智能家居之核心–“家庭服务器”

    摘 要 家庭服务器是智能家居系统的核心，智能化住宅的安全性、生活环境、通信方式 信息服务、家电设备自动控制等家庭智能化系统控制均可以通过它来实现。

    关键词 家庭服务器 X-10电力线载波通信协议 智能化家居控制

    1、引言
    随着社会经济水平的发展，现在人们的生活追求个性化、自动化，追求快节奏，追求充满乐趣的生活方式，家装要求的档次越来越高，生活家居要求一种人性化、智能化。智能电子技术在现实生活中的智能家居电子产品中得到广泛应用。特别是计算机技术、网络通信技术、信息控制技术的迅猛发展与提高，促使家庭实现了生活现代化，居住环境舒适化、安全化。这些高科技已经影响到人们生活的方方面面，改变了人们生活习惯，提高了人们生活质量，智能化家居也正是在这种形势下应运而生的。智能家居的日渐兴起给人们的家居生活带来了全新的感受，家居智能化成为一种趋势。

    住宅智能化系统的概念是从上世纪70年代末起源于美国，随后，欧洲、日本等国家住宅智能化也得到了飞速发展。在我国，智能家居这一概念推广较晚，约在90年代末住宅智能化系统进入国内，但其发展的速度非常快，全国已建立了一些具有一定智能化功能的住宅小区和家庭智能化住宅。

    智能家居系统就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，通过家庭电力线载波通信网络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。这些功能都可以通过家庭服务器来实现。所以说家庭服务器是智能家居的核心，也有人将它比喻成人的大脑。由此可见，家庭服务器在智能化住宅中的重要地位。

    2、家庭服务器的系统组成
    按照智能家居系统功能，可将家庭服务器的系统组成分成家庭服务器主机；家庭设备控制网络；家庭视频监控系统和家庭安全防范报警；四表远程抄送……等几个大部分。
    2.1家庭服务器主机
    家庭服务器主机主要是由中央处理器、各种通信模块等组成。
    2.2家庭设备控制网络
    家庭设备智能化控制单元由照明控制模块、空调控制模块、家用电器设备控制模块等组成。
家庭通信网络单元由电话通信模块、计算机互联网模块、CATV模块组成。
    2.3家庭视频监控系统和家庭安全防范报警
　　 家庭安全防范单元由火灾报警模块、煤气泄漏报警模块、防盗报警模块和门禁对讲及紧急呼救模块、摄像监控模块等组成。
    2.4家庭四表远程抄送系统
    四表远程抄送系统包括电表、水表、煤气表、热表等计量表具和电表、水表、煤气表数据采集模块等组成。

    3、家庭服务器的功能
    家庭服务器系统的主要功能就是：通过家庭服务器实现对家庭智能化系统中各种与信息相关的通讯设备、家用电器和家庭保安装置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。
    3.1家庭服务器主机的功能
    通过无线及有线方式与各类系统的模块相连接；通过电话线、计算机互联网、CATV线路与外部相连接。家庭服务器主机根据其内部的软件程序，向各种类型的模块发出各种指令。

    在智能家居系统中，家庭服务器是所有家庭设备的控制中心，管理中心和数据存储中心，也是人们在家中或在异地利用远程技术控制家中设施的中央处理中枢。它能够同电力线相连，利用电力线构成的家庭网络对家里的每一个网络家电进行控制。而且，它还有网线接口，可以与Internet 相连接，实现远程控制的功能。这种单片化的家庭服务器功耗很小，所以它可以实现永不关机，全天24小时处于工作状态。如果在断电的情况下，可以自动启动备用电源。这种单片化的家庭服务器还具有体积小的特点，而且因为电力线载波所用的x10协议支持灵活的网络拓扑结构，所以设备不会受到摆放位置的限制，只需要一个小小的电力线插口，你就可以把它安放在您最方便的地方。

    家庭服务器是整个家庭网络的核心，也是实现与外部连接的关键。所以其实现的功能主要有两大功能。首先，对内实现家庭内部网络的构建，连接各设备及子网。其次，对外与小区以太网的接入，实现小区综合管理以及远程控制。但是从具体的功能上来说，目前的家庭服务器有四大功能：家庭控制功能，视频监控功能，安防报警功能，四表（热表，电表，水表，煤气表）抄送功能。
    3.2家庭设备控制网络功能
家庭设备的智能控制主要包括照明、电器设备的集中、遥控、远距离异地的监视、控制及数据采集。
家庭通信网络的功能包括：通过电话线路双向传输语音信号和数据信号；通过互联网实现信息交互、综合信息查询、网上教育、医疗保健、电子邮件、电子购物等；通过CATV线路实现VOD点播和多媒体通信。
    3.2.1照明设备的监视、调节和控制：按照预先设定的时间程序分别对各个房间照明设备的开、关进行控制，并可自动调节各个房间的照明度。
    可以通过家庭控制器来控制家里的照明系统，它可以随意的调节灯光的亮度来配合自己的感受，达到自己喜欢的效果。另外它还可以进行各种场景设置，创造一种浪漫，幽雅的环境。一种激情，热烈的氛围。
    3.2.2家用电器进行监视和控制：按照预先所设定程序的要求对微波炉、开水器、家庭影院、窗帘等家用电器设备进行监视和控制。
    可以用它来控制各种网络家电，比如冰箱将会根据内部存储食物的种类自动调整存储温度，并会发出变质警报;当冰箱里的储存的食物不足的时候，家庭服务器会及时发现这种情况，它会按照设定的号码发短信或者是打电话给家庭的主人。或者是直接发送到社区中心，社区中心在将需求信息传递给邮政或者是商品配送中心，配送中心大型的数据库将调出你所需要的商品名称及数量，然后送货上门。

    它还可以进行复合场景设置，如果您在读书的时候喜欢喝上一杯咖啡，喜欢闻着清新的花香畅游书海，那么您不必一件一件的去设置这种环境，一按读书模式的按键，我们的家庭服务器会帮您做这些事情，它会自动的打开咖啡壶，香熏器，还能调出最最适合您读书的灯光亮度。
    3.2.3空调机的监视、调节和控制：按照预先设定的程序根据时间、温度、湿度等参数对空调机进行监视，调节和控制。

    比如可以在下班到家前的几分钟打个电话回家，通知家里服务器提前打开空调并可以设定温度。而且还可以根据室内的温度来控制空调的开关，使屋内的温度舒适宜人。
    3.3家庭视频监控系统和家庭安全防范报警功能
    家庭安全防范主要包括防火灾发生、防煤气（可燃气体）泄漏、防盗报警、安全对讲、紧急呼救等。家庭控制器内按等级预先设置若干个报警电话号码（如回家人单位电话号码，手机电话号码、寻呼机电话号码和小区物业管理安全保卫部门电话号码等），在有报警发生时，按等级的次序依次不停地拨通上述电话进行报警（可报出家中是哪个系统报警了）。
    3.3.1 防火灾发生
    通过设置在厨房的感温探测器和设置在客厅、卧室等的感烟探测器，监视各个房间内有无火灾的发生。如有火灾发生家庭服务器发出声光报警信号，通知家人及小区物业管理部门。家庭服务器还可以根据有人在家或无人在家的情况，自动调节感温探测器和感烟探测器的灵敏度。
    3.3.2防煤气（可燃气体）泄漏
　　 通过设置在厨房的煤气（可燃气体）探测器，监视煤气管道、灶具有无煤气泄漏。如有煤气泄漏家庭服务器发出声光报警信号，通知家人及小区物业管理部门。同时，服务器还会自动关闭燃气管道电磁阀。
    3.3.3 防盗报警
    防盗报警的防护区域分成两部分，即住宅周界防护和住宅内区域防护。住宅周界防护是指在住宅的门、窗上安装门磁开关；住宅内区域防护是指在主要通道、重要的房间内安装红外探测器。当家中有人时，住宅周界防护的防盗报警设备（门磁开关）设防，住宅内区域防护的防盗报警设备（红外探测器）撤防。当家人出门后，住宅周界防护的防盗报警设备（门磁开关）和住宅区域防护的防盗报警设备（红外探测器）均设防。当有非法侵入时，家庭控制器发出声光报警信号，通知家人及小区物业管理部门。另外，通过程序可设定报警点的等级和报警器的灵敏度。
    3.3.4 安全对讲
    住宅的主人通过安全对讲设备与来仿者进行双向通话或可视通话，确认是否允许来访者进入，住宅的主人利用安全对讲设备，可以对大楼入口门或单元门的门锁进行开启和关闭控制。
    3.4.5 紧急呼救
    当遇到意外情况（如疾病或有人非法侵入）发生时，按动报警按钮向小区物业部管理部门进行紧急呼救报警。
    3.4四表（热表，电表，水表，煤气表）抄送功能
    家庭服务器具有抄表功能，它能将各种表（包括热表，水表，电表，煤气表）的信号转换为IP的数据包格式通过相应的传输网络传送到专门的网络管理中心进行集中管理。每个用户都有一个用户名及密码。当您登陆相关的表费查询网站，输入用户名和密码，就会马上得到该用户的水，热，电，煤气的使用情况。网站上的数据每天更新一次，用户可以以最快的速度了解您家里水电等能源的最新的使用情况。

    家庭服务器还可以实时检查设备的运行数据，如查询煤气，水，电的消耗值等，如果不能及时得到各种表的数据，超过一定的时间，家庭服务器会发送故障报警信号，这样维修人员就可以来及时的维修。

    4、结束语
　　 随着市场的不断发展，智能家居技术发展也是日新月异，往往在我们做规划和设计时选用的是当前较先进的、成熟的技术，在经过从规划、设计到设备安装这段时间后，原来所选用的设备在技术上已经落后了或有了新的发展。所以在综合布线的规划、设计时要考虑技术发展这一因素，一定做到超前，即在技术（系统）方面超前、在预留接口（模块）方面超前、在敷设管线方面超前。
    4.1　在技术（系统）方面超前
　　 在规划和设计时应预测智能家居若干年后的发展趋势，应有一个前瞻性，应考虑会增加哪些新系统、扩展哪些系统、增加哪些新设备；增加哪些新的控制要求等，在规划和设计中应予考虑和体现出来。
    4.2　在预留接口（模块）方面超前
　　 在规划和设计中应预留一定数量的标准型接口（模块），以满足今后发展和连接不同类型设备的需要。
    4.3　在敷设管线方面超前

　　 在规划和设计中多预留一些管线，以保证今后发展时的需要。如增加某个系统或增加某个设备时，不需要因重新敷设各种管线，而破坏装修和建筑物的墙体、地面或顶棚了。

    如果在规划和设计中能考虑到今后发展的各种因素，采取了相应的各种技术措施，这样就可以保证住宅今后在使用功能方面若干年也不会落后。

    智能家居的发展方兴未艾，它是二十一世纪住宅科技发展的重要标志，虽然智能家居对于我国大多数人来讲还是一个较新的概念，但我们相信它很快就会被人们所了解和接受，这一技术也将在我国被广泛应用。