基于融合物聯網的智能家居解決方案
一、背景
住宅最初功能是為人類遮風避雨、提供安全防護。隨著人類改造自然能力的不斷提高,人們對住宅的裝修、家具配置、物品擺放等一系列與居住環境有關的要求不斷提高,從而出現了“家居”概念。今天,隨著智能技術的快速發展,家居生活邁向智能化已成為必然趨勢,尤其是國人的生活水平不斷提高,對家居智能化的追求越來越強烈。從智能家居誕生的那一刻起,就懷著為人類繁瑣生活作減法的使命。對于智能家居,人們渴望一鍵式控制、操作簡單易懂。
雖說智能家居在國內已發展十多年,但仍然面臨著傳統解決方案性能單一、價格高、難以規模推廣的發展“瓶頸”。近年來,不過隨著物聯網技術的迅猛發展,智能家居行業將迎來新機遇。據“中國室內裝飾協會智能化裝飾專業委員會”統計:現有智能家居產品主要有:控制主機、智能照明、電器控制、家庭背景音樂、家庭影院、對講、視頻監控、防盜報警、電鎖門禁、智能遮陽、智能家電、暖通空調系統、太陽能與節能設備、太陽能與節能設備、自動抄表、智能家居軟件、家居布線系統、家庭網絡、運動與健康監測、花草自動澆灌、寵物照看與動物管制等二十余個類別。目前,各個廠商都推出了各自的智能家居解決方案,使上述類別的智能家居產品取得了一定的發展。但單個智能家居產品具有孤島效應,融入整體或者局部裝修之后才能產生后續價值,智能家居行業也不能輕易自顧自地取得進步和發展,和相關行業跨界合作才能實現長久共贏。
當前,成熟的智能家居產品大多基于物聯網技術,按布線方式分,主要有集中控制、現場總線、無線控制等三類。其中,無線控制給人帶來了更舒適、高效、便捷的享受,是當前最容易讓人接受的智能家居方案。根據不同的通信原理,無線控制又分為紅外通訊、RFID(射頻通訊)、PLC(電力載波通訊)等三種。無論是哪種無線通信方式,都需要被控對象支持相同的通信方式。
二、解決方案
本方案采用單芯片融合智慧照明(Air Lamp)、無線傳感網(WSN)、識別定位網(RTLS)、數據采集、實時控制等創新功能的WF-IoT融合物聯網技術,以分布最廣、數量最多、天生帶電、擴展方便的家居照明和插座為基礎,形成低成本、高可靠、免維護的物聯基礎網絡,融合Wi-Fi、紅外等無線通信網,形成智能家居融合物聯網,對燈具(或插座)、門禁、安防、視頻監控、抄表計量、家電智能匹配控制、窗簾控制、環境監測與控制等實現一體化融合,創造符合人們要求的便捷化、個性化的生活模式,讓人們從家庭瑣事中解脫出來,享受真正高品質的生活。
本方案配合無源無線智能控制產品、智慧化節點模塊、家電智能匹配控制模塊等具有WF-IoT融合物聯網特色的產品,對燈具(插座)、電視、窗簾、空調、多媒體以及其他家電實現智能化控制。
本方案既可以實現隨心所欲的現場靈活控制,也可以實現全自動控制、一鍵式場景控制,還可以實現本地集中控制以及遠程集中控制等多樣化的智能化控制。
2.1入戶照明及安防的全自動控制
在入戶位置,部署數字攝像頭。利用數字攝像頭的移動偵測、越區報警、區域入侵等功能,當有人進入設定區域時,無需經過復雜的后臺決策和信息傳遞,通過融合物聯網,直接打開燈光,或者將燈光自動調亮;若沒有人在設定區域,則通過融合物聯網,將燈光關閉,或者將燈光自動調暗。既保證攝像頭拍攝的人員清晰可辨,提升安全水平,又保證節能并提供充足的照明,從而實現安全、節能、管理和便民的完美統一。
2.2 玄關(過道)照明的全自動控制
在玄關(或過道)位置,部署光感人體傳感器。
●當自然光照強度超過傳感器預設閥值時,通過融合物聯網,直接將燈具關閉,燈具不受人體感應控制;
●當光照強度在傳感器預設范圍內時,實現“人來燈逐級變亮,人走燈自動關閉”的全自動控制,提高用戶體驗。
2.3 客廳(餐廳)的一鍵式場景控制
在餐廳(客廳)位置,部署智能場景控制屏。一鍵式實現“回家模式、用餐模式、影視模式、安防模式、睡眠模式”等場景的隨意切換。
●回家模式:安防系統自動撤防,室內燈光自動打開、窗簾閉合、電視自動打開、空調(新風系統)啟動,您開始享受家的溫馨。 ●就餐模式:客廳燈光關閉、餐廳燈光調到預設亮度,讓忙碌了一天的您,坐享家中美味的晚餐。
●影視模式:燈光自動變暗,電視機、多媒體等設備自動打開,您開始享受影視節目。
●安防模式:全屋安防系統啟動。若有人闖入,觸發門磁、窗磁,聯動室內照明,燈具閃爍報警,嚇退非法入侵者,聯動電話撥號報警器,撥出 預設報警電話,主人打開手機客戶端,可以查看報警信息,查看攝像頭實時傳送的室內視頻,并錄制、儲存視頻,為警方提供有利的證據。
●睡眠模式:全屋燈光會自動關閉,窗簾全部自動關閉,小夜燈亮起,安防系統自動啟動,全屋進入布防模式。
2.4 臥室(衛生間)的隨心控制
在臥室門口、床頭、衛生間等位置,部署動能開關。
動能開關是采用優勢科技獨步全球的Air Nano無源無線控制技術,具有無需接線、無需電池、隨意粘貼適當位置等特性,使臥室(衛生間)隨心控制得以實現。
●臥室(衛生間)門口放置動能開關,可以對臥室(衛生間)實現總開、總關;
●床頭放置動能開關,既可實現燈具的亮度、色溫調節,也可以對電動窗簾實現開合控制,方便主人靈活控制;
●在衛生間放置基于動能開關原理的“緊急呼叫按紐”,只要一個按鍵即可發送呼救信息給主人或物業,快速響應,確保人員安全。
2.5 全屋能耗及室內環境的實時監測
部署支持WF-IoT協議的智能電表、智能傳感器,實時采集全屋的用電量、電流、電壓、溫度、濕度和空氣質量等數據,系統對采集到的數據進行統計分析和展現。
●實時顯示分區域、分回路以及整體的能耗信息,通過動態的能耗分析,對用電設備實現動態管理,可以有效杜絕能源浪費;
●實時顯示被監測位置的環境情況(溫度、濕度和空氣質量)。
2.6 手機APP的本地集中控制
部署WF-IoT智能融合網關,在手機上安裝“智能家居管控”APP程序,實現全屋智能家居的綜合管控。
●場景模式的切換,布防、撤防、就餐模式、影音模式等;
●燈具的單燈控、分組控、群控、場景控、分級調光控制;
●家電的獨立控制,如空調、電動窗簾、電視、多媒體等。
注:以上APP界面,優勢科技可針對用戶作個性化定制。
2.7 遠程集中管控
可視化管理平臺采用B/S模式開發,任何有權限的用戶通過PC或iPad等終端,可以遠程對智能家居產品實現智能化控制。
●場景模式的直接切換、預約切換;
●燈具的單燈控、分組控、群控、場景控、分級調光控制的編排;
●空調、電動窗簾、電視、多媒體等智能家電的獨立控制和預約控制;
●布防、撤防的切換,系統可根據主人日常情況,設置布防撤防時間,無需操作即可進入安全警戒模式;
●老人小孩遠程看護,智能追蹤,自動跟拍,異常情況及時報警;
●一鍵呼救信息推送。
三、方案的優勢與特色
1)智能程度高
●實現了所有照明、空調(新風)、電視、窗簾等設備的全自動控制;
●實現了一鍵式場景控制;
●實現了最為靈活的本地控制,無源無線智能控制器可以部署在任何位置,可以控制任意的控制對象;
●可以通過手機或電腦,實現遠程、可視化、統一、集中的、智能化控制。
2)安防水平好
●實現了人體傳感器、視頻攝像頭、環境數據、照明燈具等設備的智能物聯,低成本實現了安全預警、立體防護,大大提升家庭的安全水平;
●自動監測可燃氣體,一旦超出設定范圍,自動發出預警,同步觸發聯動報警、視頻等,毫微知著,防患于未然;
●智慧照明給用戶帶來人性化、理想化的體驗,保證有人出現時,監控畫面始終高清,提高防護等級,實現了安全與節能的完美統一;
●與安防系統融合,報警時聯動照明等,提高防護等級。
3)建設成本低
●同時實現智能照明、安全預警、環境監測、能耗監測、安防報警、視頻聯動、抄表計量等傳統十余項強弱電功能;
●強弱電、基礎網絡、綜合智能化一體化融合,避免了重復建設;
●取消了控制回路,極大簡化了供電回路,降低了建安成本。