对各个房间照明设备的开、关进行控制，并可自动调节各个房间的照明度。
3．4 家庭安全防范的功能
　　家庭安全防范主要包括防火灾发生、防煤气（可燃气体）泄漏、防盗报警、安全对讲、紧急呼救等。家庭控制器内按等级预先设置若干个报警电话号码（如回家人单位电话号码，手机电话号码、寻呼机电话号码和小区物业管理安全保卫部门电话号码等），在有报警发生时，按等级的次序依次不停地拨通上述电话进行报警（可报出家中是哪个系统报警了）。
3．4．1 防火灾发生
　　通过设置在厨房的感温探测器和设置在客厅、卧室等的感烟探测器，监视各个房间内有无火灾的发生。如有火灾发生家庭控制器发出声光报警信号，通知家人及小区物业管理部门。家庭控制器还可以根据有人在家或无人在家的情况，自动调节感温探测器和感烟探测器的灵敏度。
3．4．2　防煤气（可燃气体）泄漏
　　通过设置在厨房的煤气（可燃气体）探测器，监视煤气管道、灶具有无煤气泄漏。如有煤气泄漏家庭控制器发出声光报警信号，通知家人及小区物业管理部门。
3．4．3　防盗报警
　　防盗报警的防护区域分成两部分，即住宅周界防护和住宅内区域防护。住宅周界防护是指在住宅的门、窗上安装门磁开关；住宅内区域防护是指在主要通道、重要的房间内安装红外探测器。当家中有人时，住宅周界防护的防盗报警设备（门磁开关）设防，住宅内区域防护的防盗报警设备（红外探测器）撤防。当家人出门后，住宅周界防护的防盗报警设备（门磁开关）和住宅区域防护的防盗报警设备（红外探测器）均设防。当有非法侵入时，家庭控制器发出声光报警信号，通知家人及小区物业管理部门。另外，通过程序可设定报警点的等级和报警器的灵敏度。
3．4．4　安全对讲
　　住宅的主人通过安全对讲设备与来仿者进行双向通话或可视通话，确认是否允许来访者进入，住宅的主人利用安全对讲设备，可以对大楼入口门或单元门的门锁进行开启和关闭控制。
3．4．5　紧急呼救
　　当遇到意外情况（如疾病或有人非法侵入）发生时，按动报警按钮向小区物业部管理部门进行紧急呼救报警。
4、家庭控制器的选用
　　家庭控制器的选用主要根据以下几个方面来考虑。
4．1　用户的基本要求
　　根据用户提出有哪些被控设备及监视控制要求（功能要求）等因素，来对家庭控制器组成进行配置，包含模块种类的选择和各种模块数量的选择。
4．2　住宅和小区的建设标准
　　根据住宅和小区的建设标准、智能化水平、各个家庭的经济水平，选择相应档次的家庭控制器。
4．3　扩展功能
　　家庭控制器要有一定的扩展功能，考虑能适应今后发展的需要。
5　结束语
　　智能住宅的发展方兴未艾，它是二十一世纪住宅科技发展的重要标志，虽然智能住宅对于我国大多数人来讲还是一个新的概念，但很快会被人们所了解和接受，这一技术也将在我国被广泛应用。智能住宅技术发展日新月异，往往在我们做规划和设计时选用先进的。成熟的技术，在经过从规划。设计到设备安装这段时间后，原来所选用的设备在技术上已经落后了或有了新的发展。所以在规划、设计时要考虑技术发展这一因素，一定做到超前，即在技术（系统）方面超前、在预留接口（模块）方面超前、在敷设管线方面超前。
5．1　在技术（系统）方面超前
　　在规划和设计时应预测智能住宅若干年后的发展趋势，会增加哪些新系统、扩展哪些系统、增加哪些新设备。增加哪些新的控制要求等，在规划和设计中应予考虑和体现出来。
5．2　在预留接口（模块）方面超前
　　在规划和设计中应预留一定数量的标准型接口（模块），以满足今后发展和接不同类型设备的需要。
5．3　在敷设管线方面超前
　　在规划和设计中多预留一些管线，以保证今后发展时的需要。如增加某个系统或增加某个设备时，不需要因重新敷设各种管线，而破坏装修和建筑物的墙体、地面或顶棚了。
　　如果在规划和设计中能考虑到今后发展的各种因素，采取了相应的各种技术措施，这样就可以保证建筑物建成后在使用功能方面若干年不落后。