信息网络平台与其他应用服务系统(二)
广域网技术1. 广域网概述 广域网(WAN,wide area netwo…
不少消费者在购买新房之后,都要对其进行装修改造,而春秋两季因为比较干燥,所以成为最适合装修的季节。除了首要关注的装修问题外,家庭布线也是应该精心考虑的,特别是对于家中有两台电脑以上的情况,考虑计算机网络和普通家电的线缆安排,将关系到日后是否方便使用。
完善的家庭网络规划,可以方便安装,降低成本,利于新业务的规模推广,使得运营商有更大的收益空间;而冗乱的家庭组网,可能增加运营商的业务推广成本,影响家庭用户的装修计划,增大家庭无效通信费用,消弱家庭用户对宽带新业务的接受程度。
家庭布线是一个不大不小的工程。说不大,是因为这类工程对于网络公司来说太小了,一般不愿意接这样的工程,除非是工程量很大的小区整体综合布线;说不小,是因为对于一般的家庭装修工程中的电线布线,又是非常专业和复杂的工程。除非是小区在建造过程中已经对布线进行了完善的布置,否则普通的新居在装修工程中遇到的网络布线都是由房主自己来解决。
由于电话用的室内平行线在长距离时线路质量衰减较大,如果房子面积较大,过多的使用室内线的话,线路质量势必受到影响,尤其是在利用电话线加装ADSL时,由于ADSL对线路要求较高,上网质量会有很大下降。而且,由于已经将线封闭在墙中,如果遇到任何线路的问题,解决起来也很麻烦。所以,提前规划是非常重要的。
确定网络布线设计草图
在进行网络布线前,首先应该了解自己的居室环境及各房间的用途,什么地方可以开槽埋线,什么地方不可以?同时要了解家庭的网络需求,什么地方要上网?什么地方要看电视?自己心里要有数。
然后根据房间的电源配电箱、有线电视进线口和电话线、网线入户口的位置,确定配电箱及分线器的位置。一般配电箱不要轻易移动;电话线及网络线的配线箱应选一个既不影响美观又方便操作的地方,考虑到要放路由器和交换机,所以应设计一个较大的配线箱;有线电视则在进线口设计一个能摆放两只电视分配器的盒子。
再根据自己的设想来画出设计草图,哪怕是再需要更改,在图上表现的也非常清晰,在施工过程中也不会有任何影响。
电脑、电话布线
在家庭布线中有些装潢公司和水电工不太清楚各种布线的功能及作用,或者还停留在几年前纯电话线布线的水平上。他们在布电话和网线时,往往采用一根4芯或8芯线串联方式,这样虽然所有房间的电话都能通话,上宽带(ADSL)也没有问题。但是,这样家中只能使用一个电话号码,且各房间的电话是串联的,通话不是很方便。同时,随着网络的发展,家中有2—3台电脑也是很正常的,如果多台电脑同时上网这种布线方式就无法满足了。
所以建议大家采用的是并联布线方式,并且电话线和网线分别采用4芯和8芯(五类线)线,为了方便,电话线和网络线穿在同一根PVC管内(理论上电话线和网络线应分开布线,间距10cm以避免相互干扰),考虑到家庭电话和网络同时使用的时间很短,不会造成大的干扰。
如果有多台电脑要同时上网时,只要在总配线处加一个宽带路由器或交换机即可,目前可供选择的家用路由器有很多,价格也就在200元左右。
有线电视布线
有线电视的布线在家庭装修中也是影响比较大的,但是多数人在装修时都采用进线经一分二的分配器分成两路后再分别进行一分二,这样电视信号经过两次分配器的衰减,电视机的信号就很差了,图像自然就不清晰了。
外线进户后,建议用户根据房间的多少,直接用一只(一分三或一分四)分配器经分配后接入各房间。如果进户有两路线的话,建议一路直接接客厅,这样客厅电视机的清晰度会更好;另一路经分配器接各房间。总之,根据具体情况具体对待,另外布线应采用质量较好的双层屏蔽的宽频视频线。
电力布线
说到家庭网络布线,人们首先想到的是网线的布设是否规范。网线的规范布设固然很重要,但电力线的布设也不容忽视,因为电源的稳定是保证电脑、网络稳定运行的根本,所以也是需要用户注意的地方。
施工开始
按照设计的草图,将所有需要准备的线材购置回来进行分类,然后在线材的两端贴上相应的标签(这很重要)。之后将走在一个路线上的线材进行分类,之后你就会得到简简单单的几捆线,并按照你的计划将它们安排好就行了。至于把综合布线管理系统放置在家中哪个位置,那就根据实际情况来安置了,安置在书房中也可以,或者隐蔽在客厅的角落中也行。在这里特意提醒大家,布线的时候难免要在墙上、地上打孔凿槽,但是为了您和他人的安全,这项工作最好按照物业部门的规定进行。要注意,卫生间里的电话线出口一定要靠近马桶,不然就没有意义了。
穿线前一定要检查线材的连通状况,穿进去才发现不通就麻烦了。另外还有一点需要注意,最好所有的接头都在最后制作,很多特种接头,在穿线之前最多只能做出一个头,如果两个都做出来就穿不过去了。像计算机的网络线等专业线材的接头制作,最好请专业人士帮忙。
如果您的地面是铺地砖,布线最好要预埋线管。线管的作用不光是保护电线,它还具有方便换线的功能。因此,预埋线管的中间首先不能有直角死弯,要解决拐弯问题,使电线可以在线管里自如伸动。其次线管最好用塑料盘管(一种半硬、半透明、正规建筑施工普遍采用的那种),使线管中间没有接头,这样穿线时不会卡线。如果中间必须有接头,也要用大小头的方法插接,并且要方向一致。另外施工期间线管在装修工程完成后,可以进行各种设备的连接,我们需要准备的工具除了钳子改锥之外还要有安装电话线水晶头的专业线钳、安装网线水晶头的专业线钳。在每个房间安装一部电话,并在交换机上进行设置。
下面就是一些典型的房间设计图,图上标明了房间的名称,以及综合布线的走向,让大家能更直观的看到房间布线的情况。
家用综合布线面临的主要问题
1.缺乏相关标准。家用综合布线管理系统是一种新的概念,因为缺乏相关标准,所以各生产厂家也是各自为政,以自己对综合布线的理解生产产品,结果各不相同,由此造成了部分人群对该类产品认识上的偏差,并且家用综合布线管理系统是一种直接面对消费者的产品,所以产品质量至关重要,缺乏标准会使一些技术力量薄弱的生产厂粗制滥造,给消费者带来损失。
2.有些业主包括部分房地产商及装修公司对产品不了解。这些人们在建房或装修时仍按照传统的观念,只专注于外观的设计,而对于家庭网络——住房中的“神经系统”却没有合理的规划,只是草草布置了事,可以预见不久的将来必然会造成诸多不便,而且一旦发现问题,却又将是无法弥补的局面。这种情况一是因为家用综合布线管理系统本身是个新概念,需要时间作进一步推广,二是家庭采用综合布线比传统布线会多投入一些,在人们还未完全理解之前也造成了推广上的一些困难,因此这就需要相关单位多做宣传,让用户认识到综合布线在家居生活中的重要地位,不仅是为了现在,更是为了将来。
3.缺乏经过正规培训,有经验的施工队伍。业主在装修时,弱电的布线往往是由装修公司的水电工完成,而装修公司几乎都没有专门的弱电工程师,因此,施工质量很难得到保证。所以装修公司这类相关单位应尽快掌握家庭综合布线的相关知识,而技术合格的施工队伍对于家庭综合布线的推广也是非常有利的。 [Page]
4.与家庭综合布线相配套如宽带接入、网络综合业务、VOD视频点播等网上服务还相对滞后,也使得有些家庭意识不到综合布线的必要性及迫切性。
最后,需要大家注意的是,综合布线工程可是一项永久工程,在您的装修完成后可是不容易改动的。综合布线的使用寿命为15年,也许现在家庭拥有的计算机数量较少,但是没有人能够预测将来的家用电器会发展到什么程度,或许不需要几年的时间,所有的家用电器都可以借助于Internet进行管理。所以,适当的冗余是非常有必要的。
总 结
笔者给大家介绍的这些,也是希望大家在今后的装修房屋的时候,能够合理的安排整个房间的线路布局,不必再为后续增加电器设备而苦恼走线的问题,使自己将来的生活更加舒适、安逸。
信噪比:
就是摄像机抵抗影像干扰的能力,信噪比越大约好。目前主流摄像机的信噪比是52DB,最大的可以到60DB 。
超宽动态:
超宽动态是在非常强烈的对比下让摄像机看到影像的特色。具有280:1的超宽动态范围,比传统摄像机只具有的3:1动态范围超出了90倍。自然光线排列成从120,000Lux到星光夜里的0.00035Lux。当摄像机从室内看窗户外面,室内照度为100Lux,而外面风景的照度可能是10,000Lux,对比就是10,000/100=100:1。这个对比人眼能很容易地看到,因为人眼能处理1000:1的对比度,然而传统的闭路监控摄像机处理它会有很大的问题,传统摄像机只有3:1的对比性能,它只能选择使用1/60秒的电子快门来取得室内目标的正确曝光,但是室外的影像会被清除掉(全白);或者换种方法摄像机选择1/6000秒取得室外影像完美的曝光,但是室内的影像会被清除(全黑)。这是一个自从摄像机被发明以来就一直长期存在的缺陷。
背光补偿:
背光补偿提供在非常强的背景光线前面目标的理想的曝光。
一个不具有背光补偿的普通摄像机,当一个主要目标后面的非常亮的背景或一个点光源是不可避免的,摄像机将取得所有近来光线的平均值并决定曝光的等级,这并不是一个好的方法,因为当快门速度增加的时候,光圈会被关闭导致主要目标变得太黑而不被看见。为了克服这个问题,一种称为背光补偿的方法通过加权的区域理论被广泛使用在多数摄像机上。影像首先被分割成7块或6个区域(两个区域是重复的),每个区域都可以独立加权计算曝光等级,例如中间部分就可以加到其余区块的9倍,因此一个在画面中间位置的目标可以被看得非常清晰,因为曝光主要是参照中间区域的光线等级进行计算。然而有一个非常大的缺陷,如果主要目标从中闲移动到画面的上下左右位置,目标会变得非常黑,因为现在它不被区别开来已经不被加权。 解决上面问题的唯一方法就是智能化摄像机,当主要目标移动时相应的加权区域立刻随之移动,这个技术称为超级背光补偿。数字讯号处理器首先将影像分割成320X240( 76,800 )个极微小的区域,每个区域都在不停地扫描寻找主要目标和过度曝光的像素,这些过度曝光的点将首先从计算方案中移除,剩下的灰度等级区域将用来计算曝光的等级。人工智能增强搜索主要目标并给以适当的加权等级以更深层调整到完美的曝光等级。 用户会惊奇地发现数字讯号处理器是如此的快,不管主要目标移动到画面中的任意位置,曝光等级总是能直接跟进并取得清晰的影像。
无色滚动:
白热灯泡能提供稳定的光线,而日光灯的光线由于交流电的强度和色彩以8.3ms的速度在变换而波动。传统摄像机计算出白平衡需要100~150ms(0.1~0.15),比交流电慢了8.5ms,因此永远不能赶上。对当前影像通过8次循环周期才能清楚地产生色滚动。现在的摄像机配有20百万次超快数字讯号处理器,比传统数字讯号处理器快了200倍,可以仅仅使用3ms就计算出白平衡,因此可以做到完全没有色滚动现象。
如果单从技术层面看,难以辨别上述智能家居产品中究竟哪类技术居于领先地位。但我们可以从目前世界上家庭智能系统应用比较普及的地区情况来探讨哪类产品比较有竞争优势。同时,结合我国的实际情况来作一比较。
由于国内一些经济较发达的地区,城市人口密度高,住宅建设相对密集。目前,多数住宅楼、小区是很多住户共用一台变压器甚至是共用一相电源,这对电力载波类的智能家居产品在国内市场的应用带来技术上的难题。由于信号的稳定性较差与串扰较大,地址码的限制(一个独立的系统最多不超过256节点),安装电力载波系统的住宅容易产生误操作。即便厂家针对这个问题设计了阻波器、滤波器这种装置,效果也没有太多的改善。
从应用层面来比较这几类产品的优势与不足。评判某类产品其应用技术是否为广大用户接受,主要体现在该产品在系统功能、布线方式、安装及调试的复杂性、系统可靠性、操作方便性、标准化、扩展性性价比等几个方面。我们可以通过各项比较来看,现场总线控制系统技术功能最为全面。
集中控制系统与电力载波类产品功能上也比较全面,一般能提供灯光、电器控制功能,也可通过遥控器、电话等方式控制,实现场景设定,有些产品还带有安防报警器信号接口。但集中控制系统多数由于采用小功率继电器来实现用电回路的通断开关,给现场安装也带来一些问题,只能控制小功率的灯具、电器。
综上所述,从布线方式、产品功能、系统稳定性及使用方便性等方面综合比较,很显然,现场总线类智能家居产品在应用方面具有相当的优势,应该是未来中国家庭智能化技术主流发展方向。
至于以单片机技术开发的集中控制智能家居产品则存在明显的不足,输出功率低,不兼容传统的开关方式、布线复杂,充其量也只是一个过渡性的产品。目前这类产品有些应用在价位相对较低的楼盘中,发展商主要出发点是追求智能家居的市场,对出售楼盘进行炒作。
由于多数智能家居系统的布线工程比较费事,所以在一些新的智能家居商家所研发的系统,就立足解决这个难题。目前这一问题虽然没有得到完全、彻底的解决,但是已经大大减少在整个施工过程中的布线工程量,但由于它的出现属于一种新的方式,所以其价格就相对高一些,有的进口系统价位甚至高达10万元以上(人民币);还有部分系统采用的蓝牙技术,其产品更为昂贵且在国内也并不常见。在国内有代理的美国MAX产品就是一种高端产品,还有国内自主研发的产品都大大减少了布线施工量。但其成本较高、易受干扰、保密性差、同时人们长期生活在较强电磁波的环境中,究竟对人体健康有多大的影响,现在还没有确切的科学定论。
目前无线智能家居系统主要有电力载波及遥控开关两类。
遥控开关则有无线RF遥控技术、红外IR遥控技术两类。遥控开关主要是一些传统普通电工产品厂家的产品,事实上,遥控开关只是在传统开关的基础上增加了遥控功能,有些产品还在遥控器上增加可定时控制,但由于其功能单一,不应算做智能家居产品。
高频电力载波类家居控制系统是无线技术应用的代表产品。电力载波技术是利用220V电力线将发射器发出的高频信号传送给接收器从而实现智能化的控制。高频信号传送技术将120Khz的编码信号加载到50Hz的电力线上,由发射设备将高频信号送给接收器,而每个接收设备都预先设定了一个地址码。地址码是由房间码(A-P)和单元码(1-16)组成,共有256种组合。因此采用这套系统不需要额外的布线,这也是这套系统的最大的一个优势。
电力载波技术最早在美国应用,该产品在美国主要是用在旧房子的改造上,而国内则是在买新房子或在旧房子装修时才会考虑这个问题。如果房子是入墙式装修,要外加高频功能模块在开关插头之上,多少会觉得不太协调。高频的一些技术限制成为人们批评的借口。例如反应速度慢(在50Hz供电系统中,传送一个指令需时0.62秒),抗干扰性能差(这是由于信号载波在电力线中传送造成的,在我国这个问题比较严重)等,这都是电力载波系统在我国的推广应用中带来的实质性问题。、无拓扑逻辑限制的互连和通信,信号传输速率和系统容量则分别为10KBPS和4G。
总线技术在智能家居行业当中,目前可以算是应用最为广泛的一种技术手段。消费电子总线技术(Consumer Electronic Bus,CEBus)是美国电子工业协会(EIA)于1984年4月开始组织开发出的家居网络标准,于1992年正式推出,并定义为IS-60/EIA-600标准。参与研究开发(CEBus)的公司多达几百家,像IBM、Bell、Panasonic、Sony等都是它的会员。CEBus是一个较完整的开放系统,并要求控制信号在所有的介质中都要以相同速度(10kbit/s)传送,从而有效的避免了信号传输中可能出现的“瓶颈”问题。但由于CE Bus接口技术比较复杂,价钱非常昂贵,因此CEBus在中国的应用也不多见。另还有香港永泰锋发明的埃普总线技术(ApBus)、RS-485总线技术、iBus总线技术等。但在总线技术下生成的智能家居系统,最大的特点是具有可扩展性;工程安装也不是很复杂;由于科学技术的不断发展,新生成许多总线协议下的智能家居系统的价格也不是很高,目前市场的销售情况也很不错。
现场总线控制系统则通过系统总线来实现家居灯光、电器及报警系统的联网以及信号传输,采用分散型现场控制技术,控制网络内各功能模块只需要就近接入总线 即可,布线比较方便。
一般来说,现场总线类产品都支持任意拓扑结构的布线方式,即支持星型与环状结构走线方式。灯光回路、插座回路等强电的布线与传统的布线方式完全一致。“一灯多控”,在家庭应用比较普遍,以往一般采用“双联”、“四联”开关来实现,走线复杂而且布线成本高。若通过总线方式控制,则完全不需要增加额外布线。是一种全分布式智能控制网络技术,其产品模块具有双向通信能力,以及互操作性和互换性,其控制部件都可以编程。典型的总线技术采用双绞线总线结构,各网络节点可以从总线上获得供电(24V/DC),亦通过同一总线实现节点间无极性、无拓扑逻辑限制的互连和通信,信号传输速率和系统容量则分别为10KBPS和4G。
x10是一种国际通用的智能家居电力载波协议(即一种通讯“语言”),用这种“语言”的兼容产品可以通过电力线相互“说话”,无需重新布线,被控制的电器可多达256路。低廉的价格、上千种的产品以及简单的设置方式可以使您迅速进入智能家居时代。
X-10是以50Hz或(60Hz)为载波,再以120KHz的脉冲为调变波(Modulating Wave),发展出来的数位控制技术,并制定出一套控制规格,是以电力线为连接介质对电子设备进行远程控制的通讯协议。在许多国家已广泛的应用于家庭安全监控、家用电器控制、室内照明控制、背景音乐控制和住宅仪表数字读取等方面。X-10系统一般由发射模块和接收模块组成,各组件可设定不同的编码(地址码)以示区别。使用时,控制组件可插入室内不同的电源插座,家庭其他系统内的设备就可以执行控制命令了。该系统的特点有:安装施工简便,系统调试比较简单;可用于旧房子改造工程,新房子装修工程,已装修房的改装工程;系统稳定、可靠、安全;使用方便,操作简单;具有系统扩展功能;有多种模块面板;产品价位比较底;有执行指令冲突可能。
x10技术——电力载波通讯协议(plc),起初是由一家总部设在苏格兰的pico电子工程公司在20世纪70年代开发并获得专利的。后来pico的工程师们来到了纽约,并继续致力于x10技术的研究与应用。他们经过了9次试验,在第10次试验的时候终于有了突破性的进展,所以,x10就成了这一信号技术的代名词,在1978年,他们与著名的bsr音响公司合资成立了以x10命名的家庭自动化公司,在1987年,x10公司买下了bsr公司的股份。到了1997年12月,x10技术专利权到期,所以现在x10技术是一个开放性的平台,很多制造商都在发x10技术的新产品和新技术。
x-10系统在国外的发展现状:
20世纪80年代初,随着大量采用电子技术的家用电器的面市,住宅电子化开始出现。80年代中期,将家用电器/通信设备与安全防范设备各自独立的功能综合为一体后,形成了住宅自动化概念。80年代末,随着通信与信息技术的发展,出现了通过总线技术对住宅中各种通信/家电/安防设备进行监控与管理的商用系统,这在美国被称为smart home,也就是现在智能家居的原型。
在智能家居20余年的发展历程中,x10技术是最耀眼的明星。到目前为止,在美国已经有很多大公司生产、销售x10产品,如radioshack、stanley、leviton、honeywell等等;仅在美国就已经售出一亿只模块,大约有1000多万家庭使用x10产品,x10控制规格已成为当今美国家庭自动化控制规格的主要领导者。如今,这一技术在欧洲也已迅速普及并开始进入亚洲。
x-10技术在国内的发展现状:
目前应用x10技术的产品在我国还较少,国内的x10技术才刚刚起步,但国内有些厂家和代理商已经推出了针对中国住宅情况做出改进的x10配套产品,在上海、深圳、天津、广州等大城市已经开始销售x10产品。目前国内也有多家生产X-10系统的公司。销售的很多产品价格较高,不易被老百姓所接受。一旦价格下来后,趋势将是便利化、超市化、diy化。
x-10探秘
20世纪80年代初, 随着大量采用电子技术的家用电器面市,住宅电子化出现。80年代中期,将家用电器\通信设备与安全防范设备各自独立的功能综合为一体后,形成了住宅自动化概念。80年代末,通信与信息技术的发展,出现了通过总线技术对住宅中各种通信\家电\安防设备进行监控与管理的商用系统,这在美国称为SmartHome,也就是现在智能家居的原型.智能家居最初的定义是这样的:"将家庭中各种与信息相关的通信设备\家用电器和家庭安防装置,通过家庭总线技术(HBS)连接到一个家庭智能系统上,进行集中或异地监视\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."HBS是智能住宅的基本单元,也是智能住宅的核心.
在智能家居20余年的发展过程中,X-10是最引人注目的.皮可电子公司(Pico Electronics Lcd.)是全球第一家研发出简单型计算机用集成电路的公司。1976年,该公司已在代号X-1~X-9的几个计划中研发出许多计算机用的集成电路.当时,该公司的研发计划为:在不必另行布新线路的情况下,如何利用即有线路来控制家中的灯饰及电子电器产品,并将该计划命名为X-10。
X-10计划是全球第一个利用电力线载波来控制灯饰及电子电器产品,并将其商业化的成功模式.皮可电子公司成功地研发出该项技术。X-10是以60Hz(或50Hz)为载波,以120Hz的脉冲为调变波而研发出的数位控制技术,并制订出一套控制规格。
X-10模组于1978年由西尔司公司引进美国,无线电器材公司则于1979年开始卖该模组系列产品。今日,X-10不仅是一家公司,也是一种利用电力线载波原理的家庭自动化控制协议.美国许多大公司如Radio
Shack,Stanley,Leviton,Honeywell都销售X-10的产品。全美约有600万家庭在X-10产品。
X-10公司制造了一系列的家庭自动化产品,如照明开关,遥控器,安防系统,电视机控制界面,电脑控制界面,电话应答机等.许多美国的家庭自动化产品制造商,也采用X-10协议来生产其产品,X-10控制协议已成为如今美国智能家居产品的主要领导者.
欧美,日本,新加坡,韩国有众多专业的提供智能家居产品的生产厂家和分销机构,周边产品和配备产品的厂家队伍更是庞大,一些知名的企业如IBM,CISCO,西门子,三星,微软,索尼,松下很早就投身了这一行业,产品种类繁多,各自采用的技术标准也不相同,有些产品如X-10应用已相当成熟。
国内智能家居是与智能小区同步发展的,甚至在许多场合两者划上了等号.其实两者无论从系统构成\产品分类\市场细分还是集成安装方法方面来讲都是有区别的.一方面是智能小区技术被普遍关注且相应产品大量面市,另一方面是智能家居产品远未成气候,导致了我们很多时候都从智能小区的角度来看智能家居,难以将它作业一个专门的细分市场和产品去对待.数字城市,智能小区,智能家居是智能化系统的三个层面,三者并不是简单的包容关系.数字城市为智能小区和智能家居提供了一个与外界进行信息沟通交流的基本平台,智能小区有效地连接着一个以小区为单位的地域范围内的智能家居并提供相关服务,如小区安防,物业管理及信息服务等.而智能家居是以家为平台,兼备建筑、网络通讯、信息家电、网络家电、自动化和智能化,集系统、结构、服务、管理、控制于一体的高效、舒适、安全、便利、节能、健康、环保的家居环境。智能家居可以成为智能小区的一部分,也可以独立安装.智能家居的实施其实就是智能化装修。
目前,国内专业智能家居厂家的数量正在迅速增长。智能家居市场在未来的三五年内会高速增长,新技术\新产品也会不断出现并投入应用。
就目前的发展趋势分析,预计今后两年内全世界有将近1亿的家庭将构建智能家居。至2010年,50%以上的新房将具有一定的智能家居功能.自1999年开始,我国政府部门就已密切注意到这个动向和趋势,国家信息产业部\国家科委\建设部等部委组织有关专家论证和规划在我国如何发展智能家居和住宅小区的计划,开始着手研究和制定有关我国家庭智能化的标准,使我国在智能家居技术领域得以有序和迅速的发展。
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