数码屋方案-final.doc_咨信网zixin.com.cn

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数码屋设计综述序言数字家庭的发展有三个思路，其一是追求科技创新性，其次是要求整个数字家庭功能的可扩展性，再者是对系统可通讯管理性的需求。这三个思路，是数字家庭发展进步的三个方向，也是我们这次设计数码屋的三个指导思想。我们的设计方案以服务器（后台处理终端）为处理核心，大量使用可视化控制终端与用户进行交互，引入模块化的思想，并尽可能引入高科技的尖端产品，广泛利用互联网、数字电视网和电话通讯网的便捷信息通道，建立起一套集新颖性的，集可扩展性、强交互性和通讯管理能力为一体的数字家庭体系。一总体构思——数字家庭模块化数码屋的该项设计的基本思想是希望通过引入家庭可视化终端系统，将家庭环境中涉及到如家用电器等的器件设备联系起来，实现家居控制、信息获取、商务活动、娱乐休闲等的一体化操作。在上述基本架构的基础上，我们希望通过引入较为先进的技术成果，并利用构建的系统平台加入一些创意，来传达我们对于未来数字家居和数字家庭的理解，来为数码屋的参观者提供一种科技融入生活的全新体验。除此之外，我们在设计过程中较为注意系统扩展性，还有系统内外部通讯管理性的需求，故而引入了以服务器为中心、系统模块化的思路，希望今后能够利用该系统进行进一步的实验和研究，开发或启发出更多我们现在没有想到或实现不了的数字家居及数字家庭新构思。 1.1 数码屋方案的系统架构： 1) 数码屋拥有一个后台处理终端（服务器），整个系统所有功能的实现几乎都是围绕这个后台处理终端来实现的。其它的系统构成组件都通过某种方式同该后台处理中断通讯，接收终端发出的控制指令或发送终端请求的信息信号。终端要同互联网连接，便于向请求外部信息的元件提供上网渠道。 2) 数码屋拥有无处不在的可视化控制终端，用于与用户进行交互，采集用户的控制指令（如用户希望开灯或开空调等的指令），并提供用户需要的信息（如用户希望得知最新的机票价格或今日的天气状况）。这些控制终端可以是数字电视，可以是投影仪，可以是便携式的可视控制器，可以是嵌入墙壁的控制面板，甚至可以是用户手中的PDA，可以是作为数码屋“管家”的智能机器人。这些控制终端不直接与家庭器件通讯，而是将信号发至后台处理终端，再有由后台处理中断处理后发给需要通知的器件。 3) 数码屋另外的一个重要组成部分是除上述控制终端和后台处理终端以外的其它硬件部分。它们包括了与用户息息相关的各种器件。如灯具，厨具，电话等等，也有一些是用户不直接接触的，但是功能十分重要的器械，如防火警报器，摄像头，各种传感器等等。还有一些独立于整个系统，但是代表了未来科技化生活的发展方向，我们也将这些器件加入到了数码屋之中，如无线充电器等等。 4) 系统内部各个元素之间的通讯方式。我们希望能够通过一个无线路由器搭建的WLAN网路（或使用其它无线技术手段如红外、射频等）来实现各种信号的传输，除非十分必要尽量减少有线信号的使用。 5) 除硬件之外，后台处理终端需要处理来自各个器件的信号。并且不同于其它解决方案，该系统的硬件之间的联系互动非常频繁，故系统中器件与其功能不是一一对应，而是一多对应的关系，所以很多信号是会被重复使用的。故我们希望能够设计一套后台处理软件，专门用来完成各种信息的整理和信号的处理，同时为今后的扩展创造可能性。整个系统的一个概念图如下：电脑控制终端后台处理软件灯光空调通讯工具传感器窗帘 … … 数字电视投影仪移动控制终端入墙式控制终端智能机器人图1 系统概念图 1.2 系统模块化构想正如上面提到的，数码屋中各个功能之间不是相互独立，而是相互依赖，共同协作衍生出很多新的功能。换一句话说，数码屋系统的很多高级功能是由各个元件集合发挥的基本功能“拼凑”而成的。故我们认为引入“模块化”的概念，即将系统中的器件根据功能需求模块化显得十分必要。将系统模块化后，不同的模块只执行它的基本功能，而其它的功能都是将不同模块的功能联系起来，通过在软件层面上扩展而成的。由此可见，模块化的优点是不言而喻的：首先，模块化后的系统层次更加分明，分工更加明确，便于用户理解、管理和操作；其次，系统的可扩展性明显提升，不同模块的基本功能之间没有交叉，高级扩展功能都是将模块联系后的结果，需要升级系统（添加组件，增加功能）时，只需要在软件上稍加改动就可以做到。另外，这种思想对于设计用户友好的界面来讲也更加方便。对于模块相互关联构成的较为基本的功能，厂商或开发者应当事先设计好，并开发好软件直接编入后台处理程序中，不与用户直接接触。而除了基本的功能之外，我们还为用户设计了自主的高级控制设置，用于满足用户自主偏好的控制实现。下面对这种模块化的构想具体做一下阐释： 1) 厂商或实验室开发者将系统元素分好类别，形成模块之后，在后台处理软件上也应当建立对应该模块的软件功能模块。在软件层面上要为每一个模块留好接口：数据接口和控制接口，并按照需要为模块建立数据存储区，还要设计好相应的控制指令。不同的模块之间可以相互访问数据区，并且可以通过调用控制指令来控制其它模块完成一些操作。 2) 以系统中的重要模块：可视控制模块、信息采集模块为例来阐述模块化操作如下：可视控制模块：该模块是整个数码屋系统同用户进行交互的重要通道，用户可以通过该模块来了解模块协作的工作情况，也可以依照自己的喜好进行设置。 a) 可视控制模块主要完成信息反馈和控制的功能，所以一方面对应该模块相应的软件功能块可以任意访问其它模块的数据区，另一方面该软件模块还应该负责将用户的控制信号转化为相应模块的具体控制指令，对数码屋中的各模块个元件完成控制。 b) 正如上面提到的，除了不与用户直接接触的基本的模块联系之外，我们还设计了高级控制设置来满足用户的需求——在可视化终端上为用户提供可视化的，多模块协作完成某种功能的具体设置。具体实现方式描述如下：各个模块都在显示及控制模块中以某种图标表示，当希望将两模块相关联时，用户在可视化终端上用线将两模块的图标连接起来，以这种直观的方式来表示其功能的联系，我们称之为模块功能级联。以火警警报为例：用户依照意愿将信息采集模块中的温度传感器模块同可视控制终端模块、通讯模块联系起来，一旦出现警报，显示模块会显示火警警报，通讯模块会自动发送短信，电话通知主人，通知119，并在互联网上发布相关信息等。开发者应当全面地考虑用户经常使用的模块功能桥连案例，并考虑案例的具体实现方法（如硬件配合，内部信号传递等等），将模块功能联合的策略加入到电脑控制终端的后台处理软件中，用户需要做的只是将图标连线。另外，对于一些重要的模块桥接（如警情桥接），需要默认做好。用户尝试打开这种桥接应当予以警告。下图中举例模拟了用户经常涉及到的模块桥接案例，包括了环境调节、火警模式、光线控制、利用控制终端上网等。灯光模块麦克风环境调节模块空调湿度调节器 “新风”系统化信息采集模块摄像头扬声器温度传感器有害气体传感器光敏传感器窗帘模块湿度传感器通讯模块电话手机模块互联网可视化控制终端数字电视手持式可视模块壁挂式控制模块手机、PDA等光线控制火警模式环境调节利用控制终端上网图2 模块化结构具体示例图信息采集模块：该模块收集数码屋中的各类信息，供其它模块进行调整或控制时使用。 a) 信息采集模块由温度传感器、湿度传感器、有害气体传感器、摄像头、麦克风、光敏传感器、RFID传感器、地板压力传感器（用于测定位置信息）等的元件组成。 b) 软件中对于每个信息采集元件收集的信息经过一定处理，都汇入到一个数据库中，并且为每个可控元件（如摄像头）预留控制通道。 c) 其它模块，如空调，灯光等，可以随时利用它们对应的软件功能块来调用数据库中的信息，然后做相应处理后，对自己的功能做出调整。基于上面描述的模式，我们的一些基本功能都有了实现的环境和手段。随后开发者们能够利用这个环境，或利用现有模块整合出不同的功能，或添加新的模块开发新的应用，都是较为简单方便的。二数字家庭组件 2.1基本组件产品用途描述产品及价格备注 PDA 实现功能模块和模拟地图的视图化，以及屏幕的可触操作，并兼容按键操作。实现控制的可移动性，控制菜单既显示在PDA屏幕上，又可显示在电视屏幕上。兼具wifi功能声控、按键控制均是可选模式新风系统调节室内空气清新程度 Honeywell产品洁净水系统为家居提供干净清洁的水资源 Honeywell产品 2.2可选组件产品用途描述产品及价格备注无线充电器实现对手机、MP3等数码产品的无线充电可以放置在客厅内，展示时将手机放在充电托盘上，能够看到充电效果。 Wildcharge：$80-100 Slashpower：未知目前只支持几款手机（iphone、moto、blueberry等），建议demo展示电子试衣镜测量试衣者的身高等信息，然后将要试穿的衣服在镜面合适位置上成像，供试衣者观看效果，放置在卧室，事先导入几款服饰样式，参观者可以切身体验。暂未查到广州市科学中心有类似展品电子衣柜通过RFID记录衣柜中衣服的信息，能够上网获取当天天气信息，根据天气信息和时尚推荐用户选择衣服。并设置可视化界面，提供最新的时尚信息以及服饰款式信息，提供网上订购。（电控调光）投影玻璃（1）电控调光玻璃通电透明，断电磨砂。可以用作家庭窗户玻璃以调节光线，或屋间玻璃用于展示房间空间变化的视觉效果；也可以用作投影屏幕（2）透明投影屏幕可在透明的玻璃介质上成像，用于客厅的电视屏幕。展示时可营造一种高科技的氛围电控调光玻璃：4000-6000元/平方米透明投影屏幕：价格浮动较大电子白板将手写内容转存至电脑，生成各种格式，便于整理打印。展示时突出其商务作用以及其带来的日常生活便利。对于商务方面，可以方便的记录灵感，生活方面可以用来留言。因为设备能与电脑相连，故白板上记录的内容能够通过电脑发送至电视屏幕上显示（留言便于查看），或发送至互联网、手机等介质上。为不方便打字的人提供了方便，同时也是沟通变得更加方便。松下：5000-8000元等电子白板可以将手写内容转化为各种格式传送给电脑（USB接口），实际使用时需要预留数据线路通道。如果要实现内容上传互联网或发送至手机等功能，还需要在电脑上开发相应的程序。机器人 1. 清洁机器人：已经有成熟的产品，能够自动检测打扫区域，并能够自动充电。展示时可以让机器人在客厅或卧室内打扫卫生，并模拟自动充电的场景。 2. 智能机器人：还没有成熟的产品，或价格比较高。能完成一系列操作如语音命令识别，简单交谈，清扫等内容。可以与数码屋的主机进行通信，作为协助主人的管家。展示时比较有震撼的效果。清洁机器人：3000元左右智能机器人：58000人民币（国产）、10000美元（日产）虚拟投影互动系统拥有触摸屏功能，但打破了触摸屏的尺寸局限；互动方式新颖，精确度高。可以在展示时以电子书、浮动窗口等形式，用于数码屋基本情况与所用设备的介绍 30000-100000元含投影仪和主机健康手表手表可以监测心跳频率等，并及时反馈给患者，还可通过网络将数据传输给医生，以确保身体健康 Wii式遥控器通过垂直方向平面内遥控器的移动，来使得屏幕上光标进行相应的二维移动，实现对方向移动和点击功能上的控制 Wii式鼠标，蓝牙适配器数码相框可以动态显示图片或者播放影像，给房屋注入动感元素，增加房屋美感和层次感。 10吋 500元 12吋 800元 17吋 1100元深圳市亿莱顿科技有限公司仿真电壁炉可以给人庄重的感觉，增加房屋的美观程度。 1500-2000元电子屏风只要用手指点击不同的图标，电子屏风就能展现出相应的画作。平时，电子屏风可作为屏风使用，带有装饰效果，而且可通过软件输入，让屏风不时地更换画面。屏风也可以变成电视屏幕，作为控制终端使用。韩国产会上展出过，未查到出售信息。同样也是全国首家E生活跨界产品展示中心在电子艺术创意产业基地开幕展品之一。智能会议桌桌子的桌面就是一个显示屏，可作为控制终端。使用时，用户可以用特制的笔在桌上挥洒，也可在桌上点击，对图上的任何一个局部放大，内容变得更加直观。同时还应该支持上网，可以传送不同格式的文件。全国首家E生活跨界产品展示中心在电子艺术创意产业基地开幕展品之一。投影键盘利用红外跟踪技术，方便，容易携带健身单车系统以室内单车和屏幕显示相结合，在现有的虚拟环境基础上，可以根据路况（平地，爬坡，下坡），改变单车阻力，增加趣味性、数码RFID冰箱使用RFID技术，根据食物的RFID标签，记录冰箱内的剩余食物和保质期情况，并根据主人喜好，给出推荐食谱，并可以连接网关，实现网络订餐功能。语音识别系统可以识别比较简单的语义，实现对房屋的基本控制。无处不在的麦克风和扩音器在各个房间内都遍布麦克风和扩音器，可以实现各个房间都接听电话，播放音乐，房屋内沟通等，同时，可以和语音识别系统相互配合，更好的对房屋进行控制。电子互动吧台采用互动投影技术，吧台既做为控制终端也做为现实终端，增加在吧台休息时的情调和舒适程度。属于虚拟投影互动技术的一个分支。 2.3 扩展功能功能名称涉及组件功能描述备注智能区域灯控可视可触的控制器，控制终端，人体位置感应器，灯普通功能：实现家居环境中灯光的可视化控制，即在模拟地图中点选某个区域，该区域的灯光全部亮起来或者全部灭掉。娱乐功能：在模拟地图中点选某区域，则该区域的灯光进行如下步骤1.全亮 2.1根据按压时间变化色温 2.2根据按压时间变化光强跟踪功能：在选取跟随模式/睡眠模式后，人走到某个位置时，某个位置周围的灯就亮，人离开后过10秒再灭。可适应于各年龄段人群；通过在控制器编程实现。空气质量控制平台空调，新风系统，加湿器，温度感应器，湿度感应器通过调节窗户、空调等换气加湿设备，实现温度、湿度、空气换率等的控制，为室内提供适宜的空气环境。朝向自动调整遥控器，被控单元（电风扇，空调，电视机等）当控制对朝向有要求的被控单元时，可以根据红外控制信号的发射方向，主动调整被控单元的朝向，以求达到效率的最大化和效果的最佳化。用户房间内定位系统 RFID侦测组建，地面压力传感器，后台处理终端用户身上携带RFID标签，记录用户个人信息。在个房间门口等重要地域设置RFID识别传感器，当用户进入房间或出房间时，识别用户，记录用户大致方位（位于那个房间），然后结合地面压力传感器传回的压力坐标及压力移动方向等信息综合获取用户方位，汇入到动态数据库中。可用于召唤智能机器人，或全方位电话使用时的房间定位。三情景模式设置情景涉及组件功能实现备注睡眠模式灯光，窗帘，安保系统，空调，新风系统睡觉时，灯光自动熄灭，娱乐家电自动关闭，窗帘自动拉上，安保系统自动启动。空气质量控制平台启动睡眠模式。当晚上主人起来时，感应器感应到主人起床后，主人途经区域的灯光自动点亮，当主人经过一段时间后自动熄灭。晚上当房间内有人走动时，安保系统需要区分是有人闯入还是主人起床起床模式灯，窗帘，音乐播放器，新风系统，空调，安防系统在设定的时间，闹铃响之后，厚窗帘拉开，薄窗帘拉闭，轻音乐响起，室内灯光缓缓亮起，调整至合适亮度，新风系统和空调自动进入正常模式，安保系统撤防。如果主人在规定时间内没有及时关闭起床模式，将会持续加强闹铃等级。离家模式窗帘，安保系统关闭不必要的家用电器，安保系统开启。当有访客时，提示客人主人离家，请求留言，通过摄像头拍照一并发送到互联网上，并通过手机短信的形式通知主人。家中数据库内存有访客来访资料。当检测到入侵时，全部摄像头开启，摄取资料自动上传到互联网，并通过各种通讯方式通知主人和小区安保部门，有必要时通知警方。当出现失火等紧急情况时，做应急反应，并通过各种通讯渠道同知主人，第一时间通知相关部门。回家模式灯，安防系统，新风系统通过识别系统识别出主人身份后安防系统撤防，客厅开灯，室内换气，家电开始供电，提醒主人查看各种通知信息家庭影院家庭影院系统、窗帘、灯管模式启动后，窗帘慢慢关闭，灯光渐暗直至完全关闭（或留一两盏照明灯），影院系统开始工作。一旦主人选择暂停，灯光渐渐开启。如果在电影播放途中有访客，将会自动暂停影院模式。家庭影院模式关闭后，恢复至前一模式。在家模式远程控制模块可以远程控制家中电器（如电饭煲，微波炉等）在合适时间开启。当主人进入家门后，将手机放置指定位置，所有手机呼叫转接通至家中，可以方便接听电话和收发短信。访客模式摄像头，RFID，扬声器，麦克风，可视控制终端，灯，音响，地面虚拟投影互动系统有人按动门铃时，屋内控制终端会发送提示信息。用户选择查看后，可以通过摄像头看到访客，并可以通过麦克风与之交谈，此时如果用户选择免提，RFID用户定位系统会自动打开里用户最近的扬声器和麦克风，供用户使用。用户可以远程控制开门。也可以选择忽略。当有重要访客进入时，以门口的虚拟投影互动系统触发，显示欢迎画面，屋内灯光，音响等相互配合，营造效果。健身模式健身单车系统，灯，音响在使用健身单车健身的同时，灯光，音响相互配合，灯光闪烁，音响播放动感音乐，打造更好的锻炼气氛。吧台模式电子互动吧台，灯光，音响当坐在电子互动吧台周围时，启动吧台模式，会播放放松的轻音乐，灯关也会进行柔和的变换，营造放松的氛围。狂欢模式电子互动吧台，灯光，音响电子吧台的互动投影系统播放炫目内容，重金属音乐加上闪亮的灯光变化，一切狂欢尽在其中。四对于虚拟社区的构想前面提到的利用RFID技术识别冰箱内食品，并对其保质期情况进行检测的功能实现，需要依托于一个我们称之为——社会公共服务信息平台的机构。厂商生产产品时，为每个商品订制标签作为其唯一标志，然后将其对应的信息如营养成分、保质期等信息汇入到社会公共服务信息平台的数据库中，当冰箱识别处产品的标号后，会自动到产品信息数据库中查询下载该产品的相关信息，然后根据信息完成对用户的提醒。这种公共信息综合处理的机制可以在很大程度上减少重复信息的传达，节省资源，同时也为用户提供了方便的获取信息的通道，便于信息的公开化和共享化以及质量的监控。该思想可以移用于很多相关的商品领域。对于数字家庭中信息上传网站和下载RSS订阅的功能，也可以通过该思想的延伸——小区信息共同处理和门户网站的思想来解决。五房屋设计图数码屋外部在数码屋外部，通过电控调光玻璃，可以对屋内的摆设和布置一览无余。门口的门铃系统可以直接和主人视频通话，就算主人不在家，也可以通过网络传输，将您的音频和视频即使送达到主人手机中。门口吧台当一天辛勤的工作之后，回到了温馨的家中，身体和精神一定都相当疲劳，这时，在房屋门口的互动吧台可以帮助您吸取一身的疲劳。坐在吧台边，进入吧台模式，悠扬的音乐，柔和的灯光变化，啜一口小酒，哼一首小曲，都是全身心的放松，都是无比的享受。同时，您还可以把您的手机顺手放到吧台边的无线充电装置上。这时，您手机上的电话和短信都将自动转接到房屋的通讯系统中，你可以更加方便的获取手机信息，再也不必担心找不到手机在哪里。客厅客厅是数码屋的娱乐控制中心。无论自己还是和朋友在一起，一个环境优雅、能带来视觉听觉的震撼感的家庭影院都是必不可少的。围绕数字电视屏幕展开的影音系统能为主人模拟具有震撼效果的影院效果。控制屏上一个简单的轻击动作后，一个原本明亮的客厅就会自动变为光线暗淡的电影剧场，带给您身临其境的非凡感觉。客厅中的数字电视还有特制的便携式可视控制终端为主人提供一个完备的可视化控制终端界面。通过这个界面，主人一方面可以随时了解这个房间所处的状态，如温度、湿度、情景模式等等，另一方面可以对数码屋中大多数的单元进行控制和设置，还可以。该终端最特别的地方在于，由于我们实行模块化的管理，我们直观的在终端上设置了很多小图标来代表各个模块，如手机图标代表无线通讯模块，地球图标代表因特网等等。主人可以根据自己的实际需要，通过连线的方式将这些图标连接来完成一些功能。如果主人希望浴室水温合适之后开始放轻音乐，就可以将温度传感器同音乐播放器联系起来，这样主人就可以在泡澡的同时欣赏美好的音乐了。健身房如果您想在家中就可以活动筋骨，如果您想足不出户就享受运动的快乐，家中的互动健身房就可以满足您的所有要求。超大的屏幕模拟运动的环境，灯光音响的配合给您运动的氛围。在这里，您可以打网球，骑自行车，还可以玩到很多有趣大的小游戏，但是不管什么形式不管什么项目，您都可以快乐的享受。厨房家中厨房的设计，我们更加人性化。遍布的麦克风和扩音器，您可以方便的保持通讯。较大的电视机，您在煮饭时也不会错过你想看的直播节目。同时，通过电视机，您还可以边学边做，在家中，就可以接收到名厨的一对一指导，做名师的高徒。厨房中的冰箱是我们数码屋的一个亮点，有了它，您不必担心有关食品的问题，通过高科技的RFID标签，它可以记录并显示冰箱中剩余的食品以及保质的日期，还可以根据冰箱中的食物和主人的喜好给出推荐的菜谱，供您选择。卧室当您结束了一天的忙碌，睡眠模式会给您一片安静、安心、安全的睡眠空间。智能闭合的窗帘，悄无声息的全方位安防，24小时守卫的烟雾传感器和温度传感器等，替您打理好一切室内安防设施的布置与家用电器的管理。经过了一晚良好的休眠，清晨起来，迎接您的将不再是个慌乱无序的短暂的早晨。光线的自动调节，配合天气情况以及个人信息的推荐衣服搭配的电子衣柜，给您的晨起生活带来最便捷的感受。书房随着社会的发展和科技的进步，人们越来越追求高效、便捷、舒适的商务和办公环境，很多企业甚至已经提出了足不出户办公的概念，数码屋的书房就为这种理想环境的实现创造了可能。书房中的布置非常简约，没有堆积成山的文件，没有凌乱不堪的杂物，甚至没有一台台式PC机，因为上述的一切，都可以通过一台电子书桌轻松实现。当你希望使用电脑处理文件或上网查阅资料时，电子书桌的桌面会变成一台电脑的屏幕，同时，先进的投影键盘技术在桌面上投影出一个虚拟键盘供您方便地录入文字。当您想要记录突发灵感，或需要进行推演计算时，您可以用特制的笔在电子书桌上尽情挥洒。您甚至还可以将笔记存储至服务器，当然也可以将他们打印、传真、e-mail等等，总而言之，如果您愿意，您的一切工作都可以在书房中完成。整个房屋布局在整个房间中，新风系统和水循环系统将每时每刻都保证您有健康的空气环境和水环境，让您感觉到房屋的鼻子在呼吸，房屋的血液在流动。电子相框，电子水族箱，电子壁炉，电子屏风，这些数码显示终端的使用，将使您的房间的显示更加多样化，更加富有层次感。房间内遍布的麦克风和扩音器，配合三网融合的端口，真正实现了全房间和外部世界的无缝连接，再配合以语音识别系统，您可以更加方便的对您的房屋进行操控。智能机器人管家是这个数码屋设计的画龙点睛之笔。在我们的构想中，智能机器人是主人与数码屋通讯的桥梁，是一个会移动的智能终端。当主人召唤时，它能够随时定位主人的位置，并通过人像识别辨明主人的身份。主人可以通过语音命令指挥机器人满足各种需求。它可以提供主任需要的信息——在网上为主人寻找当天的天气交通信息或最新的菜谱；它可以替主人完成对家电的控制——开灯关灯，空调调节等；它可以在主人回家前提前设置好舒适的环境，它还可以帮您打造卫生，监控房间，订购商品，寻找物件，甚至可以陪您娱乐开心。

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