物聯網引領智能家居新生活

文｜廣州朗捷機電科技有限公司 劉麗娜

物聯網引領智能家居新生活

文｜廣州朗捷機電科技有限公司 劉麗娜

近幾年，物聯網受到了人們的廣泛關注。本文介紹了物聯網技術的概念，展望了物聯網技術應用于智能家居行業的美好前景，分析了物聯網技術應用中存在的問題。將物聯網技術、智能家居系統等智能化科技完美融入現代住宅已經成為未來住宅發展的方向之一。

物聯網 智能家居 RFID射頻識別

近幾年物聯網已悄然闖入我們的視野，圍繞物聯網的話題紛至沓來，物聯網被稱為世界信息產業的第三次浪潮。物聯網不是科技狂想，而是一場科技革命。隨著物聯網技術的成熟以及手持設備的普及，物聯網大潮將把智能家居系統推到一個史無前例的市場高度。智能家居行業迎來了新的變革，為我們的生活演繹物聯網帶來了精彩的“家世界”。

物聯網智能家居，最早在富豪的家中應用。也許正因為物聯網生活是由富豪開始的，人們對這種高科技的便利生活有著距離感。而如今，隨著物聯網技術的逐漸成熟，智能家居經過多年的研發與驗證，已經開始走進普通人家。借助2010年上海世博會的廣泛傳播，物聯網的生活方式以強勁勢頭展現在國人面前。它實現的不僅僅是物聯網生活，更是一種生活形態的顛覆，一種生活方式的進步。

1 物聯網與智能家居

物聯網的概念最早由麻省理工大學Auto-ID實驗室于1999年首次提出，當時的EPC（Elec-tronic Product Code）系統，即為“物聯網”概念的雛形。2003年，美國《技術評論》提出傳感網絡技術將是未來改變人們生活的十大技術之首。2005年，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯盟（ITU）發布了《ITU互聯網報告2005：物聯網》，正式提出了物聯網的概念。物聯網是指將各種信息傳感設備，如：射頻識別（RFID）裝置、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等種種裝置與互聯網結合起來而形成的一個巨大網絡。其目的是讓所有的物品都與網絡連接在一起，方便智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。物聯網主要解決物品到物品之間的互聯。物聯網是新一代信息技術的重要組成部分。在網絡無處不在的今天，物聯網是在計算機互聯網的基礎上，通過裝置在各類物體上的電子標簽（RFID）、傳感器、二維碼等經過接口與無線網絡相連，從而給物體賦予智能，通過計算機互聯網實現物體的自動識別和信息的互聯與共享，實現人與物體、物體與物體的溝通和對話。

智能家居（Smart Home），或稱智能住宅，是以住宅為平臺，兼備建筑、網絡通信、信息家電、設備自動化，集系統、結構、服務、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環保的居住環境。智能家居還可以定義為一個過程或者一個系統，利用先進的計算機技術、網絡通信技術、綜合布線技術，將與家居生活有關的各種子系統有機地結合在一起，通過統籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、節能。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統的居住功能，提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間，還由原來的被動靜止結構轉變為具有能動智慧的工具，提供全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優化人們的生活方式，幫助人們有效安排時間，增強家居生活的安全性，節約各種能源費用。

物聯網將廣泛用于智能交通、環境保護、政府工作、公共安全、智能家居、老人護理、個人健康等多個領域，其中在智能家居領域的應用發展將以最快的速度拓展開來。目前國內部分城市在加緊建設物聯網項目，而某些通信運營商也將逐步推出相應的智能家居服務，物聯網的建設將大大推進智能家居產業化的進程。

2 功能實現

科技讓生活更加進步，進步讓生活更加美好。科技與生活的完美融合，代表著新的時代即將到來。將物聯網技術、智能家居系統等智能化科技完美融入現代住宅已經成為未來住宅發展的方向之一。在物聯網中，網絡連接不再是虛擬的，家電、傳感器、任意物體通過互聯網連接在一起，隨時進行信息交換和遠程控制。通過物聯網，所有的物體將會充滿“智慧”，家里的主人就像魔術師，一種新的生活方式即將開啟。物聯網智能家居系統拓撲圖如圖1所示。

主人即便不在家，也能對家中的情況了如指掌。比如有客人來了，可以通過手機為他開門，幫他打開電視，設定頻道，他抽煙時，房間的排風裝置自動開啟；小偷破門而入，主人手機立刻收到通知，并啟動家中報警裝置。甚至您的冰箱會提醒您需要采購什么食品、您的梳妝鏡會幫助您選擇搭配適合的服飾、您的公文包會提醒您不要忘帶重要的文件......這一切原本只在科幻電影場景中才出現的情節，卻在物聯網的智慧傳播中上演。我們可以期待的是，不久的將來，物聯網的運用將有更廣闊的空間。

圖1 物聯網智能家居系統拓撲圖

2.1 智能家電控制

早上醒來，房間內的燈光、窗簾、空調、音響等都相應進入預定的工作狀態。上班前，選擇外出模式，電器自動關閉，門窗閉合，房子自動開始警戒。在上班時，通過手機或電腦上網管控家中的電器。當家中的電器出現異常時，可通過短信及時通知主人。下班的路上，發個指令讓電飯煲開始煮飯，給空調、熱水器和洗衣機發個短信，它們立即開始工作。打開家門屋子里已經是舒適宜人的溫度，米飯已經熟了，洗澡水燒好了，衣服也洗干凈了......回到家拿起智能遙控器，隨心操控各類設備。暢快的享受數碼高清大片帶來的震撼；躺在軟軟的床上，遙控燈光讓環境變得溫柔；遠離一天的嘈雜，享受此時屬于自己的靜謐；入睡之前，窗簾在遙控器的指令下徐徐拉上，帶著剛才滿眼的星光和您一同入夢......這些就是物聯網生活的一部分體現，這已經不再屬于科幻范疇，現代家庭物聯網系統已經讓這樣的生活成為現實，并且預計在五至十年間普及。

2.2 安全防范系統

當家中有外人入侵、火災隱患等情況時，系統會以手機短信等方式第一時間向主人和物業管理中心報警。當主人忘記關閉燃氣閥，系統就會發送報警信息至主人手機，主人便可通過手機短信、網絡等方式關閉智能燃氣閥；如果家中發生燃氣泄漏，系統發送報警信息通知主人，并自動關閉燃氣閥，能在最大程度上減少人身、財產的損失。視頻監控系統對房屋周圍進行安全布防，一旦遇到非法入侵，系統會主動撥打電話給物業管理中心報警，留下寶貴的影像資料，并第一時間發送手機短信通知主人。

2.3 可視對講功能

當家中有客人來訪時，無論主人這時身處客廳、廚房還是浴室，均可以通過室內分機來觀看來訪者與其進行通話，并可以直接開門，不用跑到門口去開門。

2.4 智能影音功能

智能化高清家庭影院，影院場景一鍵切換，欣賞網上的海量高清大片，所有繁瑣操作全部系統代勞。背景音樂系統可實現房間的視聽功能，即使房間的任何一個角落都可以享受音樂。各房間獨立的控制面板，可以對每一個音源進行調節。

2.5 綠色節能功能

居家過日子，不僅要安全、舒適，還要節能省錢。系統可以通過人走燈滅、電器用電報告等方式來體現節能，省去主人不必要的浪費。當主人回到家，燈光、窗簾將會自動開啟，離家時燈光、窗簾自動關閉。當主人在各房間內移動，燈光也會即開即滅，省去手動開關的同時又實現了節能。如果主人想隨時了解家中各電器的用電情況，系統還可隨時記錄各電器的用電情況并給主人提供合理的用電報告，既體現了人性化，又實現了綠色節能，一舉多得。

2.6 情景模式設置

我們可以通過設置居家模式、外出模式、影院模式、就餐模式、會客模式、睡眠模式等我們所需要的情景模式，一鍵切換，隨時選擇我們想要的生活。

未來，物聯網的用途無處不在，除用于環境保護、政府工作、公共安全等領域外，還將在人們的日常生活中起到重要作用。過去的生活，是人在家里直接指揮家電；現代的生活，是家電與人產生互動，人可以遠距離遙控家里的家電，而家電隨時提醒主人自己處于何種狀態。通過在物體上植入各種微型感應芯片使其智能化，然后借助無線網絡，實現人和物體“對話”，物體和物體之間“交流”。有了物聯網，生活中任何物品都可以變得“有感覺、有思想”。

3 物聯網存在的問題

目前“物聯網”雖取得了一定的進展，但到大規模應用還有很長的路要走，諸多環節還有待加強完善。

3.1 缺乏統一完整的標準體系

目前從事于物聯網研究的企業很多，物聯網的相關產品也很多，智能家居市場上相關的產品可以說是多種多樣，各家有各家的產品技術。然而市場上還沒有一整套統一的行業標準，導致市場上出現了大量互不兼容的產品，這直接影響產品間的相互識別和感應，而最終受害的將是用戶，同時也給廠商在生產、推銷自己的產品時帶來了很大的困擾。統一完善的標準體系的缺乏直接影響到物聯網的發展。

3.2 跨產業合作

智能家居行業的發展，不僅僅是安防行業的發展，它的發展同時也離不開家電、IT和系統集成商的密切合作，只有這樣才可以整合各自特有的優勢，開拓出一片新天地。這在某種程度上阻礙了智能家居發展的步伐。面對無限可能的智能家居市場，企業之間應當實現跨產業合作，從真正意義上整合彼此間的優勢，盡快做大做強。可以說，誰能從根本上實現跨產業合作，誰就能占領市場。

我國已將物聯網正式列為戰略性新興產業之一，并成為“十二五”規劃的重要內容。物聯網與家電產業的融合乃大勢所趨。近年來，一些智能家居的物聯網系統已推向市場。此外，眾多科研機構和有實力的公司，也已經看到這個市場的廣闊前景，開始研究并相繼開發出相關系統和產品，進入物聯網智能家居這個全新的領域。

3.3 安全問題

物聯網可以將電視機、冰箱、洗衣機、空調、微波爐、燈具等家用電器連接成網，并能通過網絡對其進行遠程操作，這是一種便捷。但是，隨之而來的安全威脅也由網絡世界延伸到到物質世界。未來的信息安全威脅，已經不只停留在網絡安全的范圍，而是已經走進了我們的生活，形成了對物理空間的安全威脅。

物聯網中非常重要的技術是射頻識別（RFID）技術，是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術，是目前比較先進的一種非接觸識別技術。它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，識別工作無需人工干預，操作也非常方便。RFID的安全保護主要依賴于標簽信息的加密，但目前的加密機制所提供的保護并非絕對安全。一個RFID芯片如果設計不良或沒有受到保護，有很多手段可以獲取芯片的結構和其中的數據。針對RFID系統的攻擊主要集中于標簽信息的截獲和對這些信息的破解，在獲得了標簽中的信息之后，攻擊者就可以通過偽造等方式對RFID系統進行非授權使用。

由于物聯網感知層嵌入了RFID芯片，不僅能方便地被物品主人所感知，同時其他人也能進行跟蹤或截獲這些感知數據。特別是當成千上萬條被感知信息同時通過無線網絡進行傳輸時，節點信息的安全性相當脆弱。確保這些來自不同節點的感知數據在傳輸過程中得到強大而有效的安全保護，這將是物聯網亟待解決的安全問題。

4 物聯網技術的本質

現在也有很多人質疑物聯網是在炒作概念，因為傳感器、RFID等技術原來都有，一些早已在搞三表抄送、安防報警、可視對講、家電控制的人直言不諱地說：我們這些就是物聯網應用。其實物聯網是以感知為主，物聯網的本質是技術的集成。這些技術原來確實都有，但連在一起綜合地發揮作用，這還是剛剛起步。當物聯網大潮到來以后，當年的部分理念已經落后，當年的許多技術已經創新，當年提出的許多智能家居的內涵和與標準已經擴展。所以我們發展智能家居，就必須突破原來的理論框架，進行創新思考。用物聯網新技術的光環照亮“智能家居”的理念，我們就會發現原有的“三表抄送、安防報警、可視對講、家電控制”依然有著巨大的發展空間、提升空間和創新空間。“三表抄送、安防報警、可視對講、家電控制”同樣可以物聯網化。

5 結束語

智能家居是人們追求高品質生活的體現，它的存在勢必掀起一場人們生活習慣的變革。智能家居行業在中國乃至全世界都有廣闊的前景，是一個朝陽行業，就目前的發展趨勢分析，預計在今后的幾年內全世界將有近億的家庭構建智能、舒適、高效的家居生活。智能家居正在成為一個大的產業，它蘊含著巨大的市場潛力。物聯網大潮下的智能家居行業前途一片光明，未來充滿無限機遇與可能，物聯網大潮下的智能家居發展迅速，前景不可估量。