理想家居 为您打造未来的无线数字家庭

    比尔·盖茨曾给我们描述过一个用IT技术构筑的“人间天堂”：每个房间都被无线智能化控制、自动根据人体调节室内最佳温度、语音控制房间内所有的电器，不用动手所有物品得心应手。这就是无线数字家庭的未来蓝图，尽管现在看来是那么遥不可及，但事实上，“数字家庭”正伴随着无线IT技术的发展向我们走来…… 

    相信读者对于我们今天要谈的这个话题并不陌生。无线的“数字家庭”为智能家庭，智能家居，或称智能住宅，在英文中常用Smart Home。与智能家居的含义近似的还有家庭自动化（Home Automation）、电子家庭（Electronic Home、E-home）、数字家园（Digital family）、家庭网络（Home net/Networks for Home）、网络家居（Network Home）,智能家庭/建筑（Inte1ligent home/building）、在香港、台湾等地区还有数码家庭、数码家居等称法。

    虽然各种各样的叫法已经很多，从去年开始这样的设想对中国老百姓来说就已经不再遥远。今天，我们就将利用市场上已经推出的产品和我们已经测试过的产品来为大伙搭建一个令人激动不已的家庭数字网络。这，已是个趋势，正在走入我们的普通家庭，我们有理由说：“您应该关注”，请往下看！

    所谓的“数字家庭”可以定义为一个过程或者一个系统。利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合无线组网技术等，将与家居生活有关的各种子系统，有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全、有效。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间；还由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。

    “家居智能”还有一种解释就是通过智能终端，将家里所有的非智能型的家用电器、照明转化为智能型的家用电器、照明，实现居家用智能遥控器进行集中控制；在异地利用手机、固定电话、互联网进行远程控制；而且所有的电器都是220V供电，全部都采用无线连接。只要会操作普通遥控器和电话，就可以轻松地控制这一切，使生活更惬意、舒心。

    智能化住宅与普通住宅的区别

    比如，在智能化住宅里，当你驱车到家时，只需刷一下卡，车库门闸便自动开启，你可以轻松停入指定车位；当你家门前来了朋友或陌生人，你从自家的监视系统便能分辨出来；当你酣然入梦时，你的防煤气泄漏、防火感测器则在随时替你警惕地监视着可能发生的危险；而现在很多居民面对的查电表、查水表和查煤气表到户的管理人员，将再也不见，需要交费时，只要刷一下卡，一切都搞定……

    数字家庭的缘起

    说到数字家庭的缘起，现在大家比较公认的是在20世纪70年代末左右，设备制造商、系统安装商和一些私人团体就开始了采用低成本计算的家庭自动化系统的开发。简单的来说，是英国的JRF和SH共同资助了一项智能家庭研究项目，其中技术开发和安装工作由JRHT和EHA承担。该项目的目的是以一种用户友好方式将各种家庭自动化系统汇集起来，重点是使其成为房屋市场上价格能够为人接受的商品。已经建立了两个基于用户规格要求的示范性试验系统，由于采用的设备基于为商用住宅开发的技术，因此略嫌笨重，设计上也过于复杂。

    该智能家庭研究项目最初的目标是满足一些特定准则：安全、易用、协助家中的独立活动；经济、低成本可复制性；可靠、足够的灵活性（用以满足今后功能扩展及适应性调整的要求）；易于安装和维护。后经相关组织的研究磋商，又增加了下面这样一些准则：安全、保密和家用电器控制的便捷性；能源和环境管理；老年人和残疾人的需求；对新的娱乐方式及居家商业活动的适应性和调整能力。后续的建议还有很多，比如：进门系统；家庭安全；家庭环境控制；自动门操作；中央闭锁；烹饪控制（能够自动检测锅中的油是否已经沸腾）；高效的供暖和通风管理；自动煤气泄漏检测和关闭；自动着火检测等等。

[NextPage]    所有这些导致了智能家庭规范草案的出台，它分为三个层次：基本基础设施；一般功能；附加功能。基本基础设施可适用于任何类型的住宅，它为增加更多的专用技术奠定了基础。第二层针对的是某些特殊类型住宅的基本功能，而第三层则可提供附加功能以满足特殊居住者的要求。 每一层都必须满足一些通用条件，特别是：设备/系统必须具有明确清晰的功能；界面的操作必须简单；系统的优点必须是可以证明的，价格应能为人所接受；制造商必须规定可靠性；系统必须是可编程的，能够进行功能扩展并与其他设备相连；基本基础设施必须能够实现低成本的升级；必须提供符合接受标准的广泛互连性以满足交互式应用的需要；安装简单，视觉影响要小；提供维护服务。

    智能家庭潜在的好处是巨大的，虽然需要一定的投入，但由其带来的各种费用节省足以提供弥补，因此随着无线网络的迅速发展，它也正在经历一日千里的飞跃！

    探索：迅速着陆中原的缘由

    不久前，国内知名企业海信集团与在国内VOD领域处于领先地位的雷石公司共同合作，推出专门针对别墅等高档住宅的镭海影音娱乐控制系统，并授权北京镭海易墅科技发展有限公司为这一产品的独家销售商。该系统充分考虑了高端家庭用户对居家生活的高要求，旨在全力推动别墅生活向功能化、内容化、信息化的发展，是 “数字家庭”新时代的又一力作。此外，长城计算机公司、海尔等国内PC生产厂家也曾推出了各自的“数字家庭”新产品。由此可见，“数字家庭”概念已在众多厂商的倾力投入中进入实质阶段！

    “数字家庭”概念这么快就着陆中国，笔者从多方面来分析认为，主要源于三个方面的作用：一是PC厂商存在创新的压力和动力，PC现在的销量在减少，市场的增长速度放缓，如何刺激市场需求的进一步提高，需要有一个新的理念和模式，于是，极具广阔市场前景的数字家庭就成为了PC市场的新宠。

    二是市场上存在对数字家庭产品需求的拉力。未来几年，各种面向家庭用户的数字产品将保持高速增长，蕴含着无限商机。IDC对国内消费IT的研究报告显示，未来3年家用电脑市场将继续快速增长，而信息家电和外设增长速度更是高于家用电脑，特别是信息家电，增长速度将是家用电脑的10倍。

    三是数字技术的广泛应用和网络技术的发展，成为“数字家庭”的推力。奔腾4处理器、液晶显示器的普及，数码产品多元化的发展，全新一代操作系统 Windows XP的诞生，宽带互联技术的出现和成熟，等等，都为数字家庭的实现提供了基础和条件。

    发展中的数字家庭技术

    从目前众多的数字家庭技术中来看，笔者主要把中国数字家庭行业不同时期的技术发展情况分为三种技术方案代表：基于PC架构的、基于单片机架构的和基于嵌入式架构的数字家庭技术。
   
    简单来说， PC架构的智能控制系统出现于中国数字家庭的萌芽阶段，基本上停留在向使用者展示数字家庭的概念，实用性不强，属于第一代。而目前，很多中国数字家庭厂商研制的基于单片机架构的智能控制系统在实用性、易用性和专业性方面有了很大程度上的提高，属于第二代。基于嵌入式系统的数字家庭系统在国内才刚刚出现，随着嵌入式技术更加广泛的应用，随着成本的逐步降低，中国的数字家庭最终将走向嵌入式，在这里笔者就想简单的和大家一起来谈谈数字家庭中的嵌入式技术，毕竟这也是我研究的相关专业领域了。

    当前，人类已进入基于Internet的后PC时代，其主要特征为计算机作为组成成份紧密融于消费品和工业品中。后PC时代的到来完全依赖于嵌入式技术的诞生与发展。嵌入式系统在通讯产品、家用电器、医疗器械、汽车制造、航空航天等领域的无限应用空间已使其成为促进信息产业发展，加速传统产业改造的最为实用的高新技术。传统的IT设备逐渐转变为嵌入式设备，这是一个大趋势。在这个大趋势中，小到智能卡、手机、水表，大到信息家电、汽车，甚至飞机、宇宙飞船，我们的生活已经被嵌入式软件所包围。嵌入式技术的蓬勃兴起和无线技术的迅速发展为智能家居行业指明了技术发展趋势，也提供了技术革新的有利武器。

    我们通常所说的“嵌入式系统”一般是指非PC系统，它包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件（OS）（要求实时和多任务操作）和应用程序编程。应用程序控制着系统的运作和行为；而操作系统控制着资源调度及与硬件的交互作用。

    这样的嵌入式技术的介入，使得我们的数字家庭系统的处理能力大大增强，可以给您带来更加逼真的图象以及更加真实的语音等。并根据系统定制的实时操作系统，不仅可以最大限度的利用硬件资源，而且还避免了过于庞大的系统造成的系统冗余。一般这样的系统只有一颗主处理芯片，系统架构更加清晰简捷。软件采用分层设计方便维护和升级，大大提高了代码利用率，缩短开发周期，因为嵌入式技术是伴随着Internet而生的，所以它具有更加卓越的网络性能，可以增加更多的网络应用。

    嵌入式技术协助社区中的数字家庭解决以下问题：防火防盗、煤气泄漏自动报警、可视门铃门镜系统、紧急呼叫、水电煤气自动抄送、IC卡智能车场管理、网上购物、网上求医、网上学校、老幼病人的远程看护、金融／邮政／交通信息查询、视频点播、多媒体通讯、高速Internet接入、Internet电话／电视、视频会议、专业咨询服务等。

    数字家庭的常见无线系统

[NextPage]    通常的数字家庭无线系统包含了家居布线系统、安防报警系统、家庭自动化系统、家庭体验系统、远程监护系统、环境监测系统、车辆进出管理系统以及故障反馈系统，这就给使用者带来了一种崭新的生活方式和自动化的生活环境。分类中，我们主要介绍一下其中的四类：

    （1） 家居布线系统：家庭智能化的实现，第一步就要进行家庭布线的基础设施建设，家居布线系统把电话、有线电视、电脑网络、影音系统、家庭自动化控制系统的布线统一规划、布局、集中管理，为实现家居智能化提供网络平台，通过家居综合布线既可以实现自动化的控制，又可以做到资源共享，家庭内部只需几台机顶盒、音响、卫星电视接收机就可以在家庭内部每一个房间观看电影、享受音乐，可以实现多台电脑联网，共享宽带服务，多路电话任意接听、转接。而且采用综合布线，使得家庭内部布线系统具有良好的扩展性和可升级性，满足不同用户现在和未来的需求。

    （2） 家居安防报警系统：人们对于安防系统的要求越来越高，家居安防系统可以有效的利用技防手段来实现安全防范。家居安防系统包括防盗、防燃气泄漏、防火等功能，同时可备远程监控，使得住户可以远程通过网络或电话随时了解家庭内部情况，同时可监听或者监视家庭内部情况。

    （3） 家庭自动化系统：智能家居的主体在于家庭自动化，将来家庭自动化的主体是家电、照明等电气设备的控制。家庭自动化系统能够通过集中或者分布式控制家庭内部照明或者家电，住户可以通过网络或者电话远程控制家庭内部设备。家居自动化系统是将来智能家居的主要发展方向。

    （4） 家庭体验系统：人们对生活体验的要求越来越高，对家庭内部影音系统、家庭内部环境、网络虚拟环境等的需求也越来越高，用在这方面的消费支出会越来越高，将来的家居智能化也会更多的满足人们这些消费。

    无线网络家电系统

    我们在知道无线数字家庭的几个主要系统后，让我们再一起来看看其中的一种吧：无线网络家电系统。无线网络家电是将普通家电器利用数字技术、无线网络技术及智能控制技术设计的新型家电产品。无线网络家电系统是可以互联成一个家庭内部网络，这个网络又可以与外部互联网相连，从而形成网络家电系统。

    可见，无线网络家电技术包括两层面：首先就是家电之间的互联问题，也就是使不同家电之间能够互相识别，协同工作。第二个层面是解决家电网络与无线家庭网络、外部网络的通信，使家庭中的家电网络真正成为无线家庭网络、外部网络的延伸。

    到目前为止，不少厂家根据社区智能化及家电的发展趋势，结合小区智能化技术以及家电网络化技术，开发了包括家庭无线网关（家庭智能终端）、无线网络热水器、无线网络洗衣机、无线网络洗碗机、无线网络冰箱、无线网络微波炉等在内的全系列无线网络家电产品，技术先进。无线网络家电产品具有的主要功能：
   
    （1） 远程控制：通过远程的电脑电话、手机，便可以对家中的热水器、空调等电器进行操作。如进行空调、热水器的远程开关，温度等的调节。

    （2） 远程查询：通过远程的电脑，可以查询家中电器的工作状态，如空调、热水器等是否关闭。

    （3） 可以实现对家电的集中统一控制与管理：如可以科学分配电力等能源供应，实现分时供电，合理调配大功率电器的协调运行。

    （4） 可以实现故障信息自动论断、反馈：家电的故障信息以及使用不正确的信息可以自动论断、并反馈到服务中心的计算机系统中，使厂家能立即为用户提供远程或上门服务。

    （5） 生活模式控制：连在无线家庭网络上的电器，可以根据主人的生活规律和生活习惯，通过自学习，自动启停、自动改变运转状态，从而大大简化操作，方便人们的日常生活，提高生活质量。

    畅想与现实

    试想有天，当您正在卧室酣睡，当时钟指到7：00，起床的时间到了。突然，音响自动启动，洗手间的灯光由柔渐强，窗帘自动拉开，咖啡壶自动开煮咖啡；在声光的提醒下主人醒来坐起，同时音响自动开启电视开始播早间新闻，在有条不紊地盥洗、用餐之后，主人公出门，回头一按手中的遥控器，家中的安防系统自动启动，电视和家中的灯全部关闭，各种安防传感器启动……

    千万不要以为这还是科幻片中的场景，事实上，这些引人入胜的智能家居，已经悄悄地步入了我们的生活。只是每一样东西都有其自身的一个发展过程，智能家居现在还处在起步到发展的这一阶段，现在大多数人对之还不了解，要人们完全接受可能还需要一段时间吧。