红外传输在智能家居中的应用

    红外传输技术是一种利用红外线作为载体,进行数据传输的技术。在日常生活中,红外传输技术随处可见,最典型的莫过于电视机、空调等家用电器通过红外遥控器进行控制。随着科技的进步,大众生活水平的不断提高,人们对家居智能化的要求也越来越高,诸如灯光控制、背景音乐、安防报警等方面也逐渐开始转向智能化控制。本文主要介绍红外传输技术在智能家居控制系统中的应用现状,并对该技术的前景进行简要分析。

    自从1800年英国天文学家F.W.赫歇尔发现红外辐射后,红外传输技术的发展已经历了两个世纪有余。近几十年来,除红外传输技术之外,又涌现出RF射频、Wifi、蓝牙、Zigbee等新兴的无线传输技术。为什么红外传输技术依然能在家居控制领域占据一席之地呢?首先,我们从技术角度分析一下红外传输技术之所以经久不衰的原因。

    一、红外传输技术特点:

    1.稳定性好:

    采用模拟传输方式,并不像蓝牙、RF无线射频等技术采用数字信号传输,所以几乎没有任何相似的信号对它产生干扰。

    2.私密性强:

    由于红外线的波长较短,对障碍物的衍射能力差,所以适合应用在进行短距离无线通讯。正因为如此,红外传输具有很强的私密性,比如我们在自己家使用红外遥控器时,邻居家的电器是不会受到控制影响的。

    3.成本低廉:

    红外传输技术已非常成熟,上下游产业链也极为发达,相对于蓝牙、Wifi等无线传输技术,在成本上有明显优势。

    虽然红外传输技术还存在着一些缺陷,比如传输距离短、通讯角度小,但前面几项优点让其始终具备着一定的竞争力。不仅家用电器厂商始终对其不离不弃,红外传输在现今的智能家居领域也得到了广泛的应用。接下来,我们看看它在智能家居控制系统当中的应用情况。

    二、红外传输在智能家居控制系统中的应用

    智能家居系统是利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将灯具、窗帘、家用电器、报警设备等进行整合,实现统一管理和智能控制。而红外传输技术在这样一个控制系统中,可以同时扮演多种角色,能起到许多关键性作用。

    1.遥控功能

    红外遥控器在人们日常生活中的应用,已有多年历史。传统的红外遥控器,一般是针对单个电器进行控制,比如通过电视遥控器控制电视机,通过空调遥控器控制空调,大部分人的家庭都有着两把、三把甚至更多的遥控器。但随着智能家居控制系统的出现,我们已经不需要这么多遥控器了,只需要一把遥控器,就可以对家中所有的电器设备进行控制。采用综合布线技术,配合相关的通讯协议,可以将家中的所有灯具、窗帘、各类家用电器及报警设备整合到统一的系统当中,然后通过遥控器或者控制面板对他们进行操作。另外,还可以配合智能家居系统的情景功能,用最简单的操作同时控制多个设备。比如下班回家后,只需要拿起红外遥控器按一下“夜间模式”,即可自动关闭窗帘、开启客厅灯光,打开电视机、空调、音响,并将家庭报警设备设置为主人在家的模式,防止误报。这样就省却了对电器及设备进行逐个操作的繁琐,轻轻一按遥控器就能收获好心情。

    2.红外探测

    红外探测技术分为主动式红外探测及被动式红外探测,两者在智能家居中有着不同的应用方式。主动式红外探测,是通过红外线发射器发出一束或多束经过调制处理的平行红外光束,由红外线接收器进行接收并转换为数字信号发送给报警控制器,若传输区间出现障碍物,就会触发报警。主动式红外探测在家庭报警系统中有着广泛的应用,比如在阳台的两端各安装红外发射及接收器,只要有人翻越阳台,马上就会触发报警信号,让主人在第一时间做好戒备。

    被动式红外探测器是通过红外热释传感器对相应区域的红外能量变化来判断该区域内是否有人。由于人体的红外能量与环境有差别,当人通过探测区域时,探测器感应到红外能量的变化,就会向系统提供反馈信号,配合智能家居的联动功能,可以实现人来灯亮、人走灯灭的功能。比如在卫生间的门顶安装一个被动式红外探测器,当主人起夜,走进卫生间时,灯光会自动打开,而离开卫生间后,灯光自动关闭,既方便又能达到省电的效果。

    3.其它应用

    红外线传输作为一种无线通讯技术,还可以应用于家电设备之间的数据传输方面,比如音频传输。无线红外技术最大的优点就是带宽大,甚至要超过其它三种主流无线技术,这就意味着采用红外无线技术的音频产品可以不用压缩来传输大容量的音频信号,可以满足更高码率格式的运行。国内的多媒体音箱领军厂家漫步者在2008年发布了一款红外功放-Ramble。由于它采用红外传输方式,无需数据线,可以随意安装于室内的任意位置,比如墙面或天花板,相当方便,而且不会因为裸露在墙面上的线材而影响室内装修的美观性。

    三、前景

    红外传输技术由于其技术成熟、稳定性好、私密性强、且成本相对低廉,在智能家居控制系统中得到广泛的应用。虽然它存在着一些技术瓶颈及缺陷,如传输距离短、通讯角度小,但目前其它无线通讯技术还未达到尽善尽美的程度,所以在接下来很长的一段时间内,红外传输技术依然会在智能家居控制系统占据一席之地,与RF射频、Wifi、Zigbee等无线技术共存,为大众家居生活质量的提高做出贡献。

组建家庭影院四大认知误区详解

    1.家庭影院没有什么技术含量

    上个世纪90年代中期,随着LD、VCD的出现和普及,杜比环绕声家庭影院系统开始进入寻常百姓家,消费者也逐渐开始在家中观赏电影节目。由于中国对进口节目源的管制、盗版DVD的泛滥以及电影票价的飙升(上海的电影票价已经超越纽约的价格),很多以前经常光顾电影院的消费者都转而在家中欣赏DVD电影。同时,由于电子技术的飞速发展,产品成本的不断下降,家庭影院产品的普及率也逐年攀升。于是,“家庭影院”不再是什么神秘、新鲜的概念了,消费者也不觉得家庭影院有多么高的科技含量。在很多人看来,家庭影院无非是在家中安装一套设备,看看电影罢了。还有部分消费者甚至认为家庭影院是很低端的产品。但事实上呢?家庭影院的技术含量真的那么低吗?我们首先来看一看互联网专业词库Wikipedia对“家庭影院”的英文释意。

    电影院和电影录音棚是按照ISO2696/SMPTE202M标准来搭建的,所以,想要在家中实现和电影院相同的音画效果,那么,家庭影院的各项技术指标也必须符合这个标准。因此,虽然很多消费者家中安装了家庭影院系统,有的还价值不菲,但由于缺少专业的隔声降噪处理、室内声学处理和系统调试,其效果与专业水准相比还存在非常大的差距。

    在美国,一间符合ISO2696/SMPTE202M标准的家庭影院,其造价一般在40万美元以上,而其中70%的费用花费在设计和安装方面,而产品设备只占很小的一部分。相反在国内,这个比例完全颠倒过来,整个预算的80%以上全部用来购买高级影音器材,而花在声学设计和系统集成/安装上的费用却是少之又少,产生的最终效果当然是无法令人满意。一套几十万元的家庭影院系统,声音听起来往往和几万元的系统没有太大区别。

    事实上,房间是影响音画效果的主要因素,只有当房间很“中性”的时候,你才能享受到录音师所创作的原汁原味的影音效果。一个处理不当的房间就好比是强力的添加剂,将原汁原味的效果变得面目全非。AnthonyGrimani先生为客户调试一套家庭影院系统一般需要2-3天时间,其间需要测试200多个项目以保证最佳影音效果,而客户最终拿到的测试报告往往厚达几十页之多。

    因此,家庭影院并非没有技术含量,相反,其技术含量之高远超广大的消费者的想象。AnthonyGrimani先生的平均设计费用为7-8万美金。当然,如此之高的费用,并非一般消费者所能承受。

    2.使用THX认证的产品就能组成THX家庭影院

    很多年前,《星球大战》的导演乔治·卢卡斯先生去他家附近的一间电影院观看《星球大战》,但该影院的音画效果令他非常失望,和他在电影录音棚中所听到和看到的效果大相径庭。于是,他聘请了美国南加大(USC)的教授TomlinsonHolman来设计一个认证项目,旨在改善电影院的音画质量,这就是THX房间认证(THXVenueCertification)的起源。目前全球一共有1600多间获得THX认证的电影放映厅,其中2/3是在美国。中国和印度也有越来越多的电影放映厅获得THX认证。

    除了电影院外,THX还对电影录音棚和专业多声道录音棚进行认证,而针对后者的认证被称为pm3。全世界范围内目前有300多间pm3认证的专业多声道录音棚,其中有30多间专门从事电子游戏的音效制作。

    经常逛影音市场的消费者可能会发现,很多THX认证产品的经销商喜欢在视听室的门口悬挂一块自己制作的THX标识,这是一种错误使用THX标志的典型做法。在视听室内使用了THX认证的功放、扬声器、投影机并不代表这间房间的音画效果获得了THX认证。事实上,THX并没有推出过针对家庭环境的房间认证项目。

    在美国,一些比较有钱的私人用户可以聘请THX公司的专业技术人员来协助设计符合THX电影录音棚标准的私人影院,技术鉴定合格后,该私人影院可以悬挂THX标志。所以,THX认证的家庭影院必须由THX本公司的技术人员鉴定合格后才可以被称为THX认证家庭影院,而技术鉴定的顾问费用一般从1.5万到4万美金不等。由于技术要求实在太高,即便是通过了THX的第四级认证的专业影音人员,目前也无法得到THX的授权来建造THX认证家庭影院。

    THX培训总监JohnDahl指出,设计和建造一间符合THX专业标准的家庭影院的难度要远大于建造一间电影院。THX标准的电影院一般都有相同的尺寸、座位位置和设备等,建造的过程基本属于搭积木式。而家庭环境中存在诸多的限制因素,例如房间尺寸、房间形状、空调系统、主人的品位等,这些限制因素加大了设计和安装的技术难度。       3.THX音效要好于Dolby和DTS

    这又是一个非常典型的认识误区。THX和Dolby以及DTS是协同工作的,THX并没有任何编解码技术。从下面的这张解码器的工作原理图可以看到,从信号源输送给解码器的数字音频信号首先经过Dolby/DTS解码电路(红色框)解码,然后才馈送给THX音效后处理电路(蓝色框),后处理电路内的各个THX功能模块能使得音效的还原效果更接近电影院和电影录音棚。

    通常情况,通过了THX认证的合并式功放/前级解码器产品能更容易实现接近电影院的音响效果,其质量及工作稳定性也好于未通过THX认证的产品。

    4.家庭影院系统中最重要的声道是左右声道

    一些音响经销商在帮客户选择家庭影院产品的时候,通常都会搭配音色出众的左右音箱,再配置相对较便宜的中置或环绕音箱。在很多传统的音响经销商看来,左右音箱才是最重要的,中置和环绕只起到辅助作用。诚然,对于90%的时间是欣赏立体声音乐的客户来说,以上的搭配也还算合理,但对于经常观赏电影的客户来说,这样的搭配就显得很不合理。在多声道电影声轨中,中置声道的信息量是最大的,平均电平高于左右声道,而环绕声道的信息量最小。中置扬声器效果的好坏将直接影响整个家庭影院的效果。

    中置声道是家庭影院中最重要的声道。因此在搭建家庭影院时,最好是选用三只同样的扬声器作为前置扬声器,这样才能保证最好的前方结像效果和最平滑的声场过渡。部分THX认证的中置扬声器是横放设计的,与左右扬声器不同,但这种中置扬声器是经过THX严格测试的,与左右扬声器是完全匹配的。此外,有的经销商特意为左右音箱单独配置了立体声功放,看电影的时候,立体声功放推左右音箱,AV功放推中置和环绕声道。这样的搭配将导致左中右声道的音色匹配严重失谐,破坏了前方声场的衔接。

浅析高清视频监控系统技术优势

    高清晰度摄像机是借用广播电视的概念,应用电视一直用分辨率来评价图像表达细节的能力。高分辨率是应用电视摄像机一直追求的目标,在保持扫描格式不变的条件下,水平分辨率不断地提高,如所谓模拟高清摄像机,其分辨率可达600-700TVL。有些摄像机的摄像器件像素数可达130万、500万,甚至更高,它们的输出信号是标清的视频信号,在电子变焦(拍摄或显示局部图像)时,可得到很高的分辨率,但它们仍是标准电视制式设备,与之保持完全的互换性。还有些大像素的摄像机,因不能保证足够的帧率,已属数码相机的范畴。

    高清电视摄像机则不同,它要求图像分辨率在水平、垂直两方向上比平均标准电视增加一倍,并且亮、色分离(标清是通过频谱交错技术复合在一起),所以(电视)扫描制式、基带信号格式与标清电视不同,两者不再兼容,不可互换。目前高清摄像机的图像输出主要是数字流。

    推广高清监控系统,首先要明确高清图像在哪些方面能表现出它的优势。显然,在观察局部图像和希望获得图像细节信息时,高清图像的价值才能体现出来。如将局部图像全屏显示时,图像仍具有很高分辨率,并不出现马赛克现象;电子警察或道路卡口系统在进行号牌识别时,足够的像素数才能得到较高识别率。再如进行图像个体识别时、高分辨率(像素)图像是重要的条件。但在通常的实时监控环境下(观看距离与显示动态图像),高清图像与标清图像的观察效果差别不大;在进行图像行为分析时,对图像的帧率稳定性(时间分辨能力)要求很高,而对图像(空间)分辨率要求并不高。所以建设视频监控系统时,要具体问题具体分析、因地而宜,选择合适的场合和部位采用高清摄像机,不要简单地从概念出发,一刀切。

    目前高清视频监控系统还没有形成统一的标准(制式),如何实现系统中摄像、传输、录像、显示、图像变换和处理设备完整的配套和统一的接口。这也是高清视频监控技术要尽快解决的问题。只有建立统一的标准,形成完整的配套,才能做到,各厂家设备的互换性和通用性,为用户提供更多的选择。

    最重要的是要解决高清图像与标准图像系统的集成问题。它们不能简单地成为两个独立的系统,以保证高清系统的高质量图像和高分辨率。视频监控系统必须对系统中各种信号源的图像进行综合显示、记录和编辑等处理,对高清图像进行下变换,或对标准图像进行上变换。目前很少见到将标清信号上变换的系统,大多系统在图像显示时,都是将高清图像信号解码成标清格式(下变换),显然这样的系统将高清摄像机的图像质量打了折扣。

PC?机顶盒?家庭KTV方案选择

    如今,人们通过在歌厅点歌唱歌来缓解人们的工作学习生活中遇到的压力,通过情况下,人们会选择在KTV包间里,但是也有很多人喜欢在家里K歌,这样不仅方便而且更加符合人们想要娱乐的效果。点歌用的点唱机是一种家庭卡拉OK用的点歌系统,它分为机顶盒点唱机与PC点唱机。

    机顶盒点唱机分两种机顶盒,一种是单机版点唱机,这种机器内置硬盘,程序由厂家固定写在主板上面,硬盘里面只存储歌曲数据以及点歌软件系统,故障率比较低。另外一种机顶盒是网络版点唱机,它采用无盘工作站模式,由一台装有点歌软件系统的电脑,内置大容量硬盘装载歌曲库作为信号源,用局域网的形式来控制所有包房,从而实现用一台主机实现多个机顶盒点唱机的资源共享。

    单机版机顶盒点唱机

    机顶盒点唱机的散热好,体积小巧,易摆放,价格低廉。但是硬件配置有点低,不易进行硬件升级。虽然其故障率低,但并不是没有,其售后维修还不够健全。

    网络版机顶盒点唱机

    而PC点唱机的体积大,摆放、散热必须做好。虽然成本更高,但其价格更透明。在软件操作环境方面,PC点唱机一般优于机顶盒点唱机。但是由于PC点唱机的组成硬件更多,所以故障范围更大。PC点唱机要比机顶盒点唱机维护方便,若PC点唱机的配件坏了可以更换,而机顶盒如果坏了,就只能找到厂家维修。PC点唱机若作为家庭KTV使用,就需要用户有一定的动手能力。

    PC点唱机

    鉴于KTV软件的不断发展,从按键面板时代发展到如今的触摸屏时代。在升级软件时,品牌商大多以PC平台为基础,这样在升级方面,硬件配置不错的PC点唱机要优于机顶盒点唱机。如果谈到易用性,还是使用单机版的机顶盒点唱机最方便。

浅析传感器在物联网中的应用

    当前,物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮。有关人士表示,物联网产业规模将是互联网的30倍,是一个万亿元级的产业。而传感器是物联网整个链条需求总量最大和最基础的环节,预计2014年市场规模将达到1200亿元。

    近几年,传感器技术发展迅速,探测精度提高、制作成本降低、芯片体积减小,大大促进了物联网产业的快速扩张。从物联网的应用需求来看,物联网传感器及传感网络主要应用在公共管理、行业、个人(大众)市场等三大领域。

    其中,城市应急(事故灾难、自然灾害)、社会安全、资源环境管理、智能城市管理、智能交通、公共卫生是近期公共管理领域的重点市场;工业控制、智能建筑、现代精准设施农业、智能物流与食品溯源应用、智能电网是近期行业应用领域的重点细分市场;个人(大众)应用领域近期的重点细分市场主要包括智能社区、家庭应用等。

    传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力,而现代技术突飞猛进则提供了坚强的后盾。

    物联网应用已从政府政策扶持进入市场导入期:物联网应用已在全球各地试点;随着技术和标准的成熟,以及硬件成本的降低,以点带面的应用局面将出现。

    目前传感器以闭环(在企业或行业内部)应用为主,可在高成长的应用市场中挖掘标的。

    传感器行业将实现由点及面的高增长,国内市场年增长30%:物联网产业已进入市场导入期,传感器行业将迎来黄金发展期;中国电子信息产业发展研究院预测,未来五年国内传感器市场年复合增长31%。

    汽车、物流、煤矿安监、安防、RFID标签卡领域的传感器市场增长较快:汽车传感器市场潜在规模达57亿只,是目前的14倍以上;物流传感器市场潜在规模达100多亿,是目前的十几倍;煤矿安检传感器市场潜在规模达数百亿元;安防传感器市场的规模增速将和安防行业的产值增速同步,“十二五”规划我国安防行业产值年均增长20%。

    整体方案市场空间更大,是传感器企业的长远目标,传感器核心技术的领导者更易转型;在物联网战略下,传感器国产化需求迫切,传感器行业的国内领导者更受政府扶持;作为物联网的关键,传感器成为整个产业链的优势环节,也代表了企业的核心竞争力。