九十年代个人电脑及其芯片技术的高速发展,促进计算机网络发展及个人电脑价格的不断降低,和INTERNET国际互联网的不断普及。开始是电话、传真机、电视走进家庭,而现在,越来越多的家庭拥有电脑,家庭电脑伴随而来INTERNET、视频电话会议、家庭办公等高科技在家庭得到应用。很多家电设备内置有电脑芯片。技术的发展促进家用电子产品、家庭保安监控(CCTV)产品、家庭智能化产品日益完善且价格不断下降和普及。现代高科技和信息技术(IT)走向智能住宅小区(SmartHome)、从而走进千家万户。
智能住宅将家庭中各种与信息相关的通讯设备,如计算机、电话、家用电器和家庭保安等装置通过家庭总线技术连接到一个管理中心进行集中或异地的监视、控制和家庭事务性管理,同时能与住宅外部世界联系。并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。从而给住户提供一个安全、高效、舒适、方便,适应当今高科技发展需求完美的人性化的住宅。
从本质上来说,智能住宅涉及到视频、语音和数据传输。以及家用电器控制和接线方式标准化等技术问题。早在1983年美国电子工业协会(EIA)就组织专门机构开始制定家庭电气设计标准,并于1988年编制了每一个适用于家庭住宅的电气设计标准。即《家庭自动化系统和通讯标准》,也有称为家庭总线系统标准。 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:
具有家庭总线系统
通过家庭总线系统提供各种服务功能
能和住宅以外的外部世界相连接
而我国从1997年初开始制定的 《小康住宅电气设计导则》中规定小康住宅小区电气设计在总体上应满足以下要求:
高度的安全性
合适的生活环境
便利的通讯方式
综合的信息服务
家庭智能化系统
建设设已将建设智能化小康示范小区列入国家重点的发展方向。智能小区已成为综合国力的具体表征,不但在经济发达的沿海地区如深圳、广州、北京、上海等地建成了一大批智能型住宅小区,而且正快速向内地辐射发展。智能住宅建设将是我国21世纪新的经济增长点。信息产业与房地产业携手进行住宅小区智能化建设,已成为房地产开发商的新的机遇和热点。
智能住宅的兴起,使智能住宅所依赖的网络基础设施----综合布线系统也变得越来越关键。智能住宅综合布线是整个住宅智能系统的基础部分,也是伴随着住宅小区土建的同时建设的。由于它是最底层的物理基础,其他智能系统都建立在这一系统之上,布线系统的质量直接影响住宅中所智能系统的运行,所以选择一个好的智能住宅布线系统非常重要。
智能住宅的高科技应用的基础都是宽带通讯网。并且随着应用系统的发展及新应用的出现,
对通讯带宽的要求也越来越高。传统的布线将无法满足这些应用的需要。而日后新增或改造这些线路除了消耗人力物力外,还会影响家庭美观及家庭正常生活。这就需要专门针对智能住宅小区的建设同时建设其综合布线系统--智能住宅布线系统。从本质上来说,智能住宅布线系统涉及到视频、语音、数据和监控信号及控制传输信号的传输,从传输介质来说,智能住宅布线包括非屏蔽双绞线(UTP)、75 同轴线缆和光缆等。智能住宅住户端设备包括计算机、通信设备、智能控制器,各种仪表(水表、电表、煤气表和门磁开关)和探测器(红外线探测器、煤气表探测表,烟雾探测表和紧急按钮),所有相关数据经通过智能住宅布线系统进行统一传输。
智能住宅布线系统作为各种功能应用的传输的基础媒介,同时也是将各功能子系统进行综合维护,统一管理的媒介及中心。智能住宅综合布线为小区网络及布线管理中心,楼宇自控系统(BAS)、保安监控及巡更系统(SAS)、门禁及消费一卡通系统,停车场自动管理系统、Internet、ISDN电话、IP电话、数字传真等通讯系统(CAS)提供一个性能优良的系统平台。通过智能综合布线系统与各种信息终端来互相“感知”并传递各个功能系统的信息,经过计算机处理后作出相应的对策,使住宅具有某种程度的“智能”。
美国国家标准委员会(ANSI)与TIA/EIA TR-41委员会TR-41.8.2工作组于1991年5月份订出首个ANSI/TIA/EIA 570的家居布线标准,并于1998年9月,TIA/EIA协会正式修定及更新家居布线的标准,产重新定为ANSI/TIA/EIA 570A-家居电讯布线标准(Residential Telecommunications Cabling Standard)
在这个发展要求中,工作组主要作出以下一些技术的更改:
标准不涉及商业大楼
基本规范将跟从TIA手册中所更新的内容及标准
标准不涉及家居布线的外线数量
订出家居布线的等级。
认可传输介质包括光缆、同轴电缆、三类及五类非屏蔽双绞电缆(UTP)
链路长度由插座到配线线不可超出90米,信道长度不可超出100米。
主干布线将包括在内
固定装置布线,如对讲机、火警感应器将包括在内
通讯插座或插头座只适合于T568标准接线方法及使用四对UTP电缆端接八位模块或插头。
1、标准目的
TIA/EIA 570A所草议的要求主要是给订出新一代的家居电讯布线给与现今及将来的电讯服务。标准主要提出有关布线的新等级,并建立一个布线介质的基本规范及标准,主要应用支持话音、数据、视频、多媒体、家居自动系统、环境管理、保安、音频、电视、探头、报警及对讲机服务等。标准主要规划新建筑、更新增加设备、单一住宅及建筑群体等。
2、标准范围
TIA/EIA 570-A标准适用于现今的综合大楼布线标准及有关的管道,空间的标准于建筑群内,并且可支持不同种类的电讯应用于不同的家居环境中。标准中主要包括室内家居布线及室内主干布线。
标准的规范主要跟随国际电气规范(National Electric Code),国际电气安全规范(National Electric Saftey Code).FCC第68项目中的规则及管理
3、家庭布线等级
等级系统的建立有助于选择适合每一个家居单元不同服务的布线基础结构。表一和表二列出了可选择的家居布线基础结构,主要满足家居自动化,安全性的布线要求。
等级一:
等级一提供可满足电讯服务最低要求的通用布线系统。该等级可提供电话、CATV和数据服务。等级一主要采用双绞线及使用星型拓扑方法连接,等级一布线的最低要求为一根四对非屏蔽双绞线(UTP),产品必须满足或超出ANSI/TIA/EIA-568A规定的三类电缆传输特性要求。以及一根75欧姆同轴电缆(Coaxial),并必须满足或超出SCTE IPS-SP-001的要求,建议安装五类非屏蔽双绞线方便升级至等级二。
等级二:
等级二提供可满足基础、高级和多媒体电讯服务的通用布线系统。该等级可支持当前和正在发展的电讯服务。等级二布线的最低要求为一或二根四对非屏蔽双绞线(UTP),产品必须满足或超出ANSI/TIA/EIA-568A规定的三类电缆传输特性要求。以及一或二根75欧姆同轴电缆(Coaxial),并必须满足或超出SCTE IPS-SP-001的要求。可选择光缆,并必须满足或超出ANSI/ICEA S-87-640的传输特性要求。
服务 | 等级一 | 等级二 |
电话 | 支持 | 支持 |
电视 | 支持 | 支持 |
数据 | 支持 | 支持 |
多媒体 | 不支持 | 不支持 |
表1: 各等级支持的 典型家居服务
布线 | 等级一 | 等级二 |
4对非屏蔽双绞线 | 三类(建议使用五类电缆) | 五类 |
75欧同轴电缆 | 支持 | 支持 |
光纤 | 不支持 | 支持 |
表2: 各等级认可的家居传输介质
4、分配管理装置(DD)
每一个家庭里是必须安装一个卫星配线架装置,卫星配线架装置是一个交叉连接的配线架,主要端接所有的电缆、跳线、插座及设备连线等。卫星配线架装置配线架主要提供用户增加、改动或更改服务。并提供连接端口给与外间服务供应商提供不同的系统应用。配线架必须安装于一个适合安装及维修的地方,并能提供一个保护装置将配线引进大厦。所有端接如需连接大厦,必须安装接地及引进大厦设备,并合乎有关的标准及规格。
配线架可包括一般的交叉连接设备, 并可连机电设备,如HUB等,两者都必需符合标准。
以下是配线架配置及单一典型家居的一般要求:
1)配线架必须安装于每一家庭内,并能提供一个舒适的安装及维护环境,尽量减少跳线的长度。配线架应安装于墙上,并加上一个木背板,以固定配线架位置。
2)配线架所需的面积及位置,主要由插座数量及服务等级决定,
3)电缆长度从分配管理装置到用户插座/插头不可超出90米,如两端加上跳线及连线后,长度不可超出100米,电缆种类可选用等级一或等级二之介质。
4)布线系统必须使用星形拓扑结构
5)一些固定装置,如对讲机、保安系统键盘、探头及烟感器是可以使用底座直接接线方式安装。即使用标准建议星型拓扑方法。但固定装置器可以使用回路(Loop)或链路(Daisy Chain)的方法连接。
6)足够数量的通讯插座是必需的,主要是预备将来的新增加点数。插座必须安装于所有房间。
7)所有新建筑从建筑到配线架的电缆必须埋藏于管道,不可使电缆外露,有关管道或喉管设计及标准,请参考ANSI/TIA/EIA-569-A.
8)插座必须安装于固定的位置,如使用非屏蔽双绞线,必须使用8芯T568接线方法。如某些网络及服务需要连接一些特别的电子部件。如分频器,放大器、匹配器等所有电子部件必须安装于插座外。
9)配线架可以使用跳线,设备线及交叉跳线提供一个互连方法或交叉跳线。以信道为标准,跳线、设备线及交叉跳线之长度不可超过10米。
智能住宅布线系统可支持家居话音、数据、视频、远程医疗、音频、以及监控控制等多种家庭服务应用功能。为住户提供轻松、有序、高效的生活方式。数年后,没有智能住宅布线系统的房子将会同没有网络的办公楼一样显得过时、落伍。
为家庭服务,能够集中管理的家庭服务各种功能应用。
支持视频、语音、数据及监控等信号传输
高带宽,高速率
灵活性及高可靠性
兼容性与开放性
易于管理
适应网络目前及将来的发展
整齐美观
提高住宅的竞争力
据美国市场统计及经验,具在智能综合布线的住宅小区因其先进性和经济性,能够提高知名度和购买力,售房率和出租率则比常规建筑约高出15%。智能小区意味着好的服务,能为住户创造一个高效、舒适、便利的家居环境.众多的高新技术更能吸引现代住户,例如智能小区的住户访问INTERNET的速度大大提高,而费用比传统的电话拔号上网却降低了。
社会的支持
智能住宅因营建优美的社区环境、推动信息化的建设的贡献而得到社会的支持。
投资小,见效快
据统计,智能系统投资回收期在3年左右,远远高于建筑的其他部分。智能住宅布线系统的成本仅仅占整个建筑投盗的微不足道的一部分(大约1%左右)。而人们却越来越看重他们投入很大资金购买的住宅是否能支持他们多种多样的家庭电子产品的应用,符合IT发展的智能化住宅。房地产开发商如果交付一套住宅时。已为住户安装好了智能布线系统,提供了对外的电子、通讯接口,防盗、安保等接口,这将对住户业主有极大的吸引力。
住宅小区初期安装费用的降低
智能住宅的结构化布线系统是一个性能优良的系统平台, 利用这个平台可以提供任何类型的住宅小区信息处理业务,实现各种功能的应用. 具有很强的灵活性和通用性,并且这又是以良好的性能价格比和非常迅速的方式来实现的. 根据XX公司的设计经验, 对所有系统共用一个配线网络来完成的小区, 其最突出和最主要的优点是初始安装费用大体可减少约15-30%.
住宅小区管理及运行费用的降低
智能住宅结构化布线系统可以为住宅管理人员提供一套工具, 使住户因位置变动、功能变更(增加, 移动或改变)而带来的大规模修建费用保持在最低. 住户的业务请求, 电话机、传真机、VCR、计算机、安保等设备的重新布局, 或要增加额外的功能等都易于完成, 不必重新设计网络或使用附加配线, 并保证以最低的成本对用户的需求作出最快的反应. 而在传统住宅, 这种类型的变化通常需要几个星期. 智能住宅布线系统可以使管理人员数量降低到原来的50%左右.能源损耗降低30%.
高速数据网络系统:
各家各户均有电脑网络接口,并连接到小区的中心网络设备建立小区内部网(Intranet)以实现100M快速以太网,ATM、FDDI等高速网络应用。 小区内部网不仅可以进行高效率物业管理。同时通过高速数据接入与外部世界相连。住户在家中可高速访问INTERNET、INTRANET及收发电子邮件、视像会议等。视频会议使人们不需要与会人员召集到一个特定地方,人们可以在家中通过计算机面对面完成一些重要决议,这可配合人们的弹性工作时间实现家庭办公,不仅节省人力物力,同时加快决策速度。小区内部网同时与外部各大信息网联接,如银行查账系统,火车票、飞机票订票查询预订系统, 天气预报系统,股票系统等。住户可足不出门而知天下事。另外还有一些高级的网络应用如远程医疗、儿童老人监护、远程教育,交互式电子游戏,网上购物。高速网络带来的高新技术将吸引新一代的现代人式的住户。
电话系统
除了传统电话,新型ISDN电话、网络调整传真、IP电话也日益增长。随着信息量的增加,每个住户安装一部电话,可能不能满足用户的要求。在客厅、各个房间、卫生间、厨房各设一个电话信息接口。所有电话可以独立连接一条外线,也可以将不同信息口并连起来,使用一个外线号码。电话在不同房间之间的切换非赏简单。电话转接系统可以减少人们为接电话而走到另外一个房间里,住户可以通过一条跳线即可灵活管理。使居家办公更为简洁方便。
有线电视系统
随着城市和地区的大范围联网的有线电视网络构成了电视综合信息和娱乐的广播网,已显示出比无线电视有更大的优势:容量大、频道多、传送图像质量高、覆盖面广、以及能实现多功能双向服务等。每个住户单元在客厅、各卧室都要有一个有线电视接口。如果加上合适的转换器,还可以各个房间共享一个VCD机。小区管理中心同时是有线电视的接入中心,或卫星电视接入中心。
可视对讲系统
可视门禁系统是由管理中心、室外主机、室内分机三个主要部分组成。可实现三方互相通话、楼宇对讲、图像监看、综合报警、管理中心综合管理。根据不同的要求,可外接门磁、红外线、烟感、瓦斯探头及连接到电脑中心。实现住宅小区或社区的集中管理。在每栋楼的楼梯口设带摄像头的访客对讲主机, 住户室内装设带监视功能的对讲分机,管理中心设可视对讲管理机。有客人来访时,房主通过可视对讲系统看到来访者是不是想要见的人。一般每户可视对讲系统包括声音、图像和控制馈线,6芯非屏蔽双绞线线可以满足传输要求。
室内防盗报警系统
防盗报警系统是智能住宅的重要组成部分之一,智能住宅保安系统是安全可靠,具有较高的自动化水平及完善的功能。每个住户单元防盗报警系统独立成体系,又可以与整栋建筑,甚至是小区的防盗报警监控网络连接起来。目前智能住宅采用的防盗报警系统多为:在罪犯容易入侵的窗户位置安装玻璃破碎报警器,在室内跟踪可疑者移动并发出报警,采用微波、红处双监控测器,防止窃贼开门逃走。另还要用到家庭手动报警控制按钮和紧急按钮等。建议在客厅、卧室和窗户等处预留接线, 连入每个住户的家庭卫星配线架。
三表抄表系统
水电煤气的自动抄表计费是物业管理的一个重要部分,实行电脑网络管理下的水电煤气的自动抄表计费对减少中间环节,可以解决入户抄表的低效率,干扰性和不安全因素,提高效益。设置于住户的自动水电煤气三表与数据采集器连接,数据采样器再与中心管理电脑连接,系统能定期、自动采集小区内各住户家中的水表、电表及煤气表读数并进行计费,并定期与水、电、煤气公司进行数据交换及银行自动结算。三表数据采集器通过2芯非屏蔽双绞线与抄表主机相接即可。
中国建设部住宅产业化办公室初步将我国的智能化住宅小区依据所实现的功能划分为初级、中级和高级三级。具体如下:
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功能 | 初级 | 中级 | 高级 |
通 | 小区通过光缆接入公共网 |
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支持 | 支持 |
信 | 数字程控交换机、语音服务 |
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支持 | 支持 |
功 | 共同电视天线 | 支持 | 支持 | 支持 |
能 | 卫星电视天线 | 支持 | 支持 | 支持 |
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VOD视频点播 |
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支持 |
安 | 闭路电视监视 |
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支持 | 支持 |
防 | 电子巡更系统 | 支持 | 支持 | 支持 |
功 | 对讲、远程控制开锁 | 支持 | 支持 | 支持 |
能 | 可视对讲、远程控制开锁 |
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支持 | 支持 |
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密码或指纹锁 |
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支持 | 支持 |
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家庭自动报警系统 |
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支持 |
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紧急按钮 |
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支持 | 支持 |
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防火、防煤气泄漏报警 | 支持 |
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支持 |
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防灾及应急联动系统 |
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支持 |
物 | 三表IC卡或户外人工抄表 | 支持 |
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业 | 三表远距离自动抄表 |
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支持 | 支持 |
管 | 三表集中监控 |
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支持 |
理 | 给排水、变配电集中监控 | 支持(单机) | 支持(网络) | 支持(网络) |
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电梯、供暧、车库车辆监控 |
|
支持 | 支持 |
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空调 、空气过滤监控 |
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支持 |
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公共区域照明自动控制 | 支持 | 支持 | 支持 |
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物业管理网络化、电脑化(收费、查询、报修) | 支持(单机) | 支持 | 支持 |
|
电子布告栏、信息查询、电子邮件 |
|
支持 | 支持 |
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网上多功能信息服务 |
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支持 | 支持 |
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网上高级信息服务(远程医疗、监护等) |
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支持 |
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家庭电器自动控制和远程电话控制 |
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支持 |
基 |
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电话、电脑 | 电话、电脑 | 同中级 |
础 |
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视频三线 | 视频及监控 |
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设 | PDS布线、监控及管理中心 | 满足基本 | 四线可扩展 |
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施 |
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要求 | 性好 |
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