楊志鋼

YANG Zhi-gang

（恒鋒信息科技股份有限公司）

(Hengfeng Information Technology Co., Ltd.)

某智慧小區(qū)智能家居方案的設(shè)計與實現(xiàn)

楊志鋼

YANG Zhi-gang

（恒鋒信息科技股份有限公司）

(Hengfeng Information Technology Co., Ltd.)

介紹了在某智慧小區(qū)智能家居方案深化設(shè)計及實施過程中，根據(jù)客戶需求提出深化設(shè)計方案，實現(xiàn)了燈光智能控制、窗簾智能控制和場景控制等功能，最后闡述了應用前景。

智能家居；燈光智能控制；窗簾智能控制；場景控制

1 引言

智能家居是以住宅為平臺，利用通信技術(shù)、自動控制技術(shù)、安全防范技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施集中控制，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)相關(guān)的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性，并實現(xiàn)節(jié)能的居住環(huán)境。

本文介紹了在某智慧小區(qū)智能化項目實施過程中，對智能家居系統(tǒng)方案進行的深化設(shè)計、交付實施，以及對實施結(jié)果進行的監(jiān)測。最后，對該項目的智能家居系統(tǒng)功能前景進行預測，希望能起到拋磚引玉的作用。

2 需求分析

根據(jù)招標技術(shù)要求，該項目智能家居系統(tǒng)所涵蓋的功能應包括以下范圍：

◆智能照明系統(tǒng)；

◆智能窗簾系統(tǒng)；

◆家居控制軟件；

◆預留遠程控制接口，以便移動終端集成。

根據(jù)相關(guān)招標文件，該項目設(shè)計的智能家居系統(tǒng)，應是一套對室內(nèi)各類電氣設(shè)備進行自動化、智能化和集中控制管理的系統(tǒng)，為住戶提供舒適及高品質(zhì)的家居生活環(huán)境。

以A戶型為例，該戶型是躍式型，一層為廚房、餐廳、客廳、次臥、次衛(wèi)??；二層為主臥、次臥、主衛(wèi)浴。智能家居系統(tǒng)要實現(xiàn)的控制對象為：餐廳、客廳、主臥照明燈具；客廳、主臥窗簾；預留控制空調(diào)接口等。

3 深化設(shè)計方案

根據(jù)招標文件相關(guān)要求，筆者在該項目中選用了Legrand（羅格朗）智能家居產(chǎn)品，該產(chǎn)品為基于電氣安裝總線KNX結(jié)構(gòu)設(shè)計。

“電氣安裝總線KNX”概念起源于歐州，現(xiàn)已成為國際性現(xiàn)場總線標準之一。羅格朗智能家居系統(tǒng)采用KNX總線標準，它通過一條總線將各個分散的元件連接起來。各個元件均為智能化模塊，即通過電腦編程的各個模塊既可獨立完成控制工作，又可根據(jù)要求進行不同組合，從而實現(xiàn)不增加模塊數(shù)量而使功能倍增的效果。KNX總線具有舒適、節(jié)能、靈活、經(jīng)濟和安全等特點。

1）設(shè)備配置

智能家居系統(tǒng)設(shè)備主要由三類元件組成：執(zhí)行元件、傳感器類元件、系統(tǒng)元件。

（1）執(zhí)行元件

執(zhí)行元件是直接接負載掛在總線上的元件，從總線上得到命令并執(zhí)行。驅(qū)動元件主要有以下兩種：

◆4路燈光開閉控制模塊：可以控制4個照明回路；

◆8路燈光開閉控制模塊：可以控制8個照明回路。

（2）傳感器類元件

傳感器類元件是感測和發(fā)出命令給總線的元器件。傳感器類元件主要有以下兩種：

◆人體感應器：用于探測區(qū)域內(nèi)有無人員走動；

◆智能面板：用于控制區(qū)域內(nèi)照明場景。

（3）系統(tǒng)元件

系統(tǒng)元件是構(gòu)成系統(tǒng)的一些必需元器件。系統(tǒng)元件主要有以下兩種：

◆系統(tǒng)電源：將230V AC電源轉(zhuǎn)換成24V DC供電給系統(tǒng)元件，并將信號耦合到總線上；

◆IP網(wǎng)關(guān)：支持iPad/iPhone APP Store下載APP可視化遠程控制；可視化界面可根據(jù)甲方需求定制，用戶可根據(jù)使用習慣自由編輯場景功能。

2）系統(tǒng)點位設(shè)置

根據(jù)招標文件和水電專業(yè)圖紙，本項目控制客廳（5個）照明回路（WL4～WL8）、餐廳（3個）照明回路（WL9～WL11）、主臥（3個）照明回路（WL12～WL14），共11個照明回路；控制客廳（2個）窗簾和主臥（2個）窗簾。

根據(jù)上述點位，本系統(tǒng)配置1個IP網(wǎng)關(guān)、1個系統(tǒng)電源、1個12路開關(guān)執(zhí)行器和1個4路百葉窗執(zhí)行器；在入戶門位置配置1個人體感應器、1個8路場景面板；在客廳配置1個8路按鍵面板和1個窗簾面板；在主臥配置2個4路按鍵面板和1個窗簾面板。其中，IP網(wǎng)關(guān)、系統(tǒng)電源、開關(guān)執(zhí)行器和百葉窗執(zhí)行器安裝在總配電箱內(nèi)。

3）控制系統(tǒng)原理圖

本工程智能家居控制對象為兩大類，照明和窗簾。根據(jù)A戶型住宅客戶需求、設(shè)備配置及系統(tǒng)點位設(shè)置，A戶型戶內(nèi)智能控制系統(tǒng)圖如圖1所示：

圖1 A戶型戶內(nèi)智能控制系統(tǒng)圖

圖2 照明控制原理圖

圖3 窗簾控制原理圖

根據(jù)水電專業(yè)圖紙，受控對象照明和窗簾的控制原理圖如圖2和圖所示3。

4 工程實施及實現(xiàn)功能

1）系統(tǒng)設(shè)備安裝及布線

系統(tǒng)安裝及布線分以下三部分。

（1）箱體模塊安裝

所有執(zhí)行模塊、系統(tǒng)電源模塊和IP網(wǎng)關(guān)均為標準模數(shù)化設(shè)計，采用35mm標準DIN導軌安裝方式，直接安裝在受控的照明配電箱中，無須額外增加特殊箱體。但須與水電專業(yè)提配合需求。

（2）現(xiàn)場前端設(shè)備安裝

前端設(shè)備主要有智能面板開關(guān)，探測器等傳感元器件。KNX系統(tǒng)現(xiàn)場元件均采用標準86盒預埋，內(nèi)裝統(tǒng)一總線耦合器，外插元件如各類智能面板。安裝中須與精裝修配合。

(3）系統(tǒng)布線

KNX系統(tǒng)采用KNX總線，將系統(tǒng)元件、執(zhí)行元件、現(xiàn)場智能面板連接起來，完成智能家居系統(tǒng)布線。傳輸線纜使用KNX通信協(xié)議專用屏蔽電纜。線芯規(guī)格為2×2×0.8mm2（信號線與電源線共用2線芯，另2芯備用），線芯外裹鋁箔屏蔽層及接地銅絲。

2）軟件編程及調(diào)試

使用羅格朗ETS編程調(diào)試軟件。主要步驟有：下載并安裝硬件程序包、設(shè)置通訊接口；新建項目、添加設(shè)備、設(shè)備參數(shù)編輯以及組地址分配、設(shè)置場景；編輯物理地址（即下載程序之前需要將編程程序的設(shè)備與現(xiàn)場的設(shè)備對應起來），下載應用程序，最后測試程序。

程序下載好后，需要在網(wǎng)絡(luò)連通的情況下右鍵點擊群組，選擇“讀取/寫入值”，在彈出的窗口中選擇相應的控制命令，點擊“確定”。特別注意的是，控制時可能出現(xiàn)總線無響應的情況，需重啟軟件重新控制。

3）實施后的功能效果

該項目采取先做樣板工程，達到既定設(shè)計功能后，再全場施工。在對1#樓8層A戶型樣板房實施后，實現(xiàn)了如下功能。

(1）燈光智能控制

對餐廳、客廳、主臥的燈光進行智能控制，實現(xiàn)了如下功能：①入戶門位置設(shè)置人體探測器，實現(xiàn)人來燈亮人走燈滅的自動感應功能；②在客、餐廳墻面設(shè)置智能開關(guān)面板，便捷控制客廳、餐廳燈具（如：全開、全關(guān)及各種場景照明）；③在主臥床頭設(shè)置智能開關(guān)面板，便捷控制主臥燈；④通過IP網(wǎng)關(guān)，可拓展到手機等智能終端上智能控制客廳、餐廳、主臥的燈具。

(2）窗簾智能控制

對客廳、主臥的窗簾進行智能控制，實現(xiàn)了如下功能：①在客廳、主臥設(shè)置智能開關(guān)面板，便捷控制窗簾開關(guān)；②通過IP網(wǎng)關(guān)，可拓展到手機等智能終端上智能控制客廳、主臥的窗簾開關(guān)。

(3）場景控制

可通過系統(tǒng)配置使客廳、餐廳及臥室的照明燈光、電動窗簾等多種元素有機組合成適合不同使用需求的場景模式。

a）回家場景模式

晚上回家時，開門后無須動手，系統(tǒng)按回家場景需求，自動進入對應“回家場景”，此時自動開啟燈光及相應設(shè)備。

b）就餐場景模式

就餐時，只需一個按鍵，餐廳燈光自動打開到最舒適狀態(tài)（設(shè)定狀態(tài)）。

c）休閑場景模式

傍晚或周末在家休閑時，一個按鍵讓整個空間的燈光自動調(diào)到合適亮度，一切都按照預先設(shè)置的自動控制到位，讓整個空間洋溢著休閑氣息。

d）起夜場景模式

夜間起夜時，只需手指輕輕一按，啟動起夜模式場景。此時，走道到衛(wèi)生間的燈亮起，調(diào)到適合于晚間起夜的亮度。

e）起床場景模式

早上起床時，窗簾慢慢打開，燈開啟至舒適的亮度。

f）離家場景模式

離家時，只需手指輕輕一按，就可以啟動離家模式場景。此時，自動關(guān)閉窗簾及室內(nèi)所有燈光。

5 結(jié)束語

本文通過在某智慧小區(qū)智能家居方案深化設(shè)計及實施過程中，對相關(guān)招投標文件進行深度解讀，研究客戶的深層次需求，提出深化設(shè)計方案和實施方案；對工程實施過程進行監(jiān)控。最終實現(xiàn)了燈光智能控制、窗簾智能控制和場景控制等功能。本文采用的智能家居產(chǎn)品預留了第三方集成接口?？赏ㄟ^開發(fā)APP軟件、集成智能家居系統(tǒng)、可視對講系統(tǒng)、家庭安防系統(tǒng)及家庭影院系統(tǒng)等，在智能手機等智能終端上輕松控制家用設(shè)施，創(chuàng)造一個宜居、智能的居住環(huán)境，具有廣闊的市場前景。

[1] Legrand_KNX．羅格朗KNX智能建筑系統(tǒng)官網(wǎng). http://www.legrand.com.cn/

[2] 卿勇.智能家居發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)綜述[J]. 軟件導刊， 2017(1).

[3] 敖立智慧家庭發(fā)展呈現(xiàn)四大趨勢,未來將邁向人工智能[J]. 通信世界，2017(5).

[4] 王飛,陳金鷹,劉香燕.智能家居應用現(xiàn)狀及其發(fā)展分析[J]. 通訊世界，2016(4).

[5] 楊毅. KNX總線技術(shù)在樓宇和家居控制系統(tǒng)中的應用[J]. 智能建筑與城市信息，2014(12).

[6] 謝永華,裴龍龍,吳彤.KNX在智能家居中的應用[J]. 儀表技術(shù)，2015(9).

[7] 王光偉.基于KNX總線的智能家居體驗中心研究與設(shè)計[D].天津: 天津職業(yè)技術(shù)師范大學， 2016.

Design and Implementation of Smart Home Scheme in a Smart Community

This paper introduces the deepening design and implementation process of smart home smart home scheme, according to customer demand deepening design scheme, realize the lighting intelligent control, curtain intelligent control and scene control function, and finally expounds the application prospect.

smart home; intelligent lighting control; intelligent curtain control; scene controlled