物聯網及其在智能家居的應用

成都紡織高等專科學校電氣工程學院　孫　鑫

物聯網及其在智能家居的應用

成都紡織高等專科學校電氣工程學院孫鑫

近年來，物聯網受到了世界各國政府和研究人員的高度關注，已在物流、軍事、智能家居、環境監測、安全生產等眾多領域得到了廣泛的應用，取得了良好的社會效益和經濟效益。基于物聯網技術的智能家居是為了滿足用戶需求，為他們提供更好的家居生活體驗。

物聯網；智能家居；計算機應用

1.引言

智能家居（Smart Home）的概念較“物聯網”概念出現較早，通常定義為以住宅為主要平臺，兼具網絡通訊、信息化家電、自動化設備與智能化建筑，集服務、管理為一體的安全、舒適、高校、便利及環境友好的居住環境［1］。目前，智能家居已經發展到以全IP技術、Zigbee技術、物聯網技術、“云”技術為基礎的定制化、個性化智能家居體系。“物聯網”（Internet of Things，IOT）概念自上個世紀九十年代末提出以來，由于其研究和應用有著深遠的戰略意義和巨大的經濟價值，受到了世界各國政府和科研工作者的高度重視［2，3］。物聯網技術的研究與應用是中國發揮后發優勢、推動產業結構調整和實現我國跨越式發展的重大機遇，我國的科研人員對物聯網關鍵技術做了較為深入的研究，為物聯網技術的推廣起到了積極作用。我國政府在2010年將“加快物聯網的研發應用”納入重點產業，中國物聯網技術及應用研究由此進入了快速發展時期，智能家居作為物聯網技術的第三大應用領域，在物聯網快速發展的浪潮推動下，智能家居行業蘊含著巨大的發展潛力和廣闊的發展前景。

2.物聯網發展簡介

“物聯網”（IOT）這一概念由1999年麻省理工學院（ICT）的研究人員首次提出以來，在世界范圍內掀起了研究與建設的熱潮，物聯網的研究被視為21世紀信息技術領域中難得的重大發展機遇，有著重大的科學意義和經濟價值。近十年，分析谷歌（google）搜索引擎的三大關鍵詞：物聯網（Internet of things）、無線傳感網（Wireless Sensor Networks）以及普適計算（Ubiquitous Computing）的檢索結果變化趨勢圖，如圖1所示。從圖中可以看出，關于物聯網的搜索量的逐漸增加，同時無線傳感網和普適計算的搜索量卻持續下降。據谷歌公司預測，這種趨勢持續將持續下去并且在融合其他關鍵技術的基礎上形成真正的實現人與人（Human to Human，H2H），人與物（ Human to Thing，H2T）以及物與物（Thing to Thing，T2T）的互通互聯的網絡［2］。

近年來，世界主要發達國家和地區如美國、日本、韓國、新加坡、歐盟，以及中國、巴西等發展中國家在物聯網發展方面各自出臺雄心勃勃的發展計劃，進行相關技術和產業的戰略布局，以在新經濟的發展中搶占有利地位。經過近幾年的飛速發展，我國在物聯網標準研制、技術研發、產業培育及應用等諸多方面具備了一定的基礎，物聯網技術在軍事、物流、工礦商貿、節能環保、安全生產、智能家居等眾多領域得到了廣泛研究和應用，創造了良好的社會經濟效益［2-4］。

3.物聯網在智能家居中的應用

3.1智能家居定義

智能家居（Smart Home），同時也被稱為智能化建筑，自動化家庭，集成家居系統，通過物聯網技術（如無線傳感技術、無線射頻識別技術、智能技術等），自動控制技術及計算機技術等將將與家居生活相關的各種設備有機地連接、結合在一起，并且通過網絡化的智能管理，提供智能化家居服務的系統，如圖2所示。自1984年美國建成全球第一幢智能建筑以來，美國、歐盟、日本、韓國等發達國家和地區先后提出了多種智能家居方案，并推動了智能家居產業標準的制定和相關產業的發展［1］。毫無疑問，物聯網技術與智能家居的結合有著廣闊的發展前景，國內外對物聯網智能家居的應用研究必將深刻改變人類的生活。

圖1　谷歌搜索關于無線傳感器絡、普適計算及物聯網的搜索結果變化趨勢圖（自2004年以來）

圖2　物聯網智能家居示意圖

智能家居技術使用許多相同的設備，具有多種功能自動設備可以彼此通信，物聯網技術條件下的智能家居系統

3.2物聯網條件下智能家居的應用實例

（1）智能記憶（Smart memories）

大氣傳輸系統具有的能力，以記錄自己的生活模式以及記憶居民首選燈光、聲音、圖像和氣味等。

（2）智能筆（Smart pen）

智能筆提供尋找定義為任何一種方式未知的詞匯，當人們遇到問題閱讀書籍或文件，甚至可以保存重要短語。這是為書面文件尤其有用在一門外語。所有讀者需要做的是下劃線或寫下未知的單詞，按鍵翻譯然后筆自動伸出的翻譯到文檔，例如，英語翻譯成漢語，反之亦然。

（3）智能衣柜（Smart wardrobe）

智能衣柜可通過互聯網適時查詢天氣情況，并對于用戶的著裝提出良好建議，以便使人們可以舒適地和充分地協調他們與外部穿衣環境中。一旦用戶回到家里，他們已經穿過衣服經過簡單的洗衣功能進行自動洗滌。

（4）智能冰箱（Smart refrigerator）

隨著其明顯的堿性食物存儲功能，智能冰箱配備有購物和存儲的應用程序，允許用戶保持跟蹤個別食品項目的到期日，以及管理購物清單。它也有一個可移動的顯示面板作為一個整體廚房產品，并且可以被用來作為電子留言板，家政書等上，提供更舒適的和用戶友好的廚房環境。此外，智能家居在智能梳妝臺（Smart dressing table）、智能床（Smart bed）、智能書桌（Smart table）、智能相框（Smart picture frame）、智能溫室（Smart greenhouse）、智能沙發（Smart sofa）、智能萬能遙控器（Smart universal remote control）、智能投影機（Smart projector）以及智能墻面（Smart Wall）等方面等到應用研究也已接近商業化水平［1］。

4.我國物聯網智能家居發展現狀及特點

我國作為物聯網智能家居的后起之秀，從一開始就摒棄了美國的高耗能的發展模式，從一開始就十分注重低碳環保的綠色發展理念，利用后發優勢，大量采用新材料，充分利用飛速發展的物聯網技術，在某些方面已經達到國際先進水平。目前，中國物聯網智能家居的發展主要具有以下幾個特點：（1）對智能家居的需求旺盛。當下中國經濟面臨轉型，某些行業面臨較為嚴重的產能過剩，但是，另一方面，伴隨著中國經濟社會的發展，人們生活水平的不斷提高，對智能家居方面的需求日益增強，智能家居行業在國家推進供給側改革的大背景下的有著廣闊的發展前景。（2）產業鏈長。智能家居系統涉及建筑、裝修、通訊網絡、自動控制、家電、醫療等眾多行業。（3）滲透性、帶動性強。由于智能家居涉及的產業鏈較長，因為著力發展智能家居行業能夠帶動制造業、建筑業、信息化、自動化等行業的發展。

5.結語

在國家大力推動新型工業化和信息化的時代大背景下，物聯網的創新研究與發展，使得跨產業、跨領域技術和業務的交互、融合逐漸成為現實，同時充當著智能家居行業的產業化加速器。隨著經濟社會的發展和社會信息化程度的提高，基于物聯網技術的智能家居具有廣闊的發展前景。智能家居的發展，不僅將深刻改變人類社會的生活和生產方式，同時對相關產業的發展起到引領和推動作用。智能家居作為物聯網發展的一個重要方向，必將在未來的十年得到快速的發展。

［1］Brdiczka O， Crowley J L，Reignier P.Learning situation models in a smart home［J］.IEEE Transactions on Cybernetics，2009，39（1）：56-63.

［2］Atzori L，Iera A，Morabito G.The internet of things：A survey［J］. Computer networks，2010，54（15）：2787-2805.

［3］Miorandi D，Sicari S，De Pellegrini F，et al. Internet of things： Vision，applications and research challenges［J］.Ad Hoc Networks，2012， 10（7）：1497-1516.

［4］Ma H D.Internet of things：Objectives and scientific challenges［J］. Journal of Computer science and Technology，2011，26（6）：919-924.

Internet of Things and its Applications in Smart Home

SUN Xin
（School of Electrical Engineering， Chengdu Textile College， Chengdu 611731， China）

In the past few years， Internet of Things （IOT） has drawn high degree of attention by the governments and scientists around the world and has been applied in a wide range of fields， such as military， logistics， environment monitoring， production safety， smart home， etc. And these applications have achieved good social and economic benefits. The purpose of the Smart Home based on IOT technology is to devise a set of intelligent home appliances that can provide an awareness of the users’ needs， providing them with a better home life experience.

Internet of Things， Smart Home， Computer Applications

孫鑫（1980－），女，碩士，助教，主要研究方向：電子信息工程。