家庭网络控制器的实现

摘要：文章介绍的家庭网络控制器，可用于解决当前家居中大量存在的传统家电设备的互联问题，使之成为一个系统以实现家居的集中监控管理，同时提供PPP拨号方式，通过PSTN电话网实现远程访问。 
 
对智能家居系统的研究是当前的热点问题，众多的家电开发商也积极致力于信息家电的研发，但是这种超前的技术显然成本过高，不符合当前绝大多数家庭的实际需要。同时在当前家庭中大量存在的是传统的家电设备，各种设备管理混乱，设备提供的接口不一。因此实现对家庭中现有设备的互联使之成为一个系统进行集中统一的监控，显然是符合实际需要的。解决设备的互联，首先必须在家居中形成一个控制网络，构建一个家庭信息处理平台即家庭集中控制器，以完成对所有设备集中统一的监控和管理，同时家庭控制器能提供一个外部以太网或Internet的接口以便摆脱传统的单机运作模式，实现远程或异地的监控和访问，如三表数据远传等。
1 解决方案的提出
家庭网络中的控制器的实现是基于一个微控制器MCU或微处理器MPU。考虑家庭网络控制器主要是实现一个家庭内部的控制网络，因此选用性价比较高的8位MCU显然可以满足要求。为实现控制器和家居中所有设备通信，必须解决控制器对内部家庭设备的接口问题。考虑到家庭中存在的设备接口情况多以串行总线或红外为主，因此解决控制网络构建方式采用RS232和红外两种方式相结合的方法。同时为实现控制器对外的远程交互，依据当前具体情况，选用PPP拨号方式通过电话线连入PSTN电话网进行数据远程传送和接收。因此整个控制器的内部结构和工作环境如图1所示。
控制器给家庭内部设备提供两种接口，一是RS232串行总线，二是红外无线接口。所以家庭内部的控制网络整体上构架成有线和无线结合的方式。同时控制器还内置Modem来实现和远程终端的数据通信。考虑到单片机开发图形化界面是不现实的，因此结合当前家庭中已经比较普及的PC机实现对家庭内部所有设备的友好的人机操作为界面和信息显示。图1中的数据采集部分则是用于完成诸如安防检测和三表数据的采集。三表数据采集时，MCU只是接收到原始电表转换而来的脉冲信号实现计数完成三表数据用量的获取。安防情况则是检测脉冲信号的方式，如门磁开关上的传感器检测到异常的情况可以直接进行提示或转入电话报警等。整个控制器功能主要是四个部分：(1)和上位PC机通信；(2)和家庭内部设备实现通信；(3)完成远程拨号的操作；(4)实现数据的检测和采集。
2 控制器的具体实现
2．1 硬件设计
控制器具体实现，基于如下几点考虑：
(1)核心处理器MCU需提供两个RS232串口实现对内部设备的控制以及完成对PC机的数据传送。所以器件选择上选用的是双串口的MCUW77E58，其中一个串口专门提供给PC机，另外一个串口提供给内部设备和Modem的通信，内部设备实现地址编码的方式进行环网通信。每个设备均分配了地址以实现唯一的确认；
(2)为了实现控制器和远程终端的双向操作，因此采用调制解调芯片MSM7512B和DTMF收／发器MT8888C相结合的方式完成和外部终端的拨号连接。MSM7512B为OKI公司推出的FSK模式调制解调器芯片，MT8888C为DTMF收／发器，控制器内部采用中
断方式检测DTMF振铃信号；
(3)控制器要实现和红外设备的无线通信，控制器内部完成了红外编码发射电路的设计，信号通过212串行编码芯片HTl2A调制后经红外发射二极管送出。
内置Modem的拨号电路原理图如图2所示。
通过设置MSM7512B的引脚MOD2和MODl来选择该芯片的四种工作模式的一种。MT8888C作为DTMF接收器，DTMF信号从IN+和IN-输入，一旦信息被写入到接收寄存器中，MT8888C将从置位状态寄存器中接收寄存器满标志位和IRQ／CP端电平来通知控制器准备接收数据。MT8888C作为DTMF发送器时，数据被写入发送寄存器，经内部转换合成DTMF信号从TONE端输出。此外，MCU微控制器W77E58提供了一个串口，如图中所示以RXD_B、TXD_B、CTS_B、RTS_B来实现和PC机的连接，但实际和PC机通信时须加上MAX232芯片作为MCU和PC间的电平转换。
其余电路实现相对简单，此处不阐述。
2．2 软件设计
软件设计的主要工作包括：
(1)MCU微控制器W77E58的初始化工作，包括：双串口操作设置、初始化拨号回路芯片MSM7512B和MT8888C；
(2)MCU单片机和PC机之间的串口通信程序；
(3)家庭内部设备数据采集以及控制命令对家庭不同接口设备的发送。
以下给出软件实现的部分C51程序。
／*双串口初始化程序*／
TCON=Ox40H；／／Timer1使能
TMOD=0x20H；／／Timerl为定时器，8位自动重装THl到TLl
CKCON=0x30H；／／Timerl和Timer2时钟为1／12CLOCK
SCON=0x50H；／／串口0模式1，波特率由Timer2决定
IE=0xDIH；／／使能中断(串口1和串口2以及INT0)
SCONI=0x50H；／／串口1模式1，波特率由Ttimerl决定
T2CON=0x34H；／／Timer2自动重装RCAP2L到TL2，RCAP2H到T2H
WDCON=0x02H；／／Watchdog 复位使能
TLl=0xFDH：THl=OxFDH；TL2=0xFDH；TH2=0x00H；RCAP2L=0xFAH；RCAP2H=Ox00H；
／*初始值设置，设置串口1和串口2的波特率为9600bps*／
Reset_mt8888()；／／复位MT8888C
P1∧=I；P0=0x00H；／／使能MSM7512B，选择模式1
／*外部中断0的服务程序*／
voidservice_int0()interrupt 0

整个网络控制器的工作过程是：首先初始化，进入主程序循环，循环检测数据采集部分、远程拨号连接请求以及PC串口通信有无中断请求，一旦有中断，则进入相应中断处理程序。
3 控制器工作环境的要求
工作环境主要要解决的问题是PC机上数据信息的接收以及远程终端的软件实现，PC机与MCU单片机之间的数据通信技术比较成熟，可以直接在PC上利用VB的Mscomm控件完成对串口数据的读取并将数据信息显示到统一的操作界面上。另外远程终端通过拨号方式连接，同样可以采用VB的Mscomm控件实现对数据的接收。对家居内部的红外设备和串行接口设备在通信时应注意的是网络的构建问题。本文在系统功能实现上借鉴了令牌环网的思想，将所有串行总线上的设备构成一个环网，通过各个设备手上的令牌来实现通信时的控制。
4 模拟实验分析
图3是模拟实验中的家居系统在PC机上的控制界面。
图4为模拟实验中电表数据远传的工作示意图。前端数据检测主要将电表转盘的转数变为脉冲信号，该信号被输入到网络控制器中，完成计数后得到使用量数据，再经PSTN电话网送至远程抄表中心。此处网络控制器通过其拨号芯片实现和远程抄表中心的连接，远程抄表运用VB开发出自己的应用程序实现数据的接收。
如下为远程抄表中心的VB开发环境中MMscomm控件的部分初始化程序：
With MSComml
．CommPort=2 ‘使用COM2
．Setting=”9600,N,8,1” ‘设置通信口参数
．InBufferSize=40 ‘设置MSComml接收缓冲区为40字节
．OutBufferSize=2 ‘设置MSComml发送缓冲区为2字节
．InputMode=comlnputModeBinary ‘设置接收数据模式为二进制形式
．InputLen=1 ‘设置Input一次从接收缓冲读取字节数为1
．SThreshold=1 ‘设置Output一次从发送缓冲读取字节数为1
．InBufferCount=0 ‘清除接收缓冲区
．OutBufferCount=0 ‘清除发送缓冲区
End With
5 结束语
本文所提出的家庭网络控制器符合当前多数家庭的实际需要，解决了当前家庭中存在大量传统家电设备的互连的问题，同时通过电话线实现对PSTN的拨号接入，可完成数据远传和异地控制。该控制器具有很大的市场价值和广阔的应用前景。
参考文献
1 MITEL．Datasheet OfMT8888C．
2 OKI Semiconductor．Datasheet OfMSM7512B.
 
      

      

技术交流

家庭安全防范——智能报警系统解决方案

　　一、前言
    随着人们生活水平的不断提高，特别是物质生活水平的提高，人们越来越重视自己的个人安全和财产安全；同时，经济的飞速发展伴随着城市流动人口的急剧增加，给城市的社会治安增加了新的难题，要保障小区的安全，防止偷抢事件的发生，就必须有自己的安全防范系统，人防的保安方式难以适应我们的要求，智能化小区建设已成为当前的发展趋势；随着科学技术的不断进步，尖端科学技术的应用也越来越普遍，国内外的先进技术，先进经验在各行各业中得到了广泛的应用，安全防范工作也不例外。
    二、家庭安全防范报警系统
    一个完善的智能化社区，具有便捷、安全、舒适、高档的生活环境，确保每一个住户的生命财产的安全，是本系统最大的意义，创造一个住宅的理想空间是本系统的目的所在。
    家庭住宅报警系统由家庭报警主机和各种前端探测器组成。前端探测器可分为门磁、窗磁、煤气探测器、烟感探测器、红外探头、紧急按钮等。当有人非法入侵时将会触发相应的探测器，家庭报警主机会立即将报警信号传送至小区管理中心或用户指定的电话上，以便保安人员迅速处警；同时小区管理中心的报警主机将会纪录下这些信息，已备查阅。
    笔者就当前市场上功能比较先进、性能稳定的联腾家庭智能化系统产品做一简单介绍。该产品不仅具有家庭安全防范系统功能，而且还具有家庭总线型控制网络的多种家用电器远程控制功能。（为智能家居控制系统搭建了基础平台）这样既能够使家庭安全得到保证，同时为家庭智能化管理预留了接口，确保该小区家庭智能化系统在未来一段时间内的先进性。
    三、系统组成及功能介绍：
    1、LianTeng的报警主机功能：
    LianTeng家庭安全防范系统带有8个有线报警防区。每个防区之间相互独立又具有不同的报警信息，通过设置可以给每个防区设置不同的报警级别，同时由于各个防区之间能够任意组合，还可设定组合防区以滤除误报警。当报警发生时，系统会将报警信息通过LianTeng网络传至小区管理中心，同时自动拨号到用户预先设定的固定电话或移动电话上(系统可设置六个电话号码或寻呼机号码)，系统将向用户提供一个中文语音报警信息，将报警的位置与类型通知给用户，如果多个报警探测器同时被触发时，系统将动态地报告发生报警的位置与类型。该系统还具有现场监听功能，业主接收到报警信号并按密码确认后，可通过电话监听家里情况。同时LianTeng系统还可以联动警灯、警报器和照明灯光以恐吓盗贼，同时起到警示作用。
    2、LianTeng的设防和撤防功能：
    LianTeng家庭安全防范系统提供以下几种工作模式：用户可以通过电话对家庭报警进行布/撤防、离家设防模式、在家设防以及辙防模式。
    3、离家设防模式：
    该模式适用于用户家中无人的情况。当业主离开家时，按动离家设防键，让所有的防区进入工作状态，同时系统对各个防区进行自检（是否已被触发），并通过语音方式提醒用户已被触发的防区，以备正确布防。系统提供一段布防延迟时间（该布防延时时间可调）供业主正常离开家门。
    4、系统撤防：
    当业主回到家后，系统留有一段延迟时间(该延迟时间可调)，让业主进入家门以后在系统报警之前撤防。
    5、在家设防/撤防模式：
    在家设防模式是指业主在家时能够将部分防区设置为工作状态，让系统布防。例如：屋主就寝后，可使室内的门窗位移探测器（门窗磁控开关）和客厅的红外探测器、煤气感应器等处于布防状态。
    撤防模式是指系统在未作任何布防时让部分防区（如煤气泄漏感应器）始终处于工作状态，也就是平时所说的24小时防区。
    6、胁迫报警撤防功能：
    该功能是指在系统报警时，用户在遭歹徒挟持下能够执行的一种假撤防方法，给歹徒造成报警已解除的假像。但系统仍然能将报警信息发送出去。
    7、LianTeng的紧急求助报警功能：
    LianTeng家庭安全防范系统针对在家独处的病人或老人，设计了一种紧急报警按钮，当遇到紧急情况时，按动该报警按钮便可触发LianTeng家庭安全防范系统，系统将拨通预先设定的电话号码以语音方式通知家人或指定受话人、通过电话通知小区监控中心。同时中心软件的操作界面上提供入侵的具体情况。
    8、电话线抢线功能：
    当家庭安全防范系统报警时，该系统能够自行中断正在进行的所有通话，以确保系统将报警信号实时发送出去。
    9、系统电源失电自动切换功能：
    家庭安全防范系统自检时发现交流电源失电后，系统会自动切换到后备电源上供电，当交流电源恢复供电后，后备电源将自动转至充电模式；系统还预制了电池低电压预告警和避雷保护的装置。
    10、小区管理中心：
    通过小区联网，可实现对整个小区内所有安装LianTeng家庭安全防范系统的用户进行集中的保安接警管理。每个家庭的安全防范系统通过LianTeng总线都可将报警信号传送至管理中心计算机，并通过报警蜂鸣器提醒保安人员，保安管理人员由此可确认报警的位置和类型，同时计算机还显示与住户相关的一些信息，以供保安人员及时和正确的进行接警处理，报警事件可以通过打印机及时打印出来。还可以在管理中心内设置LED电子显示地图，较为直观的显示报警的地理位置。
    同时，该系统还为用户提供了对家中的电器设备多种控制方式,无论主人身居何处,都能够及时了解家中电器的使用状况以及对它们进行控制。例如主人出差在外能够通过电话或网络把家中的空调、窗帘打开使室内空气保持清新；或主人在家中会客时，能够利用遥控器对室内的灯光进行调节或开关。主要功能如下：
    1）场景控制：在很多情况下，我们希望能够通过灯光来营造家庭气氛，使生活更加丰富多彩，然而好的灯光效果往往需要多个灯具共同作用才能实现。LianTeng家庭智能控制系统的场景控制功能可以将常用的各种场景模式保存起来，并把控制指令定义给任意一个开关模块的任意一个按键上，需要时只要按一下对应的按键，室内所有的灯具就会按照预先的定义产生动作，营造出主人希望的灯光效果和气氛。比如，当主人离开厨房前按下厨房灯光控制模块上的某一按键时，系统会将厨房、书房、客厅的灯光调暗、打开餐厅的灯光关掉各个卧室的灯光，从而营造出就餐气氛。与此相类似，我们还可以定义会客场景、休闲场景、庆祝节日等的灯光照明模式；
    2）报警联动控制：当室内发生报警时，系统可以在向外发出报警信息的同时，打开室内的照明灯光、启动警号等；
    3）设/撤防联动控制：当主人外出前启动安全防范系统的同时，系统可以联动切断某些家用电器的电源，比如：关掉所有的灯光，切断电熨斗、电水壶、电视机等家用电器的插座电源等；
    4）定时控制：LianTeng家庭智能控制系统提供一个定时控制器，通过对定时控制器的设置，可以实现对系统中的各个模块的定时控制。比如，根据定义，家庭饮水机可以早餐前10分钟开启，并在早餐结束或上班前关掉饮水机，以此来延长饮水机的使用寿命，节能节源。

技术交流

家装提醒——选门关键是看防盗时间性能

　　近来，电视、报刊不时有“住宅防盗门丝毫无损而业主被盗”的消息披露，业内人士指出，防盗门的防盗时间性能是消费者购买防盗门最重要的选择因素。

　　根据公安部《GA/T73-94》和GB《防盗安全门通用技术条件》第3、8条规定，A级防盗门 “防技术开启时间”不少于1分钟， B级不少于5分钟（技术开启：指开锁匠等专业人员用开锁工具无痕迹地开启防盗门锁）。由此推论，如果说600元买一扇防盗时间一分钟的A级防盗门是物有所值的话，那么一千多元买一扇5分钟的B级防盗时间是否“物有超值”呢？ 

    据悉，王力牌超B级锁防盗门在上海金盛国际装饰家居广场以240分钟时间重金挑战“开锁王” 418天，至今无一“高手”有办法开启，这一活动引起了众多房产开发商及业主的兴趣。

    值得提醒的是，一些A级锁防盗门商家为了促销，承诺一万甚至十万质量保险金。事实上，A级锁防盗门的防技术性开锁时间只有一分钟，当窃贼开启门锁的时间大于一分钟时，即不属于防盗门的质量问题，用户自然就得不到质量赔偿，这样的保险本身是无意义的，甚至有侵犯消费者知情权的嫌疑。

    还有不少防盗门商家和装修公司对消费者玩起了偷梁换柱的把戏。他们把市场上的AB钥匙防盗门混同于B级锁防盗门推荐给消费者。据业内专家透露，所谓AB钥匙是在钥匙上分成了装修钥匙A和主人钥匙B两套开门钥匙，事实上其锁的防盗性能还是A级。为此，消费者在选购时应该查看公安部门的检验证书以作区分。

    锁是防盗门的核心，防盗门之所以防盗，是因为“锁”锁住门，而并非门锁住了什么。如今，业主们逐渐认识到，随着开锁技术和开锁工具的不断提高，防盗门锁的“防技术开启时间”也需不断升级。聪明的业主在购买防盗门时，已开始重视门锁的防盗性能能否升级，免得日后又要敲墙换门，既破坏了原有的门套装饰，又要重复投资买门。

技术交流

M2M典型应用—智能家居

M2M技术的发展和应用，推动着社会生产和生活方式新一轮的变革。而M2M技术在智能家居中的应用，将使越来越多的人亲身体会到这一点。 

在信息社会，IT产业不断地向传统的建筑业、家电业渗透，越来越多的信息智能型家居产品如雨后春笋般涌现，智能家庭局域网、家庭网关、信息家电等这些与智能家居密切相关的名词已经几乎是家喻户晓。如何建立一个高效率、低成本的智能家居系统已成为当前社会一个热点问题。 

智能家居不再模糊不清 

从技术上讲，智能家居所要实现的的功能主要有： 

（1）对白色家用电器和其他设备的控制、调节和监测，比如微波炉、洗衣机、灯光、电动窗帘、防盗报警器、自动门烟雾探测器、有害气体检测装置、温度和湿度控制器、风量调节器、各种手动的开关和遥控器等。在这部分网络上主要传输的是频率比较低的控制信号，它占用的信道的带宽是比较窄的，我们称之为控制网络。 

(2)沟通黑色家电和其他视频设备之间以及与外部世界之间的信息通道，其中包括：台式/手持计算机、电视、录/摄像机、VCD/DVD和数码照相机等，同时还可以实现对它们的控制和监测。 

(3)通过对外的接口，实现远程控制和信息交换，如电话线、有线电视电缆、市电电源线、双绞线、无线通信方式等。 

到了2002年，我国一部分高档和中档的住宅小区和私人住宅，在控制和管理上实现一般意义上的智能化，宽带网进入一般居民的住宅和小区，为智能家庭网络功能的完善辅以一定的条件。国内一些公司的网络产品逐渐进入市场，一些国外的系统和产品也在这一年开始以较大的规模进入中国市场，开始在市场上与中国的产品接触。 

在今后的2到3年里，智能家居将不断得到普及。智能家庭网络系统和产品，即将开始走进普通居民的家居中。真正智能家庭网络的大市场将在2004～2007年中形成。 

用M2M完成智能家居的“集成” 

将M2M技术应用到智能家居中，需要解决两个问题： 

一是解决家庭内部设备组网问题。建立智能家庭网络，使得家居内部所有设备，包括灯控模块、电动窗帘、电子门窗、安防系统、音频/视频设备、数码设备、电脑、智能电器等，都具备通信和连网能力，形成统一的智能家庭网络。 

二是解决智能家庭网络如何与外部通信网络连接的问题。使得智能家庭网络成为移动互联网和通信世界的一部分。其目的是使人们能够更简单地远程监视和控制自己的家居，为用户提供方便，可通过手机、互联网对家庭进行管理。 

如何建立家庭局域网？ 

建立家庭局域网的目的是提供一套完整的家庭娱乐、信息共享、家庭管理和Internet接入及远程监控等服务功能。接入家庭局域网的设备主要包括：家用电器、家庭仪表、桌面电脑、手提设备、娱乐设备、成像设备、智能传感器、控制器等。所有设备通过一个网关接入Internet，网关供Internet访问和家庭信息发布使用，并可实现用户对家庭的远程控制功能。 

家庭局域网是一种混合型网络。根据接入设备的类型及实际需要，实际家庭局域网的物理层接口可以分为四类：高速局域主干网、控制子网现场总线、视频线、电话线。高速局域网主要包含IEEE802.3以太网协议、IEEE802.11b无线局域网技术和Bluetooth技术，实现PC、便携设备、信息娱乐设备等高端设备之间的互连和信息共享；控制子网现场总线主要指以RS485、CAN、Lonworks等简单智能协议为代表的现场总线技术，实现信息和电信设备直接接入Internet；而视频电缆方式则实现有线电视、VOD服务，以及在服务供应商的支持下提供另外一种高速接入Internet的途径。 

图1描述了家庭局域网的基本结构。 

 

家庭内部具体功能部件体系结构如图2所示。 

 

如何建立无线智能家庭网络? 

无线智能家庭网络是未来的一大发展趋势，它可以满足用户对于家庭网络的灵活性、连续性等性能需求，解决安装有线系统所需的高成本和不方便等问题。 

无线智能家庭网络可以分成家庭数据网络和家庭控制网络两种。家庭数据网络完成家居中的以下功能：提供家庭内部共享上网能力；提供多媒体家电互相通信能力，共享影音、文件，如电脑和电视、VCD、音响、PDA、MP3播放器等；实现机器和机器之间大批量、高速率的数据传输。 

家庭控制网络完成家居中的以下功能：灯光照明控制、家居环境监测和控制、家居安防、家庭应急功能。 

控制网络中有大量的节点设备，它们使用电池供电，还要具备网络和通信能力，所以成本和功耗是组建家庭控制网络中最为突出的两个要素。 

一种解决方案是基于无线局域网(WLAN)标准IEEE 802.11g和最新的无线个域网(WPAN)标准IEEE 802.15.4构建新一代的无线智能家居网络。利用802.11g组成家庭数据网络，IEEE 802.15.4组成家庭控制网络。 

在高速率无线局域网应用中，802.11g(54Mbps)正在逐渐取代802.11b(11Mbps)成为应用的主流。因为802.11g支持更高速率的传输。 

无线控制网络需要的是低功耗、低成本、低复杂程度、长电池寿命的标准。IEEE 802.15.4是2003年5月才获通过的新的无线局域网标准,是为这种应用需求而设计的,主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。物理层可以工作在三个免受权ISM频段：2.4GHz(全球应用)、915MHz (美国)和868MHz(欧洲);通信速率为250kbps@ 2.4GHz (16 channels)、40kbps@915MHz(10 channels)，20kbps@868MHz(1 channel);传输距离可达10到75米，依赖功率输出和环境特性。 

新一代的无线智能家居网络中的核心是中心控制器，它同时具备802.11和802.15.4通信功能。中心控制器会有两种：一是基于PC的数据中心控制器，一是家庭自动化控制平台和手执遥控器，充当家居控制网络的中心控制器。 

平时家庭自动化控制平台监控家庭中的各种电器、灯具、安防系统等，实现家居管理、家居控制、家居监视、家居安防、家居服务信息的自动化。它可以控制和启动基于PC的数据中心控制器，当需要高速率数据传输时，由PC来完成。 

组建以家庭自动化控制平台和手执遥控器为核心，由各种节点控制模块组成的家庭控制网络是实现智能家居的第一步，也是智能家居的初级阶段。新一代各种具备无线通信和网络能力的家电、消费类电子、数码产品不断增加，Intel 也计划推出集成无线通信和网络能力的主板。以PC为核心的家庭数据网络会逐渐获得市场的认可，得到越来越广泛的应用。这也是智能家居发展的高级阶段。 

目前，家庭数据网络和家庭控制网络几乎是平行发展的，还没有融合，未来这两条发展线会相互交叉，构建真正的智能家居。融合的关键是M2M技术的发展，即让每台机器、每个节点都具备通信和联网能力，这正是M2M技术的核心理念——网络一切（Network Everything）。 

无线智能家庭网络与移动通信网络的互连 

家庭不是一个孤立的社会单位，智能家庭必须要具备和外部通信网络连接的能力，才能实现更广泛的应用。这个任务由中心控制器来实现。中心控制器充当外部网络和家庭网络之间的网关。无线智能家居网络中的家庭网关可以通过以下几种方式与移动通信网络通信。 

● 基于双音多频的服务(DTMF，Double Tone Muliti-Frequency) 使用DTMF技术可以通过通常的语音信道传输有限的数字编码信息。可以用做智能家居中远程安全报警、家居状态查询、简单的远程控制。无线智能家居网络中的控制中心存储预先设置好的语音信息，提示用户用手机按键进行操作，这是最简单的M2M应用。这种方法比较简单，容易实现，但是缺乏效率，用户必须按照语音提示逐步进行操作，操作比较烦琐，等待时间长。 

● 短消息服务（SMS）SMS应用到智能家居中时，相对DTMF技术，可以使用文字一次可以传送更多的家居状态信息和控制命令，传输速度快。网络运营商可以对这种M2M应用的SMS信息和普通的短信区分开来，保证信息能够及时传递，尤其对家居安防警报。 

● 多媒体信息服务（MMS） MMS是基于WAP业务的，走数据通道，其传输能力在CSD方式下可以达到9.6Kbps，在GPRS方式下最大可以达到184Kbps，在3G下可以达到2Mbps，给MMS应用的开展提供了很大的便利。MMS的发送延时少，用户可以享受即时的服务。MMS业务支持发送状态报告，向用户提供有保证的发送。 

● 通用分组无线业务（GPRS）无线智能家居采用GPRS技术具有以下优点:永远在线、高速传输、自如切换、按量计费等。 

● 无线应用协议（WAP） 用户可以通过访问WAP页面的方式管理和监控自己家居的情况，更加的直观，操作也更方便。 

● 3G移动通信技术 第三代移动通信技术给M2M技术提供了更加广阔的应用平台，而对智能家居应用而言，则意味着更加方便快捷的操作、更加直观的监控、更多更好的服务功能。 

技术交流

M2M典型应用—智能家居

M2M技术的发展和应用，推动着社会生产和生活方式新一轮的变革。而M2M技术在智能家居中的应用，将使越来越多的人亲身体会到这一点。 

在信息社会，IT产业不断地向传统的建筑业、家电业渗透，越来越多的信息智能型家居产品如雨后春笋般涌现，智能家庭局域网、家庭网关、信息家电等这些与智能家居密切相关的名词已经几乎是家喻户晓。如何建立一个高效率、低成本的智能家居系统已成为当前社会一个热点问题。 

智能家居不再模糊不清 

从技术上讲，智能家居所要实现的的功能主要有： 

（1）对白色家用电器和其他设备的控制、调节和监测，比如微波炉、洗衣机、灯光、电动窗帘、防盗报警器、自动门烟雾探测器、有害气体检测装置、温度和湿度控制器、风量调节器、各种手动的开关和遥控器等。在这部分网络上主要传输的是频率比较低的控制信号，它占用的信道的带宽是比较窄的，我们称之为控制网络。 

(2)沟通黑色家电和其他视频设备之间以及与外部世界之间的信息通道，其中包括：台式/手持计算机、电视、录/摄像机、VCD/DVD和数码照相机等，同时还可以实现对它们的控制和监测。 

(3)通过对外的接口，实现远程控制和信息交换，如电话线、有线电视电缆、市电电源线、双绞线、无线通信方式等。 

到了2002年，我国一部分高档和中档的住宅小区和私人住宅，在控制和管理上实现一般意义上的智能化，宽带网进入一般居民的住宅和小区，为智能家庭网络功能的完善辅以一定的条件。国内一些公司的网络产品逐渐进入市场，一些国外的系统和产品也在这一年开始以较大的规模进入中国市场，开始在市场上与中国的产品接触。 

在今后的2到3年里，智能家居将不断得到普及。智能家庭网络系统和产品，即将开始走进普通居民的家居中。真正智能家庭网络的大市场将在2004～2007年中形成。 

用M2M完成智能家居的“集成” 

将M2M技术应用到智能家居中，需要解决两个问题： 

一是解决家庭内部设备组网问题。建立智能家庭网络，使得家居内部所有设备，包括灯控模块、电动窗帘、电子门窗、安防系统、音频/视频设备、数码设备、电脑、智能电器等，都具备通信和连网能力，形成统一的智能家庭网络。 

二是解决智能家庭网络如何与外部通信网络连接的问题。使得智能家庭网络成为移动互联网和通信世界的一部分。其目的是使人们能够更简单地远程监视和控制自己的家居，为用户提供方便，可通过手机、互联网对家庭进行管理。 

如何建立家庭局域网？ 

建立家庭局域网的目的是提供一套完整的家庭娱乐、信息共享、家庭管理和Internet接入及远程监控等服务功能。接入家庭局域网的设备主要包括：家用电器、家庭仪表、桌面电脑、手提设备、娱乐设备、成像设备、智能传感器、控制器等。所有设备通过一个网关接入Internet，网关供Internet访问和家庭信息发布使用，并可实现用户对家庭的远程控制功能。 

家庭局域网是一种混合型网络。根据接入设备的类型及实际需要，实际家庭局域网的物理层接口可以分为四类：高速局域主干网、控制子网现场总线、视频线、电话线。高速局域网主要包含IEEE802.3以太网协议、IEEE802.11b无线局域网技术和Bluetooth技术，实现PC、便携设备、信息娱乐设备等高端设备之间的互连和信息共享；控制子网现场总线主要指以RS485、CAN、Lonworks等简单智能协议为代表的现场总线技术，实现信息和电信设备直接接入Internet；而视频电缆方式则实现有线电视、VOD服务，以及在服务供应商的支持下提供另外一种高速接入Internet的途径。 

图1描述了家庭局域网的基本结构。 

 

家庭内部具体功能部件体系结构如图2所示。 

 

如何建立无线智能家庭网络? 

无线智能家庭网络是未来的一大发展趋势，它可以满足用户对于家庭网络的灵活性、连续性等性能需求，解决安装有线系统所需的高成本和不方便等问题。 

无线智能家庭网络可以分成家庭数据网络和家庭控制网络两种。家庭数据网络完成家居中的以下功能：提供家庭内部共享上网能力；提供多媒体家电互相通信能力，共享影音、文件，如电脑和电视、VCD、音响、PDA、MP3播放器等；实现机器和机器之间大批量、高速率的数据传输。 

家庭控制网络完成家居中的以下功能：灯光照明控制、家居环境监测和控制、家居安防、家庭应急功能。 

控制网络中有大量的节点设备，它们使用电池供电，还要具备网络和通信能力，所以成本和功耗是组建家庭控制网络中最为突出的两个要素。 

一种解决方案是基于无线局域网(WLAN)标准IEEE 802.11g和最新的无线个域网(WPAN)标准IEEE 802.15.4构建新一代的无线智能家居网络。利用802.11g组成家庭数据网络，IEEE 802.15.4组成家庭控制网络。 

在高速率无线局域网应用中，802.11g(54Mbps)正在逐渐取代802.11b(11Mbps)成为应用的主流。因为802.11g支持更高速率的传输。 

无线控制网络需要的是低功耗、低成本、低复杂程度、长电池寿命的标准。IEEE 802.15.4是2003年5月才获通过的新的无线局域网标准,是为这种应用需求而设计的,主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。物理层可以工作在三个免受权ISM频段：2.4GHz(全球应用)、915MHz (美国)和868MHz(欧洲);通信速率为250kbps@ 2.4GHz (16 channels)、40kbps@915MHz(10 channels)，20kbps@868MHz(1 channel);传输距离可达10到75米，依赖功率输出和环境特性。 

新一代的无线智能家居网络中的核心是中心控制器，它同时具备802.11和802.15.4通信功能。中心控制器会有两种：一是基于PC的数据中心控制器，一是家庭自动化控制平台和手执遥控器，充当家居控制网络的中心控制器。 

平时家庭自动化控制平台监控家庭中的各种电器、灯具、安防系统等，实现家居管理、家居控制、家居监视、家居安防、家居服务信息的自动化。它可以控制和启动基于PC的数据中心控制器，当需要高速率数据传输时，由PC来完成。 

组建以家庭自动化控制平台和手执遥控器为核心，由各种节点控制模块组成的家庭控制网络是实现智能家居的第一步，也是智能家居的初级阶段。新一代各种具备无线通信和网络能力的家电、消费类电子、数码产品不断增加，Intel 也计划推出集成无线通信和网络能力的主板。以PC为核心的家庭数据网络会逐渐获得市场的认可，得到越来越广泛的应用。这也是智能家居发展的高级阶段。 

目前，家庭数据网络和家庭控制网络几乎是平行发展的，还没有融合，未来这两条发展线会相互交叉，构建真正的智能家居。融合的关键是M2M技术的发展，即让每台机器、每个节点都具备通信和联网能力，这正是M2M技术的核心理念——网络一切（Network Everything）。 

无线智能家庭网络与移动通信网络的互连 

家庭不是一个孤立的社会单位，智能家庭必须要具备和外部通信网络连接的能力，才能实现更广泛的应用。这个任务由中心控制器来实现。中心控制器充当外部网络和家庭网络之间的网关。无线智能家居网络中的家庭网关可以通过以下几种方式与移动通信网络通信。 

● 基于双音多频的服务(DTMF，Double Tone Muliti-Frequency) 使用DTMF技术可以通过通常的语音信道传输有限的数字编码信息。可以用做智能家居中远程安全报警、家居状态查询、简单的远程控制。无线智能家居网络中的控制中心存储预先设置好的语音信息，提示用户用手机按键进行操作，这是最简单的M2M应用。这种方法比较简单，容易实现，但是缺乏效率，用户必须按照语音提示逐步进行操作，操作比较烦琐，等待时间长。 

● 短消息服务（SMS）SMS应用到智能家居中时，相对DTMF技术，可以使用文字一次可以传送更多的家居状态信息和控制命令，传输速度快。网络运营商可以对这种M2M应用的SMS信息和普通的短信区分开来，保证信息能够及时传递，尤其对家居安防警报。 

● 多媒体信息服务（MMS） MMS是基于WAP业务的，走数据通道，其传输能力在CSD方式下可以达到9.6Kbps，在GPRS方式下最大可以达到184Kbps，在3G下可以达到2Mbps，给MMS应用的开展提供了很大的便利。MMS的发送延时少，用户可以享受即时的服务。MMS业务支持发送状态报告，向用户提供有保证的发送。 

● 通用分组无线业务（GPRS）无线智能家居采用GPRS技术具有以下优点:永远在线、高速传输、自如切换、按量计费等。 

● 无线应用协议（WAP） 用户可以通过访问WAP页面的方式管理和监控自己家居的情况，更加的直观，操作也更方便。 

● 3G移动通信技术 第三代移动通信技术给M2M技术提供了更加广阔的应用平台，而对智能家居应用而言，则意味着更加方便快捷的操作、更加直观的监控、更多更好的服务功能。 

技术交流

家庭热水中心：带来“伯爵”般的享受

    ２００４热水器流行趋势抢先报
    在高速发展的现代生活中，高品质、大容量的“家庭热水中心”成为新生活时尚的焦点。在某种程度上，“家庭热水中心”是当前热水器行业顶级类别的代表。最近，山东亿家能推出了一款代表最新流行趋势的“新一代巨能２１０”，将一股洗浴“伯爵”风带到了眼前。

    亿家能的“新一代巨能２１０”设计遵循一种天然的欣赏价值，在有意无意间品味“伯爵”般的高贵。当然，这与其超强、超常的功能设计是分不开的。

    总括起来，这款“新一代巨能２１０”有七大创新，三项升级。

    首先，它的核心吸热部件采用世界顶级水平的“纳米选择性干涉镀膜技术”，而巨能２１０家庭热水中心的真空管，则用２．１０米的加大加长三高真空管（普通一般为１．６米），超大规格，超大水量显示出超人性化的设计。

    此外，“新一代巨能２１０”还独有密排设计，使得热量提高１２％。这款热水器在操作上还采用了智能控制，实现水位水温透明化，全自动上水。并且，它还专门设计了已经通过３Ｃ认证的电加热全套装置，率先实现２４小时热水。

    众所周知，目前太阳热水器行业发展参差不齐，有能力研发生产家庭热水中心的企业也是屈指可数。作为世界银行资金支持的企业，亿家能产品已经连续两年畅销欧美２８个国家。专家认为“新一代巨能２１０”是高贵典雅的现代设计，性能安全的质量保证，“伯爵”般的洗浴享受，亿家能一定会掀起一场中国家庭热水革命。

技术交流

厨房革命从烟道做起

——新一代住宅厨房、卫生间排烟（气）道应用技术 

　　近日，居安特住宅厨房、卫生间排烟气道正式通过建设部科技成果评估，标志着第三代排烟气道产品进入应用阶段。
　　受建设部科技司委托，建设部科技发展促进中心于２００４年３月２３日在北京市居安建筑材料厂主持召开了“居安特住宅厨房、卫生间共用排烟气道”科技成果评估会。评估委员听取了项目负责人的介绍和技术报告，审查了有关技术资料，考查了生产现场，与会专家一致认为，居安特住宅厨房、卫生间排烟气道应用射流引射原理，合理、科学配置引射抽力器、导流板的尺寸及位置，使得各停机层住户处静压为零或略负，有效的防止了倒灌、串烟，改善了室内空气品质。该排烟道采用单管道结构，不需要安装逆止阀，排烟道内组件安装方便、运行可靠、具有实用性，有很好的推广前景，该项目达到国内领先水平。建议尽快组织批量生产，在推广应用中综合考虑排油烟系统的各方面因素，进一步提升产品性能。居安特住宅厨房、卫生间共用排烟气道另辟蹊径，通过合理配置烟道内组件，完成的质的跨跃。
　　厨房、卫生间排烟道的新发展
　　为了更好、更有效地解决厨房排油烟问题， 北京市居安建筑材料厂在变压式排气道、止逆阀排烟道，主支排烟道基础上进行研究改造，特别是在变压式排烟道结构上，认真分析变压式排烟道的优缺点，在专家的指导下，根据空气流体力学“佰努力定律”动静压转换原理，科学的调整烟道的流通截面，合理设置排烟道内组件，使得排烟道内形成射流诱导，在保证排烟畅通的前提下，使排烟道内排风量呈现符合要求的规律，在相应的部位，实现烟气在排烟道系统内形成有效压差，促进烟气的合理流动，达到排烟（气）的同时，满足防倒灌、防串味的功能。经过无数次的论证和反复实验，终于用了两年时间研究成功具有创造性的“居安特住宅厨房、卫生间排烟气道系统”。２００４年４月１２日，居安特住宅厨房、卫生间排烟气道正式通过建设部科技成果评估，使这一优秀产品走向批量生产成为可能。
　　系统研究及性能分析
　　１、居安特住宅厨房、卫生间共用排烟气道，在保证排气畅通所必要的排风量基础上，使排烟道截面积较为缩小，无须安装止逆阀。该排烟道为单管道结构，每根排烟道内安装有引射抽力器，风速导流板分４种规格型号，可按住宅不同层数选用型号不同的风速导流板。可适用于多层、中高层及高层排烟道系统，引射抽力器分厨房、卫生间两种规格，厨房与厨房通用，卫生间与卫生间通用。
　　２、组件之间的作用：油烟机在不同楼层开机时，通过排烟道进气口安装的引射抽力器将油烟机排风量变成主烟道内的喷射射流。在不同楼层，形成多股射流，使进气口局部形成负压。而油烟机关闭的楼层，在引射抽力器两侧与导流板的峡缝中，借助烟道内的风速产生引射抽力作用，在引射抽力器中形成负压，达到有效防止烟气的倒灌、串味效果。根据排烟道不同高度，可调节导流板与引射抽力器之间的峡缝宽度，以达到顺畅的排风作用。
　　居安特的主要技术指标
　　１、该项技术采用单烟道结构，对引射抽力器、风速导流板形状进行优化设计，居住者不必为清洗止逆阀而带来不便。主要组件引射抽力器及导流板，无需额外动力，运行可靠、安装方便、具有实用性。
　　２、合理的厨房排烟道截面面积，在满足多台排油烟机多种工况组合的最大通风量及控制风速要求的前提下，较目前应用的各类烟道大大减小，使厨房使用面积平均增加０．１ｍ２，且外形尺寸满足建筑模数要求。使该产品在厨房设备布置不受限制，设计人员易选用。
　　３、该排烟道系统已通过国家空调设备质量监督检验中心对各种运行工况，根据不同的开机率，在全工况运行情况下，所有开机层排油烟机支管静压为１１３．５Ｐａ，各层排烟道内平均静压值为４．７Ｐａ，不同开机率１５％以上时各层排烟道内静压值为－６０Ｐａ详见检测报告，有利于防止倒灌、串烟串味。
　　加快成果的推广工作
　　住宅的内在质量的提高要有先进的技术和部品作支撑。为了解决厨房油烟污染，维护居民身体健康，保持室内清洁，提高住宅使用质量与功能的需要，在住宅厨房建造中设置能排除有害气体的通风排烟系统是十分必要的。
　　居安特住宅厨房、卫生间排烟气道是一种竖向共用排烟气道，能够有效改善厨房、卫生间的环境空气质量，与其它同类产品相比，具有占厨房、卫生间面积小、排气顺畅、不倒灌、不串烟、不串味等特点。该产品经“国家空调设备质量监督检验中心”进行各种工况运行排风量与排烟道静压的检测，其性能符合有关标准。在住宅产业快速发展的今天，具有广泛的市场前景。
　　采用该项技术成果，可以较好的解决由于厨房油烟污染严重所导致对人民身体健康的危害，提高住宅的功能与质量，改善居民的居住条件。
　　从经济上考虑，该项技术应用的直接成本与目前的常规产品相比略高，但与应用该技术而节省下的使用面积带来的经济效益相比，相当于在安装了居安特住宅厨房、卫生间排烟气道系统后，在得到了其优秀的使用功能的同时，反而能得到经济上的补贴。
 

技术交流

家庭背景音乐的几种实现方法

1. 广播系统——采用定压功放

公共场所的背景音乐都是采用定压功放的方式实现的。定压功放输出电压70-110V，我们可以看到，定压功放连接的喇叭都有一个变压器，将信号从70-110V电压降低为喇叭的工作电压，定压功放是为了实现长距离传输音频信号而设计的，学校、工厂等地方的广播就是定压功放。

由于定压功放是为公共场所而设计的，不需要立体声，所以我们所见到的定压功放都不是立体声的。

由于定压功放是为公共场所而设计的，有专门的控制台，由专人控制，不需要太多的就地控制，除了调节音量之外，没有其他的就地控制功能。

在定压功放的基础上，如果要实现对音源的控制功能，包括选择碟机歌曲、选FM电台、选MP3歌曲、直接开启和关闭音源设备等功能，需要将一些控制系统集成进来。所需的设备包括红外学习器，遥控器，IR-RF转换设备等，系统的复杂程度大大增加。

如果要做到随时随地控制，就得带着遥控器到处跑，否则，必须在各个房间安装遥控设备，而遥控器的成本很高。一套房子里，不会放太多的遥控器。


2. 普通功放  

普通功放对喇叭的电阻是有明确要求的，或者为4欧姆或者为8欧姆等，如果一个功放连接多个喇叭，电阻变低，电流变大，功放会烧掉。接入多个喇叭之后，会降低音质。

如果有多个音乐点，一般情况下，普通功放不能用于背景音乐。


3. 采用弱电布线箱  

近年，随着房地产行业的发展，家居多媒体布线箱应用日益广泛。配置音频模块之后，布线箱有一（多）个音频输入端和多个音频输出端。有人通过布线箱的音频接口来实现背景音乐。具体做法如下：

将DVD的音频输出端连接到布线箱的音频输入端，然后将音频输出端连接到各房间的内置一个功放的音频开关，音频开关的功放直接连接吸顶喇叭。这也能够实现立体声背景音乐。

由于DVD输出的音频信号没有放大就经过长距离（一般超过20米）传输到功放（信号不经过放大直接传输是音响设计的一个忌讳），信号放大之后经过短距离（几米）传输到喇叭。没有放大的信号功率很小，220V的强电就是一个干扰源，经过长距离传输之后会叠加干扰信号，然后再经过功放放大，会产生较强的白噪声。

因此，采用布线箱实现的家庭背景音乐音质不会很好。

如果要实现方便的就地控制音源功能，和广播式背景音乐方法相同，成本偏高。


4. backaudio泊声专业家庭背景音乐  

backaudio是专业的家庭背景音乐系统，充分考虑了家庭应用需求，即

立体声；
人性化的就地控制音源功能，就像开关电灯一样方便； 
backaudio中央智能主机包括高保真立体声功放阵列，DVD/FM/MP3的音频信号输入到中央智能主机之后，经过功放放大，传输到各房间喇叭，克服了采用布线箱实现背景音乐的缺点。

此外，中央智能主机将音源控制功能集成进来，通过安装在墙面的控制面板就能够实现灵活的音源控制功能。

和以上三种实现背景音乐的方式相比，backaudio专业家庭背景音乐系统具备如下特点

立体声； 
音质好； 
控制方式灵活方便。

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技术交流

论智能家庭网络的门户——家庭网关

1　家庭网关的定义
　　智能家庭网络是信息时代带给人们的又一个高科技产物。它借助现有的计算机网络技术，将家庭内各种家电和设备连网，通过网络为人们提供各种丰富、多样化、个性化、方便、舒适、安全和高效的服务。家庭网络化也是整个社会信息化的一个重要的部分。智能家庭网络系统的基本结构见图1所示。实现家庭内部信息与家庭外部信息的交换，无疑是家庭连网的目的所在。它的实现需要设计一个理想的家庭网关。
　　家庭网关应具备的两个主要功能是：
　　(1)作为所有外部接入网连接到家庭内部，同时将家庭内部网络连接到外部的一种物理接口； 
　　(2)使住宅用户可以获得各种家庭服务（包括现有的服务和未来可能出现的服务）的平台。
　　不同的人或不同的厂商对家庭网关有着不同的定义。Residential Gateway Group（RG）是一个在1995年建立的正式的工业论坛组织，它率先采用家庭网关来代表一个集中式智能接口，将外部的家庭接入网络和家庭内网络联系起来。
　　RG的家庭网关定义为：一种简单的、智能的、标准化的、灵活的整个家庭网络接口单元，它可以从不同的外部网络接收通讯信号，通过家庭网络传递信号给某个消费设备。借助引入家庭网关的概念，希望能够为集成不同的外部网络和丰富新的应用提供一个有效的途径。 
　　在过去的几年当中，许多生产厂商的努力共同推动家庭网关走出了其概念阶段。同时，家庭网关被用于代表不同类型的产品，因此也引起了一些混淆。其中已有的部分产品包括：网络接口单元/设备（如电话接口盒）、DSL调制解调器、电缆调制解调器、机顶盒、结构布线系统的Hub、增强的PC机、结合家庭网络解决方案的宽带调制解调器，提供某些专门服务的特殊家庭设备，以及RG所推崇的整个家庭网关产品等。
　　Cisco System公司的家庭网关定义是：一个在家庭内的网络化信息设备与智能宽带接入网之间的智能化网关。2Wire公司的家庭网关定义是：一种将家庭网络无缝连接到宽带网络，使所有家庭内连网设备同时享有高速连接的设备。上面这两种定义都认为家庭网关是一种将外部宽带网络与家庭内部网络连接的设备。 
　　Parks Associates认为家庭网关应是：连接一个外部网络或多个接入网络，通过某种类型的家庭网络分配服务给一个或多个设备的设备。即一个集中式整个家庭的网关才能视为一个真正的网关。但由于现有一些产品已具备其中的某些功能，而且目前存在许多不同的观点，因此家庭网关应有一个比较广义或普遍的意义上的定义。
　　2　家庭网关所实现的应用及其产品
　　家庭网关的基本类型见图2。　　
　　不同的家庭网关可以提供不同水平和类别的应用。由RG定义的家庭网关设备可以使家庭消费者使用几乎所有主要的应用。如TIA制造的家庭网关可以满足以下几类应用：远程通讯、Internet接入、远程教育、远程医疗、可视电话、家电管理和集成、安全系统管理、家庭能源调节和管理、自动计量读表、邻里无绳漫游电话、视频传送和分配、虚拟VCR和视频点播、视频交互通讯、CD点唱机、在线广告和电子公告。
　　集中式网关倾向于在一个宽带网络上集成视频、音频和语音应用，如高级的机顶盒产品、Motorola的DCT－5000、Scientific－Atlanta的Explorer2000、NextLevel Communication的LP系列N3家庭网关。前两种允许通过HFC提供集成化服务，最后一种一般应用于VDSL网络，可为不同终端设备提供声音、视频和数据信号。近来市场上出现一种新型集中式网关，它集成了一个宽带Modem（DSL或Cable Modem）和一个家庭网络解决方案（如HomePNA或HomeRF的解决方案）。这样的网关有Cisco System公司的Internet 家庭网关，2Wire公司的HomePortal，ShareGate公司的ISIS/Jupiter网关，以及Caymen System公司的3220HW网关。
　　大多数专用服务网关和瘦服务器网关所允许的应用被限制在特定的应用类型，诸如Internet接入，电话，能量管理，和家庭控制与安全。新出现的瘦服务器网关可以允许多种类型的应用。例如Ericsson公司的e－box，被设计用于能源管理、家庭自动化、家庭护理、家庭安防，以及共享Internet接入。其他的专用和瘦服务器网关包括Coactive Networks公司的Connect2000和3000系列，Emerald Gateway公司的ESG400，Sage System公司的Aladn网关节点等。
　　随着新的家庭网关产品的不断出现，不同类型的应用集中于一个装置将是家庭网关研究和开发的未来趋势。
　　3　家庭网关的标准
　　许多公司都开发了自己的家庭网关产品。然而开发出更多复杂的和具有兼容性的家庭网关，迫切要求制定相应的家庭网关标准。目前已有的相关标准见下表所示。 
　　开放服务网关组织（OSGi）当前正在制订他们称之为服务网关的规范。该规范包含的技术的主要特点是：需要开放的和独立的平台；目标是成为一个标准；应有较高的独立性和保密性；应支持不同类型的家庭连网协议；应具有较高的可靠性。
　　OSGi标准实质上是一系列API（应用编程接口）的集合。这些API包括核心的API和可选的API，它们共同构成了OSGi的网关规范。如果必要，OSGi可以使用已有的Java标准，其重点是如何集成这些相关的标准。 
　　核心的API执行服务传输、从属和周期管理、资源管理以及远程服务管理。所有核心的API可由开发人员或OSGi的技术工作组来完成。
　　可选的API定义了向一个基于HTTP Web服务器输出资源的机制、客户机与网关的交互作用以及数据管理。
　　值得指出的是OSGi提供了一种简单的会员制，会员是所有盈利或非盈利公司、政府、组织教育机构，或其他支持OSGi目标的企业。目前已有许多著名公司成为OSGi的会员: AMD, Cisco Systems, Coactive Networks, Compaq, Deutsche Telekom, Domosys, Echelon, emWare, Enikia, Ericsson, France Telecom, Hewlett－Packard, IBM, Motorola, National Semiconductor, Nokia, Oracle, Philips, Schneider Electric, Sharp, Siemens, Sony, ST Microelectronics, Sun Microsystems, Sybase, Tokyo Electric Power, Toshiba等。
　　家庭网关接口的有效的解决方案，当前比较统一的观点是开发一个集中式网关，然而这只是最终的期望。因为不同的外部接入网络的特点不同，不同的服务提供商有不同的商业模式，存在不同的已有的或正在研发的网络接口设备，它涉及许多不同的技术或商业问题，因此在不远的将来是不会有一个单一的家庭网关解决方案出现。另一方面，尽管一个分布式或多个网关的方案也有许多支持者、制造商和服务提供商，但其同时也面临着集成网关方案的挑战。最终，一个整个家庭集中式网关将提供一个最有效的桥接外部网络和家庭网络或设备的解决方案。
　　4　家庭网关的应用前景
　　家庭网关的应用将会是大量的。其最大和最多的应用是在家庭内多个PC同时共享一个宽带网络接入。例如，家中的小孩可以接入Web来学习学校的课程，同时另外一个家庭成员可以同时进行网上购物。多个人可以同时进行网络操作，而不需要等待其他人完成操作。
　　家庭网关的应用不仅仅是高速Internet的接入,未来的宽带接入进入家庭后，将会带来更多的服务内容，不仅是Internet的接入，还有混合视频和音频信息流的可视电话，以及其它交互形式的娱乐服务，如网络游戏等。家庭网关将执行智能化的路由算法，把这些信息流（数据）分配给各种电话、智能电器、数字电视和音响等设备。例如，高级的家庭网关可以使用呼叫者ID信息来发送电话呼叫给家庭内某个电话，儿童的电话只能送到他们的房间，或晚上10点以后的电话呼叫（不包括紧急电话）只能送到远离卧室的地方。
　　上述技术如何应用到家庭内存在着许多新的发展趋势。首先是高速宽带Internet接入进入家庭。当前大约有1％的美国家庭拥有DSL、Cable调制解调器，到1999年末有超出1百万的美国家庭安装。Forrester 研究机构预计到2003年将有超出2千万美国家庭拥有通过DSL或Cable调制解调器的宽带接入。
其次，连网家庭的数目到2002年也将快速增长。Jupiter 通讯公司预计届时将有1千5百万的家庭网络。家庭网络的发展趋势将因家庭内存在多个PC，以及其他电气设备的使用而得以加速。在1999年，有60％新的PC购买是来自已有一个PC的家庭。目前已有大约15％的美国家庭拥有多个PC。 

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技术交流

用电视遥控器开关灯具–克林开关

　　摘要　分析了无线电遥控开关控制电灯无法普及的原因。介绍了一种用于智能化楼宇控制灯光的新型红外线开关－－克林开关。用克林开关取代照明中央控制系统优点显而易见，即用任何家电遥控器都能控制灯具，室内有几个家电遥控器就相当于有几套灯具中央控制系统，施工简单，性能可靠，遥控与手动兼容，投资低，易维护。

　　现在，家用电器基本都实现了遥控功能。像风扇、空调这类产品，每年使用时间不到一半，也不例外地实现了遥控。但每天使用的照明基本上仍以手动开关为主。克林开关克服了灯光对红外线的干扰，将红外线接收开关与灯具合二为一；实现了用任何家电红外线遥控发射器遥控灯具的理想。这意味着给每个灯增加了许多遥控开关，标志着照明遥控时代的到来。

　　1、 照明开关的历史及现状

　　1.1自从爱迪生发明电灯以来，人类对照明电器的开启和关断控制主要使用手动机械开关。随着无线电的发展，从上个世纪60年代开始，相继出现了无线电遥控的灯开关。因为无线电波有穿墙越壁能力，所以会误开关邻居的灯。为了解决这个难题，后来的一种无线电遥控器采用了编码技术，像一把钥匙开一把锁一样，一个遥控器只对应控制一盏灯。但这种无线电编码技术带来了以下新问题：
　　a、家里有几盏灯就需要几个遥控器，由于遥控器外壳是用同一模具生产而成，外形相同,所以使用时无法判断哪个发射器对应哪个接收器，一旦对应关系搞乱后就不能使用。
　　b、工厂生产每一个开关都要变化一组编码。无数个编码，很容易搞乱，给生产、销售、返修带来极大困难。
　　c、产生电磁波污染。
　　d、虽然是编号，但仍有重码的可能。
另外，市面上这类产品的控制功率小，特别是电压和电流瞬间过负载能力差，很容易坏。这些都是无线电遥控灯无法实用的原因。

　　1.2  当今灯具为什么不采用电视、空调所用的红外线遥控呢？原来，灯具不同于其它家电，光源发出的光线中含有红外线，其强度大大淹没了遥控器发出的微弱信号，使遥控距离超不过两米。
　　几十年来，各国的高科技公司一直在投巨资力图攻克这一难题。国外有的高科技公司始终坚持走“用红外线遥控灯”的路子，取得了一些可喜的成绩，但存在一些美中不足。
　　A、为了解决灯光干扰红外线的问题，国外有的产品向灯罩外伸出一个臂，将呼机大小的红外线接收器置于臂端。由于红外接收器与吸顶灯之间保持了一段距离，所以不受光干扰。这种红外线遥控吸顶灯配有一个专用遥控发射器，遥控发射器使用锂电池，小巧玲珑。美中不足的是：小巧的遥控发射器容易丢失。 
　　B、也有的国外公司索性将红外线接收器远离光源，直接置于灯光中央控制器中，中央控制器控制着室内各路灯光。装有红外线接收器的中央控制器安在厅里。由一个专用红外线遥控发射器控制。很多宾馆里已用它取代了床头柜中央控制系统。
　　灯具中央控制系统的不足的是：
　　a、要用专门遥控发射器，遥控发射器配备少了不方便，多了显乱。
　　b、人在卧室不能遥控，只能走到厅里（看得见中央控制器的地方）才能遥控。因为红外线不能穿墙。
　　c、由于集中控制，各房间灯的开关线必须引到中央控制器上，增加了电线及施工费用。
　　d、中央控制器本身价格不菲。

　　2、克林开关的诞生

　　克林开关由深圳市克林灯公司独家生产。它在深圳“高交会”留学生馆展出时即产生轰动，引起了照明领域的广泛关注。
　　克林开关在技术领域的新突破是：克服了灯光对红外线的干扰，完成了将红外线接收开关与灯具合二为一的工作；实现了用任何家电红外线遥控发射器遥控灯具的理想。这意味着给每个灯增加了许多遥控开关，标志着照明遥控进入了实用化、大众化阶段。

　　3、克林开关技术指标

　　电压：220～　                 频率：50Hz
  负载额定电流：10A             1毫秒瞬间过载电流：80A
　适用负载：适用对任何光源负载进行控制。     
　电磁辐射：0                  适用温度：-40°～+60°
  开关次数>10万次              红外线遥控直线距离>6M    
防水：可在水深10米内使用      防爆：可在常压下易燃气体中使用       
接收信号：任何红外线家电遥控器上发射出的任意信号。
接收扇角：< 30°            机身温度：< 40 °C
体积：41.5X24X13.5 mm
重量：13。5克
机身为容性负载：有功损耗 < 0.9W，节省无功功率>7W。
停电再来电：保持关态。

　　4、克林开关的抗干扰性

　　4.1克林开关属红外线开关，不产生电磁波污染，不干扰其它电器，不受其它电器干扰。
　　4.2只要将家电遥控发射器方向对准克林开关，按下遥控器上的任意键，就可遥控灯具开关。为了防止开关灯时打开家电，使用时不按遥控发射器上的红色开关键，就不会打开家电。
　　4.3如果正在看电视，想用电视遥控器开关灯，只要按一下电视遥控器上的声音键即可。总之，按下的遥控发射器上的键应是不影响电器当前状态，或影响电器当前状态不大的键。
　　4.4克林开关的方向性强，受光强度可调，利用这些特点，使用时适当调节方向和强度，从而解决了开电器时干扰灯的问题。

　　5、克林开关的应用

　　5.1克林开关在许多地方取代了“来回开关”。
　　现在，在一些高档家庭装修中，都在卧室安装了所谓的“来回开关”。目的是：既可从房门旁开关灯，又可在床头开关同一盏灯。问题是：现在的房子在建房时都没有设计这种电路。要完成这样一个的电路，用户要在门旁和床头间的水泥墙上凿开长于5米的放线糟，埋设两根电线；并在门旁和床头各装一个单刀双掷开关。这样，不仅粉尘、噪音烦人，施工费还超过百元。
　　如果想要从三处控制同一盏灯，就需要三个双刀双掷开关；想要从更多处控制同一盏灯，就需要更多的特殊开关和电线，施工更麻烦。
　　使用一个克林开关99元，省了在墙上凿槽，省了电线，用任何遥控器就可开关电灯！现在一般家庭都有电视、空调、VCD等 多个遥控器，就相当装了多个“来回开关”，还可移动。 
　　5.2克林开关在许多地方可以取代灯具中央控制系统，它代表了未来智能化楼宇灯具开关的发展方向。现在，宾馆房间里的床头柜灯具中央控制系统走线繁琐，各灯开关线都要引到控制面板上。控制台、面板、电线、施工加起来费用可观；繁琐的走线还增加了故障率和维修的难度。而且：住五星级宾馆的人有的年老眼花，看不清控制柜面板上的字，搞不清哪个开关控制着哪个灯，客人又多是短期居住，无心研究。于是，面对着一片不熟悉的开关，客人总是乱拨一通，很不方便。
　　宾馆大堂里的情况也一样，很多灯的开关线连到一个大控制面板上，密密麻麻一大片。由于宾馆的大堂多是又高又大，由灯到开关板之间距离远，需要的电线和施工费用就更高。另外，使用很不方便：开关与灯的对应关系不易记住，遇到特殊情况，服务员很难应对。
　　智能化住宅和大办公室里也存在着上述问题。
克林开关用“化整为零”的设计思想，巧妙的解决了上述问题。它把中央控制系统变为自成体系的独立系统。将克林开关安装在每个灯里（或者安装在每一路灯到电源之间的任何地方），就可用任何电器遥控器控制灯。

　　6、克林开关的方便安全性

　　现代家庭有各种家电遥控器，如电视、空调、风扇、VCD、音响、医疗器械、玩具等遥控器，使用这些遥控器， 随时随地可以开关灯。特别是为老人、病人提供了方便。
　　由于克林开关方向性强，住宾馆的客人只要用遥控器对准那个灯，就可开关那个灯，解决了老年人一进房间，看不清床头控制柜上的字，乱拨开关问题。
宾馆大堂里的服务员也可在后半夜用遥控器及时关掉一些不必要的灯，达到既方便，又节能的目的。
　　同理，在装有多个格栅日光灯的大办公室里，使用克林开关效果也更好。
　　晚上，人们看完电视，顺手用遥控器关掉电灯，不破坏睡意。符合人的生理习惯。
　　克林开关体积小，通用性强，既可安在灯里，又可安在传统墙壁开关里。
　　在新楼房的设计中，可在一个单元房入口处只设计一个手动总开关，各分线路直达灯具，在灯具附件串联克林开关。这可省去传统墙壁开关，省去墙壁开关到灯之间的电线。人们离家时只要关掉手动总开关就行。
　　在已经装修好的房子里，只要把克林开关串联在灯具里，就可实现既能用家电遥控器开关灯，又能用原有墙壁手动开关控制灯的目的。
　　克林开关容易与传统灯具或开关嫁接。这种嫁接，有利于促进传统产业的技术进步，增强我国传统灯具和开关企业在国际市场的竞争力。　
　　克林开关电器部分与外界完全隔离，具有防潮、防水、防震、防爆功能。安装在庭园灯里，不怕下雨，主人可坐在家里用遥控器通过玻璃窗户开关庭园灯；安装在家里，万一煤气泄露，使用时不会像传统开关那样引起爆炸。适合在矿井、油田、机场、加油站、隧道等特殊场合使用。
　　克林开关瞬间过负载能力强，可控制任何负载：如窗帘、大门、各种光源、电炉、电动机等。控制功率达2200瓦， 开关次数大于10万次。克林开关户外型，遥控距离可达30米以上，适合用作红外防盗报警器。

　　7、克林开关的节电作用

　　一般家电产品都是感性负载，这些感性负载在使用时相位角滞后90°，产生线路损耗。克林开关本身为容性负载，使用时相位角超前90°，能抵消感性负载的相位角滞后，提高功率因素，使用一个克林开关相当于少用无功功率8W,达到节电目的。 

　　8、价格分析

　　8.1将吸顶灯与克林开关嫁接（将克林开关安装在吸顶灯罩内）
　　现在，市场上国外产的红外线遥控吸顶灯，配专用遥控发射器，红外线接收头伸在灯罩外，零售价370—390元。
　　克林开关市场价99元+吸顶灯市场价100元=199元。
　　相比可知，品牌灯具企业将克林开关与自己产品嫁接，有利于提高产品科技含量，突出产品卖点，增大产品销量。
　　8.2与使用“来回开关”的价格比较
　　传统方法仅施工费100元，还要多用许多电线。传统方法只能从两处控制灯。用克林开关99元，如果家里有5个遥控器就相当有5个“来回开关”，省钱400多元。
　　8.3与使用“中央控制系统”的价格比较
　　安装一套控制6路灯的中央控制器，所需的中央控制器、电线、施工费加在一起不少于1200元；使用克林开关总共费用不过600元，家里有几个家电遥控器，就相当有几套中央控制系统。

　　9、结束语

　　应用克林开关是一项利国利民的工程，这有待于我国建筑设计人员的积极参与来完成。克林开关已在中国申请了商标及两项专利，通过了中国CQC、欧盟CE、美国UL产品认证。克林开关的应用将改变人类照明开关习惯，使人们的生活更加方便。

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