更新時間：2011-11-21 9:35:25
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編輯：孟子默
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【音響網資訊】比爾·蓋茨曾給我們描述過一個用IT技術構筑的“人間天堂”：每個房間都被無線智能化控制、自動根據人體調節室內最佳溫度、語音控制房間內所有的電器，不用動手所有物品得心應手。這就是無線數字家庭的未來藍圖，盡管現在看來是那么遙不可及，但事實上，“數字家庭”正伴隨著無線IT技術的發展向我們走來……
相信讀者對于我們今天要談的這個話題并不陌生。無線的“數字家庭”為智能家庭，智能家居，或稱智能住宅，在英文中常用Smart Home。與智能家居的含義近似的還有家庭自動化(Home Automation)、電子家庭(Electronic Home、E-home)、數字家園(Digital family)、家庭網絡(Home net/Networks for Home)、網絡家居(Network Home),智能家庭/建筑(Inte1ligent home/building)、在香港、臺灣等地區還有數碼家庭、數碼家居等稱法。
雖然各種各樣的叫法已經很多，從去年開始這樣的設想對中國老百姓來說就已經不再遙遠。今天，我們就將利用市場上已經推出的產品和我們已經測試過的產品來為大伙搭建一個令人激動不已的家庭數字網絡。這，已是個趨勢，正在走入我們的普通家庭，我們有理由說：“您應該關注”，請往下看!
所謂的“數字家庭”可以定義為一個過程或者一個系統。利用先進的計算機技術、網絡通訊技術、綜合無線組網技術等，將與家居生活有關的各種子系統，有機地結合在一起，通過統籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、有效。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統的居住功能，提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間;還由原來的被動靜止結構轉變為具有能動智慧的工具，提供全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優化人們的生活方式，幫助人們有效安排時間，增強家居生活的安全性，甚至為各種能源費用節約資金。
“家居智能”還有一種解釋就是通過智能終端，將家里所有的非智能型的家用電器、照明轉化為智能型的家用電器、照明，實現居家用智能遙控器進行集中控制;在異地利用手機、固定電話、互聯網進行遠程控制;而且所有的電器都是220V供電，全部都采用無線連接。只要會操作普通遙控器和電話，就可以輕松地控制這一切，使生活更愜意、舒心
智能化住宅與普通住宅的區別
比如，在智能化住宅里，當你驅車到家時，只需刷一下卡，車庫門閘便自動開啟，你可以輕松停入指定車位;當你家門前來了朋友或陌生人，你從自家的監視系統便能分辨出來;當你酣然入夢時，你的防煤氣泄漏、防火感測器則在隨時替你警惕地監視著可能發生的危險;而現在很多居民面對的查電表、查水表和查煤氣表到戶的管理人員，將再也不見，需要交費時，只要刷一下卡，一切都搞定……
數字家庭的緣起
說到數字家庭的緣起，現在大家比較公認的是在20世紀70年代末左右，設備制造商、系統安裝商和一些私人團體就開始了采用低成本計算的家庭自動化系統的開發。簡單的來說，是英國的JRF和SH共同資助了一項智能家庭研究項目，其中技術開發和安裝工作由JRHT和EHA承擔。該項目的目的是以一種用戶友好方式將各種家庭自動化系統匯集起來，重點是使其成為房屋市場上價格能夠為人接受的商品。已經建立了兩個基于用戶規格要求的示范性試驗系統，由于采用的設備基于為商用住宅開發的技術，因此略嫌笨重，設計上也過于復雜。該智能家庭研究項目最初的目標是滿足一些特定準則：安全、易用、協助家中的獨立活動;經濟、低成本可復制性;可靠、足夠的靈活性(用以滿足今后功能擴展及適應性調整的要求);易于安裝和維護。后經相關組織的研究磋商，又增加了下面這樣一些準則：安全、保密和家用電器控制的便捷性;能源和環境管理;老年人和殘疾人的需求;對新的娛樂方式及居家商業活動的適應性和調整能力。后續的建議還有很多，比如：進門系統;家庭安全;家庭環境控制;自動門操作;中央閉鎖;烹飪控制(能夠自動檢測鍋中的油是否已經沸騰);高效的供暖和通風管理;自動煤氣泄漏檢測和關閉;自動著火檢測等等。
所有這些導致了智能家庭規范草案的出臺，它分為三個層次：基本基礎設施;一般功能;附加功能。基本基礎設施可適用于任何類型的住宅，它為增加更多的專用技術奠定了基礎。第二層針對的是某些特殊類型住宅的基本功能，而第三層則可提供附加功能以滿足特殊居住者的要求。每一層都必須滿足一些通用條件，特別是：設備/系統必須具有明確清晰的功能;界面的操作必須簡單;系統的優點必須是可以證明的，價格應能為人所接受;制造商必須規定可靠性;系統必須是可編程的，能夠進行功能擴展并與其他設備相連;基本基礎設施必須能夠實現低成本的升級;必須提供符合接受標準的廣泛互連性以滿足交互式應用的需要;安裝簡單，視覺影響要小;提供維護服務。
智能家庭潛在的好處是巨大的，雖然需要一定的投入，但由其帶來的各種費用節省足以提供彌補，因此隨著無線網絡的迅速發展，它也正在經歷一日千里的飛躍!
探索：迅速著陸中原的緣由
不久前，國內知名企業海信集團與在國內VOD領域處于領先地位的雷石公司共同合作，推出專門針對別墅等高檔住宅的鐳海影音娛樂控制系統，并授權北京鐳海易墅科技發展有限公司為這一產品的獨家銷售商。該系統充分考慮了高端家庭用戶對居家生活的高要求，旨在全力推動別墅生活向功能化、內容化、信息化的發展，是“數字家庭”新時代的又一力作。此外，長城計算機公司、海爾等國內PC生產廠家也曾推出了各自的“數字家庭”新產品。由此可見，“數字家庭”概念已在眾多廠商的傾力投入中進入實質階段!
“數字家庭”概念這么快就著陸中國，筆者從多方面來分析認為，主要源于三個方面的作用：一是PC廠商存在創新的壓力和動力，PC現在的銷量在減少，市場的增長速度放緩，如何刺激市場需求的進一步提高，需要有一個新的理念和模式，于是，極具廣闊市場前景的數字家庭就成為了PC市場的新寵;
二是市場上存在對數字家庭產品需求的拉力。未來幾年，各種面向家庭用戶的數字產品將保持高速增長，蘊含著無限商機。IDC對國內消費IT的研究報告顯示，未來3年家用電腦市場將繼續快速增長，而信息家電和外設增長速度更是高于家用電腦，特別是信息家電，增長速度將是家用電腦的10倍;
三是數字技術的廣泛應用和網絡技術的發展，成為“數字家庭”的推力。奔騰4處理器、液晶顯示器的普及，數碼產品多元化的發展，全新一代操作系統Windows XP的誕生，寬帶互聯技術的出現和成熟，等等，都為數字家庭的實現提供了基礎和條件。
發展中的數字家庭技術
從目前眾多的數字家庭技術中來看，筆者主要把中國數字家庭行業不同時期的技術發展情況分為三種技術方案代表：基于PC架構的、基于單片機架構的和基于嵌入式架構的數字家庭技術。
簡單來說，PC架構的智能控制系統出現于中國數字家庭的萌芽階段，基本上停留在向使用者展示數字家庭的概念，實用性不強，屬于第一代。而目前，很多中國數字家庭廠商研制的基于單片機架構的智能控制系統在實用性、易用性和專業性方面有了很大程度上的提高，屬于第二代。基于嵌入式系統的數字家庭系統在國內才剛剛出現，隨著嵌入式技術更加廣泛的應用，隨著成本的逐步降低，中國的數字家庭最終將走向嵌入式，在這里筆者就想簡單的和大家一起來談談數字家庭中的嵌入式技術，畢竟這也是我研究的相關專業領域了。
當前，人類已進入基于Internet的后PC時代，其主要特征為計算機作為組成成份緊密融于消費品和工業品中。后PC時代的到來完全依賴于嵌入式技術的誕生與發展。嵌入式系統在通訊產品、家用電器、醫療器械、汽車制造、航空航天等領域的無限應用空間已使其成為促進信息產業發展，加速傳統產業改造的最為實用的高新技術。傳統的IT設備逐漸轉變為嵌入式設備，這是一個大趨勢。在這個大趨勢中，小到智能卡、手機、水表，大到信息家電、汽車，甚至飛機、宇宙飛船，我們的生活已經被嵌入式軟件所包圍。嵌入式技術的蓬勃興起和無線技術的迅速發展為智能家居行業指明了技術發展趨勢，也提供了技術革新的有利武器。
我們通常所說的“嵌入式系統”一般是指非PC系統，它包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器/微處理器、存儲器及外設器件和I/O端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統軟件(OS)(要求實時和多任務操作)和應用程序編程。應用程序控制著系統的運作和行為;而操作系統控制著資源調度及與硬件的交互作用。
這樣的嵌入式技術的介入，使得我們的數字家庭系統的處理能力大大增強，可以給您帶來更加逼真的圖象以及更加真實的語音等。并根據系統定制的實時操作系統，不僅可以最大限度的利用硬件資源，而且還避免了過于龐大的系統造成的系統冗余。一般這樣的系統只有一顆主處理芯片，系統架構更加清晰簡捷。軟件采用分層設計方便維護和升級，大大提高了代碼利用率，縮短開發周期，因為嵌入式技術是伴隨著Internet而生的，所以它具有更加卓越的網絡性能，可以增加更多的網絡應用。
嵌入式技術協助社區中的數字家庭解決以下問題：防火防盜、煤氣泄漏自動報警、可視門鈴門鏡系統、緊急呼叫、水電煤氣自動抄送、IC卡智能車場管理、網上購物、網上求醫、網上學校、老幼病人的遠程看護、金融/郵政/交通信息查詢、視頻點播、多媒體通訊、高速Internet接入、Internet電話/電視、視頻會議、專業咨詢服務等。
數字家庭的常見無線系統
通常的數字家庭無線系統包含了家居布線系統、安防報警系統、家庭自動化系統、家庭體驗系統、遠程監護系統、環境監測系統、車輛進出管理系統以及故障反饋系統，這就給使用者帶來了一種嶄新的生活方式和自動化的生活環境。分類中，我們主要介紹一下其中的四類：
(1)家居布線系統：家庭智能化的實現，第一步就要進行家庭布線的基礎設施建設，家居布線系統把電話、有線電視、電腦網絡、影音系統、家庭自動化控制系統的布線統一規劃、布局、集中管理，為實現家居智能化提供網絡平臺，通過家居綜合布線既可以實現自動化的控制，又可以做到資源共享，家庭內部只需幾臺機頂盒、音響、衛星電視接收機就可以在家庭內部每一個房間觀看電影、享受音樂，可以實現多臺電腦聯網，共享寬帶服務，多路電話任意接聽、轉接。而且采用綜合布線，使得家庭內部布線系統具有良好的擴展性和可升級性，滿足不同用戶現在和未來的需求。
(2)家居安防報警系統：人們對于安防系統的要求越來越高，家居安防系統可以有效的利用技防手段來實現安全防范。家居安防系統包括防盜、防燃氣泄漏、防火等功能，同時可備遠程監控，使得住戶可以遠程通過網絡或電話隨時了解家庭內部情況，同時可監聽或者監視家庭內部情況。
(3)家庭自動化系統：智能家居的主體在于家庭自動化，將來家庭自動化的主體是家電、照明等電氣設備的控制。家庭自動化系統能夠通過集中或者分布式控制家庭內部照明或者家電，住戶可以通過網絡或者電話遠程控制家庭內部設備。家居自動化系統是將來智能家居的主要發展方向。
(4)家庭體驗系統：人們對生活體驗的要求越來越高，對家庭內部影音系統、家庭內部環境、網絡虛擬環境等的需求也越來越高，用在這方面的消費支出會越來越高，將來的家居智能化也會更多的滿足人們這些消費。
無線網絡家電系統
我們在知道無線數字家庭的幾個主要系統后，讓我們再一起來看看其中的一種吧：無線網絡家電系統。無線網絡家電是將普通家電器利用數字技術、無線網絡技術及智能控制技術設計的新型家電產品。無線網絡家電系統是可以互聯成一個家庭內部網絡，這個網絡又可以與外部互聯網相連，從而形成網絡家電系統。
可見，無線網絡家電技術包括兩層面：首先就是家電之間的互聯問題，也就是使不同家電之間能夠互相識別，協同工作。第二個層面是解決家電網絡與無線家庭網絡、外部網絡的通信，使家庭中的家電網絡真正成為無線家庭網絡、外部網絡的延伸。
到目前為止，不少廠家根據社區智能化及家電的發展趨勢，結合小區智能化技術以及家電網絡化技術，開發了包括家庭無線網關(家庭智能終端)、無線網絡熱水器、無線網絡洗衣機、無線網絡洗碗機、無線網絡冰箱、無線網絡微波爐等在內的全系列無線網絡家電產品，技術先進。無線網絡家電產品具有的主要功能：
(1)遠程控制：通過遠程的電腦電話、手機，便可以對家中的熱水器、空調等電器進行操作。如進行空調、熱水器的遠程開關，溫度等的調節。
(2)遠程查詢：通過遠程的電腦，可以查詢家中電器的工作狀態，如空調、熱水器等是否關閉。
(3)可以實現對家電的集中統一控制與管理：如可以科學分配電力等能源供應，實現分時供電，合理調配大功率電器的協調運行。
(4)可以實現故障信息自動論斷、反饋：家電的故障信息以及使用不正確的信息可以自動論斷、并反饋到服務中心的計算機系統中，使廠家能立即為用戶提供遠程或上門服務。
(5)生活模式控制：連在無線家庭網絡上的電器，可以根據主人的生活規律和生活習慣，通過自學習，自動啟停、自動改變運轉狀態，從而大大簡化操作，方便人們的日常生活，提高生活質量。
暢想與現實
試想有天，當您正在臥室酣睡，當時鐘指到7：00，起床的時間到了。突然，音響自動啟動，洗手間的燈光由柔漸強，窗簾自動拉開，咖啡壺自動開煮咖啡;在聲光的提醒下主人醒來坐起，同時音響自動開啟電視開始播早間新聞，在有條不紊地盥洗、用餐之后，主人公出門，回頭一按手中的遙控器，家中的安防系統自動啟動，電視和家中的燈全部關閉，各種安防傳感器啟動……
千萬不要以為這還是科幻片中的場景，事實上，這些引人入勝的智能家居，已經悄悄地步入了我們的生活。只是每一樣東西都有其自身的一個發展過程，智能家居現在還處在起步到發展的這一階段，現在大多數人對之還不了解，要人們完全接受可能還需要一段時間吧。
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