【正文】 別采用不同底層協(xié)議的混合網絡，與局域網和廣域網相比，在系統(tǒng)構成、網絡協(xié)議 及用戶群體方面都具有自己的特點，實現家庭網絡必須具有完整的系統(tǒng)集成方案、高度的互操作性和靈活的網絡接口。 家庭網絡所采用的連接技術可以分為“有線”和“無線”兩大類。有線方案主要包括：雙絞線或同柱電纜連接、電話線連接及電力線連接等；無線方案主要包括：紅外線連接、無線電連接、基于射頻技術的連接和基于 PC 的無線連接等。 家庭網絡分為家庭控制網絡和家庭信息網絡，家庭控制網絡通常以總線控制協(xié)議為主， 7 主要是對家庭自動化產品，如安防報警系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)、家用電器控制系統(tǒng)；家庭信息網絡通過以太網方式組網，完成與外 界的網絡連接和家庭內部設備與信息的管理。 網絡家電是利用數字技術、網絡技術及智能控制技術將普通家用電器進行設計改進的新型家電產品。網絡家電可以實現互聯(lián)，組成一個家庭內部網絡，同時這個家庭網絡又可以與外部互聯(lián)網相連接。 網絡家電技術包括兩層面：第一個層面是家電之間的互聯(lián)問題，也就是使不同家電之間能夠互相識別，協(xié)同工作；第二個層面是解決家電網絡與外部網絡的通信，使家庭中的家電網絡真正成為外部網絡的延伸，如圖所示： 要實現家電間的互聯(lián)和信息交換，就西藥解決：（ 1） 描述家電工作特性的產品模型，使得數據的交換具有特定含義：（ 2）信息傳輸的網絡媒介。在解決網絡媒介這一難點中，可選擇的方案有：電力線、無線射頻、雙交線、同軸電纜、紅外線及光纖。 由于網絡同志為網絡家電的關鍵部分，所以基于家庭網絡互聯(lián)的網絡加電是將來的一個發(fā)展趨勢。 信息家電是一種價格低廉、操作簡便、實用性強、帶有 PC 主要功能的家電產品，是將電I n t e r n e t 主 機 冰 箱 洗 衣 機微 波 爐洗 碗 機電 視 機空 調 機熱 水 器 8 腦網絡技術和通信技術與傳統(tǒng)家電相結合的創(chuàng)新產品，是為數字化與網絡技術更廣泛地深入到家庭生活而設計的新型家用電器。信息家電包括電腦、 DVD、超級 VCD、無線數據通信設備、視頻游戲設備、網絡電視、 Inter 電話等等，即所有能夠通過網絡系統(tǒng)交互信息的家電產品，都可以稱之為信息家電。 信息家電由嵌入式處理器、相關硬件、嵌入式操作系統(tǒng)以及應用層的軟件包組成。 信息家電把電腦的某些功能分解出來，設計成應用性強、更家電化的產品，使普通居民步入信息時代的步伐更為快速，是具備高性能、低價格、易操作特點的 Inter 工具。信息家電的出現將推動家庭網絡市場的興起，同時家庭網絡市場的發(fā)展又反過來推動信息家電的普及和應用的深入。 廣義的信息家電應該包括網絡家電。在我們 通常的理解中，信息家電主要指帶有嵌入式處理器的小型家用信息設備，它的基本特征是與網絡相連而有一些具體功能，可以是成套產品，也可以是一個輔助配件。而網絡家電則指一個具有網絡操作功能的家電類產品，這種家電可以理解為是我們原來普通家電產品的升級。 通過對以上幾個系統(tǒng)名稱的介紹我們可以看出，實際上家庭自動化產品、家庭網絡產品、網絡家電產、信息家電產品都只是智能家居系統(tǒng)產品里的一種，它們有各自不同的產品特征，不能簡單地將它們劃等號。當然也有許多概念交叉的產品，如即頂盒可以理解為是一個家庭網絡的產品，但同時又是一個信息 家電的產品。 還有一點需要說明的是，目前國內很多媒體和廠家有意無意地將智能家居和信息家電這兩個概念混淆了。有些廠家干脆將一兩件信息家電的功能放大，稱擁有了這些信息家電的家庭也就實現了智能家居，這顯然是不可取的，這會給行業(yè)帶來一些不利的影響，使消費者最終對智能家居產生懷疑。因此規(guī)范化是將來一段時間內智能家居發(fā)展的趨勢。 第二章 分析當前智能建筑的部分功能 智能建筑的基本功能 智能建筑并不是特殊的建筑物，而是以最大限度激勵人的創(chuàng)造力、提高工作效率的中心，配置了大量智能型設備的建筑。在這里廣泛地應用了數字通 信技術、控制技術、計算機網絡技術、電視技術、光纖技術、傳感器技術及數據庫技術等高新技術，構成各類智能化系統(tǒng)。就目前的技術發(fā)展水平來說，智能建筑的核心可歸納為 3A+CNS+GCS+BMS，即： OA 辦公自動化系統(tǒng) （ Office Automation System） BA 建筑設備監(jiān)控系統(tǒng) （ Building Automation System） 9 SA 安全防范系統(tǒng) （ Security Automation System） CNS 通信網絡系統(tǒng) （ Communication Networks System） GCS 綜合布線系統(tǒng) （ Generic Cabling System） BMS 建筑物管理系統(tǒng) （ Building Management System） OA—— 按計算機技術來說是一個計算機網絡與數據庫技術結合的系統(tǒng)，利用計算機多媒體技術，提供集文字、聲音、圖象為一體的圖文式辦公手段，為各種行政、經營的管理與決策提供統(tǒng)計、規(guī)劃、預測支持，實現信息庫資源共享與高效的業(yè)務處理， OA 系統(tǒng)已在政府、金融機構、科研單位、企業(yè)、 新聞單位等的日常工作中起著極為重要的作用。在智能建筑中 OA 常由兩部分構成：物業(yè)管理公司為租戶提供的信息服務和物業(yè)管理公司內部事物處理的 OA 系統(tǒng)，大樓使用機構與租用單位的業(yè)務專用 OA系統(tǒng)。雖然兩部分的 OA系統(tǒng)是各自獨立建立的，而且要在工程后期才實施，但它們的計算機網絡系統(tǒng)的結構應在工程前期做出規(guī)劃，以便設計 PDS（ Premises Distribution System)綜合布線系統(tǒng) 或 GCS（ Generic Cabling System）。 BA—— 系統(tǒng)是通過中央計算機系統(tǒng)的網絡將分布在各監(jiān)控現場的區(qū)域智能分 站連接起來，以分層分布式控制結構來完成集中操作管理和分散控制的綜合監(jiān)控系統(tǒng)。 BA 系統(tǒng)運行的目標是對建筑物內所有建筑設備進行全面有效監(jiān)控和管理，以保證建筑物內所有設備處于高效、節(jié)能和最佳運行狀態(tài)。通常在 BA 系統(tǒng)管轄下的有空調、給排水、冷熱源、變配電、照明、電梯、停車庫等設備。 SA—— 系統(tǒng)主要有兩類。一類為消防系統(tǒng)，另一類為安保系統(tǒng)。消防系統(tǒng)具有火災自動報警與消防聯(lián)動控制功能，是一專用計算機系統(tǒng)。安保系統(tǒng)常設有閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)（ CCTV）、通道控制（門禁）系統(tǒng)、紡盜報警系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)等。 SA系統(tǒng) 24小時連續(xù)工 作，監(jiān)視建筑物的重要區(qū)域與公共場所，一旦發(fā)現危險情況或事故災害預兆，立即報警并采取對策，以確保建筑物內人員與財物的安全。 CNS—— 是通過數字程控交換機 PABX 來轉接聲音、數據和圖象，借助公共通信網與建筑物內部 PDS 的接口來進行多媒體通信的系統(tǒng)。目前，公共通信網在我國有城市電話網，可租用衛(wèi)星轉發(fā)器以實現 C波段到 CU 波段的衛(wèi)星通信。為消除公共無線通信的盲區(qū)，樓內設置無線通信微蜂窩系統(tǒng)。隨著上海信息港工程的建設與全國通信基礎設施裝備水平的提高，光纖進大樓（ FTTB）、光纖進小區(qū)（ FTTZ）已成為現實，于是各種寬 帶接入的駐地網更為拓展通信新業(yè)務提供了發(fā)展基礎。 GCS—— 是在智能建筑中構筑信息通道的設施。它采用光纖通信電纜、銅蕊通信電纜及 10 同軸電纜，布置在建筑物的垂直管井與水平線槽內，一直通到每一層面的每個用戶終端。PDS 可以以各種速率（從 9600b/s 到 1000mb/s） 傳送話音、圖象、數據信息。 OA， CNS， BA及 SA 的信號從理論上都可由 PDS 傳輸。因而，有人稱之為智能建筑的神經系統(tǒng)。 BMS—— 是為了對建筑設備實現管理自動化而設置的計算機系統(tǒng)，它把相對獨立的 BA 系統(tǒng)、 SA系統(tǒng)和 OA 系統(tǒng)采用網絡通信的方式實現信息 共享與互相聯(lián)動，以保證高效的管理和快速的應急響應。這一系統(tǒng)目前尚無統(tǒng)一的定義，有稱其為系統(tǒng)集成，有稱為 IBMS（ IIntelligent）。 BA 系統(tǒng)在智能建筑中的應用 設備智能化集中監(jiān)控管理系統(tǒng)是智能建筑智能化系統(tǒng)的重要子系統(tǒng)，它能自動化集中監(jiān)控智能建筑的電梯、供電、供水、供暖等設備，設備故障時能及時發(fā)出故障報警，并提供故障點、故障類型等量化數據，摒棄了傳統(tǒng)的 故障－報修－接修－查故障點－修理－排除故障 低效模式，極大地縮短了 發(fā)現故障－排除故障 的時間。它還具有 故障預警 功能，通過系統(tǒng)統(tǒng)計數據、報表，及 時發(fā)現潛在故障點，為設備的維護保養(yǎng)、大修更新提供科學依據，減少設備故障，提高完好率，是物業(yè)管理的好幫手。 智能建筑設備智能化集中監(jiān)控管理系統(tǒng)是住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)的重要子系統(tǒng)，其主要功能如下： 1．實時監(jiān)測 只需一個人在監(jiān)控室就能實時地監(jiān)測整個小區(qū)所有的電梯、供電、供水、供暖等設備的運行情況，可免去大量的設備運行巡視人員； 2．自動報警 無需專業(yè)人員在場，即可實現二十四小時設備故障智能診斷、自動報警，并提供故障點、故障類型等量化數據，摒棄了傳統(tǒng)的 發(fā)生故障→發(fā)現故障→報修→接修→查故障點→修理→排除故障 低效模 式，極大地縮短了 發(fā)生故障→排除故障 的時間； 3．遠程控制 在監(jiān)控室的電腦上即可對整個小區(qū)的所有設備運行進行合理的調配。并可在設備故障時，及時切換啟動備用設備，將設備故障給用戶帶來的不便降到最低限度。 4．科學管理 系統(tǒng)自動記錄每臺設備的運行時間、運行次數、故障發(fā)生類型及次數等參數，提供統(tǒng)計數據、報表，為設備的維護、保養(yǎng)、大修、更新等提供科學合理的依據。減少設備故障，提高完好率，是物業(yè)管理的好幫手。它的特點為： 11 ①系統(tǒng)需具有較高的可靠性 ②系統(tǒng)需結合智能化住宅小區(qū)實際需求。 ③系統(tǒng)需可靠、成熟 ④系統(tǒng)需具有較 強開的放性，通訊協(xié)議和接口按照國際標準和國家標準設計，標準的接口、協(xié)議、技術，通過數據庫開放，可以方便地與其他開放式系統(tǒng)兼容、集成。 5．系統(tǒng)具有中文 /圖形人機界面的上位機應用軟件，適應性強、操作容易（操作人員不需要具備很強的專業(yè)知識）、維護方便。它的功能為： ①系統(tǒng)需對智能建筑的公共設備運行實行計算機集中自動監(jiān)測控制。 ②系統(tǒng)能實時自動判別設備故障，及時將故障點 /故障性質向上級計算機總站報警（故障時觸發(fā)語音報警，直至操作員干預），縮短故障－維修時間。 ③具有遠距離對設備運行（電梯、水泵、照明?）的切入 /切 出功能，在故障時將備用設備及時投入。 ④系統(tǒng)能自動記錄設備運行情況，建立數據庫、趨勢圖、統(tǒng)計報表等，為設備的維修、保養(yǎng)提供科學依據。并能按要求打印。 ⑤系統(tǒng)采用國際標準接口和協(xié)議設計，具有開放性、可擴展特點，還可以將其它信號（如：防盜報警、煤氣泄漏報警、消防報警、家庭緊急求助，?）加入系統(tǒng)。 6．系統(tǒng)軟件可在 WINDOWS98/NT/2020 等較低平臺開發(fā)、運行，具有中文 /圖形人機界面，形象直觀，具有易學、易維護、操作方便特點。其示意圖為： 12 嵌入式系統(tǒng)在智能家居中的應用 根據 IEEE（國際電氣和 電子工程師協(xié)會）的定義，嵌入式系統(tǒng)是 “ 用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機器和設備的裝置 ” ?？梢钥闯龃硕x是從應用上考慮的，嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機電等附屬裝置 [3]。 一般定義：以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。 嵌入式系統(tǒng)的幾個重要特征： 1．系統(tǒng)內核小。由于嵌入式系統(tǒng)一般是應用于小型電子裝置的，系統(tǒng)資源相對有限，所以內核較之傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)要小得多。比如 ENEA 公司的 OSE分布式系統(tǒng)，內核只有 5KB，而 Windows 的內核則要大得多。 2．專用性強。嵌入式系統(tǒng)的個性化很強，其中的軟件系統(tǒng)和硬件的結合非常緊密，一般要針對硬件進行系統(tǒng)的移植，即使在同一品牌、同一系列的產品中也需要根據系統(tǒng)硬件的變化和增減不斷進行修改。同時，針對不同的任務，往往需要對系統(tǒng)進行較大的更改；程序的編譯下載要和系統(tǒng)相結合，這種修改和通過軟件的“升級”是完全不同的概念。 3．系統(tǒng)精簡。嵌入式系統(tǒng)一般沒有系統(tǒng)軟件和應用軟件的明顯區(qū)分，不要求其功能設計及實現上過于復雜，這樣一方面利于控制系統(tǒng)成本，同時也利于實現系統(tǒng)安全。 13 4．高實時性 OS。 這是嵌入式軟件的基本要求，而且軟件要求固態(tài)存儲，以提高速度。軟件代碼要求高質量和高可靠性、實時性。 5．嵌入式軟件開發(fā)走向標準化。嵌入式系統(tǒng)的應用程序可以沒有操作系統(tǒng)直接在芯片上運行；但為了合理的調度多任務，利用系統(tǒng)的資源、系統(tǒng)函數以及專家?guī)旌瘮到涌冢脩舯仨氉孕羞x配 RTOS（ RealTime Operating System） 開發(fā)平臺，這樣才能保證程序執(zhí)行的實時性、可靠性，并減少開發(fā)時間，保障軟件質量。 6．嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要專門的開發(fā)工具和環(huán)境。由于嵌入式系統(tǒng)本身不具備自主開發(fā)的能力，即使設計完成以 后，用戶通常也不能對其中的程序功能進行修改，因此必須有一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進行開發(fā)，這些工具和環(huán)境一般是基于通用計算機的軟硬件設備以及各種邏輯分析儀、混合信號示波器等。開發(fā)時往往有主機和目標機的概念，主機用于程序的開發(fā)，目標機作為最后的執(zhí)行機，開發(fā)時需要交替結合進行 [4]。 嵌入式系統(tǒng)的核心是嵌入式微處理器。嵌入式微處理器一般具備以下 4個特點： 1．對實時多任務有很強的支持能力，能完成多任務并且