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1、智能家居行业中的物联网应用李煦4 八、中国计量大学浙江杭州31002摘要：智能家居是在互联网的影响之下的物联化体现，它可以定义为一个过程 或者系统，主要以住宅为平台，是兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化， 集系统、结构、服务、管理于一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。 智能家居的的概念最早出现在美国，它利用先进的计算机技术、嵌入式技术、网 络通信技术、综合布线技术，将与家居生活有关的各种子系统有机的结合在一起。 智能家居是在信息技术和发展和人类居住环境的要求不断提高的基础上产生的， 它所传达的而理念是“为繁琐生活做减法”，让人们享受真正便捷的家居生活。关键词：智能家居物联便捷、
2、一. 传统智能家居与物联网智能家居传统智能家居主要是指家庭自动化阶段的智能家居，以控制功能为主，产品主 要是微电子产品。传统的智能家居局采用有限的方式，不仅需要专业人员来施 工、维护，而且施工周期长，费用也比较高，系统灵活性差，维护维修难，扩 展能力低，系统灵活性差，维护维修难，扩展能力低，很多项目建成后用户根 本无法更新升级，消费体验差，传统智能家居发展了 20多年，这其中取得了 一定的进步，但技术落后、但观点陈旧、缺乏创新一直是中国传统智能家居行 业的整体特征。传统智能家居厂商有四类：第一类是以传统的楼宇对讲商为主，这类厂商主要 提供一个智能化的综合控制平台，在此平台上整合了安防报警、家电
3、控制等众 多子系统；第二类是以家电厂商为主，这类厂商主要提供信息化网络化家电为 主；第三类是专注于灯光控制、窗帘控制等模块和接口的生产厂商，主要是配 合前两类厂商，提供各类智能开关和接口模块；第四类是家庭影院、背景音乐 的生产和集成商，主要是为高端客户提供家庭影院。物联网智能家居所传达的是“为繁琐生活做减法”的理念，基于物联网的智能 家居摆脱了传统智能家居的种种限制束缚，发展绿色全无线技术，包括感知、 通信等，这不仅要求极低功耗，而且要求无线覆盖，高可靠性连接、强安全通 信、大组网规模，并能实现自我修复。具体到家庭应用就是安装简单，使用方 便，维修不用操心，扩展随心所欲。简单的说，就是一个普通
4、的消费者看着简 单的说明书能够自己迅速组装完成一整套的智能家居系统，而不需要专业人员 的参与，这是物联网型智能家具的一个重要特点。二. 智能家居行业各领域中的物联网应用1- 智能家电：在传统智能家居系统中占据重要地位，它主要是通过遥控控制，电话手机控制、电脑远程控制、定时控制和场景等多种控制，对空调、热水 器、饮水机、电视以及电动窗帘等设备进行智能控制。用户可以根据自己的 需求自由地配置和添加家电控制节点。该功能的实现不仅给用户带来了便利， 也大大节约了能源。2- 智能灯光控制：光影变幻是营造现代家居环境的重要手段，智能灯光的出现 为家居个性生活添加了一抹神秘的色彩。它主要通过智能开关来替换传
5、统开 关，从而实现不家庭灯光进行感应控制，并可创造任意环境氛围和灯光开关 场景一家庭影院的放映灯光、浪漫晚宴灯光、朋友聚会的场景灯光、宁静周 末的餐后读报灯光等。当你外出或加班的时候，灯光会自动调整到相应的模 式。此外，智能灯光控制系统还会根据全天外界的光线以及全天不同的时间 段自动调整室内灯光。3- 智能影音：智能家居能够控制室内，DVDNCR卫星电视有线电视等影音设备，包括音量频道预设暂停快进等，实现随时随地的全方位控制，并根据具体的 生活场景，自由转换影音配合效果，让家居生活倍感愉悦。4- 智能安防：住宅安全一直是人们关注的重点智能安防是智能家居的首要组成 部分，也是住户对智能家居系统的
6、首要要求。智能安防主要是指智能家居通 过安防系统中的各种安防探测器（如烟感、移动、探测、玻璃破碎探测、门 磁等）和门禁、可视对讲、监控录像等组成立体防范系统。用户很清楚地观 察来访者，从而确认是否遥控开门。当遭遇危险或者检测到潜在危险时，报 警系统会自动将报警信息发送给小区物业，并以电话或短信形式将报警信息 发送给用户。5- 基于物联网的远程监控：随着物联网技术的不断发展与完善，传统智能家居 范畴被进一步扩展智能家居系统在电信宽带平台上，通过IE或者手机远程调 控家居内的摄像头从而实现远程监视。此外，住户还可通过iE或者手机控制 家庭电器，如远程控制电饭锅煮饭，提前烧好洗澡水，提前开启空调调整
7、室 内温度等等。三 支撑智能家居的物联网技术1.云技术云技术是网络、互联网的一种比喻说法。云计算是支撑物联网智能家居的重 要计算环境，它主要是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通 常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。在智能家居时 代，云计算技术将会变成重要技术支撑。对于智能家居来说其所有功能均建 立在互联网与移动互联网这个基础上，可以说智能家居就是物联网子系统， 通过各类传感器，采集相关的信息，并通过对这些信息的分析、反馈，实现 相关的功能。智能家居有庞大的硬件群，每一个硬件无时无处不在搜集数据， 这些庞大的数据不仅包括用户基本信息，还包括音频和视频信息，如远程视
8、频监控与远程对话等。这就需要有容量足够大的存储设备，而目前普通的存 储设备很难跟得上，数据存储所需要的增长速度，且存在信息存储数据丢失 的危险，一旦关键数据，丢失，很有可能造成极大的损失云应运而生，云计 算可以将庞大的，数据资源集中起来，实现自动管理用户可以随时随地申请 部分资源。建设一个“云家”，既可以更加精准快速地实现对家居设备的控 制，又可以在用户获得更好的云服务的同时，让管理维护成本更加低廉。此 夕卜，云计算已经成为推动智能家居应用更智能化的核心动力。将物联网和云 计算技术有机结合构建的智能家居，系统平台通过云计算整合一切可以整合 的计算资源、存储资源，来共同处理全球化智能家居业务的请
9、求。2 .人工智能人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的 能以与人类智能相似的方式做出反应的智能机器。如果用一句话来形容“人工智 能”，那就是人工智能是对人的意识思维的信息过程的模拟，它除涵盖上述两个 阶段：的所有技术功能外，还包括了让计算机：实现对知识的组织、整理、灵活 运用联想推理等，让机器真正能理解、会思，基于这三个阶段，人工智能技术在： 智能家居中的应用同样分为三个阶段第一个阶段是利用互联网技术实现家居：的 联网操作；第二个阶段是随着物联网：技术的发展实现家居物体的互联互通，做 到家居自动化；第三个阶段是真正的人工智能阶段，此时人与物之间实现完全的 人机
10、交互，机器能够理解人想做的事情，并执行人想做的事情，机器能够全面地 为我们服务。真正的智能家居发展到最后一定是一种无需借助任何终端设备就可 直接将人的感官感受传递给家居产品。3. 多媒体技术多媒体技术是一门多媒体技术的应用几乎覆盖了计算机应用的各个方面，涉及人 们的生活、娱乐、学习、医疗等。现代文明让人利用视觉、听觉、触觉获取信息 变得更加丰富和便捷，智能多媒体中心是智能家居娱乐不可或缺的一部分。对音 频、视频、图像的智能控制正是多媒体技术集中应用的表现，几乎所有的智能家 居设备（如智能电视、智能影音、智能视频等）都需要多媒体技术的集成综合管 理。如今，影音娱乐作为现代家庭的基本娱乐设备，已经
11、由原来的分散化集合为一体 化。电视因为它的网络和数字特性而不再仅仅是高清视频和音频播放器，它还可 以作为家庭多媒体中心的显示终端，除了高清电视观看、高保真音乐欣赏，还扩 展多项智能功能，如视频通话、电脑游戏、网络教育等。客厅正在成为多媒体的 中心舞台，智能家居发展的目标之一就是建设并完善家庭多媒体中心。4. 虚拟现实技术虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式， 也称灵境技术或人工环境。对该技术的研究始于20世纪60年代，但是直到90 年代初，虚拟现实技术才开始作为一门较完整的体系而受到人们极大的关注。可 以说，它是计算机图形学、多媒体、仿真学、人工智能、计算机网络
12、技术、传感 器技术等多项技术相结合的产物。随着技术的发展，特别是智能硬件、可穿戴设 备、智能家居行业的深入发展，虚拟现实技术的应用领域也在不断扩展。虚拟现 实在家居中的第一个应用是进行千姿百态的室内装饰，第二个应用是拓展家居空 间，这将最大限度地解放空间对人的束缚，接下来的应用将更加智慧化。事实上， 目前一些智能家居的家庭娱乐中已经出现了虚拟现实设备，如虚拟屏幕等。而随 着虚拟技术、人工智能的进一步演化，智能家居还将更加智慧化。5. 自动语音识别技术自动语音识别技术是信息技术中人机接口的关键技术，是一种让机器通过识别和 理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高级技术。20年来，语音识别 技
13、术取得显著进步，它开始从实验室走向市场，并催生了智能语音产业。所谓智 能语音产业，主要指通过语音合成技术和语音识别技术为用户提供各种服务的产 业。在全球物联网的浪潮下，智能语音产业已经成为IT领域中的一项新兴产业， 用户认知度和市场规模正在逐渐扩大。6. 大数据大数据是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的 海量、高增长率和多样化的信息资产。大数据技术的战略意义不在于掌握庞大的 数据信息，而在于对这些含有意义的数据进行专业化处理，即通过“加工”实现 数据的“增值”。智能家居要大数据也要很重要。物联网、云计算、移动互联网、车联网、手机、平板电脑、PC以及遍布地球各 个角落
14、的各种各样的传感器无一不是数据来源或者承载的方式。这是一个“数字 驱动经济”的时代，数据的大爆炸正在酝酿一个全新的数据宇宙，我们的生活已 经逐步走向一个被数据包围着的世界。智能家居同样如此，智能照明、智能安防、 智能影音、智能电视、智能冰箱、智能洗衣机等这些家居设备每个家庭都会有， 综合产生的数据不可估量。物联网智能家居是大数据应用的重要方向，这种应用 不仅仅停留在数据采集上，智能家居的“智”还建立在对数据的处理和分析基础 上，也就是说没有对数据的精准处理，智能家居设备至多停留在自动化阶段，难 以实现家居的真正“智慧化”。大数据运用离不开云计算的辅助，它们就像是一 个硬币的两个面，不可分割。四
15、、智能家居系统主要模块设计（以智能灯光控制系统为例）智能家居控制系统的总体目标是通过采用计算机、网络、自动控制和集成技术建 立一个由家庭到小区乃至整个城市的综合信息服务和管理系统。系统中照明及设 备控制可以通过智能总线开关来控制。本系统主要采用交互式通信控制方式，分 为主从机两大模块，当主机触发后，通过CPU将信号发送，进行编码后通过总 线传输到从模块，进行解码后通过CPU触发响应模块。因为主机模块与从机模 块完全相同，所以从机模块也可以进行相反操作控制主机模块实现交互式通信。 系统主框图如图2所示，系统主从模块的程序流程图如图3所示。其中主机相当 于网络的服务器，主要负责整个系统的协调工作。
16、图1.灯光及家居设备控制框图图2.系统模块程序流程图对于灯光控制，可以形成不同的灯光情景模式，以营造舒适优雅的环境气氛。为 了提高系统的可维护性及可靠性，设计时应使系统具有智能状态回馈功能、故障 自动报警功能、软启动功能。系统能自动检查负载状态，检查坏灯、少灯，保护 装置状态等；也可以根据季节、天气、时间、人员活动探测等作出智能处理，达 到节能目的。对于其他家电设备及窗帘控制，与照明控制类似，均可采用手动和自动控制两种 方式。五、物联网技术可为智能家居行业带来的有益效果目前所谓的智能空调、智能电视等智能电器在你离家后都不会“智能”关闭，所 谓的物联网空调甚至都做不到在你回家前提前自动开启。所以
17、从物联网智能家居 的标准来看，传统的家居智能产品并不能算是真正意义上的物联网家居产品。 家居生活迈向智能化是必然趋势，而基于物联技术的智能家居作为一个蓝海项目， 前景更是不可估量。算一笔数据，物联网智能家居涉及智能照明、智能开关、智 能电器、智能传感、智能安保、智能健康等各领域，这些设备在一个现代家庭中 平均数量达到50100个。现代家庭中人员构成一般为23人，也即23部手 机，从这个意义上看，单单一个物联网智能家居的市场规模就是移动互联网的 30倍左右。六、物联网技术下智能家居行业的明天智能家居是物联网在家庭生活中的基础应用，是智慧社区、智慧城市建设的组成 单位，它与人们的生活息息相关，有着
18、广阔的市场前景和极大的商机。目前智能 家居行业的发展还处于初级阶段，但产业发展正以人们无法想象的速度刷新人们 的认知，行业代理商的利润达到30%50%。随着技术与应用的进一步拓展，相 关产业的经营利润还会有巨大的提升空间，此时介入市场对于关联企业和创业者 无疑正当其时，越早占据市场的主动权，未来才会有越多的机会与丰收的可能。实现家庭内部所有物体的互联互通，智能家居系统与智慧社区、智慧城市甚至智 慧国家实现无缝连接、无缝控制联动，让家居智能化成为一种生活必需是未来家 庭生活的发展方向，而在这一过程中无疑蕴藏着巨大的市场宝藏，这个被称为拥 有千亿的市场将带动一大批厂商实现市场转型升级，为创业者提供无限的展示舞 台。七、参考文献：现代电子技术2016年4月互联网+智能家居陈根著智慧城市：物联网体系架构及应用张学记著
