1、智能家居控制系统课程设计指导教师评定成绩： 审定成绩： 重庆邮电大学移通学院自 动 化 系课程设计报告 设计题目：别墅智能家居控制系统学 生 姓 名： 专 业： 班 级： 学 号： 指 导 教 师： 设计时间：2010 年 12 月 重庆邮电大学移通自动化系制一.系统概述.411 项目概述.412 控制要求.413 设计依据.414 系统架构图.5二照明控制子系统.621 需求分析.62.1.1 信息点位表（仅供参考） .622 设计方案.72.2.1 系统结构.72.2.2 设备选型.723 相关产品介绍.82.3.1 数字调光器（4404L）.82.3.2 电源控制器（3010L）.82.
2、3.3 触控面板（5006L）.924 智能照明系统功能.1025 面板场景设置方案.102.5.1 触控面板的按键方式. 112.5.2 场景设置方法. 112.5.3 面板图标说明.12三.安防监控子系统.1531 需求分析.153.1.1 信息点位表（仅供参考） .1532 设计方案.163.2.1 系统结构.173.2.2 设备选型.1733 安防系统功能简介.18四、空调、窗帘、喷泉、智能家电系统.1941 需求分析.194.1.1 信息点位表（仅供参考） .1942 设计方案.204.2.2 设备选型.2143 空调系统功能说明.2244 背景音乐系统介绍.22五、可视对讲子系统.
3、26六、远程控制.286.1 网络控制.286.2 遥控控制（2.4G） .296.3 电话、短信控制.2964 智能家庭网关介绍.29i.Lon 100 Internet Server .296.4.1 描述：.306.4.2 应用：.30七、结束语.31附：.一、系统概述11 项目概述如果说建筑是凝固的音乐，那么完美的家庭智能化自动控制系统则是这首乐曲上绝妙的音符。在科技发达、物质富庶的今天，自控系统已不单纯是实现室内基本安防、照明、采暖的工具，而且是建筑装饰的一种实用艺术品，是自动化技术与建筑艺术的统一体。完善的自控系统集装饰、照明、安防及节能于一身，尽力达到完美与和谐的统一，充分利用科
4、学与艺术的搭配，光与影的组合以及安防与空调的自动控制来创造各种舒适、优雅的环境，以加强室内空间效果的气氛。试想，当房子的主人回到家，只要在门口的卡片阅读机刷一下卡(或是指纹辨识、感应磁卡等)，家庭自动化系统在做过安全认证后，首先安防系统会先撤防，门禁系统会开门，灯光控制系统的迎宾模式场景会将室内灯光和缓的开启，空调系统也启动了，若是晚间则客厅的电动窗帘会自动关闭，最后音响系统将您最喜欢的那首帕海贝尔的卡农演奏曲播放出来。而这一切的动作只是在一个起始动作后(即门禁的读卡动作)，全部自动完成。这不难想到，以上所提到的子系统间势必要有一可互操作性(Interoperable)的关系，而其关键便是一个
5、开放性的网络平台及架构。12 控制要求别墅区的家居智能控制，主要包括家庭的智能照明系统、家居安防系统、门禁系统、空调控制、窗帘控制、背景音乐系统、可视对讲等系统，及其远程操作。13 设计依据为了达到以上所提的连锁功能，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。 图1 开发系统网络示意图 若是以单独的控制网络平台而言，考虑其可互操作性，必须特别要求的便是各子系统产品的网络通信协议，是否可对等地在控制网络上通信。综观市场上能够兼具有系统开放性及各产品间互操作性的技术标准者应该首推LonWorks 控制网络平台。同时，LonWorks 技术可无缝的实现与以
6、太网的连接，从而方便系统的集成，小区物业的管理和用户的远程控制。由此，我们设计了一个基于LonWorks 技术的控制网和以太网技术的数据网的两层网络体系，两者之间通过网络服务器来实现无缝连接，从而方便管理与操作。利用这两个层级的网络来架构家庭自动化系统，其具有以下特点：1. 控制网络负责的是小而频繁之数据采集及传递，控制功能在此系统必须符合稳定、精确、快速的原则，所有主要的监视及控制功能均须能完整而自主地在此网络上执行。2. 数据网络则是以大型的数据包传递为主，信息应用在此网络上同样也必须符合稳定、精确、快速的原则，其并不负责监视及控制功能的执行，但却负责将控制网络所收集到的数据，汇集成有用的
7、信息并以不同的方式提供给使用者使用之。14 系统架构图图 2 图 2 家居智能控制系统架构图照明控制、门禁安防等系统都集成在 LonWorks 控制网之下，而可视对讲、远程访问、二、照明控制子系统灯光是人们日常生活中的一部分。然而，灯光除了照明之外，更可以用来营造气氛。即由不同灯光的设计，可以创造单一空间的多用途性。Nico 公司推出的智能灯光控制系统就是为管理生活中复杂多变的光照而设计，通过面板上的LED 触碰式调光板，可以控制灯光的开关和亮度，或者使多盏灯光进入某种预设的场景。可以和其他子系统相互关联，协同工作。例如：安防系统的报警信息可以使得所有的灯光联动。21 需求分析B 户型别墅的灯
8、光控制主要集中在地上两层，共16 个灯回路，总共分为5 个区域，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。2.1.1 信息点位表（仅供参考） 表 1 灯控制回路明细表22 设计方案本智能灯光控制系统可采用多种传输媒介进行通信，系统控制方式采用LonWorks 技术，遵循的LonMark 协议,提供LonWorks 网络接口和TCP/IP 以太网接口。根据目前现状我们采用的是双绞线等传输介质进行通信。用双绞线连接到各个楼层的控制器，同时也将各个楼层所有的电灯、电器连成了网络。用双绞线做载体传输控制信号，这就是用双绞线实现的网络
9、化控制，当某个节点出现故障时，不会影响其他节点的通信。这样可以最大程度地减少因中央微处理器的失败而引起的网络瘫痪的机率。2.2.1 系统结构 图 3 照明控制系统架构图 以自由拓扑的形式将各 LonWorks 节点（包括控制器和控制面板）接入控制网中，它们之间只是控制信息的传递。而灯光的控制由调光器和控制器来操作。2.2.2 设备选型照明控制设备主要以 Nico 公司的灯光控制产品为主，软件采用定制的Nico 人机界面（HMI），现场控制设备采用四回路数字调光器4404L 四个，十回路电源控制器3010L（视精装情况而定），5006L 型的触控面板五个（各区域配一个）。可以达到系统的控制要求，
10、具体设备参见设备报价清单（附一）。23 相关产品介绍2.3.1 数字调光器（4404L）由 Nico Technology Inc.研发的数字调光器（DIGITAL DIMMER 4404L）是以LonWorks平台为设计基础，为一小体积、高效能、适用于家庭及楼宇的数字调光器。Nico 数字调光器提供四组回路，每组回路负载电流10A，而其主要的设计特色是一三段式旁路开关。三段式旁路开关包括了自动模式、切断模式及手动模式。在自动模式下，调光器由网络系统自动操作。在切断模式下，负载完全不受电，方便进行维修及更换等工作。在手动模式下，输出的ON/OFF 状态改由人为控制，因此可在无网络系统运作下测试
11、电路状况。三段式旁路开关的优点在使Nico 数字调光器于网络系统或中央处理器故障时仍可运作。Nico 数字调光器的使用能达到节约能源的效果。延时开关功能可以令室内的灯光徐徐开启、关闭，避免了灯具短时间通过大电流而损坏的危险，延长了灯泡使用寿命，也科学地解决了灯光瞬时大幅变化带来的眩目效果。多场景的灯光变换设定，更进一步营造充满美感的情境及气氛。技术参数：CPU：Neuron 3150 芯片 10MHz 存储器：64K Flash 收发器：FTT-10 Free Topology 输出端口：4 通道0220Vac10A 电源供应：110VAC/220VAC 工作温度范围：-1085 工作湿度范围
12、：10 到95%RH50 2.3.2 电源控制器（3010L） 电源控制器不但可应用于所有的灯光开关控制，亦可用于其他以开/关为控制属性的非灯光装置，如电动投影荧幕、电动窗帘、造景喷水池等。电源控制器可将各种不同的电源开关作一整合性应用，以提高使用上的便利性。以 LonWorks 平台为设计基础的Nico 电源控制器提供十组回路，每组回路均具有负载电流10A 之（SPDT）继电器。Nico 电源控制器十组个别独立的输入通道可分别与控制网络上其他的控制开关或传感器连接应用，以节约能源。Nico 电源控制器另一主要的特色为三段式旁路开关的设计。三段式旁路开关包括了自动模式、切断模式、手动模式。在自
13、动模式下，电源控制器是由网路系统操控。在切断模式下，负载完全不受电，方便进行维修及更换等工作。在手动模式下，输出的ON/OFF 改由人为控制，因此可在无网路系统运行下，测试电路状况。 三段式旁路开关的使用操作优点在使Nico 电源控制器于网络系统或中央处理器故障时，仍可正常运行。技术参数：CPU：Neuron 3150 芯片 10MHz存储器：64K Flash收发器：FTT-10 Free Topology输出端口：10 路独立端口输入端口：10 路独立端口数字化输出：010VDC80mA电源供应：110VAC/220VAC工作温度范围：-1085工作湿度范围：10 到95%RH502.3.3 触控面板（5006L）最具现代感的外型，以LonWorks 技术为设计基础，Nico 触控式面板开关为住家、办公大楼及工业用途上的灯光系统、电器用品及其网络上的子系统提供了一种简单、方便且灵活的操控方式。触控式面板开关能够连接家庭智能化系统、安防系统、中央监控系统、并具集成空调、灯光、安防、娱乐视听等控制系统的功能。由于 Nico 触控式面板开关的导入应用，取代了传统线路连接的开关，大幅提升布线的容易度并减少线材及人工成本。且可藉由程序重新设定来更改其控制功能，大幅增进了使用上的便利性及弹性。触控式按键具可程序化功能。蓝
