家庭智能化系统

　　 国家建设部住宅产业化办公室对小区和家庭智能化建设在：小区物业管理及安防、信息通讯服务与管理，以及住宅智能化等方面提出了三级功能设计标准
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?●第一级为“较高标准”
?●第二级为“普及标准”???
?● 第三级为“最低标准”

?　　近年来随着我国国民经济的发展和国家住房制度的改革，更是由于人民生活水平和自身素质的提高，以及信息化社会的日益逼近，必将导致人们在家庭住房需求概念上的彻底变革。从以往追求居住的物理空间和豪华的装修向着享受现代化精神内涵与浪漫生活情趣的方向发展，追求更高的层次和境界。建设部科技委许溶烈主任，十分精辟的描述了我国近三十年来在家庭住宅方面的产业发展过程：“七十年代是解决有无的问题；八十年代是解决大小的问题；九十年是追求环境优美；21世纪是智能化的时代”。

?　　智能化家庭所提供的是，人们足不出户就可以进行电子购物、网上医疗诊断、参观虚拟博物馆和图书馆、点播VOD家庭影院，甚至于在数千里之外遥控家里的空调和家庭电器的控制，当家庭中发生安全报警(包括：盗警、火警、煤气泄漏以及疾病紧急呼救等)，在外的家庭成员可以在接到报警信息以后，通过电话线路查询和确认家庭中的安全状况。　

　　 在1998年5月新加坡举办的“98亚洲家庭电器与电子消费品国际展览会”上，通过在场内“盖”起的模拟“未来之家”推出了新加坡8X家庭智能化系统，并在新加坡新闻媒体上刊登了有关“未来之家”的智慧所在。在“未来之家”里当早晨起床时间一到，卧室音响设备就会自动播放屋主人爱听的“起床曲”唤醒主人；卧房浴室的电灯也会在主人进入梳洗时自动亮起，这时，厨房的煮咖啡器也自动煮水，等主人出来时，就有热腾腾的咖啡等着他；在客厅里，主人只需轻轻按动综合功能遥控器，就可以十分方便的通过家庭影院系统播放电视节目、VOD点播、DVD播放、上网查询邮件和当天的重要新闻，以及多媒体游戏。当主人出门后，家庭智能化系统就会自动启动安全保卫系统，一旦有人非法进入住宅或发生意外事故(如：火灾、煤气泄漏、老人疾病紧急求助)，系统就会立即自动拨通电话通知主人，或向保安中心报警。在外的主人接到报警后，也可以拨通电话回家，开启家中智能化系统听听家里有没有奇怪的声音，甚至质问不速之客“你想干什么？！”。主人在下班回家前，可以通过“手机”遥控家里的空调机并调节到舒适的温度上，以及其它家里的电器设备(如：热水器等)，当主人完成操作后，电话里会传来柔美的声音：“空调已开启”。因此“未来之家”也是一个会“说话”的智慧之家。目前在美国已有近四万户家庭安装了“8X家庭智能化系统”，在新加坡也有近30个社区（住宅小区）近5000户的家庭采用了8X系统。相信到了21世纪我国也将会有更多的共管式公寓和洋楼以及住宅单位(住宅小区)选择安装上这一类高科技智能化系统。

???? 为了实现智能化小区在家庭智能化方面的功能，并达到国家建设部住宅产业化办公室在《住宅小区智能化技术论证研讨会纪要》和“住宅小区智能化分级功能设置”的要求与内容。实现小区住宅智能化一级标准的功能目标，让智能化小区内的广大住户可以得到实惠功能，因此在小区的家庭智能化系统中应包括以下的系统，并实现相应的智能化功能

－? 家庭安全防范系统。
－? 家庭自动化系统。
－? 家庭通讯与网络系统。

1家庭安全防范功能与系统配置

1)? 家庭安全防范基本功能

—? 防盗报警功能
—? 可视对讲识别来访者功能
—? 火灾与煤气泄漏报警功能
—? 遥控护理与紧急求助报警
－? 采用逻辑判断，清除误报警(误报率在千分之一以下)
—? 系统具有防破坏自保功能
—? 可分区和按报警级别布防
—? 可按事件和时间程序布防或撤防
—? 可通过电话线路报警，可设置4个以上报警电话号码
—? 可通过电话线路报警，实时监听
—??可通过电话确认报警信息、报警状态和报警点位置

1)??家庭安全防范功能描述

－? 住宅小区中央保安监控中心

　　家庭安全防范系统可以通过设置在住宅小区的中央监控中心电脑，实现整个住宅小区内所有安装家庭安全防范系统的家庭用户进行集中的保安报警管理。每个家庭用户的家庭安全防范系统通过电话线路将报警信号传送到小区监控中心电脑CRT图形显示终端上，保安管理人员可以通过电脑上的CRT图形确认报警点的位置和状态，CRT同时显示住户地址和住宅周围的道路地形图，以及家庭成员基本状况和联络电话。系统可提供更多的相关信息，以供小区保安人员及时和正确的进行接警处理。报警可以通过报警蜂鸣器提醒保安人员，报警信息也可以传送到打印机上。也可以在住宅小区中央监控室内设置LED报警显示屏上显示，可较为直观的显示报警点的地理位置。

－? 保安与报警联动功能

?　　家庭安全防范系统基本配置可提供8个报警监控区。每个区都是相互独立的具有不同的语音报警信息和实施联动响应，同时可以通过软件设置的方法给每一个报警区设置不同的报警级别，并建立各区在时间和空间上之间相互配合的逻辑，以删除误报警(通常报警级别分为P、S、T三级)。当一个确定的报警发生时，家庭安全防范系统可以实现联动响应，系统会自动拨接到屋主预先设定好的电话或手机上(系统可设置顺序的四个电话号码)。一旦接收到报警信号，并按密码确认后(如不确认，系统将不停的顺序拨接预先设定的四个电话号码)，系统将提供一个语音报警信息，以中文语音方式将报警的地点、状态通知给屋主，如果当多个报警探测器同时被触发时，系统将动态地报告发生报警的地点和状态。可使屋主不在现场的情况下了解到窃贼的动向。同时系统还可以联动报警灯、扬声器和照明灯光以吓退盗贼。

?　 传统的同类系统产品，只能提供单一的报警信息，同时不具有语言的能力。因此当屋主接到报警后，无法确认报警的真伪和报警点与状态，而家庭安全防范系统则可以根据不同的报警点(或区)和不同的事件发出不同的语音信息，屋主可以通过这些不同的信息中判断事态的发展和盗贼的动向。屋主也可以通过电话线路，并利用家庭安全防范系统双向的语音功能，远程遥控检查室内报警探测器的工作状态(是否正常或有无报警信息等)。

?　　如果家庭用户需要增加8个报警点以上的监控区域，可增加报警输入模块(ZEM)，系统最大可扩展为64个报警区域，具体报警输入模块(ZEM)的规格和型号请参见“8X系统说明书”的有关章节。

－? 家庭保安的设防和撤防功能

　　家庭安全防范系统允许屋主采用电话操控单元(PCU)设置如下家庭保护模式：离家保护模式、在家保护模式和分区保护模式。

　　离家保护模式：该保护模式适用于屋主离开房屋而室内无人的情况。当屋主离开室内时，按动PCU上“离家模式”键，系统留出足够的宽容时间供屋主出门(通常是45秒钟)。同时系统也会自动检查户内外报警探测器的设防状态，并通过语音方式提醒屋主关好装有门磁开关的门窗等。

　　在家保护模式：当屋主到家后，通过大门进入室内，系统留有预报警的宽容时间(通常是45秒钟)，让屋主进入室内后留有足够的时间输入撤防密码。系统撤防后转入在家保护模式，在家保护模式的报警探测器的设防状态由软件设定(如分区保护模式)。

　　分区保护模式：分区保护模式是通过软件功能将室内外的报警探测器分若干个区，同时赋予每个区一个报警级别(P、S、T三级)。这种模式可以使得屋主在室内外设置某些特定的报警区域。例如：屋主就寝后，可使室内外区域(P)和门窗第二层区域(S)处于布防状态。

－? 误报警删除

?????? 家庭安全防范系统通过软件设定和逻辑判断功能来删除误报警，提高系统确认报警的准确率(系统误报率在千分之一以下)。家庭安全防范系统可通过以下两种方式来删除误报警。

?? 　 第一种方式是通过软件方法来调整红外线报警探头的灵敏度，设置传感器合理的最小触发脉宽，并定义确认报警时应最少记录传感器被触发的次数，通过系统软件对报警探头灵敏度的设置，可以有效的删除如雷电和小于0.1ms触发引起的系统误报警。
　　第二种方式是家庭安全防范系统将报警区域分为外层报警区(Primary-P)、第二层报警区(Secondary-S)和核心报警区(Tertiary-T)三个报警区域，同时分别给每一个报警探头设定一个报警级别(P、S、T)。通过系统软件建立起这些报警区域与各个报警探测器报警级别之间在时间和空间上的逻辑关系，所建立的逻辑关系完全符合盗贼作案的行动逻辑，因而可删除不符合上述逻辑的误报警。传统的同类产品目前都无法解决因误报产生“狼来了”的现象。至今为止还没有一个国内外厂商的家庭保安系统产品可以达到家庭安全防范系统如此低的误报率。因为家庭安全防范系统具有上述正确判断报警的能力，因此获得美国UL在家庭保安和火灾报警这两个方面的认证。

－ 疾病意外紧急求助报警

　　对于在家独处的病人或老年人，可以随身携带无线遥控报警的紧急按钮，这个无线报警器可以挂在病人或老年人的脖子上或手腕上，当发现身体不适时，可以按动报警键，该紧急呼救报警可以触发家庭安全防范系统联动拨通4个电话号码以语音方式通知家人，小区监控中心、医院或指定的受话人。

－ 儿童关注模式

　　 对于多数双职工父母，会特别关注孩子从学校回家单独在家几个小时的安全。当孩子回家后并输入自己的密码解除“离家保护模式”时，家庭安全防范系统会自动向预先设定的电话号码通报孩子安全在家的信息。以外，父母也可以通过远程遥控方式留言给孩子。

－ 胁迫报警操作

　　当屋主在被胁迫的情况下解除保安装置时(处于刀尖和枪口下)，屋主可以利用输入密码的机会按入反胁迫码(通常是原密码在最后一位＋1)。家庭安全防范系统在解除报警后(此举是防止盗贼对屋主造成伤害)，同时已向警署和小区监控中心报警(胁迫报警信号)。屋主可以在盗贼未发觉的情况下，等待警察和保安人员的救援。

－? 报警和事件记录

　　 家庭安全防范系统提供一个循环寄存器，可以按先后次序存储一百个报警和事件信息。利用这个报警和事件存储器，使用者或保安当局可以通过打印方式追踪报警或事件发生的顺序和时间，也可以由电视(利用TVM模块)或在PCU上的液晶屏上重现报警或事件的图象和文字信息。

－? 闭路电视监视功能

?　　家庭安全防范系统应可以提供闭路电视监视模块(TVM)，该TVM模块与室内电视机连接后，屋主可以通过AV频道观察和监视室内报警探测器的动态显示图像(该图象采用软件方式制作)。显示图像是该住宅建筑平面图和报警探测器安装位置，当有盗贼进入室内后，屋主接到报警后，可以打开电视机，通过报警监视画面显示的报警探头报警位置和报警顺序，可以观察到盗贼作案行动的方向，可使屋主有所防范，避免与盗贼迎头撞而造成不必要的伤害。TVM模块也可以连接闭路电视(CCTV)摄像机(最多7台摄像机)，并与报警探头构成电视监控系统，报警的电视图像可以记录在家用录像机上，或多媒体电脑的硬盘上。

－? 报警电话强制占线功能

?　　家庭安全防范系统应具有当系统报警时可强制占线功能，该功能对于电话报警系统来讲是至关重要的功能。这是因为如果盗贼事先了解到屋主的电话号码，在进行盗窃前采用某些手段占住该屋主的电话线路(如：发传真或进行反复的电话录音)。传统的电话报警系统在这种情况下，将不能通过电话线路进行报警。而家庭安全防范系统可以主动挂断自己的电话(被叫电话)或终止接收传真；通常在1分钟内电信局会检测到被叫电话已挂断，电信局PABX会自动挂断主叫电话(对方电话)，此时当家庭安全防范系统监测到电话线路恢复正常通讯后(检测时间小于1秒)，会立即拨接预先设定好的报警电话号码(如：小区保安管理中心、警局、屋主手机等)，将报警信息传送出去。

－? 家庭安全检测装置

?　　家庭安全防范系统可以提供附加的家庭安全检测装置。该装置由无线遥控按钮和户外红绿灯组成。当屋主还未进入室内时，可以事先通过该安全检测装置，检查是否有盗贼入侵或异常情况，通常此装置安装在大门口，花园门或车库门上，并由红绿灯显示，当屋主按动检测按钮，室内的安全状态信息就会由红绿灯的显示来表示，其显示与室内安全状态对应关系如下：绿灯亮：一切正常。红灯闪动：盗贼在屋主外出后，曾光顾过。红灯亮：盗贼可能还在屋内或有严重异常情况(如：煤气泄漏、有烟或火警)。两灯不亮：不要进入，系统可能已遭破坏。

－? 系统工作状态自诊断

　　家庭安全防范系统至少可以提供以下的工作状态自诊断和系统自保护功能(某些自保功能不宜公开)。

?? 　电话线被剪断：当家庭安全防范系统自检时发现电话线被剪断（系统可以诊断是剪断，还是线路故障或其它非人为故障）。家庭安全防范系统将立即执行报警程序。

?? 　系统电源失电：家庭安全防范系统自检时发现交流电源失电后，系统会自动切换到直流电池上供电，当交流电源恢复供电后，直流电池将自动转至充电模式，以及电池低电压预告警和避雷保护。

—???家庭安全防范系统配置

　　在小区内的每一个家庭单位中安装安全防范报警主机，以及相应的报警探头和传感器，并通过电话线路与小区内保安监控管理主机联网，显示报警住户的相关资料和报警点信息。

2家庭自动化功能与系统配置(可由住户选择)

1)? 家庭自动化基本功能

—?通过电话可以对家中的家电设备进行远程遥控
—?通过事件或时间程序自动控制家电电器设备
—?通过红外线(IR)方式远程遥控空调启停和温度调节。
－? 实现三表(电表、水表、煤气表)数据的自动采集和传输功能。

2)? 家庭自动化功能描述

－? 家用电器设备的自动化与遥控功能

?　　现代的家庭拥有更多而功能复杂的家用电器设备，家庭自动化系统可以实现对这些家电设备的自动化控制和遥控功能，系统通过时间或事件程序进行自动化控制，屋主可以根据需要和光线的变化来控制电器设备和照明灯光的开启和关闭，使用者也可以通过电话线路和红外线(IR)技术遥控家里空调设备的启停，以及温度的调节。

　　家庭自动化系统具有对家庭中的任何一件电器产品同时进行以下五种控制的能力，即：在屋内通过PCU电话操控单元输入操作码控制；由红外线(IR)控制和调节；在屋内进行无线遥控；通过报警信息，家庭保护模式，事件或时间响应实施联动控制；在异地通过电话线路进行远程控制和调节。

??? 　无论是自动控制或遥控，家庭自动化系统均可以通过系统的控制状态反馈检测，以语音分方式通知屋主目前家电设备的运行状态。这个带反馈检测的功能是十分有用的，是家庭自动化系统在家庭自动化方面与其它厂商同类产品最重要的区别。由于其它同类产品不能提供家电设备运行的确切状态，因而很容易造成屋主的误操作，如屋主欲将某一家电设备电源遥控关闭，而该家电已处于电源关断状态，(这一点往往是由于屋主已记不清该电源是否已关闭的情况下发生)。如果此时屋主遥控操作反而会让该家电设备电源开启，而造成误操作(这是由于通常控制是由继电器的动作来实现的)。而家庭自动化系统具有控制状态反馈检测功能，当屋主进行这一类误操作时，系统不但不会执行开启的指令，同时还会通过语音方式提示操作者：“电源已关闭”。通过这一点就可以说明家庭自动化系统的卓越功能和智慧水平。

　　家庭自动化系统可以通过输出控制模块，将控制点增加到32个，控制方式可以是继电器或红外线(IR)，也可以增加室内无线遥控的控制功能。系统还可以提供X-10和LonWorks Gateway的电源线和总线控制方式。

－? 三表数据采集、传输和统计

?　　家庭自动化系统通过三表数据采集和传输模块，可以实现家庭内电表、水表、煤气表读数(脉冲方式)的采集和存储。并通过住宅小区监控中心电脑软件设定每一家庭用户每月向小区监控中心传输所采集的使用读数的时间和次数。小区监控中心电脑将传送来的数据进行统计和换算，并通过打印机打印每一户每一个月用电、用水、用气的读数和应交纳的金额。中心电脑软件同时具有查询小区任一户三表在若干月内的使用读数和已交或欠交费用的状况。

3)? 家庭自动化系统的配置

　　在家庭智能化系统控制单元，应采用家庭总线技术(HBS)，只需增加智能化控制模块和三表数据采集和传输模块，就可以实现家庭自动化控制功能。

3 家庭通讯与网络功能及系统配置

1)? 家庭通讯与网络基本功能
—? 通过电话线路传输双向语音和数据及遥控指令
—? 采用数字式电话系统
—? 具有声音邮件信箱功能，可分别进行远程留言与来电信息调用功能
—? 采用五类双绞线的智能家庭总线(IHBS)结构
—? 可采用X-10电源总线方式
—??留有ATM和HFC高速接入网接口

2)?家庭通讯与网络功能描述

－? 家庭智能总线功能

　　在小区内的每一个独立家庭中采用全五类双绞线敷设的家庭智能总线系统，可以提供每一个家庭两个电话语音点，两个10Mbps网络传输速率数据点和10个家庭保安与自动化监控信息点。并留有与X-10、ATM，以及HFC高速网络接入形式的通讯接口。

－? 数码录音与应答功能

?　　家庭通讯系统采用全数字式电话录音和应答方式，当系统设置为离家模式后，如有来电时，系统可放置预先录制好的留言回答来电者，然后来电者也可以留言。屋主只要输入自己的密码就可以远程调听这些来电者的留言，家庭通讯系统可提供13分钟的数字RAM录音区(无需磁带)。

　　家庭通讯系统具有另一项功能是电子声音邮件信箱，它允许家庭多个成员分别使用这个电子声音邮件信箱。如母亲离家时可留言给孩子：“食物在微波炉里，不用等我回来”，或丈夫从办公室远程遥控留言：“因开会将迟回家”。当留言对象回家后，并用自己的密码解除（每个家庭成员都可以有自己的密码）“离家保护模式”时，相应的留言就会自动播出。电子声音邮件信箱与数码电话录音/应答是两个相互独立的存储区。由于家庭通讯系统可以直接连接到电话线路上，因此它可以通过任何一个家庭用小型PABX进行拨接。

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