編者按:中國的智能家居行業(yè)興起于九十年代的末期—隨著人民的生活水平越來越高,以及一浪高過一浪的房地產(chǎn)熱潮, 中國的智能家居行業(yè)取得了更加迅猛的發(fā)展并日益滲透到平常百姓的生活當(dāng)中 隨著Intcrncc網(wǎng)向普通家庭生活不斷擴展,消費電子、計算機、通訊一體化趨勢日趨明顯,現(xiàn)代智能家居由于其安全、方便、高效、快捷、智能化等特點在21世紀(jì)將成為現(xiàn)代社會和家庭的新時尚— 當(dāng)家庭智能網(wǎng)關(guān)將家庭中各種各樣的家電通過家庭總線技術(shù)連接在一起時,就構(gòu)成了功能強大、高度智能化的現(xiàn)代智能家居系統(tǒng);
1、中國智能家居的現(xiàn)狀
中國的智能家居行業(yè)剛剛起步,它還顯得比較稚嫩。國家尚沒有正式頒布相關(guān)的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),廠家采用各自不同的技術(shù)解決方案,這在某種程度上制約了中國智能家居行業(yè)的發(fā)展,在今后相當(dāng)長一段時間內(nèi)技術(shù)的整合趨勢將形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
1.1目前出現(xiàn)的幾種智能家居解決方案及對比
1.2、目前市場上一些常見的智能家居產(chǎn)品
基于Pc架構(gòu)的智能家居由于實用性很差已經(jīng)逐步退出了市場, 目前大多數(shù)智能家居廠商采用的是第二種技術(shù)方案來設(shè)計自己的產(chǎn)品,而只有一些國外廠商和極少數(shù)國內(nèi)廠商選擇了基于嵌入式的技術(shù)方案。筆者挑選了一些常見的智能家居產(chǎn)品做了一個簡單的功能比較:
1.3、中國智能家居行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢
三種技術(shù)方案代表著中國智能家居行業(yè)不同時期的技術(shù)特點,它們的關(guān)系可以用以下的圖形表示。
Pc架構(gòu)的智能控制系統(tǒng)出現(xiàn)于中國智能家居的萌芽階段,基本上停留在向使用者展示智能家居的概念,實用性不強,屬于第一代。
目前很多中國智能家居廠商研制的基于單片機架構(gòu)的智能控制系統(tǒng)在實用性、易用性和專業(yè)性方面有了很大程度上的提高,屬于第二代。
而基于嵌入式系統(tǒng)的家庭智能系統(tǒng)在國內(nèi)才剛剛出現(xiàn),隨著嵌入式技術(shù)更加廣泛的應(yīng)用,隨著成本的逐步降低,中國的智能家居最終將走向嵌入式。
2、嵌入式技術(shù)的發(fā)展
目前人類已進入基于Internet的后Pc時代,其主要特征為計算機作為組成成份緊密融于消費品和工業(yè)品中。后Pc時代的到來完全依賴于嵌入式技術(shù)的誕生與發(fā)展。嵌入式系統(tǒng)在通訊產(chǎn)品、家用電器、醫(yī)療器械、汽車制造、航空航天等領(lǐng)域的無限應(yīng)用空間已使其成為促進信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展,加速傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造的最為實用的高新技術(shù)。傳統(tǒng)的IT設(shè)備逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榍度胧皆O(shè)備,這是一個大趨勢。在這個大趨勢中,小到智能卡、手機、水表,大到信息家電、汽車,甚至飛機、宇宙飛船,我們的生活已經(jīng)被嵌入式軟件所包圍。嵌入式技術(shù)的蓬勃興起為智能家居行業(yè)的發(fā)展指明了技術(shù)發(fā)展趨勢,也提供了技術(shù)革新的有利武器。究竟什么是嵌入式系統(tǒng)呢?
嵌入式系統(tǒng)一般指非Pc系統(tǒng),它包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器/微處理器、存儲器及外設(shè)器件和I/o端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件(os)(要求實時和多任務(wù)操作)和應(yīng)用程序編程。應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運作和行為,而操作系統(tǒng)控制著資源調(diào)度及與硬件的交互作用。
嵌入式的智能家居解決方案又能給我們帶來什么呢?
A、系統(tǒng)的處理能力大大增強,可以給您帶來更加逼真的圖像及更加真實的語音等。
B、根據(jù)系統(tǒng)定制的實時操作系統(tǒng)不僅可以最大限度的利用硬件資源而且還避免了過于龐大的系統(tǒng)造成的系統(tǒng)冗余。
c、一般只有一顆主處理芯片,系統(tǒng)架構(gòu)更加清晰簡捷。
D、軟件采用分層設(shè)計方便維護和升級,大大提高了代碼利用率,縮短開發(fā)周期。
E、因為嵌入式技術(shù)是伴隨著Internet而生的,所以它具有更加卓越的網(wǎng)絡(luò),,生能,可以增加更多的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。
3、嵌入式技術(shù)在中國智能家居行業(yè)的實際應(yīng)用
波創(chuàng)BECHAMP智能家居依靠3C技術(shù)(Computer Technology、CommunicationTechnology和Control Technology),并結(jié)合信息家電的發(fā)展,為用戶提供了一種更加安全、舒適、方便、快捷的智能化和信息化生活空間。其內(nèi)涵就是”在具有個性化的住宅家庭中,將多元網(wǎng)絡(luò)信息、多樣化的自動化控制以及節(jié)能環(huán)保等功能,整合到一體化的家庭智能信息管理與自動化監(jiān)控平臺上”。
3.1功能描述
(1)可視對講
* 超大屏幕彩色可視對講。
(2)安防主機
*提供有線8防區(qū);
* 可以通過無線密鑰進行撤布防,也可以通過電話和網(wǎng)絡(luò)進行布防;
* 觸發(fā)報警以后除了可以通過網(wǎng)絡(luò)向保安中心報警,還可以通過撥打用戶射定的電話進行報警,還可以通過Internet向在辦公室或其它地方的業(yè)主報警。
(3)信息終端
* 接收小區(qū)管理中心發(fā)出的小區(qū)公告或新聞;
* 接收小區(qū)管理中心發(fā)出的商情;
* 接收小區(qū)管理中心發(fā)出的住戶通知;
*瀏覽網(wǎng)頁;
*接收郵件;
*接收手機短信;
*查詢報警信息;
*查詢?nèi)硇畔ⅰ?
(4)家電、燈光、插座控制
* 家電、燈光、插座通過網(wǎng)關(guān)上的觸摸屏進行控制;
* 通過Internet對家里的家電、燈光、插座進行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制;
* 通過電話對家里家電、燈光、插座進行遠(yuǎn)程電話控制;
* 通過手機短信對家里家電、燈光、插座進行遠(yuǎn)程短信控制。
*(5)自動抄表
自動抄錄水表、電表、氣表的讀數(shù)。
*(6)遠(yuǎn)程監(jiān)控
通過Internet遠(yuǎn)程監(jiān)控家中的家居環(huán)境。
3.2、原理圖:
3.3、系統(tǒng)特點
運行穩(wěn)定安全可靠;
主處理器高度集成,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔,信號穩(wěn)定;采用6層高頻板工藝,高速線路采用等長設(shè)計,雙路時鐘輸入,拒絕一切干擾;
操作系統(tǒng)采用開源的“nu、操作系統(tǒng),安全、穩(wěn)定;
采用雙電源熱備份設(shè)計,主用電源為ATx電源,備用電源為帶充電電路的鋰電池;正常情況下,主電源為系統(tǒng)供電(包括后備電源充電),鋰電池處于待命狀態(tài)并進行必要的充電;在主用電源失效的情況下備用電源自動啟用,在主用電源恢復(fù)正常后再切換回主用電源,二者之間的切換做到無縫,即二者的切換不會影響到相關(guān)軟硬件系統(tǒng)正在進行的工作;備用系統(tǒng)電源能持續(xù)工作3小時以上,待機24小時以上;
高效低耗
其主處理器采用主頻高達(dá)200MHZ的韓國三星公司的S3C2410(ARM9內(nèi)核)高效低耗處理器(該處理器主要用于手持設(shè)備,其功耗之低可想而知),再配備上海量(相對于傳統(tǒng)基于51單片機的解決方案)的Flash和SDRAM,可以輕松處理TcP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧、音視頻處理和一些復(fù)雜的桌面應(yīng)用(如word,巨、cel, 圖片查看程序,郵件客戶端和網(wǎng)絡(luò)瀏覽器),這些是基于51單片機的解決方案根本無法想象的,具有不可比性。
人機交互界面友好
采用帶背光和觸摸屏接口的320x240 STN彩屏,色彩達(dá)到64K色,并配有快捷按鍵,所有人機交互界面均采用純圖形的,美觀大方。
系統(tǒng)可擴展性強
硬件接口豐富,這些接口包括:
——lOM以太網(wǎng)絡(luò)IC及其接口1個
——LCD接口,
——觸摸屏接口,
——人機交互鍵盤,
——串口:485接口1個(用于接485設(shè)備),232接口2個
——LED指示燈,4個,分別為:工作指示,欠壓/充電指示, 網(wǎng)絡(luò)指示,新留言提示。
——12S接口,引出Hicrophone和立體聲Speaker
——USB Host和Device接口各一個,可用于連接U盤,數(shù)碼相機和攝像頭等USB設(shè)備
——SD存儲卡接口
——JTAG,采用20針接口,方便系統(tǒng)級調(diào)試
——其他未使用CPU口線,統(tǒng)一引出, 以備將來系統(tǒng)擴展
操作系統(tǒng)采用開源的Linux操作系統(tǒng),開發(fā)資源豐富,軟件上提供一套標(biāo)準(zhǔn)通用的API二次開發(fā)接口,可移植性強。
系統(tǒng)升級方便
系統(tǒng)所有軟件,包括啟動代碼,操作系統(tǒng)內(nèi)核,系統(tǒng)文件,應(yīng)用程序均基于文件系統(tǒng),在目標(biāo)機中以文件的形式存在,均可單獨升級,而且是在線升級(通過以太網(wǎng)絡(luò)或LsB接口或串口),給產(chǎn)品的后續(xù)升級維護提供了大大的方便,這些是傳統(tǒng)的基于5l單片機的解決方案無法做到的,具有不可比性。
3.4、系統(tǒng)拓?fù)鋱D
1、中國智能家居的現(xiàn)狀
中國的智能家居行業(yè)剛剛起步,它還顯得比較稚嫩。國家尚沒有正式頒布相關(guān)的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),廠家采用各自不同的技術(shù)解決方案,這在某種程度上制約了中國智能家居行業(yè)的發(fā)展,在今后相當(dāng)長一段時間內(nèi)技術(shù)的整合趨勢將形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
1.1目前出現(xiàn)的幾種智能家居解決方案及對比
1.2、目前市場上一些常見的智能家居產(chǎn)品
基于Pc架構(gòu)的智能家居由于實用性很差已經(jīng)逐步退出了市場, 目前大多數(shù)智能家居廠商采用的是第二種技術(shù)方案來設(shè)計自己的產(chǎn)品,而只有一些國外廠商和極少數(shù)國內(nèi)廠商選擇了基于嵌入式的技術(shù)方案。筆者挑選了一些常見的智能家居產(chǎn)品做了一個簡單的功能比較:
1.3、中國智能家居行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢
三種技術(shù)方案代表著中國智能家居行業(yè)不同時期的技術(shù)特點,它們的關(guān)系可以用以下的圖形表示。
Pc架構(gòu)的智能控制系統(tǒng)出現(xiàn)于中國智能家居的萌芽階段,基本上停留在向使用者展示智能家居的概念,實用性不強,屬于第一代。
目前很多中國智能家居廠商研制的基于單片機架構(gòu)的智能控制系統(tǒng)在實用性、易用性和專業(yè)性方面有了很大程度上的提高,屬于第二代。
而基于嵌入式系統(tǒng)的家庭智能系統(tǒng)在國內(nèi)才剛剛出現(xiàn),隨著嵌入式技術(shù)更加廣泛的應(yīng)用,隨著成本的逐步降低,中國的智能家居最終將走向嵌入式。
2、嵌入式技術(shù)的發(fā)展
目前人類已進入基于Internet的后Pc時代,其主要特征為計算機作為組成成份緊密融于消費品和工業(yè)品中。后Pc時代的到來完全依賴于嵌入式技術(shù)的誕生與發(fā)展。嵌入式系統(tǒng)在通訊產(chǎn)品、家用電器、醫(yī)療器械、汽車制造、航空航天等領(lǐng)域的無限應(yīng)用空間已使其成為促進信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展,加速傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造的最為實用的高新技術(shù)。傳統(tǒng)的IT設(shè)備逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榍度胧皆O(shè)備,這是一個大趨勢。在這個大趨勢中,小到智能卡、手機、水表,大到信息家電、汽車,甚至飛機、宇宙飛船,我們的生活已經(jīng)被嵌入式軟件所包圍。嵌入式技術(shù)的蓬勃興起為智能家居行業(yè)的發(fā)展指明了技術(shù)發(fā)展趨勢,也提供了技術(shù)革新的有利武器。究竟什么是嵌入式系統(tǒng)呢?
嵌入式系統(tǒng)一般指非Pc系統(tǒng),它包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器/微處理器、存儲器及外設(shè)器件和I/o端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件(os)(要求實時和多任務(wù)操作)和應(yīng)用程序編程。應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運作和行為,而操作系統(tǒng)控制著資源調(diào)度及與硬件的交互作用。
嵌入式的智能家居解決方案又能給我們帶來什么呢?
A、系統(tǒng)的處理能力大大增強,可以給您帶來更加逼真的圖像及更加真實的語音等。
B、根據(jù)系統(tǒng)定制的實時操作系統(tǒng)不僅可以最大限度的利用硬件資源而且還避免了過于龐大的系統(tǒng)造成的系統(tǒng)冗余。
c、一般只有一顆主處理芯片,系統(tǒng)架構(gòu)更加清晰簡捷。
D、軟件采用分層設(shè)計方便維護和升級,大大提高了代碼利用率,縮短開發(fā)周期。
E、因為嵌入式技術(shù)是伴隨著Internet而生的,所以它具有更加卓越的網(wǎng)絡(luò),,生能,可以增加更多的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。
3、嵌入式技術(shù)在中國智能家居行業(yè)的實際應(yīng)用
波創(chuàng)BECHAMP智能家居依靠3C技術(shù)(Computer Technology、CommunicationTechnology和Control Technology),并結(jié)合信息家電的發(fā)展,為用戶提供了一種更加安全、舒適、方便、快捷的智能化和信息化生活空間。其內(nèi)涵就是”在具有個性化的住宅家庭中,將多元網(wǎng)絡(luò)信息、多樣化的自動化控制以及節(jié)能環(huán)保等功能,整合到一體化的家庭智能信息管理與自動化監(jiān)控平臺上”。
3.1功能描述
(1)可視對講
* 超大屏幕彩色可視對講。
(2)安防主機
*提供有線8防區(qū);
* 可以通過無線密鑰進行撤布防,也可以通過電話和網(wǎng)絡(luò)進行布防;
* 觸發(fā)報警以后除了可以通過網(wǎng)絡(luò)向保安中心報警,還可以通過撥打用戶射定的電話進行報警,還可以通過Internet向在辦公室或其它地方的業(yè)主報警。
(3)信息終端
* 接收小區(qū)管理中心發(fā)出的小區(qū)公告或新聞;
* 接收小區(qū)管理中心發(fā)出的商情;
* 接收小區(qū)管理中心發(fā)出的住戶通知;
*瀏覽網(wǎng)頁;
*接收郵件;
*接收手機短信;
*查詢報警信息;
*查詢?nèi)硇畔ⅰ?
(4)家電、燈光、插座控制
* 家電、燈光、插座通過網(wǎng)關(guān)上的觸摸屏進行控制;
* 通過Internet對家里的家電、燈光、插座進行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制;
* 通過電話對家里家電、燈光、插座進行遠(yuǎn)程電話控制;
* 通過手機短信對家里家電、燈光、插座進行遠(yuǎn)程短信控制。
*(5)自動抄表
自動抄錄水表、電表、氣表的讀數(shù)。
*(6)遠(yuǎn)程監(jiān)控
通過Internet遠(yuǎn)程監(jiān)控家中的家居環(huán)境。
3.2、原理圖:
3.3、系統(tǒng)特點
運行穩(wěn)定安全可靠;
主處理器高度集成,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔,信號穩(wěn)定;采用6層高頻板工藝,高速線路采用等長設(shè)計,雙路時鐘輸入,拒絕一切干擾;
操作系統(tǒng)采用開源的“nu、操作系統(tǒng),安全、穩(wěn)定;
采用雙電源熱備份設(shè)計,主用電源為ATx電源,備用電源為帶充電電路的鋰電池;正常情況下,主電源為系統(tǒng)供電(包括后備電源充電),鋰電池處于待命狀態(tài)并進行必要的充電;在主用電源失效的情況下備用電源自動啟用,在主用電源恢復(fù)正常后再切換回主用電源,二者之間的切換做到無縫,即二者的切換不會影響到相關(guān)軟硬件系統(tǒng)正在進行的工作;備用系統(tǒng)電源能持續(xù)工作3小時以上,待機24小時以上;
高效低耗
其主處理器采用主頻高達(dá)200MHZ的韓國三星公司的S3C2410(ARM9內(nèi)核)高效低耗處理器(該處理器主要用于手持設(shè)備,其功耗之低可想而知),再配備上海量(相對于傳統(tǒng)基于51單片機的解決方案)的Flash和SDRAM,可以輕松處理TcP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧、音視頻處理和一些復(fù)雜的桌面應(yīng)用(如word,巨、cel, 圖片查看程序,郵件客戶端和網(wǎng)絡(luò)瀏覽器),這些是基于51單片機的解決方案根本無法想象的,具有不可比性。
人機交互界面友好
采用帶背光和觸摸屏接口的320x240 STN彩屏,色彩達(dá)到64K色,并配有快捷按鍵,所有人機交互界面均采用純圖形的,美觀大方。
系統(tǒng)可擴展性強
硬件接口豐富,這些接口包括:
——lOM以太網(wǎng)絡(luò)IC及其接口1個
——LCD接口,
——觸摸屏接口,
——人機交互鍵盤,
——串口:485接口1個(用于接485設(shè)備),232接口2個
——LED指示燈,4個,分別為:工作指示,欠壓/充電指示, 網(wǎng)絡(luò)指示,新留言提示。
——12S接口,引出Hicrophone和立體聲Speaker
——USB Host和Device接口各一個,可用于連接U盤,數(shù)碼相機和攝像頭等USB設(shè)備
——SD存儲卡接口
——JTAG,采用20針接口,方便系統(tǒng)級調(diào)試
——其他未使用CPU口線,統(tǒng)一引出, 以備將來系統(tǒng)擴展
操作系統(tǒng)采用開源的Linux操作系統(tǒng),開發(fā)資源豐富,軟件上提供一套標(biāo)準(zhǔn)通用的API二次開發(fā)接口,可移植性強。
系統(tǒng)升級方便
系統(tǒng)所有軟件,包括啟動代碼,操作系統(tǒng)內(nèi)核,系統(tǒng)文件,應(yīng)用程序均基于文件系統(tǒng),在目標(biāo)機中以文件的形式存在,均可單獨升級,而且是在線升級(通過以太網(wǎng)絡(luò)或LsB接口或串口),給產(chǎn)品的后續(xù)升級維護提供了大大的方便,這些是傳統(tǒng)的基于5l單片機的解決方案無法做到的,具有不可比性。
3.4、系統(tǒng)拓?fù)鋱D