1. 总 论
   
    1.1 前言
   
     今天的碧连别墅将成为我国和广东地区著名的智能化小区，碧连别墅将住宅小区与家庭智能化作为小区建设的重要组成部分。根据碧连别墅开发商为该小区建筑智能化系统方案设计(大纲)制定的具体规划与设计要求，碧连别墅将建成具有数字化社区和家庭智能化功能的现代化住宅小区。在小区的智能化系统的规划和设计中，最为体现碧连别墅的智能化特点的是开发商在小区内每一个独立的家庭中设置了目前在美国等一些经济发达国家“智能住宅”中所采用的家庭智能化系统；并通过小区Intranet局域网络平台，实现小区内独立家庭的高度安全性、舒适性，和现代多媒体通讯的便捷性，达到21世纪智能住宅的功能目标。使得碧连别墅中的广大住户，领略现代科技给人们代来的高素质生活质量和精神内涵的碧连别墅新生活。
   
     为了建设住宅小区智能化系统和实现家庭智能化的目标，建设部住宅产业化办公室主任聂梅生教授特别强调指出了：为了提高我国住宅产业化的科技含量，重在新技术和住宅智能化技术的应用；例如：住宅讯息传输及接收技术；住宅设备的自动化技术；住宅安全防卫自动控制系统；住宅能耗及智能化控制及综合布线系统。同时碧连别墅智能化小区的建设应遵循三个原则，其一：采用先进和成熟的技术与产品，系统承包商应提供优质的产品质量与售后服务；其二：优惠的价格；其三：较完善的实用功能，如：家庭保安和家庭通讯网络等”。 碧连别墅开发商也提出了“碧连别墅智能化实施目标”并描述了其具体智能化功能的内容。
   
     在我们编制《碧连别墅住宅小区与家庭智能化系统方案》之前，先让我们一起来了解目前国内外智能建筑专家，在智能小区与家庭智能化方面所提出的基本概念；所提供可以借鉴的“智能住宅”范例和模式，以及运用现代科学技术的具体实践与成功的经验。
   
    1.2智能小区与家庭智能化基本概念
   
     随着21世纪的到来，特别是近年现代高科技和信息技术(IT)正在由智能大厦(IB)走向智能住宅小区，进而走进家庭(SH)。现代社会的家庭成员正在以追求家庭智能化带来的多元化信息和安全、舒适与便利的生活环境作为一个理想的目标。国家也在《2000年小康型城乡住宅科技产业工程项目实施方案》中，将建设智能化小康示范小区列入国家重点的发展方向。因此也就必然促使智能化技术从智能大厦建设热中向智能小区乃至家庭智能化的方向发展。
   
     早在几年前，美国、欧洲和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了“智能住宅”(Smart Home)的概念。其实现目标就是：“将家庭中各种与信息相关的通讯设备，家用电器和家庭保安装置通过家庭总线技术(HBS)连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。”我们也可以这样来理解，家庭智能化就是由一个智能化系统构成安全、舒适和便利的信息化居住空间，从而适应人们在21世纪信息社会中的快节奏和与外部世界保持完全开放的生活环境。早在1983年美国电子工业协会就组织专门机构开始制定家庭电气设计标准，并于1988年编制了第一个适用于家庭住宅的电气设计标准，即：《家庭自动化系统与通讯标准》，也有称之为家庭总线系统标准(HBS)。在其制定的设计规范与标准中，智能住宅的电气设计要求必须满足以下三个条件，即：
   
    1）具有家庭总线系统；
   
    2）通过家庭总线系统提供各种服务功能；
   
    3）能和住宅以外的外部世界相连接。
   
     我国也从1997年初开始制定《小康住宅电气设计(标准)导则》在“导则”(讨论稿)中规定了小康住宅小区电气设计在总体上应满足以下的要求:
   
    1) 高度的安全性
   
    2) 舒适的生活环境
   
    3) 便利的通讯方式
   
    4) 综合的信息服务
   
    5) 家庭智能化系统
   
     同时也对小康住宅与小区建设在安全防范、家庭设备自动化和通讯与网络配置等方面提出了三级设计标准，即：
   
     第一级为“理想目标”
   
     第二级为“普及目标”
   
     第三级为“最低目标”
   
    智能小区应具有以下基本职能：
   
    － 电话、电视等信息交换的需要；
   
    － 生命、财产等安全保障的需要；
   
    － 注册统计、收费服务等物业管理的需要；
   
     近年来随着我国国民经济的发展和国家住房制度的改革，更是由于人民生活水平和自身素质的提高，以及信息化社会的日益逼近，必将导致人们在家庭住房需求概念上的彻底变革。从以往追求居住的物理空间和豪华的装修向着享受现代化精神内涵与浪漫生活情趣的方向发展，追求更高的层次和境界。建设部科技委许溶烈主任，十分精辟的描述了我国近三十年来在家庭住宅方面的产业发展过程：“七十年代是解决有无的问题；八十年代是解决大小的问题；九十年代是追求环境优美；两千年是智能化的时代”。
   
     智能化家庭所提供的是，人们足不出户就可以进行电子购物、网上医疗诊断、参观虚拟博物馆和图书馆、点播VOD家庭影院，甚至于在数千里之外遥控家里的空调设备进行温度调节和家庭电器的控制，照明的亮度调整，当家庭中发生安全报警(包括：盗警、火警、煤气泄漏以及疾病紧急呼救等)，在外的家庭成员可以在接到报警信息以后，通过电话线路查询和确认家庭中的安全状况。
   
     在1998年5月新加坡举办的“98亚洲家庭电器与电子消费品国际展览会”上，通过在场内“盖”起的模拟“未来之家”推出了新加坡8X家庭智能化系统，并在新加坡新闻媒体上刊登了有关“未来之家”的智慧所在。在“未来之家”里当早晨起床时间一到，卧室音响设备就会自动播放屋主人爱听的“起床曲”唤醒主人；卧房浴室的电灯也会在主人进入梳洗时自动亮起，这时，厨房的煮咖啡器也自动煮水，等主人出来时，就有热腾腾的咖啡等着他；在客厅里，主人只需轻轻按动综合功能遥控器，就可以十分方便的通过家庭影院系统播放电视节目、VOD点播、DVD播放、上网查询邮件和当天的重要新闻，以及多媒体游戏。当主人出门后，家庭智能化系统就会自动启动安全保卫系统，一旦有人非法进入住宅或发生意外事故(如：火灾、煤气泄漏、老人疾病紧急求助)，系统就会立即自动拨电通知主人，或向有关警署报警。在外的主人接到报警后，也可以拨电回家拨接上家庭智能化系统，开启家中的数码电话机上的特别对讲器，听听家里有没有奇怪的声音，甚至质问不速之客“你想干什么？！”。主人在下班回家前，可以通过“大哥大”遥控家里的空调机并调节到舒适的温度上，以及其它家里的电器设备(如：热水器等)，当主人完成操作后，电话里会传来柔美的声音：“空调已开启”。因此“未来之家”也是一个会“说话”的智慧之家。目前在美国已有近四万户家庭安装了“8X家庭智能化系统”，在新加坡也有近30个社区（住宅小区）近5000户的家庭采用了8X系统。相信到了21世纪将会有更多的共管式公寓和洋楼，以及住宅单位(住宅小区)安装上这一类高科技智能化系统产品。
   
     随着智能化技术从大厦走向小区，迈进千家万户独立的家庭，那么达到一个什么样的标准或一个模式才可以称之为住宅小区智能化或智能化家庭呢？尽管几年前一些经济比较发达的国家提出了“智能住宅”的概念，但是我国住宅小区与家庭智能化功能需求是什么？最近建设部住宅产业化办公室提出的“住宅小区智能化分级功能设置”，以及正在着手制定的“住宅小区智能化技术导则”，都体现了：住宅小区智能化功能最终要实现小区内独立家庭中运用多元信息技术(IT)，以及安全、自动化监控与信息交互的程度(或能力)。为此智能小区(乃至智能化城市)必须提供相关在物理和逻辑层面上的设备、技术与多元信息源的支持。因此我们可以得出智能小区的基本概念：“在现代化的城乡住宅小区内综合采用目前国际上最先进的4C技术（即：计算机、自动控制，通讯与网络和智慧卡运用），建立一个小区计算机综合物业管理与信息服务中心，光纤通讯接入网和家庭智能化系统组成三位一体小区管理与服务的一体化集成系统”。即智能小区管理与服务系统─Intelligent Home Management & Services System（IHM&S）。
   
     建设部住宅产业化办公室提出的“住宅小区智能化分级功能设置”将小区智能化功能主要体现在三个方面，即：物业管理与公共安全防范、通讯网络与信息服务，以及家庭安全、自动化和通讯网络接口。设置这三个方面的智能化功能的出发点，就是使小区内每一个家庭都能够体会到这些功能所带来的益处和保障；感受到在智能小区环境下，家庭与系统网络、信息和自动化功能之间存在着密切的联系和相关性。从这点出发，我们应该建立小区和家庭智能化以“家”为本的规划与设计指导思想。
   
    1.3 碧连别墅智能化小区功能需求综述
   
     根据建设部关于“1999-58号文件”《全国住宅小区智能化系统示范工程建设要点与技术导则》中对示范工程应采用的住宅小区智能化成套新技术的要求，以及“碧连别墅智能化实施目标”的具体功能需求，其基本可由以下几个部分的内容和相关系统组成，并由此实现上述文件对智能化功能的要求。
   
     首先，我们先要对智能小区的管理与服务体系的组成有一个基本的了解。
   
    1.3.1住宅小区计算机物业管理与信息服务系统基本组成
   
     从智能小区基本概念中我们引出了组成智能小区综合服务与管理系统的三个重要组成部分,即提供计算机综合物业和多元信息服务的管理中心，提供多元信息传输的网络(小区光纤接入网FTTB)，以及提供家庭安全、自动化和通讯的家庭智能化系统。智能小区管理与服务系统体系。
   
    ? 物业管理与信息服务中心
   
    — 中央数据库服务器
   
    — 物业管理服务器
   
    — 国际互联网（WWW）服务器
   
    — 电子邮件（E-Mail）服务器
   
    — 综合信息服务器
   
    — 小区交互式Internet/Intranet网站（ISP）
   
    — 小区监控与管理工件站
   
    — 制卡工作站
   
    — 网管工作站
   
    ? IP光纤宽频用户接入网
   
    — IP网络交换机
   
    — 光电数字转换接口
   
    — 光接收／发送机
   
    — 楼宇IP网络交换机
   
    — 楼层IP网络集线器
   
    — 电缆调制解调器
   
    — 机项盒
   
    — 家用小交换机
   
    — 小区电话网
   
    — 小区双向电视CATV网
   
    家庭智能化系统
   
    — 智能监控主机(8XE)
   
    — 液晶显示控制屏(LCU)
   
    — 报警输入模块（ZEM）
   
    — IR／DO控制模块(HAM)
   
    — 三表数据采集模块(DEM)
   
    — 红外报警探头
   
    — 门磁开关
   
    — 煤气报警探头
   
    — 火灾求助探头
   
    — 紧急求助遥控按钮
   
    IR红外线控制发射器
   
    1.3.3 住宅小区综合信息服务与光纤宽频用户接入网功能
   
     碧连别墅智能小区在综合信息服务与网络功能方面，将依赖于公共通讯接入网和小区Intranet局域网，实现电话、数据和电视对家庭的综合接入。实现以下综合信息服务与宽度计算机网络的信息交互功能。
   
     建立小区内综合信息服务数据库，并提供以下服务内容：
   
     交通信息与旅馆服务查询
   
     购物指南及小区周边地区商业`网点与价格查询
   
    影视剧院信息查询
   
    网络游戏
   
    电子数学与信息资料库
   
    1) 建立小区基于Internet/Intranet网络的交互式Web网站(ISP)，实现：
   
    Internet代理服务和信息下载
   
    综合信息查询与Web发布
   
    交互式网络监视与控制
   
    电子邮件服务(E-MAIL)
   
    电子新闻与报刊服务
   
    2) 建立小区Intranet局域网，实现：
   
    IP电话服务功能
   
    提供交互式电视服务，如VOD&NVOD点播
   
     提供宽带接入(大于10Mbps)，实现可视电话、电视会议、以及家庭办公等多媒体综合业务服务功能。
   
    1.3.4 住宅小区家庭智能化保安与自动化功能
   
     在碧连别墅的每一个家庭中安装家庭保安、自动化，及通讯接口智能控制单元、三表数据自动采集计量设备，以及家庭智能化布线系统。实现以下功能：
   
     在小区的每一个家庭单位中都安装红外报警探头和门窗报警磁控开关，当有非法闯入者，报警信息将立即传送到小区物业管理中心。
   
     在小区的每一个家庭单位中都安装紧急求助按钮，当家中发生突发事件时(如疾病求助)，主人可按动紧急求助按钮，将求助信息传送到小区物业管理中心。
   
     在小区的每一个家庭单位中配置家电自动化控制模块，采用红外线(IR)和开关(DO)控制方式；实现对家庭室内的空调器、照明设备，以及电视和音响等家用电器进行异地化的远程遥控功能。
   
     在小区的每一个家庭单位中都设置三表（水、电、气表）自动数据采集和远程传输设备，可实现三表远程自动抄表功能。
   
     在小区的每一个家庭单位中都配置家庭智能布线箱，实现电话、电视、计算机网络，以及家庭防盗报警、火灾与煤气泄漏安全报警、自动化控制的综合布线和线缆管理。
   
   
    第2章
   
    碧连别墅智能化系统设计方案
   
    2.1 总述及设备选型
   
     我们根据中国智能化现状和结合碧连别墅的具体要求，采用来自新加坡公司的8XE家庭智能化系统专利产品，8XE采用网络控制技术，结合当今国际计算机、通讯、控制、互联网等领域的最新科技，针对智能小区和智能家庭的实际需求而研制开发成功的，具有国际先进科技水平新一代网络型家庭智能化监控系统。
   
     8XE家庭智能化系统面向家庭、住宅小区和社会性公共服务管理部门三个层面，通过为家庭直接提供便利，为小区及社会性服务与管理机构提供先进的管理服务手段，从而为家庭营造安全、舒适、便利的生活环境。8XE将高新科技引入家庭，大大提升住宅的使用价值，为住户营造现代化的美好家园，为发展商创造价值。
   
     8XE家庭智能化系统以网络技术为基础，将各类网络技术综合运用于家庭和住宅小区，使各类传感器、自动控制设备、数据采集设备、信息显示设备直接连接于网络，从而形成网络化的管理控制系统。
   
     8XE家庭智能化系统集成了智能家庭和智能小区的多项主要功能。系统兼顾了家庭智能管理控制的操作方便和人性化设计，在侧重于与住宅小区管理中心的网络化连接的同时，允许住户主人和社会管理服务机构也可以通过多种传输媒介直接参与到为住户直接提供服务中来。而通过组建小区管理控制网络，突出实现了小区管理控制的实时性、安全性、易使用维护以及可扩展性。
   
     8XE家庭智能化系统首次成功引入了“智能建筑.net”这一新概念，它使有关的管理人员和住户主人在任何时间、任何地点，以有线或无线上网的方式，在浏览器平台上与各类实际运行的设备实时交互，执行状态浏览、数据采集、设备控制、信息发布等功能。“互联网实际应用”技术的出现，将使智能家庭和智能住宅小区的发展迈向一个新的阶段。
   
   
    2.28XE家庭智能化系统设计概述
   
    根据网络智能样板设计文件提出的家庭智能化系统的功能的要求。
   
    2.2.1 系统设计原则：
   
    － 满足建设部三星级智能化和“设计文件”中智能化系统集成技术和功能的要求；
   
    － 采用目前国际上先进的控制网络与信息网络综合技术；
   
    － 采用系统集成技术；
   
    － 实现网络化家庭安全及自动化监控功能；
   
    － 系统设计先进，选型产品成熟可靠；
   
    － 选型系统产品价格合理，满足中上等消费水平家庭的承受能力；
   
    2.2.2 家庭智能化系统功能设计目标
   
    (1) 系统集成设计：
   
    － 将可视对讲显示和操控信息显示集成在同一个操作显示控制面板上；
   
    － 通过一体化的硬件设计，将家庭安防、家庭自动化控制、可视对讲、三表数据
   
    采集、信息发布与留言五大功能集成在统一的家庭智能化显示和操作平台上。
   
   
    (2) 家庭安防功能设计(包括：红外探头、门窗磁、紧急按钮、煤气泄漏探头、火警探头等报警功能)：
   
    － 可视对讲功能；
   
    － IC卡门禁功能；
   
   
    － 电话及网络报警功能；
   
    － 室内无线按钮撤布防和紧急报警功能；
   
   
    － 布防时室内报警探测器预检测功能；
   
    － 逻辑报警功能；
   
    － 主人房控制面板报警状态显示功能(只限于连线式控制面板)；
   
    (3) 家庭自动化功能设计(包括：室内空调、照明、家用电器、窗帘等控制功能)：
   
    － 客厅控制面板操控功能；
   
    － 室内外电话控制功能；
   
    － 互连网浏览器控制功能
   
    － 主人房控制面板操控功能(可分为连线控制或无线控制两种控制模式)
   
    (4) 可视对讲功能设计
   
    － 将可视对讲与家庭安防和自动化控制集成于同一个显示与操作面板；
   
    － 实现三方通话功能；
   
    － 实现与IC卡门禁系统联锁联开功能；
   
   
    (5) 四表数据采集与显示功能设计(包括：生活水表、饮用水表、电表、煤气表)：
   
    － 四表数据自动采集与远传功能；
   
    － 客厅控制面板四表数据显示功能；
   
    － 互连网浏览器四表数据查询功能；
   
    － 主人房控制面板四表数据显示功能(只限于连线式控制面板)；
   
    (6) 信息显示与家庭留言功能设计(包括：Wap手机和互连网浏览器发送信息)：
   
    － 显示物业管理中心发布的物业通知信息功能；
   
    － 显示在外住户通过互连网浏览器发送短消息或留言功能；
   
    － 主人房控制面板信息与家庭留言功能(只限于连线式控制面板)；
   
    2.3、8XE家庭智能化系统功能说明
   
     网络智能样板房功能设计应满足上述六个方面的系统功能设计目标的要求，以下对我司所设计的8XE家庭智能化系统所具有的智能化功能分别详细说明如下：
   
    家庭安防功能说明
   
     家庭安全及防盗报警功能是为了保护住宅内的人身财产的安全。通过住宅室内安装的家庭智能单元和各种报警探测器进行防盗监控和意外事故监控(如火灾，煤气泄露，紧急求救等)。当发生非法入户抢劫盗窃，或发生火灾、煤气泄漏，以及疾病紧急求助时，报警信息立即传送到报警管理中心和住户所设定的报警电话上，报警管理中心计算机图象显示器上立即弹出报警住户位置图，以及相关的报警住户家庭资料。以使保安管理人员及时准确的了解报警状况和迅速的处理事件。
   
    2.3.1.1 报警传感器种类
   
    － 防盗报警探测器(红外探头、门窗磁开关)；
   
    － 安全报警探测器(火警探头和煤气泄漏探头)；
   
    － 紧急求助报警按钮(固定式或无线式报警按钮)；
   
   
    2.3.1.2 防区属性、智能报警逻辑与清除误报警
   
     家庭智能单元主机基本配置可提供8个报警监控区，每个防区安装报警传感器用于感应闯入者或其他危险状况。对传感器的状态进行逻辑分析和判断，可有效删除误报而又不会造成漏报，这是安防系统的关键所在。
   
     家庭智能单元主机通过软件设定和逻辑判断功能来删除误报警，提高系统确认报警的准确率(系统误报率在千分之一以下)。家庭智能单元主机可通过以下两种方式来删除误报警。
   
     第一种方式是通过软件方法来调整红外线报警探头的灵敏度，设置传感器合理的最小触发脉宽，并定义确认报警时应最少记录传感器被触发的次数（通过系统软件可以对报警探头灵敏度进行设置），可以有效的删除如雷电和其它干扰引起的系统误报警。