1、别墅智能家居控制系统解决方案别墅智能家居控制系统解决方案2015年1月一、系统概述1.1 项目概述传统的家庭自动化总是让户主们一头雾水。所以当客户要求简单系统管理复杂系统时，他们给客户提供了一套完整、友好的解决方案，让家庭主妇和孩子们都能轻松操作。 我公司设计了一套基于 Control4 的自动化系统，控制灯光、影音分布、HVAC(采暖通风与通风) 和电动百叶窗。1.2 控制要求为了达到上述的控制功能，一个开放性的控制网络平台是必要的，而强调开放性的最主要意义便是各子系统间的可互操作性。美国Control4 第四代智能家居，一套系统同时具有控制与集成二项功能，将家中所有智慧系统高度整合。- 多
2、功能控制系统：涵盖灯光照明、影音剧院、温度空调、电器控制、保全门禁、安防感应、远端监控等控制系统，功能 All In One。- 高度的系统集成：包括客厅情境、剧院情境、卧室情境、餐厅情境、会议室情境、庭院情境、早安情境、晚安情境等系统整合，操作 One Touch（一键式控制）；- 多重选择控制介面：无线遥控器、(2键、3键、6键)控制键、(无线/有线、3.5寸、7寸、10寸)触控面版、电视机、iPhone /iPod、Panasonic电话、与电脑网络等设备，均可随意选用作为控制器；- 一支 ZigBee 遥控器，取代所有散乱复杂的红外线遥控器。- 提供有线、无线(Zigbee、WiFi)
3、 方式通讯。预算分步 安装分步Control4 第四代智能家居，采用蜂窝结构的堆叠原理，业主可依经费预算及对不同生活方式的需求，从基本设备开始安装，并在日后逐渐扩充加添新设备。将照明、影音、视讯、温度、安防、景观和环境控制整合成一个完整的系统。功能模块化，可根据用户的需求，灵活配置，以控制预算，强大的扩展功能，可满足未来的功能扩展要求。首家采用ZigBee无线传输技术：科技领先、品质稳定、安全无害。无线施工：不论房况，新房旧房都可轻松实现家庭自动化，无需复杂的布线，安装简便，易于维护；无线扩充：可由基本设备开始建构，再逐渐扩充堆叠。不会只有全有或全无的二极选择，让人体验到分步改进，分步提升智能
4、效果的美妙体验。随时 随地 随心 随性Control4第四代智能家居让您每天生活轻松自如，您能从家中甚至世界各地很简单的操控家中的灯光、窗帘、温度与安防等控制系统。iPhone作为远端监视与控制器，家有异状，紧急拨报系统随即启动 (5组电话)，您的家随时都在您的安全掌控之中。- Control4 主机集成远程控制功能，不需要额外的设备、不需要 ISP开通固定IP 地址、不需要复杂的设置， 无线 WiFi 连接方式，随时随地通过互联网来管理家中的设备；- 不需要额外的客户端软件，用户只要录 ，通过验证用户名密码，即可管理家中的设备，安全可靠，简单易用；- 可利用客户已有的 iPod Touch/
5、iPhone。- 和大型触摸屏相同的控制界面，让用户操作更为简单；- 房间切换功能，可以轻松控制其他房间的设备。有效节能据联合国能源署的统计，全球范围内的住宅中，平均23的用电量是照明用电，其中又有超过50%其实是被浪费了。其中，住宅面积越大，浪费比例越高。Control4第四代智能家居独有的智能节电技术，让环保融入您个性化的生活方式，使每月电费开销有效缩减。Control4第四代智能家居让您结合高科技与有建设性的环境影响力，除了提供您对于家居的掌控外，同时也让您轻松的节省珍贵的资源，如能源、水、时间。将您家中不同系统结合在一起。Control4第四代智能家居可以大量的节省您能源的消耗却不须与
6、您的生活方式妥协，每个人可环保。有线及无线的方案皆可在新的工程或已存在的房子中装设，给予任何住宅拥有者执行环保的能力1.3 系统架构图图 家居智能灯光、温度控制系统架构图灯光照明控制、温度控制系统都集成在ZigBee网络之下二、照明控制子系统Control4 先进的家庭灯光控制科技变成您生活的一部分，帮您达成包括客厅情境、卧室情境、家庭剧院情境、餐厅情境、办公室情境及饭店套房情境等各式空间之灯光控制组合，它的灯光系统尚是可以透过 Control4 的多功能控制主机结合各类居家控制功能，建构成一个完整的居家情境环境，用一支遥控器，指尖一按操作键就有非凡的享受。2.1 需求分析别墅的灯光控制主要分
7、布在不同的区域，需要进行调光控制。可进行场景的组合、切换，及单灯的开关和亮度调节。以实现用户对不同场合的需求，并起到节能的作用。2.2 设计方案5.1，设计原则模块化：可伸缩，可裁剪，升级扩容方便标准化：符合国家相关标准集成化：多场景有机集成，操作维护简便单路灯光统一控制 智能化管理，调节,人性化设计.设计不同房间的照明灯具综合运用分区照明 、局部照明和混合照明的形式，结合多种调光技术，营造舒适、优雅、富丽、艺术感的气氛，并适合不同用途的需要可实现定时、场景结合、无级调光、遥控、总控等功能使您舒适、温馨、节能同时得到5.3 ,系统功能Control4独特的无线灯光控制系统使您更加灵活方便的管理
8、家中的灯光系统。不同的场景中灯光的亮度随之改变。从节能、改变环境等方面实现高度智能化的标准。别墅中各个需控制的灯光和电动窗帘，可以通过触摸屏，IPAD，电视机屏幕，手持遥控器来控制，并可以设定时间段，自动启停各回路的照明灯光，电动窗帘。2.2.1 系统结构无论您的家是新建房、已装潢房、或百年老屋，Control4 能提供给您最便捷、最有效、和最具成本效益的方式来建置您完整的灯光控制。它采用最科学的 Zigbee 无线技术，具有免拆除天花板、墙板、凿墙、埋线管等破坏性工程的特性。事实上，大多数的改装工程都用原来的线管，取下原来传统开关，改换为Control4 的无线开关，大都可以在数小时或数天内
9、完成，Control4 与大多数家庭自动化系统相比，是无可比拟的简单易用。Control4 运用了无线通信标准，所以您可以创建一个令人羡慕的家庭影院，多房间音乐体验，并且都可选择不拉电线，可扩展的，免拆墙板的，可负担(费用)的家庭自动化解决方案，将Control4 的灯光控制和温度控制相结合，设定成迷人的情境控制系列，帮助您降低能源成本和保护自然资源。2.2.2 设备选型Control4 无线式开关Control4 Wireless Switch 型号 :LSZ负载能力：1000瓦通讯：无线ZigBee(802.15.4)网状网络电源需求： 120-240 VAC, 50-60 Hz 尺寸与重
10、量高x寬x深：11.7公分x7公分x4.1公分重量：0.1公斤顏色白色米黃色黑色Control4 无线式调光开关 Control4 Wireless Dimmer 型号 :LDZ负载能力1000瓦(单联)或1000瓦 800瓦(双联)或800瓦 600瓦(三联)或600瓦 最低负载 25瓦负载种类白炽灯/卤素灯可调式电磁低压灯可调式电子低压灯日光灯(需搭配可调式电子镇流器)通讯无线ZigBee (802.15.4)网状网络电源需求120-240 VAC, 50-60 Hz尺寸与重量高x寬x深：11.7公分x7公分x4.1公分重量：0.1公斤顏色白色米黃色黑色2.3 智能照明系统功能全开全关：只
11、需按一个键就可将所有灯同时打开或关闭场景设置：只需按一个键就可以控制一组灯、一个预制的场景多控开关：在三个以上的位置控制同一个灯可变对象：无需改线就可改变开关的控制对象集中控制：无需走动，便可集中控制所有的电灯、电器网络管理：可将照明，电器联成网络统一控制管理2.4 面板场景设置方案如果您有庭院，包括庭院灯、通道灯、投射灯、水池灯、小桥流水灯等，都可透过系统控制，依时段设定灯光亮度，或熄灯时间；也可以装设灯光自动感应器，没人的时候灯光是不亮的，而当有人通过时，灯光会自动开启，让环境变得绮丽又节能。2.4.1面板的按键方式 开关切换模式按下开关上按键，灯光开启，按下开关下按键，灯光关闭。 调光模
12、式灯光在被点亮的任意亮度，再次按下开启键，将停止在按下时的亮度2.4.2 场景设置方法利用场景设置，可以对同一区域的多路灯光同时控制，既方便操作，又能赋予同一空间各种不同的功能。场景的设置一般参照下述原则：1. 居家模式居家模式应用的场合为天黑时家庭的正常生活照明，该模式的设置要求为有较高的照明亮度，光线照射均匀。2. 会客模式会客模式应用在会客场合，该模式的设计突出庄重、肃穆，照明亮度设计的较高，同时增加壁画灯、书柜灯等重点位置的照明。会客模式要有多区域的控制，客人有可能经过的地方（如客厅、走廊）的灯都要打开。3. 用餐模式用餐模式主要是开启餐厅区域的照明，用餐模式要求灯光照射均匀、柔和，亮
13、度适中。4. 睡眠模式睡眠模式用于入睡后的照明。此时关断其指定区域的灯。也可与红外探测器配合，在主人夜间起床时触发探测器，打开灯光到微亮状态，为主人照明到卫生间的通道。5. 两人模式两人模式意在创造一种温馨、浪漫的环境。灯光调到较暗的状态，可以起到释放压力、舒适惬意的效果。6. 烛光模式在餐厅和客厅中使用该模式，方法为只点亮一路灯，如电灯或筒灯，并且把该路灯的亮度调至30以下。7. PARTY 模式PARTY 模式用在聚会的场合，此时的灯光可以设为全亮，创造令人兴奋的环境。8. 电视模式在电视模式下，要求室内灯光亮度较暗。同时灯光最好从侧面照射，避免灯光从人的正面和背面照射。同时，电动窗帘自动
14、放下。9. 换鞋模式换鞋模式又叫进家模式，其设置为玄关处的灯打开，并把通往各处的楼道灯打开。10. 离家模式在离家模式下，Control4的照明系统可以在数十秒后自动关断所有的灯光及空调。三、安防监控子系统随着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，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课题，人防的保安方式已不能适应人们的要求，智能化小区建设已成为当前的发展趋势。一套完善的智能家居安防报警系统可确保每一个用户的生命财产的安全。智能家居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
15、按钮等。若有人非法入侵便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。智能家居安防系统为智能家居住户提供基础的家庭安保系统，分为前端探测器，智能家庭控制器，网络信号传输系统，控制中心控制系统等。而且，智能家居安防系统具有很强的适应性及兼容性，具有住户室内智能报警、周界自动报警、视频监控、感应卡门禁及内部通讯等不同功能，各种功能利用智能系统网络传输部分以及系统前端家居智能控制器，在设置自己的控制器和管理软件基础上，便可完成各自的控制，同时该系统还为用户提供了对家中的电器设备多种控
16、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、电动窗帘打开使室内空气保持清新；或主人在家中会客时，使用遥控器就能对室内的灯光进行场景切换。3.1 需求分析根据本项目的特点和具体要求，其安防系统需要监控的内容有：可燃气体探测器、温感探测器、烟感探测器、主动红外对射棒、门锁状态、指纹锁及键盘输入、紧急呼救按钮等。当有任一监控点触发时，要求能迅速报警并采取相应的措施。如火灾报警发生时，应及时关闭煤气关断阀，打开排风扇，并向外发出报警信息。在断电情况下，要求安防系统仍可以进行正常的工作，以保护住户生命财产的安全。并能够通过
17、PC 机或电话、手机等终端进行远程操作。3.2 设计方案可随意选择以有线或无线的方式架设监控位置，将屋内、屋外的状况始终连结成保全的体系。 以 Control4 连结门窗磁磺开关、玻璃破碎震状感应器、门禁主机、警报器等，外出刷卡与夜睡设定，保全百分百。 iPhone/iPod 或电脑网路，都可当操作控制介面，亦可当远距监视及遥控功能使用，无论近游远行毫无距离。 各户之门禁系统与感应系统，可连结成完整的 ( 大楼 ) 社区保全体系，由 ( 大楼 ) 社区管理中心纳入安全管理，达到户户有贴身警卫。Control4 提供所有标准的有线或无线保全系统设备 - 警报器 , 感测器 , 门与窗触控器等，不
18、论你在家中或外出， Control4 的家庭保全系统保证让您非常安心，不管何时您的门、窗被破坏开启时，保全系统将会透过紧急拨号机所设定的 5 组电话号码，或简讯通知您与家人，或紧急拨号机，直拨向治安机关报案。如果访客抵达入口或是栅门外，您将能够从远端看到他们，然后决定是否让他们进入。 经由 iPhone/iPod 或电脑网路，可以轻松连结您的家庭自动化系统，监视、设定、或启动系统 , 让您享受无所不在的自动化服务。 家中有长辈及小孩，都可以让您在第一时间了解他们的安全情况。如果您到了办公室才想起好像忘了关掉瓦斯炉火，你可以用iPhone/iPod 或通过网路系统进行远端控制系统关闭炉火。3.2
19、.2 设备选型只要用户选择IP网络摄像机直接与Control4主机连接到同一个局域网内，Control4将可以访问所有具有固定IP的摄像机，不需要单独附加其他设备。3.3 安防系统功能简介来客访问设计根据实际需求，可以选配，在来客访问时，通过智能系统实现音频及视频的来客呼叫请求。此时，背景音乐的喇叭会响起门铃声提示来客。同时从电视机上，触摸屏上您可看到来访问的客人。不必再通过猫眼等放下您手中的工作去观看门外的来客。方便，及时是功能使您体验到真正的科技化生活。当指纹锁的指纹密码不正确，或键盘连续输入出错超过上限时，门禁系统会发出信号送至控制器，由后者来驱动声光电报警器报警，同时，向小区物业及业主
20、报警；当家中有非法人员破窗而入，触发红外探测器时，会发送信号至控制器，由控制器来驱动声光电报警器报警，同时，向小区物业及业主报警；当家中有紧急情况发生，用户按下紧急按钮，紧急按钮即发送信号至控制器，由后者来驱动报声光电警器报警，同时，向小区物业及业主报警；当有燃起泄漏时，可燃气体探测器被触发，发送一信号至控制器，后者将关闭煤气关断阀，打开排风扇，并向外发出报警信息；当有火灾发生时，温感探测器与烟感探测器同时被触发，并发送信号至控制器，后者将关闭煤气关断阀，打开排风扇，并向外发出报警信息。当然也可以将视频监控系统集成到智能家居系统中，当有报警时视频自动切换到报警区域，同时灯光自动亮起，起到阻吓作
21、用并为摄像头提供补充光源，视频信号除了可以通过专门的监控终端管理，也可以通过可视对讲触摸屏管理，或者通过家中任何电视机监控管理、身份识别、开门等控制，实现真正的智能家居集成。四、空调、窗帘、喷泉、智能家电系统Control4 的家庭温度系统控制，带给您前所未有的科技优势，冬天时，您再也不需要在一个阴冷的气候与房间起床。 我们相信家庭温度控制与情境灯光都能让任何一个房间更加的吸引人。 从健身房、更衣室、到餐厅等区域， Control4 的科技让温度与灯光都随着您的心情或生活方式相配合。 家庭温度控制在系统整合中向来不易，但是 Control4 只依您的计划改变，新的温度与时间设定只需稍稍调整一下
22、，都能轻易依照您的理想控制温度。炎热的夏天，当您下班返家前，您可用 iPhone/iPod 或电脑网路，远端遥控启动空调设备。温控设定，可以按照室内度数感应，窗帘自动开关，达到降低室内温度的功能，节省宝贵能源。Control4 使您能享受坐在客厅沙发上或躺在床上，就能做任何合乎理想的温度控制。作为 Control4 系统的一部份，您能让它与家中的其他系统结合成一个完整的情境控制系统。 例如早安情境模式 ( 晨唤起床 ) - 起床例行公事，开启暖气，灯光慢慢亮启，然后让您的音乐小声的开启-完全不需要您做任何的事。 此外配合您的需要，还有许多的情境控制设定。当您享受温度控制带给您的好处时，您同时间
23、也正在为保护地球环境而尽心力，因为您只用了您需要的电力与能源。4.1 需求分析根据本项目的特点和具体要求，要求空调可进行单独和统一的启停控制，并可接受远程操作。如当室内温度达到设定值时，空调应接近关闭状态，维持在一个最小新风量的范围内；当业主出门时，所有空调应该处于关闭状态，而当业主回家前，可以通过远程控制来预先启动空调，等用户到家后就能直接得到一个适宜的温度，再结合智能的温湿度传感器，使居室实现恒温恒湿，还可以利用空气质量传感器，自动补充新风。 对窗帘的控制，要求不仅可以调节窗帘的开合程度，还能通过场景的设置，与灯光进行联动，到达恰如其分的场景效果。后花园的喷泉可以通过触控面板控制启停，也可
24、以与休闲、节日等场景联动，需要的话还可以在某些季节通过定时管理自动开启和停止喷泉。4.2.1 系统结构业主只要将Control4无线温度感应器连接到空调电机系统中代替空调温感控制面板，将可得到空调本身的所有功能，并且还可得到远程控制功能、预约控制功能。等智能控制功能。无线温度感应器本身十一哥空调控制面板，可直接操作控制空调温度。这两种方式都可以控制房中每个风机的起停。这样就可以使房主无论在客厅、卧室，还是在大厅，室温都能达到一个令人满意的温度。同时也可以关闭那些暂时无人进入的房间空调，节约了能源。而且还具有远程控制功能，例如：业主可以在下班回家的路上通过PDA 或手机将需要的区域空调打开，当回
25、到家时，房间的温度已经非常舒适。4.2.2 设备参数Control4 无线温度感应器Control4 Wireless Thermostat型号 :CCZ-T1-W支援的冷气系统单级压缩热泵多级压缩热泵辐射式暖气单级压缩冷/暖系统的话还可以在某些季节通过定时管理自动开启和停止喷泉。多级压缩冷/暖系統特性1.25x3寸LCD背光显示面板5 键可程式化按鈕每天可程式化编程六组定时冷热自动转换可设定冷/暖气温度接线需求使用三线或多线式控制100英尺以內使用18 AWG36英尺以內使用22 AWG電源需求接线电源：1/10 W at 24 VAC,50-60 Hz 电池：1顆CR123A 3V通讯无线
26、ZigBee(802.15.4)网状网络 尺寸与重量高x寬x深：9.4公分x11.4公分x3公分 重量：0.21公斤选用配件外挂式温度感应器 (AC-FMTS1-W) 外露式温度感应器(AC-DOTS1-W) 颜色白色4.3 背景音乐系统介绍结构特点Control4的功能叠堆原理，各种音响设备扩充有如积木堆叠般的奥妙，例如电视、音响、DVD、蓝光机、卡拉OK机、游戏机.等设备，都可依不同的时期，陆续连结成完整的影音控制系统。系统功能1.早晨，不想让吵杂的闹钟叫您起床，而是让您以可选择的音乐代替您的闹钟，整合灯光、音响、空调、窗帘开关等功能，营造一个舒服的起床情境。2.如果您想在客厅享受澎湃的交
27、响乐演奏的盛宴，太太想聆听柔美的轻音乐，小孩想听喜爱的童歌，这时候您就会觉得多房间音响的必要性。 如果您想要在厨房听爵士乐，而另一个人想要再另一个房间听蓝调，多房间音响都不成问题，因为每一个房间都是独立被控制的，Control4的系统能与您的生活完美的结合。3.Control4 控制主机让您能在家中的区域，随兴收听不同的音乐，能透过您的电脑、外接式硬碟、或是MP3播放器无线播放音乐。 Control4 媒体控制主机也提供了80G的硬碟让您储存音乐，以及让您能观赏专辑封面与制作音乐清单，让系统变得更完整，我门也提供了许多能安装在墙内、天花板内、书架上与室外的接收器。4.3 设备参数Control
28、4 音源矩阵切換器Control4 Audio Matrix Switch - 16 型号: C4-16S2-E-B通讯以太网络(802.3) 10/100base-T RJ45无线ZigBee(802.15.4)网状网络 输入/输出音频输入：16組立体声音频输出：16組立体声电源需求120-240 VAC,50-60 Hz尺寸与重量高x寬x深：13.2公分x43.2公分x40公分 重量：5.3公斤Control4 功放Control4 Speaker Point型号: 以太网络 : AVE-RAA1-B(有线)无线WiFi : AVG-RAA1-B(无线)输入/输出音频输入：1組類比音频输出
29、：1組立体声（喇叭線端子）， 1組前級输出放大器输出功率：6欧姆-每声道50瓦， 8欧姆-每声道40瓦频率响应：20 Hz to 20 kHz, +/- 0.5 dB 信号信噪比： 96 dB失真率：0.03%通讯无线ZigBee (802.15.4)网状网络以太网络 (802.3)10/100base-T RJ45 无线WiFi IEEE 802.11g (仅WiFi版本) 电源需求120-240 VAC,50-60 Hz尺寸与重量高x寬x深：5.6公分x21.9公分x21.9公分 重量：0.8公斤Control4 8聲道擴大機Control4 4 Zone Amplifier型號 : C4
30、-8AMP1-B輸入/輸出音訊輸入：4組立體聲，2組數位音訊輸出：4組立體聲(喇叭線端子)通訊乙太網路(802.3)10/100base-T RJ45輸出功率每組輸出60W 8歐姆每組輸出120W 4歐姆失真率： 95dB輸出頻率20Hz to 20kHz 8歐姆時+/-0.5 dB，4歐姆時+/-2 dB輸入阻抗：10K歐姆電源需求120-240 VAC,50-60 Hz尺寸與重量(含腳座) 高x寬x深：8.9公分x43.2公分x40.6公分重量：8.16公斤Control4 16聲道擴大機Control4 Multi Channel Amplifier - V3 : C4-16AMP3-B 型號輸入/輸出音訊輸入：8組立體聲音訊輸出：8組立體聲(喇叭線端子)通訊乙太網路(802.3)10/100base-T RJ45輸出功率每組輸出120W 8歐姆每組輸出220W 4歐姆失真率： 95dB輸出頻率：20Hz to 20kHz 8歐姆時+/-0.5 dB，4歐姆時+/-2 dB輸入阻抗：10K歐姆電源需求120-240 VAC,50-60 Hz尺寸與重量(含腳座)高x寬x深：13.3公分x43.2公分x40.6公分重量：12.7公斤Control4 數位收音機
