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智能家居控制系统.pdf

智能家居控制系统

dabao
2013-06-18 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《智能家居控制系统pdf》,可适用于IT/计算机领域

别墅智能家居控制系统解决方案目录一、系统概述.项目概述.控制要求.设计依据.系统架构图二、照明控制子系统.需求分析信息点位表(仅供参考).设计方案系统结构设备选型.相关产品介绍数字调光器(L)电源控制器(L)触控面板(L).智能照明系统功能.面板场景设置方案触控面板的按键方式场景设置方法面板图标说明三、安防监控子系统.需求分析信息点位表(仅供参考).设计方案系统结构设备选型.安防系统功能简介四、空调、窗帘、喷泉、智能家电系统.需求分析信息点位表(仅供参考).设计方案设备选型.空调系统功能说明.背景音乐系统介绍五、可视对讲子系统六、远程控制网络控制遥控控制(G)电话、短信控制.智能家庭网关介绍iLonInternetServer描述:应用:七、结束语附:错误!未定义书签。一、系统概述.项目概述如果说建筑是凝固的音乐那么完美的家庭智能化自动控制系统则是这首乐曲上绝妙的音符。在科技发达、物质富庶的今天自控系统已不单纯是实现室内基本安防、照明、采暖的工具而且是建筑装饰的一种实用艺术品是自动化技术与建筑艺术的统一体。完善的自控系统集装饰、照明、安防及节能于一身尽力达到完美与和谐的统一充分利用科学与艺术的搭配光与影的组合以及安防与空调的自动控制来创造各种舒适、优雅的环境以加强室内空间效果的气氛。试想当房子的主人回到家只要在门口的卡片阅读机刷一下卡(或是指纹辨识、感应磁卡等)家庭自动化系统在做过安全认证后首先安防系统会先撤防门禁系统会开门灯光控制系统的迎宾模式场景会将室内灯光和缓的开启空调系统也启动了若是晚间则客厅的电动窗帘会自动关闭最后音响系统将您最喜欢的那首帕海贝尔的卡农演奏曲播放出来。而这一切的动作只是在一个起始动作后(即门禁的读卡动作)全部自动完成。这不难想到以上所提到的子系统间势必要有一可互操作性(Interoperable)的关系而其关键便是一个开放性的网络平台及架构。.控制要求别墅区的家居智能控制主要包括家庭的智能照明系统、家居安防系统、门禁系统、空调控制、窗帘控制、背景音乐系统、可视对讲等系统及其远程操作。.设计依据为了达到以上所提的连锁功能一个开放性的控制网络平台是必要的而强调开放性的最主要意义便是各子系统间的可互操作性。图开发系统网络示意图若是以单独的控制网络平台而言考虑其可互操作性必须特别要求的便是各子系统产品的网络通信协议是否可对等地在控制网络上通信。综观市场上能够兼具有系统开放性及各产品间互操作性的技术标准者应该首推LonWorks控制网络平台。同时LonWorks技术可无缝的实现与以太网的连接从而方便系统的集成小区物业的管理和用户的远程控制。由此我们设计了一个基于LonWorks技术的控制网和以太网技术的数据网的两层网络体系两者之间通过网络服务器来实现无缝连接从而方便管理与操作。利用这两个层级的网络来架构家庭自动化系统其具有以下特点:控制网络负责的是小而频繁之数据采集及传递控制功能在此系统必须符合稳定、精确、快速的原则所有主要的监视及控制功能均须能完整而自主地在此网络上执行。数据网络则是以大型的数据包传递为主信息应用在此网络上同样也必须符合稳定、精确、快速的原则其并不负责监视及控制功能的执行但却负责将控制网络所收集到的数据汇集成有用的信息并以不同的方式提供给使用者使用之。.系统架构图图家居智能控制系统架构图照明控制、门禁安防等系统都集成在LonWorks控制网之下而可视对讲、远程访问、无线接入等数据信息量大的应用都集成在数据网下面。二、照明控制子系统灯光是人们日常生活中的一部分。然而灯光除了照明之外更可以用来营造气氛。即由不同灯光的设计可以创造单一空间的多用途性。Nico公司推出的智能灯光控制系统就是为管理生活中复杂多变的光照而设计通过面板上的LED触碰式调光板可以控制灯光的开关和亮度或者使多盏灯光进入某种预设的场景。可以和其他子系统相互关联协同工作。例如:安防系统的报警信息可以使得所有的灯光联动。.需求分析B户型别墅的灯光控制主要集中在地上两层共个灯回路总共分为个区域需要进行调光控制。可进行场景的组合、切换及单灯的开关和亮度调节。以实现用户对不同场合的需求并起到节能的作用。信息点位表(仅供参考)表灯控制回路明细表方位路数具体线路卧室筒灯卧室落地台灯卧室射灯地上二层主卧室卧室组合吊灯吊灯玄光筒灯组合吊灯射灯筒灯客厅落地台灯组合吊灯射灯地上一层餐厅筒灯吊灯射灯半地下活动室筒灯总计.设计方案本智能灯光控制系统可采用多种传输媒介进行通信系统控制方式采用LonWorks技术遵循的LonMark协议,提供LonWorks网络接口和TCPIP以太网接口。根据目前现状我们采用的是双绞线等传输介质进行通信。用双绞线连接到各个楼层的控制器同时也将各个楼层所有的电灯、电器连成了网络。用双绞线做载体传输控制信号这就是用双绞线实现的网络化控制当某个节点出现故障时不会影响其他节点的通信。这样可以最大程度地减少因中央微处理器的失败而引起的网络瘫痪的机率。系统结构图照明控制系统架构图以自由拓扑的形式将各LonWorks节点(包括控制器和控制面板)接入控制网中它们之间只是控制信息的传递。而灯光的控制由调光器和控制器来操作。设备选型照明控制设备主要以Nico公司的灯光控制产品为主软件采用定制的Nico人机界面(HMI)现场控制设备采用四回路数字调光器L四个十回路电源控制器L(视精装情况而定)L型的触控面板五个(各区域配一个)。可以达到系统的控制要求具体设备参见设备报价清单(附一)。.相关产品介绍数字调光器(L)由NicoTechnologyInc研发的数字调光器(DIGITALDIMMERL)是以LonWorks平台为设计基础为一小体积、高效能、适用于家庭及楼宇的数字调光器。Nico数字调光器提供四组回路每组回路负载电流A而其主要的设计特色是一三段式旁路开关。三段式旁路开关包括了自动模式、切断模式及手动模式。在自动模式下调光器由网络系统自动操作。在切断模式下负载完全不受电方便进行维修及更换等工作。在手动模式下输出的ONOFF状态改由人为控制因此可在无网络系统运作下测试电路状况。三段式旁路开关的优点在使Nico数字调光器于网络系统或中央处理器故障时仍可运作。Nico数字调光器的使用能达到节约能源的效果。延时开关功能可以令室内的灯光徐徐开启、关闭避免了灯具短时间通过大电流而损坏的危险延长了灯泡使用寿命也科学地解决了灯光瞬时大幅变化带来的眩目效果。多场景的灯光变换设定更进一步营造充满美感的情境及气氛。技术参数:CPU:Neuron芯片MHz存储器:KFlash收发器:FTTFreeTopology输出端口:通道~VacA电源供应:VACVAC工作温度范围:~℃工作湿度范围:到RH℃电源控制器(L)电源控制器不但可应用于所有的灯光开关控制亦可用于其他以开关为控制属性的非灯光装置如电动投影荧幕、电动窗帘、造景喷水池等。电源控制器可将各种不同的电源开关作一整合性应用以提高使用上的便利性。以LonWorks平台为设计基础的Nico电源控制器提供十组回路每组回路均具有负载电流A之(SPDT)继电器。Nico电源控制器十组个别独立的输入通道可分别与控制网络上其他的控制开关或传感器连接应用以节约能源。Nico电源控制器另一主要的特色为三段式旁路开关的设计。三段式旁路开关包括了自动模式、切断模式、手动模式。在自动模式下电源控制器是由网路系统操控。在切断模式下负载完全不受电方便进行维修及更换等工作。在手动模式下输出的ONOFF改由人为控制因此可在无网路系统运行下测试电路状况。三段式旁路开关的使用操作优点在使Nico电源控制器于网络系统或中央处理器故障时仍可正常运行。技术参数:CPU:Neuron芯片MHz存储器:KFlash收发器:FTTFreeTopology输出端口:路独立端口输入端口:路独立端口数字化输出:~VDCmA电源供应:VACVAC工作温度范围:~℃工作湿度范围:到RH℃触控面板(L)最具现代感的外型以LonWorks技术为设计基础Nico触控式面板开关为住家、办公大楼及工业用途上的灯光系统、电器用品及其网络上的子系统提供了一种简单、方便且灵活的操控方式。触控式面板开关能够连接家庭智能化系统、安防系统、中央监控系统、并具集成空调、灯光、安防、娱乐视听等控制系统的功能。由于Nico触控式面板开关的导入应用取代了传统线路连接的开关大幅提升布线的容易度并减少线材及人工成本。且可藉由程序重新设定来更改其控制功能大幅增进了使用上的便利性及弹性。☆触控式按键具可程序化功能。☆蓝色背光设计方便夜间操作。☆高质感磨砂或镜面处理的铝质面板。☆简单便利的挂墙式安装设计。技术参数:CPU:Neuron芯片MHz存储器:KFlash收发器:FTX智能收发器控制键盘:键编程控制背光:蓝色LED背光灯数字化输出:~VDCmA电源供应:~VDC工作温度范围:~℃工作湿度范围:到RH℃.智能照明系统功能z全开全关:只需按一个键就可将所有灯同时打开或关闭z场景设置:只需按一个键就可以控制一组灯、一个预制的场景z多控开关:在三个以上的位置控制同一个灯z可变对象:无需改线就可改变开关的控制对象z集中控制:无需走动便可集中控制所有的电灯、电器z网络管理:可将照明电器联成网络统一控制管理图Nico智能照明住宅应用.面板场景设置方案Nico触控面板在设计上以触摸式功能键取代传统调光板上的功能按键因而在外观上呈现一种高科技质感的效果。为了便于搭配Nico触控式面板的背板和功能键可由使用者自行决定所需功能面板上的文字和图案均可通过电脑排版打印成具有个性化的产品。触控面板的按键方式触控面板的按键方式包括以下几种方式:◆开关切换模式开关切换模式用于对某一路灯的控制当面板被按下时灯被打开当再次按下时灯关闭。◆调光模式调光模式用于对单路可调光光源的调节。当压下按键时灯光按预定的速率变亮或变暗放开按键时调光结束。◆灯光亮度设定模式灯光亮度设定模式用于对单路可调光光源预设亮度。当按下按键时该路灯开到预设的亮度。◆场景设置模式按键设为场景模式时当按下该键系统控制切换到该模式场景。如会客模式休闲模式等。场景设置方式多用在某一区域内灯光控制回路较多的场合。场景设置方法利用场景设置可以对同一区域的多路灯光同时控制既方便操作又能赋予同一空间各种不同的功能。场景的设置一般参照下述原则:居家模式居家模式应用的场合为天黑时家庭的正常生活照明该模式的设置要求为有较高的照明亮度光线照射均匀。会客模式会客模式应用在会客场合该模式的设计突出庄重、肃穆照明亮度设计的较高同时增加壁画灯、书柜灯等重点位置的照明。会客模式要有多区域的控制客人有可能经过的地方(如客厅、走廊)的灯都要打开。用餐模式用餐模式主要是开启餐厅区域的照明用餐模式要求灯光照射均匀、柔和亮度适中。睡眠模式睡眠模式用于入睡后的照明。此时卧室内应有一或两盏射灯微亮以方便主人夜间起夜。走廊区域的夜灯也可以调到微亮状态。同时关断其他区域的灯。两人模式两人模式意在创造一种温馨、浪漫的环境。灯光调到较暗的状态可以起到释放压力、舒适惬意的效果。烛光模式在餐厅和客厅中使用该模式方法为只点亮一路灯如电灯或筒灯并且把该路灯的亮度调至%以下。PARTY模式PARTY模式用在聚会的场合此时的灯光可以设为全亮创造令人兴奋的环境。电视模式在电视模式下要求室内灯光亮度较暗。同时灯光最好从侧面照射避免灯光从人的正面和背面照射。同时电动窗帘自动放下。换鞋模式换鞋模式又叫进家模式其设置为玄关处的灯打开并把通往各处的楼道灯打开。离家模式在离家模式下Nico的照明系统可以在数十秒后自动关断所有的灯光及空调。面板图标说明为配合多种场景的需要Nico为用户提供了多种按键图标供用户选择当然用户也可自行选择和设计喜爱的图标和文字常用图标的样式和含义说明如下:表面板图标示意图标图案说明吸顶灯控制:用于吸顶灯的开关模式切换当吸顶灯开时背景灯高亮吸顶灯关时背景灯暗灯光调亮控制:当压下按键时灯光按预定速度不断变亮松开按键调光结束。压下按键背景灯高亮松开按键背景灯暗灯光调暗控制:当压下按键时灯光按预定速度不断变暗松开按键调光结束。压下按键背景灯高亮松开按键背景灯暗居家模式:当压下按键时切换到居家模式场景。当居家模式启动背景灯高亮居家模式结束背景灯暗会客模式:当压下按键时切换到会客模式场景。当会客模式启动背景灯高亮会客模式结束背景灯暗用餐模式:当压下按键时切换到用餐模式场景。当用餐模式启动背景灯高亮用餐模式结束背景灯暗睡眠模式:当压下按键时切换到睡眠模式场景。当睡眠模式启动背景灯高亮睡眠模式结束背景灯暗浪漫模式:当压下按键时切换到浪漫模式场景。当两人模式启动背景灯高亮两人浪漫结束背景灯暗PARTY模式:当压下按键时切换到PARTY模式场景。当PARTY模式启动背景灯高亮PARTY模式结束背景灯暗TV模式:当压下按键时切换到电视模式场景。当电视模式启动背景灯高亮电视模式结束背景灯暗景观照明控制:用于景观照明灯的开关模式切换当景观照明灯开时背景灯高亮景观照明灯关时背景灯暗上下楼控制:用于楼道灯的开关模式切换当楼道灯开时背景灯高亮景观照明灯关时背景灯暗区域关:当压下按键时关闭该区域的所有灯。当区域灯全关时背景灯高亮该区域有灯亮背景灯暗离家模式:当压下按键时切换到离家模式场景。当离家模式启动背景灯高亮离家模式结束背景灯暗换鞋模式:当压下按键时切换到换鞋模式场景。当换鞋模式启动背景灯高亮换鞋模式结束背景灯暗窗帘开关用于窗帘的开关模式切换当窗帘打开时背景灯高亮窗帘拉下时背景灯暗烛光模式当压下按键时切换到烛光模式场景。当烛光模式启动背景灯高亮烛光模式结束背景灯暗三、安防监控子系统安防子系统主要由家庭火灾报警、门禁、窗磁、红外对射及紧急呼救按钮组成。当有任何紧急情况发生我们的家居安防系统会采取三段式报警来处理。首先触发家庭声光电报警器告警同时将报警信息通过小区局域网传送到小区的物业等待相关的处理最后可以通过互联网络将报警信息发送到用户指定的接受终端(如个人电脑、手机、个人数字助理等)。.需求分析根据本项目的特点和具体要求其安防系统需要监控的内容有:可燃气体探测器、温感探测器、烟感探测器、主动红外对射棒、门锁状态、指纹锁及键盘输入、紧急呼救按钮等。当有任一监控点触发时要求能迅速报警并采取相应的措施。如火灾报警发生时应及时关闭煤气关断阀打开排风扇并向外发出报警信息。在断电情况下要求安防系统仍可以进行正常的工作以保护住户生命财产的安全。并能够通过PC机或电话、手机等终端进行远程操作。信息点位表(仅供参考)表安防系统点位图名称楼层位置数量车库地下活动室客厅一层玄关紧急呼救按钮二层主卧合计客厅父母房卧室一层厨房烟感探测器二层主卧更衣室合计车库活动室温感探测器地下层设备间洗衣间一层厨房合计地下层设备间可燃气体探测器一层厨房合计地下层设备间排风扇一层厨房合计煤气关断阀地下层上设备间红外对射一层窗户夹层地下层车库指纹锁+键盘一层玄关合计出门按钮一层玄关.设计方案安防系统的设计思路是当控制器的输入端口检测到输入量的变化经过Nuron芯片处理后驱动相应输出端连接的执行器动作。输入端主要连接指纹锁及键盘、门状态检测、紧急呼救按钮、烟感探测器、温感探测器、可燃气体探测器、主动红外对射棒等输出端连接门锁、出门按钮(与门锁并联)、煤气关断阀、排风扇、声光电报警器等。B户型共计路紧急按钮开关路烟感探测器以及路温感探测器考虑到设备有效利用的问题统一将各个设备的输入集中到的一个区域为相同设备给出一路公共的端口减少不必要的单路控制。这样共计路紧急按钮输入路烟感探测器输入以及路温感探测器的输入。其余的按单回路连接。平时安防控制器由交流电源供电当出现断电时由蓄电池经逆变器逆变后转换为交流电供给控制器。另外加一个PSTN转换模块可以将电话的载波信号转换为数字信号并在iLon网络服务器里进行相应的设置便能够支持电话等远程操作。系统结构电源控制器指纹锁+键盘门状态监测烟感探测器紧急呼救按钮可燃气体探测器温感探测器排风扇主动红外对射棒指纹锁+键盘出门按钮煤气关断阀声光电报警器图安防门禁系统架构图设备选型同样选用Nico公司的回路电源控制器L为主。其他的传感器、执行器选用第三方的产品。监控软件为定制的集成所有系统的Nico人机界面(HMI)。.安防系统功能简介当指纹锁的指纹密码不正确或键盘连续输入出错超过上限时门禁系统会发出信号送至控制器由后者来驱动声光电报警器报警同时通过iLon网络服务器向小区物业及业主报警当家中有非法人员破窗而入触发窗玻璃夹层中的红外对射时主动红外对射棒会发送信号至控制器由后者来驱动声光电报警器报警同时通过iLon网络服务器向小区物业及业主报警当家中有紧急情况发生用户按下紧急按钮紧急按钮即发送信号至控制器由后者来驱动报声光电警器报警同时通过iLon网络服务器向小区物业及业主报警当有燃起泄漏时可燃气体探测器被触发发送一信号至控制器后者将关闭煤气关断阀打开排风扇并向外发出报警信息。当有火灾发生时温感探测器与烟感探测器同时被触发并发送信号至控制器后者将关闭煤气关断阀打开排风扇并向外发出报警信息。当然也可以将视频监控系统集成到智能家居系统中当有报警时视频自动切换到报警区域同时灯光自动亮起起到阻吓作用并为摄像头提供补充光源视频信号除了可以通过专门的监控终端管理也可以通过可视对讲触摸屏管理或者通过家中任何电视机监控管理、身份识别、开门等控制实现真正的智能家居集成。四、空调、窗帘、喷泉、智能家电系统当您早上出门后突然想起家里的空调还没有关闭当您傍晚回家时发现还要打开空调来调节房间到一个适宜的温度是否希望这一切能有人为您代劳呢?所有这些我们的空调控制系统都可以方便的为您实现梦想。还有窗帘的控制。在看电视前还要去理会那窗帘的开关实在是一件烦人的事情而有了nico的智能家居控制系统这一些都在场景的切换当中轻松的为您搞定。.需求分析根据本项目的特点和具体要求要求空调可进行单独和统一的启停控制并可接受远程操作。如当室内温度达到设定值时空调应接近关闭状态维持在一个最小新风量的范围内当业主出门时所有空调应该处于关闭状态而当业主回家前可以通过远程控制来预先启动空调等用户到家后就能直接得到一个适宜的温度再结合智能的温湿度传感器使居室实现恒温恒湿还可以利用空气质量传感器自动补充新风。对窗帘的控制要求不仅可以调节窗帘的开合程度还能通过场景的设置与灯光进行联动到达恰如其分的场景效果。后花园的喷泉可以通过触控面板控制启停也可以与休闲、节日等场景联动需要的话还可以再某些季节通过定时管理自动开启和停止喷泉。信息点位表(仅供参考)表空调控制点位表设备名称楼层个数位置地下室活动室客厅父母房卧室玄关地上一层餐厅主卧卧室主卧更衣室南卧卧室空调地上二层书房合计表窗帘控制点位表设备名称楼层个数位置客厅地上一层餐厅窗帘(包括遮光窗帘和纱帘)地上二层主卧卧室合计.设计方案空调控制的设计思路是:控制器的输入端连接空调的状态指示以监视空调的运行状况控制器的输出端接空调的启停控制当得到启停信号时控制空调的运行。窗帘和喷泉控制的设计思路为:控制器输出端的常开常闭接口分别与窗帘电机相对应的常开常闭端口相连。同时控制器连接到LonWorks控制网络上即可通过触控面板来对空调、窗帘及喷泉进行控制。通过iLon网络服务器用户可远程通过互联网对电器进行远程的开启关闭加上PSTN模块就可支持电话的远程操作。系统结构图空调及窗帘控制系统图设备选型以Nico公司的L十输入输出控制器为主空调的启停控制选配空调厂商的专用适配器窗帘控制选用直流窗帘电机。软件使用定制的Nico人机界面(HMI)。.空调系统功能说明Nico空调控制是由两种方式实现。一种方式是使用空调本身自带的遥控器。另一种方式是使用本别墅的掌上电脑可视对讲触摸屏等可以访问控制界面的终端这两种方式都可以控制房中每个风机的起停。这样就可以使房主无论在客厅、卧室还是在大厅室温都能达到一个令人满意的温度。同时也可以关闭那些暂时无人进入的房间空调节约了能源。而且还具有远程控制功能例如:业主可以在下班回家的路上通过PDA或手机将需要的区域空调打开当回到家时房间的温度已经非常舒适。.背景音乐系统介绍结构特点拓扑结构星型结构。以中央智能主机为核心喇叭(左右双声道)和控制面板安装在各个房间喇叭和主机之间通过音响线联接控制面板和主机之间通过芯控制线联接。分布式控制通过操作安装在各房间的控制面板控制各房间对应的独立通道。高保真立体声背景音乐效果中央智能主机内置HIFI级功放阵列各房间安装两个或者四个立体声喇叭形成立体声效果。系统功能)高保真立体声音质采用DSP数字信号处理内置特别针对家庭背景音乐设计的音频处理软件。)任一房间开启系统、切换音源、选择歌曲、调节音量无需为打开主机而跑到客厅也不用拿着遥控器到处跑就像开

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