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隨著計算機技術、現(xiàn)代通信技術、自動控制技術的迅速發(fā)展，智能化建筑在世界應運而生。智能小區(qū)在智能化大樓基礎上擴展和延伸出來的，人們通過對小區(qū)建筑群的四個基本要素（結構、系統(tǒng)、服務、管理）進行優(yōu)化考慮，提供一個投資合理，又擁有高效率、舒適、溫馨、便利以及安全的人居環(huán)境。為適應我國加快住宅建設發(fā)展，增強住宅建設的科技含量的要求，我國在繼“解困”、“安居”工程后，又加大了小康工程的力度。“智能型住宅家庭設施自動控制與管理系統(tǒng)應用研究”作為國家重大科技產業(yè)項目棗“2000年小康城鄉(xiāng)科技產業(yè)工程”的專題，就是這一背景下提出的。
　　“智能型住宅家庭設施自動控制與管理系統(tǒng)應用研究”是哈爾濱工業(yè)大學（原哈爾濱建筑大學）承接的項目，由哈爾濱工業(yè)大學和北京德達數(shù)據(jù)系統(tǒng)有限責任公司合作開發(fā)。該項目采用LONWORKS技術開發(fā)研究并在住宅示范小區(qū)工程中試運行。1、對住宅居住環(huán)境（濕度、濕度）及設備進行監(jiān)控；2、住戶三表（水表、電表、煤氣表）遠傳；3、住戶三防（防火、防災、防盜）；4、廚房設備監(jiān)控；5、衛(wèi)生間排風控制。這些功能用LON總線一節(jié)點實施，即每一住戶為一LON節(jié)點，然后再用棗服務器管理各個用戶的節(jié)點構成LON總線系統(tǒng)。該項研究已在北京翌景嘉園示范小區(qū)通過試運行，下面對其自評估如下：
　　一、攻關的任務、考核目標及主要技術指標：
　　經過論證，我們在專題合同中將各種指標定位在：
　　本專題的攻關任務：研究智能型住宅家庭設施自動控制與管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括兩項任務，其一是開發(fā)家用管理軟件，其二是開發(fā)家庭智能控制裝置，實現(xiàn)對居室溫度、濕度進行自動調節(jié)；對廚房用具進行時序控制；對衛(wèi)生間的排風進行控制。而家用電腦管理軟件要對家庭設施進行管理并提供若干家政服務程序。
　　本專題的考核目標：提供具有居室空調、廚房監(jiān)控、衛(wèi)生間自動排風功能的微機控管裝置一套；提供家用電腦管理軟件一套；住宅溫、濕度等參數(shù)應滿足智能住宅規(guī)定標準；在示范工程中應用該項成果。
　　本專題的技術經濟指標：溫度、濕度等主要被控參數(shù)應滿足智能小康住宅標準（溫度18℃～28℃，濕度30％～70％）；系統(tǒng)運行可靠。
　　在進行該項專題的進一步研究的過程中，結合當前先進技術的發(fā)展以及我國智能住宅發(fā)展狀況，在原有的合同的基礎上，我們對家庭智能控制器又增加了三表遠傳、安防等功能。
　　二、專題執(zhí)行情況評價
　　本專題按兩個部分實施，即家庭智能控制器和家用電腦管理軟件的研究：
　　1、家庭智能控制器
　�。�1）功能
　　本專題所開發(fā)的家庭智能控制器即智能節(jié)點具有4路模擬輸入，12路數(shù)字輸入，12路數(shù)字輸出，其所實現(xiàn)的功能如下：
　　通過對室內溫度監(jiān)測，得到實際溫度與設定溫度比較：當實際溫度低于設定溫度一定值時，在夏季關空調，在冬季開暖氣；當實際溫度高于設定溫度一定值時，在夏季開空調，在冬季關暖氣。溫度控制達到智能小康住宅規(guī)定標準：18～28℃。
　　通過對室內濕度監(jiān)測，得到實際濕度與設定濕度比較：當實際溫度高于設定溫度一定值時，關加濕器；當實際濕度低于設定濕度一定值時，開加濕器。濕度控制達到智能小康住宅規(guī)定標準：30～70％。
　　對三表實行脈沖計數(shù)，并發(fā)送到上位機。
　　當門磁或紅外報警時，在設防狀態(tài)下，聲光報警和自動撥號器啟動，并有報警信號傳到上位機。
　　玻璃破碎報警時，聲光報警啟動；在設防狀態(tài)下，自動撥號器啟動：有報警信號傳到上位機。
　　緊急按鈕報警時，自動撥號器啟動，并有報警信號傳到上位機。
　　排風扇按鈕控制排風扇，排風扇運行一段時間自動關閉。
　　煙感探頭報警時，煤氣閉閥器關閉，聲光報警和自動撥號器啟動，并有報警信號傳到上位，此外，通過判斷煙感探頭輸入信號可識別探頭是否有故障。
　　煤氣泄漏報警時，排風扇啟動，煤氣閉閥器關閉，聲光報警和自動撥號器啟動，并有報警信號傳到上位機。
　　探頭復位輸入控制火災探頭掉電復位及開啟煤氣閉閥器。
　　通過上位機運作，可以控制廚房設備按一定時序啟動。
　　溫度的設置可以通過上位機或者設定按鈕實現(xiàn)。
　　濕度的設置可以通過上位機或者設定按鈕實現(xiàn)。
　　與本專題預期目標相比，我們在設備監(jiān)控的基礎上，增加了安防功能，三表遠傳功能；我們經過認真研究，考慮研發(fā)產品的應用和推廣，我們單片機來完成這些功能，而是采用了先進的現(xiàn)場總線棗LON總線。
　　（2）應用的LONWORKS技術特點
　　本專題采用了LONWORKS技術進行開發(fā)，該技術有如下特點：
　　開放性：網絡協(xié)議開放，對用戶平等；
　　通信媒介的多樣性：可采用任何媒介進行通信，如雙絞線、電力線、光纖、同軸電纜、無線電波、紅外等，并且同一網絡可以有多種通信媒介；
　　互操作性：其通信協(xié)議Lontalk是符合ISO定義的OSI模型，任何制造商的產品都可以實現(xiàn)互操作性；
　　網絡拓撲：有星型、總線型、環(huán)型以及自由型；
　　網絡結構：主從式、對等式或客戶/服務式結構；
　　通信的每幀有效字數(shù)可從0至228個字節(jié)；
　　通信速率可達1.25MB/S，此時有效距離為130M；78KB/S的雙絞線，直線通信距離可達2700M；
　　其技術核心器件棗Neuron芯片內部裝有三個8位微處理器、34種I/O對象和定時器以及LONTALK通信協(xié)議等。該芯片具有通信和控制功能。
　　近年來，該技術在國內外的智能建筑領域都得到了應用和發(fā)展，其開發(fā)工具平臺強大，開發(fā)者在短期內就可以完成開發(fā)工作；在韓國、日本、澳大利亞、加拿大等國都已經利用該技術完成多項工程；并且，總體來看，該技術適用于中國，而且還在無線擴頻等方面有繼續(xù)加強的潛力，能在家庭智能系統(tǒng)上有更大的突破。
　�。�3）解決的技術關鍵
　　功能集成：在目前智能住宅產品中，實現(xiàn)單一功能（如抄表、安防）的產品很多，本裝置將三表收費、三防、廚房設備監(jiān)控、室內環(huán)境監(jiān)測、衛(wèi)生間排風扇控制等功能集成在一起，真正實現(xiàn)了功能集成。
　　采用了Lonworks技術：Lonworks技術作為先進的總線技術，在本專題得以采用，將會更有利于家庭智能控制裝置的推廣。
　　模擬量的引入：從長遠來看，將模擬量引入智能住宅將是必然，而目前國內幾乎沒有智能住宅產品將其引入，本裝置將模擬量引入，也體現(xiàn)裝置的前瞻性。
　　軟件編程語言采用Neuron C語言，利用該語言事件驅動任務的特點，增強了裝置的實時性。
　　本裝置可靈活組態(tài)：如果用戶不需要該模塊中的模擬輸入，我們就會在設計硬件電路時預留出端口，而不焊接模數(shù)轉換模塊，這樣可為用戶省下投資，也為其將來擴展做好準備；12路數(shù)字輸入點被開關量或脈沖信號來觸發(fā)，其可以配置成電表水表煤氣表輸入，可以配置成安防信號輸入，也可以是二者結合；12路輸出只是一個開關信號，也可根據(jù)實際情況進行靈活配置。
　　與目前系統(tǒng)集成商所提出智能小區(qū)方案相比，本專題將家用電腦引入家庭智能控制系統(tǒng)來管理家庭設施。
　　住宅節(jié)能：我們認為，智能住宅在提供給人們安全、舒適的環(huán)境的同時，也應將節(jié)能的概念引入智能住宅中。在本專題中，我們對衛(wèi)生間排風采取實時控制，使其在滿足室內排風要求的同時做到節(jié)省電能；我們通過對室內溫度的設定，在不同季節(jié)內對空調或供暖設備進行控制，使其在一定的條件下工作，當達到預期要求時，立刻停止工作，進而達到節(jié)能的目的。
　　模數(shù)轉換通信匹配問題：在本專題中，我們利用Max186芯片對采樣的溫濕度信號進行模數(shù)轉換。Max186芯片具有12位精度，其與LONWORKS技術的neurowire方式進行通信需要匹配，本專題解決了這個問題。
　　本專題所開發(fā)出來的家庭智能控制器比較成熟，可作為產品投入市場，并且，該家庭智能控制器已經在北京翌景嘉園使用。與目前國內同類產品相比，其性能價格比是最優(yōu)的（具體情況見效益分析）。