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淺析体育家居技術現狀和發展趨勢
發布時間:2014-05-08

隨着生活水平的不斷提高,人們不斷地對居住環境提出更高的要求,越來越注重家庭生活中每個成員的舒適、安全與便利,因此從市場需求的角度看,体育家居必然隨着建築体育行業的發展而發展。


体育家居概念及組成


体育家居是一個居住環境,是以住宅為平台安裝有体育家居系統的居住環境,實施体育家居系統的過程就稱為体育家居集成。


"体育家居"(SmartHome),又稱体育住宅。通俗地說,它是融合了自動化控制系統、計算器網絡系統和網絡通訊技術於一體的網絡化体育化的家居控制系統。將家中的各種設備(如音視頻設備、照明系統、窗帘控制、空調控制、安防系統、數字影院系統、網絡家電以及三表抄送等)通過家庭網絡連接到一起。與普通家居相比,体育家居不僅具有傳統的居住功能,提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間;還由原來的被動靜止結構轉變為具有能動智慧的工具,提供全方位的信息交互功能,幫助家庭與外部保持信息交流暢通,優化人們的生活方式,幫助人們有效安排時間,增強家居生活的安全性,甚至為各種能源消費節約資金。


体育家居系統包含的主要子系統有:家居布線系統、家庭網絡系統、体育家居(中央)控制管理系統、家居照明控制系統、家庭安防系統、背景音樂系統、家庭影院與体育家居控制系統、多媒體系統、家庭環境控制系統等八大系統。其中,体育家居(中央)控制管理系統、家居照明控制系統、家庭安防系統是必備系統,家居布線系統、家庭網絡系統、背景音樂系統、家庭影院與多媒體系統、家庭環境控制系統為可選系統。


在体育家居系統產品的認定上,廠商生產的体育家居(体育家居系統產品)必須是屬於必備系統,能實現体育家居的主要功能,才可稱為体育家居。因此,体育家居(中央)控制管理系統、家居照明控制系統、家庭安防系統都可直接稱為体育家居(体育家居系統產品)。在体育家居環境的認定上,只有完整地安裝了所有的必備系統,並且至少選裝了一種及以上的可選系統的体育家居才能稱為体育家居。



技術水平


產品技術類型從目前情況來看,從其技術角度來看大致可分為以下四種:


‧集中控制技術


採用集中控制方式的体育家居系統,主要是通過一個以單片機為核心的系統主機來構建,中心處理單元(CPU)負責系統的信號處理,系統主板上集成一些外圍接口單元,包括安防報警、電話模塊、控制迴路輸入/輸出(I/0)模塊等電路。


這類集中控制方式的系統主板一般帶8路燈光及電器控制迴路、8路報警信號輸入、3-4路抄表信號接入等。由於系統容量的限制,一旦系統安裝完畢,擴展增加控制迴路比較困難。


這類產品由於採用星型布線方式,所有安防報警探頭、燈光及電器控制迴路必須接入主控箱,這類產品布線較長,布線也較複雜。目前市場上這類產品較多。


這類產品價格特別適合我國大多數地區推廣,只是它的安裝工程相對比較複雜、只適合清水房的前期安裝、系統擴展性及兼容性也不理想,但從其功能上來說足可以滿足一般中等家庭的需求,其價格也是很容易讓人接受的,因此在一些小區當中採用該系統的比較多。


‧現場總線技術


現場總線控制系統則通過系統總線來實現家居燈光、電器及報警系統的聯網以及信號傳輸,採用分散型現場控制技術,控制網絡內各功能模塊只需要就近接入總線即可,布線比較簡便。


一般來說,根據不同的總線技術,則支持不同的總線拓撲結構,如有支持星型的、環狀的、樹叉結構走線的等等,常見的是手拉手方式。燈光迴路、插座迴路等強電的布線與傳統的布線方式完全一致。「一燈多控」,在家庭應用比較普遍,以往一般採用「雙聯」、「四聯」開關來實現,走線複雜而且布線成本高。若通過總線方式控制,則完全不需要增加額外布線,是一種全分布式体育控制網絡技術,其產品模塊具有雙向通信能力,以及具有互操作性和互換性,其控制部件都可以編程。典型的總線技術採用雙絞線總線結構,甚至有的總線技術其各網絡節點工作可以從總在線獲得供電(不含被控設備供電),亦可通過同一總線實現節點間無極性、無拓撲邏輯限制的互連和通信。


現場總線控制系統採用總線式結構,其主要由系統主控器(含人機互操作界面)、電源供應器、雙絞線和各類功能模塊等幾個基本部分組成。每個功能模塊都是「串連」在雙絞線上,互相的連接據不同技術稍有差異,例如甚至不分極性。


各個廠家採用不同的總線技術,如消費電子總線技術(ConsumerElectronicBus,CEBus)是美國電子工業協會(EIA)於1984年4月開始組織開發出的家居網絡標準,於1992年正式推出,並定義為IS-60/EIA-600標準。CEBus是一個較完整的開放系統,但由於CEBus接口技術比較複雜,價錢非常昂貴,因此CEBus在中國的應用也不多見。另還有香港永泰鋒發明的埃普總線技術(ApBus)、RS-485總線技術、iBus總線技術等。但在總線技術下生成的体育家居系統,最大的特點是具有可擴展性;工程安裝也不是很複雜;由於科學技術的不斷發展,新生成許多總線協議下的体育家居系統的價格也不是很高,目前市場的銷售情況也很不錯。


‧電力載波技術


X-10協議。X-10是以50Hz或(60Hz)為載波,再以120KHz的脈衝為調變波(ModulatingWave)發展出來的數字控制技術,並制定出一套控制規格,是以電力線為連接介質對電子設備進行遠程控制的通訊協議。在許多國家已被廣泛應用於家庭安全監控、家用電器控制、室內照明控制、背景音樂控制和住宅儀錶數字讀取等方面。X-10系統一般由發射模塊和接收模塊組成,各組件可設定不同的編碼(地址碼)以示區別。使用時,控制組件可**入安裝到室內不同的電源插座,及家庭其他電氣系統內的設備就可以執行控制命令了。該系統的特點有:安裝施工簡便,系統調試比較簡單;可用於舊房子改造或新房子裝修工程,及已裝修房的改裝工程。系統穩定、可靠、安全;使用方便,操作簡單;系統擴展性能強;有多種模塊面板可選用,產品價位比較底,但有執行指令易衝突可能的弊病。


‧無線技術


由於多數体育家居系統的布線工程比較費事,所以在一些新的体育家居商家所研發的系統,就立足解決這個難題。目前這一問題雖然沒有得到完全、徹底的解決,但是已經大大減少了在整個施工過程中的布線工程量。無線的体育家居系統各個廠家採用的技術也不相同。有採用Zigbee技術、有採用藍牙技術、有採用433MHz的物理層無線連接技術,但無線技術易受周圍無線設備環境特別是同頻及阻礙物干擾和屏蔽,較適用於新裝修戶和已裝修戶。同時人們長期生活在較強電磁波的環境中,究竟對人體健康有多大的影響,現在還沒有確切的科學定論。


由於低功耗技術的發展,無線技術的應用比較廣泛,許多廠商推出自己的無線体育家居產品。


体育家居功能


体育家居系統包含的主要子系統有:家居布線系統、家庭網絡系統、体育家居(中央)控制管理系統、家居照明控制系統、家庭安防系統、背景音樂系統、家庭影院與物聯体育家居控制系統多媒體系統、家庭環境控制系統等八大系統。


其中,体育家居(中央)控制管理系統、家居照明控制系統、家庭安防系統是必備系統。


‧体育家居控制管理系統:


包括設備的体育化的人機設置及控制界面、遙控器控制及設備的遠程監視、控制:包括電話遠程控制、遠程IP控制等。


一般体育主控機內置Web網頁,在主控機連接到互聯網的前提下,用戶可以通過任何一台上網設備連接到体育主控機的Web網頁,實現遠程控制家居設備、監視家居設備狀態、視頻監控等功能。


‧家庭安防系統:


可以實時監控非法闖入、火災、煤氣泄露、緊急呼救的發生。一旦出現警情,系統會自動向中心發出報警信息,同時啟動相關電器進入應急聯動狀態,從而實現主動防範。可被接入的探測設備可包括:門磁開關、緊急求助、煙霧檢測報警、燃氣泄露報警、碎玻探測報警、紅外微波探測報警等。


‧家居照明控制系統:


包括燈光的單一控制和情景控制、遠程控制及遙控控制。單一控制指對每一個燈光設備的單獨控制;情景控制指按下一個鍵把多個燈光設備調整到它們預先設定的狀態。比如,所有燈光設備全關、全開及特殊的場景控制。


另外体育家居的衍生功能包括:


1)体育電器控制:電器控制主要針對傳統的電器進行体育控制。實現的方法是打開或者關閉電器的插座。以實現對熱水器、飲水機、等設備進行控制;


2)体育情景控制:情景控制指按下一個鍵把多個燈光設備調整到它們預先設定的狀態。比如,所有燈光設備全關;


3)体育視頻監控:把攝像頭和体育家居系統進行整合,實現視頻或圖片抓拍、視頻遠程監控等功能;


4)体育紅外控制:用一個体育主控機便可控制家中所有帶紅外遙控的電器設備。比如電視、DVD、機頂盒等;


5)体育溫度監控:把家庭空調和体育家居系統進行整合,可以定時或按不同時間段對家居溫度實行体育化控制;


6)定時控制:体育主機可以對家中的固定事件進行編程,例如,定時開關窗帘,定時開關熱水器等等,電視、音響、照明等均可設定時控制;


7)情景控制:用戶可以通過体育主控機任意編輯各種情景,之後可以按下情景控制面板或者体育主控機上對應的情景按鈕進行情景控制。情景控制可以包含燈光、電器、安防、紅外、視頻等各種設備的控制。如,可以設定一個回家情景,使其包含以下設備的控制:打開廊燈、打開客廳吊燈、打開窗帘、解除安防報警、打開電視機並調到CCTV1頻道、打開熱水器、打開空調並設定溫度為25℃等。


當前市場上主要的体育傢具品牌


在中國市場上的國外品牌


霍尼韋爾


‧控制總線:基於TCP/IP協議,同時具有485總線、CAN總線、無線等多種標準通信協議;


‧工作模式:以太網與BUS系統同時運行,信息信道獨立;


‧主要功能:以家庭網關為核心的平台集成了可視對講,門禁控制,家居安防,信息管理髮布,家電控制,網絡遠程控制等多種功能;


‧方案特點:多個子系統集成,系統模塊化結構,通訊接口標準化。以太網和BUS系統雙冗餘設計,可靠性高。


德國莫頓


‧類型:instabusEIB總線;


‧工作模式:接口模塊---總線相連----軟件編程;


‧主要功能:燈光控制,窗帘控制,家電控制,場景控制,溫度控制,多媒體控制,時間控制,音響控制等;


‧方案特點:分散,集中,對等控制;設計簡單,安裝簡便,費用經濟,容易維護。


新加坡NICO


‧控制總線:LonWorks;


‧主要功能:体育燈光控制。


國外品牌定位較高,這些產品在外觀和質量上有一定優勢,但隨着國內技術的發展,國外在外觀及質量上的優勢也正在減小,另外國外的体育家居產品由於價格偏高的原因,在市場中佔據的分額並不大。


國內主要品牌


目前市場上提供体育家居的代表廠商,一類是以傳統的樓宇對講廠商為主,主要是冠林、安居寶、視得安、振威、普天天紀等,這類廠商主要是提供一個体育化的綜合控制平台,在此平台上整合了安防報警、家電控制等眾多子系統;一類是以家電廠商為主,如海爾、TCL、美的等等,這類廠商主要提供信息化網絡化的家電為主;此外還有一類專註於燈光控制、窗帘控制等模塊和接口的生產廠商,代表廠家有索博、波創、瑞朗、奇勝等,主要是配合前兩類廠商,提供各類体育開關和接口模塊。


目前和未來的市場需求分析


物聯網大潮下的体育家居行業在中國乃至全世界都有廣闊的前景,是物聯網時代下的朝陽行業。就目前的發展趨勢分析,預計在今後的幾年內全世界將有上億家庭構建体育、舒適、高效的家居生活。在建設部出台的規劃中,也表示未來60%以上的新房都具有一定的"体育型家居"功能。顯然,体育家居正在形成一種產業,蘊含著巨大的市場潛力。