物聯(lián)網(wǎng)及其在智能家居的應(yīng)用

成都紡織高等?？茖W(xué)校電氣工程學(xué)院　孫　鑫

物聯(lián)網(wǎng)及其在智能家居的應(yīng)用

成都紡織高等?？茖W(xué)校電氣工程學(xué)院孫鑫

近年來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)受到了世界各國(guó)政府和研究人員的高度關(guān)注，已在物流、軍事、智能家居、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全生產(chǎn)等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)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(yàn)。

物聯(lián)網(wǎng)；智能家居；計(jì)算機(jī)應(yīng)用

1.引言

智能家居（Smart Home）的概念較“物聯(lián)網(wǎng)”概念出現(xiàn)較早，通常定義為以住宅為主要平臺(tái)，兼具網(wǎng)絡(luò)通訊、信息化家電、自動(dòng)化設(shè)備與智能化建筑，集服務(wù)、管理為一體的安全、舒適、高校、便利及環(huán)境友好的居住環(huán)境［1］。目前，智能家居已經(jīng)發(fā)展到以全I(xiàn)P技術(shù)、Zigbee技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、“云”技術(shù)為基礎(chǔ)的定制化、個(gè)性化智能家居體系?！拔锫?lián)網(wǎng)”（Internet of Things，IOT）概念自上個(gè)世紀(jì)九十年代末提出以來(lái)，由于其研究和應(yīng)用有著深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義和巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，受到了世界各國(guó)政府和科研工作者的高度重視［2，3］。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究與應(yīng)用是中國(guó)發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢(shì)、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和實(shí)現(xiàn)我國(guó)跨越式發(fā)展的重大機(jī)遇，我國(guó)的科研人員對(duì)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)做了較為深入的研究，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣起到了積極作用。我國(guó)政府在2010年將“加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用”納入重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用研究由此進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期，智能家居作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的第三大應(yīng)用領(lǐng)域，在物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的浪潮推動(dòng)下，智能家居行業(yè)蘊(yùn)含著巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的發(fā)展前景。

2.物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展簡(jiǎn)介

“物聯(lián)網(wǎng)”（IOT）這一概念由1999年麻省理工學(xué)院（ICT）的研究人員首次提出以來(lái)，在世界范圍內(nèi)掀起了研究與建設(shè)的熱潮，物聯(lián)網(wǎng)的研究被視為21世紀(jì)信息技術(shù)領(lǐng)域中難得的重大發(fā)展機(jī)遇，有著重大的科學(xué)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。近十年，分析谷歌（google）搜索引擎的三大關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)（Internet of things）、無(wú)線傳感網(wǎng)（Wireless Sensor Networks）以及普適計(jì)算（Ubiquitous Computing）的檢索結(jié)果變化趨勢(shì)圖，如圖1所示。從圖中可以看出，關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的搜索量的逐漸增加，同時(shí)無(wú)線傳感網(wǎng)和普適計(jì)算的搜索量卻持續(xù)下降。據(jù)谷歌公司預(yù)測(cè)，這種趨勢(shì)持續(xù)將持續(xù)下去并且在融合其他關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上形成真正的實(shí)現(xiàn)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(lián)的網(wǎng)絡(luò)［2］。

近年來(lái)，世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)如美國(guó)、日本、韓國(guó)、新加坡、歐盟，以及中國(guó)、巴西等發(fā)展中國(guó)家在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方面各自出臺(tái)雄心勃勃的發(fā)展計(jì)劃，進(jìn)行相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略布局，以在新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中搶占有利地位。經(jīng)過(guò)近幾年的飛速發(fā)展，我國(guó)在物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)研制、技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)培育及應(yīng)用等諸多方面具備了一定的基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軍事、物流、工礦商貿(mào)、節(jié)能環(huán)保、安全生產(chǎn)、智能家居等眾多領(lǐng)域得到了廣泛研究和應(yīng)用，創(chuàng)造了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益［2-4］。

3.物聯(lián)網(wǎng)在智能家居中的應(yīng)用

3.1智能家居定義

智能家居（Smart Home），同時(shí)也被稱為智能化建筑，自動(dòng)化家庭，集成家居系統(tǒng)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（如無(wú)線傳感技術(shù)、無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)、智能技術(shù)等），自動(dòng)控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)等將將與家居生活相關(guān)的各種設(shè)備有機(jī)地連接、結(jié)合在一起，并且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化的智能管理，提供智能化家居服務(wù)的系統(tǒng)，如圖2所示。自1984年美國(guó)建成全球第一幢智能建筑以來(lái)，美國(guó)、歐盟、日本、韓國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)先后提出了多種智能家居方案，并推動(dòng)了智能家居產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展［1］。毫無(wú)疑問(wèn)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能家居的結(jié)合有著廣闊的發(fā)展前景，國(guó)內(nèi)外對(duì)物聯(lián)網(wǎng)智能家居的應(yīng)用研究必將深刻改變?nèi)祟惖纳睢?/p>

圖1　谷歌搜索關(guān)于無(wú)線傳感器絡(luò)、普適計(jì)算及物聯(lián)網(wǎng)的搜索結(jié)果變化趨勢(shì)圖（自2004年以來(lái)）

圖2　物聯(lián)網(wǎng)智能家居示意圖

智能家居技術(shù)使用許多相同的設(shè)備，具有多種功能自動(dòng)設(shè)備可以彼此通信，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)條件下的智能家居系統(tǒng)

3.2物聯(lián)網(wǎng)條件下智能家居的應(yīng)用實(shí)例

（1）智能記憶（Smart memories）

大氣傳輸系統(tǒng)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(dāng)人們遇到問(wèn)題閱讀書(shū)籍或文件，甚至可以保存重要短語(yǔ)。這是為書(shū)面文件尤其有用在一門(mén)外語(yǔ)。所有讀者需要做的是下劃線或?qū)懴挛粗膯卧~，按鍵翻譯然后筆自動(dòng)伸出的翻譯到文檔，例如，英語(yǔ)翻譯成漢語(yǔ)，反之亦然。

（3）智能衣柜（Smart wardrobe）

智能衣柜可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)適時(shí)查詢天氣情況，并對(duì)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(xié)調(diào)他們與外部穿衣環(huán)境中。一旦用戶回到家里，他們已經(jīng)穿過(guò)衣服經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的洗衣功能進(jìn)行自動(dòng)洗滌。

（4）智能冰箱（Smart refrigerator）

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

4.我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)智能家居發(fā)展現(xiàn)狀及特點(diǎn)

我國(guó)作為物聯(lián)網(wǎng)智能家居的后起之秀，從一開(kāi)始就摒棄了美國(guó)的高耗能的發(fā)展模式，從一開(kāi)始就十分注重低碳環(huán)保的綠色發(fā)展理念，利用后發(fā)優(yōu)勢(shì)，大量采用新材料，充分利用飛速發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在某些方面已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。目前，中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)智能家居的發(fā)展主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）對(duì)智能家居的需求旺盛。當(dāng)下中國(guó)經(jīng)濟(jì)面臨轉(zhuǎn)型，某些行業(yè)面臨較為嚴(yán)重的產(chǎn)能過(guò)剩，但是，另一方面，伴隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，對(duì)智能家居方面的需求日益增強(qiáng)，智能家居行業(yè)在國(guó)家推進(jìn)供給側(cè)改革的大背景下的有著廣闊的發(fā)展前景。（2）產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)。智能家居系統(tǒng)涉及建筑、裝修、通訊網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制、家電、醫(yī)療等眾多行業(yè)。（3）滲透性、帶動(dòng)性強(qiáng)。由于智能家居涉及的產(chǎn)業(yè)鏈較長(zhǎng)，因?yàn)橹Πl(fā)展智能家居行業(yè)能夠帶動(dòng)制造業(yè)、建筑業(yè)、信息化、自動(dòng)化等行業(yè)的發(fā)展。

5.結(jié)語(yǔ)

在國(guó)家大力推動(dòng)新型工業(yè)化和信息化的時(shí)代大背景下，物聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新研究與發(fā)展，使得跨產(chǎn)業(yè)、跨領(lǐng)域技術(shù)和業(yè)務(wù)的交互、融合逐漸成為現(xiàn)實(shí)，同時(shí)充當(dāng)著智能家居行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化加速器。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居具有廣闊的發(fā)展前景。智能家居的發(fā)展，不僅將深刻改變?nèi)祟惿鐣?huì)的生活和生產(chǎn)方式，同時(shí)對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到引領(lǐng)和推動(dòng)作用。智能家居作為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)重要方向，必將在未來(lái)的十年得到快速的發(fā)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。