摘要:隨著社會經濟的發展，家居智能化的浪潮逐漸興起。文章結合當前智能家居、計算機網絡、建筑電氣等技術的發展水平，從必要性、存在問題、常見需求、設計實現、未來發展這幾個方面對智能家居的弱電系統設計進行闡述。
關鍵詞:智能家居；信息技術；系統設計
前 言
隨著社會經濟的發展，人們生活水平不斷提高，住宅中的智能應用越來越普遍。住宅配套設施已從原有的基礎型、應用型向網絡型、智能型、舒適型轉變。因此，智能家居的概念應運而生。
1、智能家居采用弱電系統設計的必要性
智能家居的弱電系統設計是智能家居的重要基礎，在裝修時結合生活習慣，量身設計一套智能家居弱電系統顯得非常必要和重要。
(1)發展的必然性。以地面、墻、家具為主的基礎裝修如人的軀體，而針對家庭智能化的弱電系統就像是分布在人體上的神經。新居裝修入住后，人是否感覺到舒適、方便，與家中是否預先設計布置了完善、有效的“神經系統”有直接關系。
(2)設計的必要性。由于弱電系統涉及多種弱電線纜，線路眾多，且日益復雜，科學合理地預埋全部弱電線纜，保證了家庭裝修的美觀和一致。
(3)可觀的經濟性。通過量身定制，在裝修時增加智能家居弱電系統設計與施工，從前期看會增加少量的裝修成本，從長遠看卻節省了大量的家庭支出。
2、弱電系統設計存在的問題
2.1經濟發展水平問題
由于國內經濟發展水平和人們生活水平的局限性，目前大部分業主在建房或裝修時仍按照傳統的觀念，只專注于外觀設計，而沒有對智能家居方面進行科學、合理的規劃。
2.2專業涉及面廣
智能家居弱電系統是一個跨行業、多專業協調的系統工程，涉及大量的專業知識和技能。
2.3行業規范難以統一
目前，國內住宅智能化的技術發展水平相對較低。同時，家居智能化系統是一種直接面對消費者的產品，缺乏標準會使一些技術力量薄弱的廠家粗制濫造，給消費者帶來損失。
3、常見需求及設計實現
3.1網絡綜合布線系統
1）常見需求分析
目前，住宅小區僅僅是“寬帶到戶”，而現代人真正需要的是“寬帶到桌邊”或“寬帶到床頭”。通過綜合布線系統運用有線和無線的互聯網技術，完成家庭智能聯網環境的構筑，實現Internet資源共享，實現智能家電設備的遠程控制。
2）設計思路
家庭綜合布線系統設計目標的實現相對簡單。通過運營商提供的主干電纜連入住宅內部的多媒體智能集成箱，運用有線和無線路由設備進行集成。通過百兆以太網技術，采用星型拓撲結構連接，從多媒體智能集成箱預埋六類雙絞線至各個信息端口，墻面用RJ-45模塊以及信息面板進行集成。
3.2電腦音視頻共享系統
（1）常見需求分析
書房、臥室的臺式電腦或筆記本電腦的音視頻信號、互聯網等信息資源共享到客廳的平板電視上，用無線鍵盤和鼠標直接控制電腦，實現一點對多點、多點對一點、多點對多點控制，也可通過遙控器隨意切換各輸入點的視頻信號。
�。�2）設計思路
實現視頻共享的方法很多，較常見的有采用VGA、HDMI,S端子,DVI接口。在選擇比較方案時，首先要確認電腦和電視的接口。這里主要介紹VGA+音頻線(RVVP2+0.5)和HDMI線路兩種方法。
(1)“VGA+音頻線”方法。優點為材料經濟實用，施工簡單。缺點為由于存在技術缺陷，在數/模轉換過程中，不可避免地會造成一些圖像細節的損失。具體方法：①調查確認硬件。VGA接口共15針，分3排，每排5個，是顯卡和平板電視上應用最為廣泛的接口類型。電腦顯卡應具備雙VGA輸出或VGA+DVI輸出(可采用DVI-VGA轉接頭進行轉換)，電視同樣應具備VGA接口。②兩端面板集成。從電腦擺放點預埋VGA線及音頻線至平板電視處。VGA線兩端可以焊接，兩頭均用VGA模塊及面板集成。音頻線兩端可以焊接，兩頭用AV模塊及面板集成。③無線終端控制。對電腦的控制可采用無線鍵盤+鼠標的方式來實現。
(2)“HDMI線路”方法。優點為預埋1條HDMI線可同時傳送音視頻信號，解決家庭娛樂系統背后連線雜亂的問題，音視頻傳輸質量高。缺點為價格較高，且線路長度固定，不能焊接，不易維護。
與方法一相同，從電腦擺放點預埋HDMI線路至平板電視處，兩端采用專用HDMI模塊面板集成，用延長線連接兩端終端。施工及使用過程中要注意HDMI端口處鍍金保護層的保護，導致端口生銹而引起接觸不良。線材閑置時應防止灰塵、水汽等進入端口，造成線材內阻增大，信號傳輸不暢。
3.3數字(有線)電視共享系統
3.3.1常見需求分析
將客廳的數字電視機頂盒,DVD等播放設備的音視頻信號共享到其他房間，節約設備及收視費用。
3.3.2設計思路
數字電視共享是指一個機頂盒能使幾個房間都能收看數字電視，并且可以自由遙控客廳的機頂盒進行頻道切換、音量調節、開關機等。
3.3.3數字電視機頂盒)共享
“數字機頂盒+AV分配器+紅外轉發”方法是目前共享數字電視最常見的方法。如果AV視頻源太多（如PW、衛星電視)，可以考慮“數字機頂盒+視頻鉅陣+紅外轉發”的方法。具體做法是首先確定機頂盒的接入位置，再確定房間共享點的位置，從機頂盒位置布設兩組復合音視頻線至房間共享點。音視頻信號傳輸的問題解決后，需要考慮如何遠程控制機頂盒。采用紅外遙控信號轉發器即可實現。同時，模擬音視頻信號最大傳輸距離要根據線材質量及信號源強度等綜合因素決定。
3.3.4常規的有線電視信號共享
與網絡綜合布線相同，采用星型拓撲結構連接，從多媒體智能集成箱預埋有線電視線至各信息端口，墻面用有線電視模塊及面板進行集成。
3.4家庭內部電話虛擬網
3.4.1常見需求分析
在家中任意房間可接聽或撥打電話；任何分機進行通話或與外線通話時，其他分機均無法接聽；外線呼入轉接后，主轉方和被轉方之間可實現對外線保密通話；內部通話免費；在外線接入時，允許任意幾臺分機響鈴，各分機可設置為免打擾狀態，該項需求主要適用于復式結構、別墅等戶型較大的住宅。
3.4.2設計思路
“星型分布線路+家庭(集團)電話交換機”的方法采用星型拓撲結構連接，從多媒體智能集成箱預埋六類雙絞線至各個電話信息端口，墻面用RJ-11模塊以及信息面板進行集成。電話和網絡都采用六類雙絞線，可互換。主臥和主衛生間的電話可使用串聯方式。同時，在多媒體智能集成箱中加裝家庭(集團)電話交換機，并進行集成。
3.5家庭無線安防系統
3.5.1常見需求分析
根據用戶需求進行選擇性設計，主要包括對講門禁、智能監控、無線報警、門鈴等系統。在這里主要考慮家庭內部的無線安防系統。主人外出時，按“布防’鍵，無線安防系統啟動，遇到非法入侵，系統立即自動撥打預先設定的報警電話。主人回家時，按“撤防”鍵，自動解除報警功能。該系統較適合主人經常不在家等情況及別墅等大戶型住宅。
3.5.2設計思路
無線安防系統實際上就是一套防盜報警器，它集現代高新技術與智能化監控于一體，由無線發射模塊和磁鐵盒兩部分構成，用以探測門、窗的開合。當防盜報警器探測到大于15mm的位移(開門)時，報警指示燈亮，并發送報警信號至智能主控器，智能主控器若此時處于布防狀態，報警并自動撥打預設電話報警。該產品只需購買安裝至相應布防位置即可，無需布線。
3.6其他智能控制系統
智能家居中常見的還有智能照明、智能窗簾、家電遠程等控制系統。
4、案例分析
下面以一二室一廳兩衛的戶型為例，討論智能家居弱電系統的設計及配置。具體流程如下：下面表中列出的是三房兩廳兩衛。
4.1確定需求
該套住宅的弱電子系統主要包括網絡綜合布線系統、電腦音視頻共享系統、數字有線電視共享系統、家庭內部電話虛擬網、家庭無線安防系統等。
4.2科學設計
首先要根據住宅的土建平面圖，結合戶主習慣，立足目前需求，充分考慮使用方便和室內布局可能發生的變化，為可預見的未來留有合理的升級和擴展余地。應嚴格按照需求，確定好信息點的型號、數量及位置（詳見表1)，繪制弱電施工圖紙，計算出設備的型號、數量及線纜的長度，列出工程量清單，為施工提供專業的標準化設計。
4.3材料選購
電話和網絡均采用六類雙絞線，電視采用屏蔽數字電視專用線，VGA,HDMI,AV視頻線均采用知名品牌線路材料，以保證傳輸質量。弱電箱內部采用配套的電腦數據、電話、有線電視及擴展接口等模塊和成品化的有線、無線寬帶路由器。
4.4組織施工
(1)嚴格區分強電、弱電。從多媒體智能集成箱到面板出口均單獨走線，墻內無復接點，以減少故障率，維護方便。線路應使用PVC管保護，并在拐角處使用圓角或雙通，以便抽換。線槽橫截面留40%的裕量，以備擴充。穿線時強電和弱電不能穿同一根管，應避免與強電線路在無屏蔽、距離<20cm情況下平行走3m以上。在無法避免時，該段線槽需采取屏蔽隔離措施。
(2)位置關系應執行國家標準。根據實際需要，確定管線走向、標高及信息面板的位置。信息面板間距不大于3m，距地面30cm左右。除特殊要求外，同一室內的電源、電話、電視等插座面板應在同一水平標高上。進入暗盒時，打開暗盒原有管孔，從穿線管穿出，穿線管在暗盒中保留5mm，暗盒接線頭留長30cm。所有線路應貼上標簽，并標明類型、線號。線管超過兩個彎頭必須留分線盒。布設地插應由最近的吊頂線槽沿隔墻下到地面。
(3)強電配套的電源插座應跟上。在弱電系統設計與施工的同時，強電插座應同時跟上，盡可能在每一組弱電信息接口處都應配備220V電源插座，并預留充足的強電接口。
5、結語
隨著社會經濟發展，新科技不斷涌現，住宅中的智能應用會越來越普遍。家居智能化浪潮的興起，給家居生活帶來了前未所有的便利和樂趣，也給人們帶來了一種新的生活方式。
注：文章內所有公式及圖表請用PDF形式查看。
關鍵詞:智能家居；信息技術；系統設計
前 言
隨著社會經濟的發展，人們生活水平不斷提高，住宅中的智能應用越來越普遍。住宅配套設施已從原有的基礎型、應用型向網絡型、智能型、舒適型轉變。因此，智能家居的概念應運而生。
1、智能家居采用弱電系統設計的必要性
智能家居的弱電系統設計是智能家居的重要基礎，在裝修時結合生活習慣，量身設計一套智能家居弱電系統顯得非常必要和重要。
(1)發展的必然性。以地面、墻、家具為主的基礎裝修如人的軀體，而針對家庭智能化的弱電系統就像是分布在人體上的神經。新居裝修入住后，人是否感覺到舒適、方便，與家中是否預先設計布置了完善、有效的“神經系統”有直接關系。
(2)設計的必要性。由于弱電系統涉及多種弱電線纜，線路眾多，且日益復雜，科學合理地預埋全部弱電線纜，保證了家庭裝修的美觀和一致。
(3)可觀的經濟性。通過量身定制，在裝修時增加智能家居弱電系統設計與施工，從前期看會增加少量的裝修成本，從長遠看卻節省了大量的家庭支出。
2、弱電系統設計存在的問題
2.1經濟發展水平問題
由于國內經濟發展水平和人們生活水平的局限性，目前大部分業主在建房或裝修時仍按照傳統的觀念，只專注于外觀設計，而沒有對智能家居方面進行科學、合理的規劃。
2.2專業涉及面廣
智能家居弱電系統是一個跨行業、多專業協調的系統工程，涉及大量的專業知識和技能。
2.3行業規范難以統一
目前，國內住宅智能化的技術發展水平相對較低。同時，家居智能化系統是一種直接面對消費者的產品，缺乏標準會使一些技術力量薄弱的廠家粗制濫造，給消費者帶來損失。
3、常見需求及設計實現
3.1網絡綜合布線系統
1）常見需求分析
目前，住宅小區僅僅是“寬帶到戶”，而現代人真正需要的是“寬帶到桌邊”或“寬帶到床頭”。通過綜合布線系統運用有線和無線的互聯網技術，完成家庭智能聯網環境的構筑，實現Internet資源共享，實現智能家電設備的遠程控制。
2）設計思路
家庭綜合布線系統設計目標的實現相對簡單。通過運營商提供的主干電纜連入住宅內部的多媒體智能集成箱，運用有線和無線路由設備進行集成。通過百兆以太網技術，采用星型拓撲結構連接，從多媒體智能集成箱預埋六類雙絞線至各個信息端口，墻面用RJ-45模塊以及信息面板進行集成。
3.2電腦音視頻共享系統
（1）常見需求分析
書房、臥室的臺式電腦或筆記本電腦的音視頻信號、互聯網等信息資源共享到客廳的平板電視上，用無線鍵盤和鼠標直接控制電腦，實現一點對多點、多點對一點、多點對多點控制，也可通過遙控器隨意切換各輸入點的視頻信號。
�。�2）設計思路
實現視頻共享的方法很多，較常見的有采用VGA、HDMI,S端子,DVI接口。在選擇比較方案時，首先要確認電腦和電視的接口。這里主要介紹VGA+音頻線(RVVP2+0.5)和HDMI線路兩種方法。
(1)“VGA+音頻線”方法。優點為材料經濟實用，施工簡單。缺點為由于存在技術缺陷，在數/模轉換過程中，不可避免地會造成一些圖像細節的損失。具體方法：①調查確認硬件。VGA接口共15針，分3排，每排5個，是顯卡和平板電視上應用最為廣泛的接口類型。電腦顯卡應具備雙VGA輸出或VGA+DVI輸出(可采用DVI-VGA轉接頭進行轉換)，電視同樣應具備VGA接口。②兩端面板集成。從電腦擺放點預埋VGA線及音頻線至平板電視處。VGA線兩端可以焊接，兩頭均用VGA模塊及面板集成。音頻線兩端可以焊接，兩頭用AV模塊及面板集成。③無線終端控制。對電腦的控制可采用無線鍵盤+鼠標的方式來實現。
(2)“HDMI線路”方法。優點為預埋1條HDMI線可同時傳送音視頻信號，解決家庭娛樂系統背后連線雜亂的問題，音視頻傳輸質量高。缺點為價格較高，且線路長度固定，不能焊接，不易維護。
與方法一相同，從電腦擺放點預埋HDMI線路至平板電視處，兩端采用專用HDMI模塊面板集成，用延長線連接兩端終端。施工及使用過程中要注意HDMI端口處鍍金保護層的保護，導致端口生銹而引起接觸不良。線材閑置時應防止灰塵、水汽等進入端口，造成線材內阻增大，信號傳輸不暢。
3.3數字(有線)電視共享系統
3.3.1常見需求分析
將客廳的數字電視機頂盒,DVD等播放設備的音視頻信號共享到其他房間，節約設備及收視費用。
3.3.2設計思路
數字電視共享是指一個機頂盒能使幾個房間都能收看數字電視，并且可以自由遙控客廳的機頂盒進行頻道切換、音量調節、開關機等。
3.3.3數字電視機頂盒)共享
“數字機頂盒+AV分配器+紅外轉發”方法是目前共享數字電視最常見的方法。如果AV視頻源太多（如PW、衛星電視)，可以考慮“數字機頂盒+視頻鉅陣+紅外轉發”的方法。具體做法是首先確定機頂盒的接入位置，再確定房間共享點的位置，從機頂盒位置布設兩組復合音視頻線至房間共享點。音視頻信號傳輸的問題解決后，需要考慮如何遠程控制機頂盒。采用紅外遙控信號轉發器即可實現。同時，模擬音視頻信號最大傳輸距離要根據線材質量及信號源強度等綜合因素決定。
3.3.4常規的有線電視信號共享
與網絡綜合布線相同，采用星型拓撲結構連接，從多媒體智能集成箱預埋有線電視線至各信息端口，墻面用有線電視模塊及面板進行集成。
3.4家庭內部電話虛擬網
3.4.1常見需求分析
在家中任意房間可接聽或撥打電話；任何分機進行通話或與外線通話時，其他分機均無法接聽；外線呼入轉接后，主轉方和被轉方之間可實現對外線保密通話；內部通話免費；在外線接入時，允許任意幾臺分機響鈴，各分機可設置為免打擾狀態，該項需求主要適用于復式結構、別墅等戶型較大的住宅。
3.4.2設計思路
“星型分布線路+家庭(集團)電話交換機”的方法采用星型拓撲結構連接，從多媒體智能集成箱預埋六類雙絞線至各個電話信息端口，墻面用RJ-11模塊以及信息面板進行集成。電話和網絡都采用六類雙絞線，可互換。主臥和主衛生間的電話可使用串聯方式。同時，在多媒體智能集成箱中加裝家庭(集團)電話交換機，并進行集成。
3.5家庭無線安防系統
3.5.1常見需求分析
根據用戶需求進行選擇性設計，主要包括對講門禁、智能監控、無線報警、門鈴等系統。在這里主要考慮家庭內部的無線安防系統。主人外出時，按“布防’鍵，無線安防系統啟動，遇到非法入侵，系統立即自動撥打預先設定的報警電話。主人回家時，按“撤防”鍵，自動解除報警功能。該系統較適合主人經常不在家等情況及別墅等大戶型住宅。
3.5.2設計思路
無線安防系統實際上就是一套防盜報警器，它集現代高新技術與智能化監控于一體，由無線發射模塊和磁鐵盒兩部分構成，用以探測門、窗的開合。當防盜報警器探測到大于15mm的位移(開門)時，報警指示燈亮，并發送報警信號至智能主控器，智能主控器若此時處于布防狀態，報警并自動撥打預設電話報警。該產品只需購買安裝至相應布防位置即可，無需布線。
3.6其他智能控制系統
智能家居中常見的還有智能照明、智能窗簾、家電遠程等控制系統。
4、案例分析
下面以一二室一廳兩衛的戶型為例，討論智能家居弱電系統的設計及配置。具體流程如下：下面表中列出的是三房兩廳兩衛。
4.1確定需求
該套住宅的弱電子系統主要包括網絡綜合布線系統、電腦音視頻共享系統、數字有線電視共享系統、家庭內部電話虛擬網、家庭無線安防系統等。
4.2科學設計
首先要根據住宅的土建平面圖，結合戶主習慣，立足目前需求，充分考慮使用方便和室內布局可能發生的變化，為可預見的未來留有合理的升級和擴展余地。應嚴格按照需求，確定好信息點的型號、數量及位置（詳見表1)，繪制弱電施工圖紙，計算出設備的型號、數量及線纜的長度，列出工程量清單，為施工提供專業的標準化設計。
4.3材料選購
電話和網絡均采用六類雙絞線，電視采用屏蔽數字電視專用線，VGA,HDMI,AV視頻線均采用知名品牌線路材料，以保證傳輸質量。弱電箱內部采用配套的電腦數據、電話、有線電視及擴展接口等模塊和成品化的有線、無線寬帶路由器。
4.4組織施工
(1)嚴格區分強電、弱電。從多媒體智能集成箱到面板出口均單獨走線，墻內無復接點，以減少故障率，維護方便。線路應使用PVC管保護，并在拐角處使用圓角或雙通，以便抽換。線槽橫截面留40%的裕量，以備擴充。穿線時強電和弱電不能穿同一根管，應避免與強電線路在無屏蔽、距離<20cm情況下平行走3m以上。在無法避免時，該段線槽需采取屏蔽隔離措施。
(2)位置關系應執行國家標準。根據實際需要，確定管線走向、標高及信息面板的位置。信息面板間距不大于3m，距地面30cm左右。除特殊要求外，同一室內的電源、電話、電視等插座面板應在同一水平標高上。進入暗盒時，打開暗盒原有管孔，從穿線管穿出，穿線管在暗盒中保留5mm，暗盒接線頭留長30cm。所有線路應貼上標簽，并標明類型、線號。線管超過兩個彎頭必須留分線盒。布設地插應由最近的吊頂線槽沿隔墻下到地面。
(3)強電配套的電源插座應跟上。在弱電系統設計與施工的同時，強電插座應同時跟上，盡可能在每一組弱電信息接口處都應配備220V電源插座，并預留充足的強電接口。
5、結語
隨著社會經濟發展，新科技不斷涌現，住宅中的智能應用會越來越普遍。家居智能化浪潮的興起，給家居生活帶來了前未所有的便利和樂趣，也給人們帶來了一種新的生活方式。
注：文章內所有公式及圖表請用PDF形式查看。
