智能住宅的家庭网络

华中理工大学楼宇设备工程研究所　李　平　沈国民　李　哲

摘　要　文章介绍了一种围绕机顶盒构建家庭网络的方法，并且详细叙述了采用这种方式构建家庭网络带来的优点。

关键词　智能住宅　家庭网络　机顶盒

　　在社会信息化进程日益发展的今天，人们对自己住宅的关注已不再仅仅局限于居室面积、周边自然环境、交通等方面，而是把更多的兴趣和注意力放在与外界沟通、信息服务、安全防范、物业管理等方面，正是适应这种社会需求，智能住宅应运而生。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。
　　鉴于我国的基本经济情况，我国住宅的智能化必须是在现有的基础设施上实现低成本高性能。目前在中国有线电视网络(CATV)和公用电话网络(PSTN)非常的普及，中国的大中城市甚至乡镇基本上都建立了CATV网络和PSTN网络，而且高清晰度电视(HDTV)和机顶盒(STB)也有着真走入千家万户的趋势，最终成为一般家庭的普通家电。因此，以机顶盒为控制中心构建家庭网络(HomeNet)，以有线电视网络和公用电话网络为通信信道使家庭网络与小区网络相连，进行信息交互。使用这种方式能够充分利用中国现有的资源，并且能够达到较高的效能。
　　传统网络是由骨干网、接入网组成，家庭用户只是做为单一的网络终端(NT)对待。在新的家庭网络出现后，网络结构演变为三级结构。而且家庭网络连接各式各样的电器设备，其接口和控制远比其它数据网络复杂，因此达成统一标准的家庭网络是件非常繁琐和费力的工作。家庭网络有无线和有线两种方式，而且在近期标准化工作随着技术和商业运作日臻成熟，无线代表系统有：蓝牙(Bluetooth)、HomeRF和IrDA；有线代表系统有：HomePNA、USBII和IEEE1394。究竟是无线网络还是有线网络占上风还需市场的检验。
　　机顶盒作为一种家电产品，其最初的功能是为了利用有线电视网络和公用电话网络实现视频点播(VOD)，随着软件和硬件技术的飞速发展，其功能得到了很大的提升。作为家庭网络控制中心，机顶盒还必须整合网关的功能。它应该包含以下单元：
　　(1)中央控制单元，此单元核心应该是一块高性能低价格的CPU，它负责各种数据加工和对其他单元的控制和调度。
　　(2)网络通信单元，此单元负责与家庭其他设备的连接以及与小区局域网的连接和通信。
　　(3)自动控制单元，此单元负责照明、空调、火灾报警器、煤气泄漏报警器、安全防盗报警器以及其他电器的自动化控制。
　　(4)数据采集单元，此单元负责水表、电表、煤气表、火灾探测器、煤气泄漏探测器、防盗探测器等家庭数据的采集。
　　以机顶盒为控制中心的家庭网络示意图如下：
　　基于家庭网络的智能化住宅应该具有如下功能：

    1　视频服务
　　这可以说是机顶盒(STB)的基本功能，利用机顶盒与社区服务局域网连接，接受视频点播(VOD)，自选卡拉OK等服务。一改过去只能被动的接收电视节目的局面，利用视频点播功能，业主能够主动的挑选自己喜欢的节目去欣赏。并且我们再也不必为错过了某个自己喜欢的节目而感到遗憾，因为在VOD系统中我们完全能够控制节目的播放，可以轻松的让它从头重来。
　　2　信息采集
　　收集业主家居运行的各种参数，包括水表、电表、煤气表、热量表的计量数据以及居室温湿度等。这些数据既可以在家中高清晰度数字电视上显示，又可以上传至物业管理中心进行统计和计费。实现自动抄表，能提高住宅档次和物业管理水平，同时居民可以免受管理人员入户抄表之忧，物业管理公司或专业公司也可节约大量人力、物力，提高工作效率，提高抄表的准时性，减少估抄、错抄，漏抄现象。
　　3　家用电器的启停管理
　　对业主家中的空调等主要电器设备进行控制。家用电器的控制方式如下：业主在外时可通过双音频电话机或手机拨打专用电话号码，若家中无人应答时，集中控制机自动接听电话，并给业主提供语音信息，业主在语音提示下进行相应的操作，遥控启动家中空调等电器，使其在业主到家之前提前开始工作，以提供一舒适的环境。同样，对家电的启停管理操作也可以通过INTERNET上进行。
　　4　信息服务
　　业主通过机顶盒(STB)可以了解自己家庭运作的各种参数，如房间温、湿度，各种计量表读数，被控家电状态等，同时可以通过网络进行各种交费的简单查询。并且可通过机顶盒(STB)上自带的SIC卡接口进行费用的结算。物业管理部门可通过小区网络及机顶盒(STB)向业主发出交费通知及其他有关物业管理方面的通知等。
　　5　申请社区服务
　　业主需要维修、搬运、 送货等社区服务时， 通过机顶盒提供的直通语音功能可直接同小区的社区服务中心联系。具体操作是，业主只要拿起集中控制机上的听筒并按下社区服务按键，业主就与社区服务人员建立了直接的语音联系，业主说出自己的要求。而社区服务中心的工作站会自动显示出要求服务业主的楼号和房号并记录。
　　6　安全防范
　　连接门磁开关、双鉴探头等防入侵探测器，当有入侵发生时及时发出报警信息至物业管理部门和小区保安部门，机顶盒具有紧急呼救功能，有紧急情况发生时，业主按动紧急呼救按键通知物业和保安部门采取紧急措施。安全是十分重要的，也是家居生活中首要考虑的问题。智能化住宅，它应象智能化大厦一样，对于火灾的发生，能尽早探测，并及时报警；对于可燃气体的泄漏，也应尽早探测与报警，避免隐患进一步扩大和蔓延，造成更大的经济和生命财产的损失。防盗系统的可靠，对于生活日益提高的人们来说，也是越来越迫切的需要。人们可以通过住宅的对讲系统，可视对讲系统等来加强保安措施。另外，防止盗贼入侵的探测手段，与居住小区的保安系统相连，加大了处理紧急情况的力度。在住户无人在家时，也能做到安全防范，增大了人们的安全感，使人们能够更放心地全身心投入到工作中去。
　　7　智能化控制
　　智能化住宅要求建立舒适健康的环境，它可以监视室内的温、湿度，进而控制空调机的运行，达到人工模拟大自然的气息。如清新的空气，原野的气息，花卉的芬芳，使人们将来足不出户，就能体验和享受到身临大自然中的美好境地。对于家庭成员年龄层次和健康状况不同，还可以根据不同需求，自动调节室内的环境，达到有机的协调。并且控制通过最佳的控制方式，达到节约能源，降低消耗的目的。
　　以上功能在以往的智能住宅建设中往往各成系统，系统之间的信息交互基本上没有，使许多设备重复建设，这样无疑增加了建设成本。而家庭网络的构建实现了家电设备之间最大限度的信息共亨，极大地降低了智能住宅的成本，并且其功能也得到了提升。
智能住宅建设的核心在于家庭网络的构架，而家庭的复杂性在于它所要连接的家用电器各种各样，接口复杂。并且各种电器的通信和控制接口没有统一的标准，因此智能住宅的建设不是智能住宅开发商独力所能完成的事情，它是一个庞大的系统工程，不仅依赖于网络互连接技术的发展，它更需要信息家电生产商参与，使家电产品符合家庭网络数字设备标准。

　　摘自《电气与智能建筑》

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