把南非的老房子改造成智能家居

不重新布线也能让南非老房子变智能:在配电箱和用电点加装智能继电器,用自愈型 mesh 无线取代一个房间一个网关,按回本速度分批推进。
要让南非的老房子变聪明,你不需要凿开墙。可靠的做法,是在已经存在的位置上加装智能——配电箱、用电器和灯具——并用无线电波而不是新拉的线来传信号。给一栋实心砖墙、线管埋在灰泥里的房子重新布线,既慢又贵。尊重既有线路的改造方案更快、更便宜,也更容易还原。
从你已经有的线路入手
这里的老房子当年很少考虑过自动化,有两点让人头疼。墙里的开关支路往往只有火线和开关控制线,没有零线,所以需要零线的智能开关不重新拉线就用不了。而线缆通常穿在埋进砖墙的钢管或 PVC 管里,加一根线就意味着开槽。买任何东西之前,先把现状摸清楚:
- 配电箱里哪个断路器管哪条回路。
- 你的灯开关点位有没有零线,还是只有火线和开关控制线。
- 隔离开关都在哪儿:热水器、炉灶、泳池泵、电动大门。
- 哪些负载真正值得自动化,哪些只是图个新鲜。
这张图决定了整个改造方案。它告诉你哪些点位不用拉线就够得着,哪些点位干脆别碰。
把开关做在配电箱或用电器上
最干净的免布线做法,是在线路本来就够得着的地方控制负载,而不是在墙面开关上动手。在配电箱里,导轨式智能继电器可以整条回路地控制,比如室外灯、热水器或泳池泵,一块墙面面板都不用碰。更靠近负载的一侧,嵌入式继电器模块可以塞进插座后面、装进吸顶灯底盒,或者装在热水器的隔离开关处。它们控制用电器,同时把原来的开关留在原位当手动旁路。
有两条规则能保证安全。配电箱内部或热水器回路上的活儿,是注册电工的工作,而且做完应该给你留下一份有效的电气合规证书。另外,每一个自动化点位都应该保留手动通路,这样智能层关掉之后房子照样能用。
选 mesh 无线,而不是每个房间放一个网关
厚墙是家庭无线信号的天敌。一个 WiFi 网关往往覆盖不到最里头的卧室或院子里的大门,而常见的补救办法——每个房间放一个网关或中继——既浪费又脆弱。Mesh 无线协议处理这件事更在行。每个接市电的设备都成为一个中继,网络因此能自我修复,并随着节点增加而延伸。你只需要运行一个协调器,而不是一个房间一个网关;而且 mesh 不占用你本已拥挤的 WiFi 频段,视频流和自动化不必抢空口时间。对于面积大或者两层的房子,mesh 常常就是“系统撑得住”和“系统老掉线”之间的分水岭。
从第一天就为拉闸限电做设计
南非的任何智能家居都必须假设电会停,而停电时有两件事最要紧。第一,设备要能干净地恢复。回路来电后,继电器应该回到一个已知的安全状态,而不是停在断电瞬间正在执行的动作上;节点也应该自己重新加入 mesh 网络。第二,优先选本地控制,而不是只能走云端的控制。如果一盏灯只有在另一个国家的服务器可达时才响应,链路一断你就只能摸黑。把决策放在本地控制器上的系统,在停电期间照样能工作——至少在有电池备份的节点上是这样——等网络恢复后再同步。
分阶段推进,按回本速度排序
你不必一次把整栋房子自动化,也不该这么做。从最费钱、最让人天天心烦的地方开始,先在一两条回路上验证做法,再往外扩。对多数房子来说,合理的顺序是:
- 热水器控制。热水器通常是全屋耗电最大的单一设备,所以定时加热、结合限电时段安排加热,回本最快。
- 关键回路的照明。室外灯和安防灯按定时和人体感应控制,在配电箱侧改造成本很低。
- 大功率电器。泳池泵、水井泵或地暖,挪到用电低谷时段运行。
- 监测与状态。分回路的用电监测,再加上大门和车库的状态。
- 舒适类自动化。等底子打稳之后再叠加的锦上添花项。
每个阶段都应该能独立成立,并让房子保持完全可用,这样你在任何一个节点暂停项目,都不至于住在一个半成品实验里。
sheen在其中的位置
如果你不想自己攒这套东西,我们的家庭物联网业务正是围绕这种“改造优先”的思路做的:继电器装在配电箱和用电器上,中间用 mesh 无线连接,本地控制保证停电也撑得住。它跑在sheenIoT平台上,把设备逻辑和定时计划放在家里的控制器上,而不是依赖一台远方的服务器。
如果你更愿意一个个零件学过去、循序渐进地搭,商店里有各个独立模块;而同样的逻辑,你完全可以早在接触市电之前,就先在sheenbot∞ 开发板上安全地做出原型。
常见问题
加装智能控制需要重新布线吗?
通常不需要。嵌入式继电器模块和装在配电箱里的继电器,让你用现有线路就能自动化回路和用电器,墙不用动。
拉闸限电期间还能用吗?
只要你按这个前提去设计,就能用。选择在本地而不是在云端做决策的设备,并给你在停电期间最需要的那些节点和控制器配上电池备份。
我自己最多能做到哪一步?
规划、梳理回路和低压传感器这些活儿,自己做完全没问题。配电箱内部或热水器回路上的任何操作,都应该由注册电工完成,并出具电气合规证书。
结论
南非的老房子不需要新拉电线也能变成智能家居。在线路本来就够得着的地方加装开关控制,让自愈型 mesh 网络承担信号传输,坚持本地控制,这样拉闸限电就锁不住你;然后一次推进一条能回本的回路。按这个顺序来,改造才能保持在可负担、可还原、又真正有用的范围内。



