某智慧小区智能家居方案的设计与实现

杨志钢

YANG Zhi-gang

（恒锋信息科技股份有限公司）

(Hengfeng Information Technology Co., Ltd.)

某智慧小区智能家居方案的设计与实现

杨志钢

YANG Zhi-gang

（恒锋信息科技股份有限公司）

(Hengfeng Information Technology Co., Ltd.)

介绍了在某智慧小区智能家居方案深化设计及实施过程中，根据客户需求提出深化设计方案，实现了灯光智能控制、窗帘智能控制和场景控制等功能，最后阐述了应用前景。

智能家居；灯光智能控制；窗帘智能控制；场景控制

1 引言

智能家居是以住宅为平台，利用通信技术、自动控制技术、安全防范技术、音视频技术将家居生活有关的设施集中控制，构建高效的住宅设施与家庭日程事务相关的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性，并实现节能的居住环境。

本文介绍了在某智慧小区智能化项目实施过程中，对智能家居系统方案进行的深化设计、交付实施，以及对实施结果进行的监测。最后，对该项目的智能家居系统功能前景进行预测，希望能起到抛砖引玉的作用。

2 需求分析

根据招标技术要求，该项目智能家居系统所涵盖的功能应包括以下范围：

◆智能照明系统；

◆智能窗帘系统；

◆家居控制软件；

◆预留远程控制接口，以便移动终端集成。

根据相关招标文件，该项目设计的智能家居系统，应是一套对室内各类电气设备进行自动化、智能化和集中控制管理的系统，为住户提供舒适及高品质的家居生活环境。

以A户型为例，该户型是跃式型，一层为厨房、餐厅、客厅、次卧、次卫浴；二层为主卧、次卧、主卫浴。智能家居系统要实现的控制对象为：餐厅、客厅、主卧照明灯具；客厅、主卧窗帘；预留控制空调接口等。

3 深化设计方案

根据招标文件相关要求，笔者在该项目中选用了Legrand（罗格朗）智能家居产品，该产品为基于电气安装总线KNX结构设计。

“电气安装总线KNX”概念起源于欧州，现已成为国际性现场总线标准之一。罗格朗智能家居系统采用KNX总线标准，它通过一条总线将各个分散的元件连接起来。各个元件均为智能化模块，即通过电脑编程的各个模块既可独立完成控制工作，又可根据要求进行不同组合，从而实现不增加模块数量而使功能倍增的效果。KNX总线具有舒适、节能、灵活、经济和安全等特点。

1）设备配置

智能家居系统设备主要由三类元件组成：执行元件、传感器类元件、系统元件。

（1）执行元件

执行元件是直接接负载挂在总线上的元件，从总线上得到命令并执行。驱动元件主要有以下两种：

◆4路灯光开闭控制模块：可以控制4个照明回路；

◆8路灯光开闭控制模块：可以控制8个照明回路。

（2）传感器类元件

传感器类元件是感测和发出命令给总线的元器件。传感器类元件主要有以下两种：

◆人体感应器：用于探测区域内有无人员走动；

◆智能面板：用于控制区域内照明场景。

（3）系统元件

系统元件是构成系统的一些必需元器件。系统元件主要有以下两种：

◆系统电源：将230V AC电源转换成24V DC供电给系统元件，并将信号耦合到总线上；

◆IP网关：支持iPad/iPhone APP Store下载APP可视化远程控制；可视化界面可根据甲方需求定制，用户可根据使用习惯自由编辑场景功能。

2）系统点位设置

根据招标文件和水电专业图纸，本项目控制客厅（5个）照明回路（WL4～WL8）、餐厅（3个）照明回路（WL9～WL11）、主卧（3个）照明回路（WL12～WL14），共11个照明回路；控制客厅（2个）窗帘和主卧（2个）窗帘。

根据上述点位，本系统配置1个IP网关、1个系统电源、1个12路开关执行器和1个4路百叶窗执行器；在入户门位置配置1个人体感应器、1个8路场景面板；在客厅配置1个8路按键面板和1个窗帘面板；在主卧配置2个4路按键面板和1个窗帘面板。其中，IP网关、系统电源、开关执行器和百叶窗执行器安装在总配电箱内。

3）控制系统原理图

本工程智能家居控制对象为两大类，照明和窗帘。根据A户型住宅客户需求、设备配置及系统点位设置，A户型户内智能控制系统图如图1所示：

图1 A户型户内智能控制系统图

图2 照明控制原理图

图3 窗帘控制原理图

根据水电专业图纸，受控对象照明和窗帘的控制原理图如图2和图所示3。

4 工程实施及实现功能

1）系统设备安装及布线

系统安装及布线分以下三部分。

（1）箱体模块安装

所有执行模块、系统电源模块和IP网关均为标准模数化设计，采用35mm标准DIN导轨安装方式，直接安装在受控的照明配电箱中，无须额外增加特殊箱体。但须与水电专业提配合需求。

（2）现场前端设备安装

前端设备主要有智能面板开关，探测器等传感元器件。KNX系统现场元件均采用标准86盒预埋，内装统一总线耦合器，外插元件如各类智能面板。安装中须与精装修配合。

(3）系统布线

KNX系统采用KNX总线，将系统元件、执行元件、现场智能面板连接起来，完成智能家居系统布线。传输线缆使用KNX通信协议专用屏蔽电缆。线芯规格为2×2×0.8mm2（信号线与电源线共用2线芯，另2芯备用），线芯外裹铝箔屏蔽层及接地铜丝。

2）软件编程及调试

使用罗格朗ETS编程调试软件。主要步骤有：下载并安装硬件程序包、设置通讯接口；新建项目、添加设备、设备参数编辑以及组地址分配、设置场景；编辑物理地址（即下载程序之前需要将编程程序的设备与现场的设备对应起来），下载应用程序，最后测试程序。

程序下载好后，需要在网络连通的情况下右键点击群组，选择“读取/写入值”，在弹出的窗口中选择相应的控制命令，点击“确定”。特别注意的是，控制时可能出现总线无响应的情况，需重启软件重新控制。

3）实施后的功能效果

该项目采取先做样板工程，达到既定设计功能后，再全场施工。在对1#楼8层A户型样板房实施后，实现了如下功能。

(1）灯光智能控制

对餐厅、客厅、主卧的灯光进行智能控制，实现了如下功能：①入户门位置设置人体探测器，实现人来灯亮人走灯灭的自动感应功能；②在客、餐厅墙面设置智能开关面板，便捷控制客厅、餐厅灯具（如：全开、全关及各种场景照明）；③在主卧床头设置智能开关面板，便捷控制主卧灯；④通过IP网关，可拓展到手机等智能终端上智能控制客厅、餐厅、主卧的灯具。

(2）窗帘智能控制

对客厅、主卧的窗帘进行智能控制，实现了如下功能：①在客厅、主卧设置智能开关面板，便捷控制窗帘开关；②通过IP网关，可拓展到手机等智能终端上智能控制客厅、主卧的窗帘开关。

(3）场景控制

可通过系统配置使客厅、餐厅及卧室的照明灯光、电动窗帘等多种元素有机组合成适合不同使用需求的场景模式。

a）回家场景模式

晚上回家时，开门后无须动手，系统按回家场景需求，自动进入对应“回家场景”，此时自动开启灯光及相应设备。

b）就餐场景模式

就餐时，只需一个按键，餐厅灯光自动打开到最舒适状态（设定状态）。

c）休闲场景模式

傍晚或周末在家休闲时，一个按键让整个空间的灯光自动调到合适亮度，一切都按照预先设置的自动控制到位，让整个空间洋溢着休闲气息。

d）起夜场景模式

夜间起夜时，只需手指轻轻一按，启动起夜模式场景。此时，走道到卫生间的灯亮起，调到适合于晚间起夜的亮度。

e）起床场景模式

早上起床时，窗帘慢慢打开，灯开启至舒适的亮度。

f）离家场景模式

离家时，只需手指轻轻一按，就可以启动离家模式场景。此时，自动关闭窗帘及室内所有灯光。

5 结束语

本文通过在某智慧小区智能家居方案深化设计及实施过程中，对相关招投标文件进行深度解读，研究客户的深层次需求，提出深化设计方案和实施方案；对工程实施过程进行监控。最终实现了灯光智能控制、窗帘智能控制和场景控制等功能。本文采用的智能家居产品预留了第三方集成接口。可通过开发APP软件、集成智能家居系统、可视对讲系统、家庭安防系统及家庭影院系统等，在智能手机等智能终端上轻松控制家用设施，创造一个宜居、智能的居住环境，具有广阔的市场前景。

[1] Legrand_KNX．罗格朗KNX智能建筑系统官网. http://www.legrand.com.cn/

[2] 卿勇.智能家居发展及关键技术综述[J]. 软件导刊， 2017(1).

[3] 敖立智慧家庭发展呈现四大趋势,未来将迈向人工智能[J]. 通信世界，2017(5).

[4] 王飞,陈金鹰,刘香燕.智能家居应用现状及其发展分析[J]. 通讯世界，2016(4).

[5] 杨毅. KNX总线技术在楼宇和家居控制系统中的应用[J]. 智能建筑与城市信息，2014(12).

[6] 谢永华,裴龙龙,吴彤.KNX在智能家居中的应用[J]. 仪表技术，2015(9).

[7] 王光伟.基于KNX总线的智能家居体验中心研究与设计[D].天津: 天津职业技术师范大学， 2016.

Design and Implementation of Smart Home Scheme in a Smart Community

This paper introduces the deepening design and implementation process of smart home smart home scheme, according to customer demand deepening design scheme, realize the lighting intelligent control, curtain intelligent control and scene control function, and finally expounds the application prospect.

smart home; intelligent lighting control; intelligent curtain control; scene controlled