智能家居控制系统应用研究24

智能家居控制系统应用研究项目摘要项目摘要项目通过深入研究智能家居行业技术标准，对国内现行行业技术标准进行整合、创新，实现智能家居控制系统中间件，以解决各个不同公司接入设备之间的不兼容以及互操作性差等问题，进而实现产品的扩充，降低系统成本，推广智能家居市场。尝试设计一个符合国家国情和规范的集远程控制和本地控制为一体的智能家居控制系统。项目的依据和意义国家产业技术政策及国内外发展2012年初，我国已经确定将智能家居列入“十二五”规划的九大产业之一。国外智能家居系统技术己日趋成熟，并且技术已经趋向标准化。国内起步比较晚，发展却非常快，生产厂家多，缺乏龙头企业及统一标准。国外市场的智能家居控制系统（1）X-10系统（美国），该系统是利用电力线作为网络平台，采用集中控制方式实现。这套系统的功能较为强大，X-10家居控制系统是利用220v电力线将发射器发出的X-10信号传送给接收器从而实现智能化的控制，因此采用这套系统不需要额外的布线，但其施工难度大、费用高、工期长。因此在国内市场推广难且价格昂贵。（2）EIB系统（德国），该系统采用预埋总线及中央控制方式实现控制功能。但由于其工程要求复杂严苛，并且价格较高。（3）8X系统（新加坡），该系统采用预处理总线跟集中控制方式来实现功能。它的优点在于利用的产品对系统进行扩展，系统较为成熟，比较适合中国国情。但是由于系统架构、灵活性及产品价格等方面还难以达到要求，所以目前在国内还较少应用。国内市场的智能家居控制系统国内的智能家居相对于国外起步较晚，尚未形成一定的国家标准。目前，主要采用国外的一些技术产品，但也有一些企业推出了自己的产品，主要有：①e家庭（海尔），该系列产品以海尔电脑作为控制中心，各种网络家电作为终端设备，海尔移动电话作为移动数字控制中心。海尔在技术上同微软合作，利用微软的WindowsMe技术和海尔的网络家电，使“e家庭”已具雏形，已推出了网络洗衣机、网络冰箱、网络空调、网络微波炉等一系列网络家电。②e-home数字家园（清华同方），该智能家居控制系统是专门针对中国家庭设计的，遵循国际技术标准，采用嵌入式软、硬件技术，提供网络、网络节点及末端设备。产品以功能模块开发为主，基于国外成熟的智能家居标准之上。市场需求智能家居行业符合我国的节能减排，绿色建筑的目标。因此，中国“智能家居网络”必在“智能化住宅”的框架下形成一个新型IT产业，而这一切必将对未来几十年我国房地产的健康有效发展起着深远的影响。随着社会、经济水平的发展，智能家居系统的销售数量和总销售额都呈现连续攀升的势头。数据显示，2009年智能家居市场蛋糕约为420亿元，市场每年以20-30%的速度递增，预计到2015年将达1240亿元。随着社会的发展，粗暴房地产项目逐渐远去。智能家居可以使地产项目走精品路线，做差异化营销。因此，本项目可以与房产开发项目结合，从基础平台设计做起，前景广阔。项目研究开发内容及目标总体目标深入分析研究目前各个公司的网络和信息交换协议，实现智能家居中间件系统，以解决各个不同公司接入设备之间的不兼容以及互操作性差等问题，进而实现产品的扩充，降低系统成本，推广智能家居市场。项目设计一个符合国家国情和规范的集远程控制和本地控制为一体的智能家居控制系统。把家庭电话通信系统、家庭局域网络系统、有线、数字、卫星电视信号共享系统、音视频共享系统、背景音乐系统、安防监控门禁系统、室内智能照明系统、电器智能控制系统等系统控制集成在一个平台之上，在保留传统手动开关的基础上，可以用遥控、定时管理、一键场景、电话远程、互联网远程等多种智能控制方式实现对室内灯光及家电的智能管理与控制，真正让用户体验到智能家居的方便、舒适、智能、环保的特性。研究开发内容分析、研究国内外最新智能家居控制系统。以中间件的形式，解决不同系统之间的差异。利用中间件系统，实现智能家居原型系统。提供智能家居控制系统协议，开发核心协议栈。实施方案项目从智能家居系统的实施入手，研究目前国内外智能家居控制系统，实现智能家居市场的多样化。项目在研究智能家居系统中间件的同时，尝试制定智能家居控制系统协议。同时为了提高项目的实际应用能力，并着手开发核心协议栈。项目中后期将引入房地产、家装等企业，联合实现项目的产业化，从而降低智能家居成本，扩大房地产、家装企业的利润增长点，提高家居的舒适度。技术关键及技术路线中间件系统采用绑定的技术手段，实现在智能家居系统中不同厂商的设备之间的安全套接。如图1所示。中间件系统需要能和不同厂商的设备进行通信，为了能更好地分清各种逻辑关系，本项目把中间件系统进行分层设计，如图2所示。技术关键及技术路线智能家居控制系统协议结合IEEE802.15.4-2003协议，参考ZigBee联盟标准，设计本项目中的智能家居控制系统协议（LYNU_IHv1.0）。系统的逻辑结构如图3所示。层次结构，如图4所示。主要技术经济指标项目主要以软件及智能家居原型系统为最终形式，因此在经济投入上并不需要太大比重，但最终结果对整个行业发展提出一种新的思路，具有很好的经济、社会效益。项目可以结合目前国内房地产行业实际情况，与地产商协同开发，促使房地产行业走精品路线，做差异化营销，进而推动智能家居行业的快速发展。技术创新点在目前完成整个行业标准比较困难的形势下，可以采用中间件的形式，融合行业内的技术壁垒，达到不同设备之间的互联互通，实现智能家居控制系统的一体化，促进整个行业的繁荣。在智能家居控制系统协议上做基本的探索，实现部分重要协议栈，为进一步完成行业标准提出一些思路及实现途径。可行性分析可行性分析本项目组成员长期从事计算机教学与科研任务。信息技术学院从2011年开始培养物联网工程专业本科学生，学院建设了智能家居、智能交通、智能农业等物联网工程专业实验室。2013年物联网工程专业获洛阳市特色专业。因此，本项目已具备较强的专业人员研发队伍与较完善的设备支持。已经与泉舜等房地产公司有过沟通，对本项目均表现出很高的兴趣，对后期的项目产业化都表示支持的态度。预期效益及成果预期效益1、项目成功实施可保证智能家居设备生产商增加100%。2、项目将更多引起房产行业、家装行业的兴趣，增加智能家居进入这些行业的成功率达50%以上。3、项目将使智能家居市场引和更多的竞争，消费成本将降低30%以上。4、项目的实施，可以改变智能家居市场由设备生产商决定的现状，可以引入更多的房地产商、家装公司加入到这个行业，设备的选择面也会更宽，也能刺激更多的资本进入智能家居这个行业中来。预期成果本项目最终成果形式为：①智能家居原型系统②软件预期目标为：省级以上科技成果鉴定实现与企业的联合，争取科技成果产业化。完成时间：二年项目实施的年度计划进展项目实施的年度计划进展1、项目整体需要两个年度。2、第一年度完成：（1）市场调查（2）主要系统、设备标准的分析与研究（3）完成中间件系统逻辑设计。3、第二年度完成：（1）中间件系统设计、编码；（2）LYNU_IHv1.0协议的设计；（3）部分协议栈的实现。请各位专家批评指正，谢谢！