智能家居系統的發展趨勢

李文勇

【摘 要】智能家居集成網絡通信、安全防范、自動控制等技術，為人們提供舒適、安全、方便和高效的生活環境。目前，我國智能家居進入成長期。雖然智能家居市場消費觀念還未成熟，但隨著智能家居的推廣與普及，智能家居得到不少消費者的關注。隨著各項技術的改進與優化，未來智能家居將呈現多樣化的特點。文章分析了我國智能家居的產業現狀及智能家居系統的功能，并預測了其未來的發展趨勢。

【關鍵詞】智能家居；系統；現狀；趨勢

【中圖分類號】TP273.5 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2017）02-0073-03

清晨醒來，隨著輕柔的音樂響起，窗簾徐徐拉開，在您洗漱期間，廚房電器已幫您沖好咖啡，輕觸操控面板即可以接收到您所需要的各類信息，離開家門時，安防系統自動開啟，并處于警戒狀態……這些以前在科幻影視劇才能看到的場景如今已真實地走進了人們的生活。近幾年，智能家居成為現代生活的熱門話題，“智慧化生活，高品質享受”亦是現代家庭生活追求的新方向。本文對智能家居的產業現狀與系統組成進行分析，探討智能家居系統的發展趨勢。

1 我國智能家居產業現狀

說到智能家居，很多人誤認為是家里安裝了聲控燈、攝像頭，買了智能電器就走入智能時代了。其實不然。智能家居是一套系統的整體解決方案，它以住宅為平臺，利用綜合布線、網絡通信、安全防范、自動控制等技術集成家居生活有關設施，構建安全、舒適、高效、節能的居住環境，是一系列住宅設施與家庭日程事務的管理系統。

家居智能技術為舶來品，起源于美國。在我國，智能家居的概念始于2000年。通過媒體的廣泛宣傳，智能家居的概念被部分居民認知。有的開發商則在住宅設計上融入智能化功能，如安裝安防設施、智能門禁等，少數高檔住宅小區則配套完善的智能家居網絡。隨后，經過2年多的研發與實驗，我國陸續出臺相關智能家居網絡系統標準，自行研制出的智能家居網絡系統和相關產品逐步進入市場，形成涵蓋家電控制、燈光控制、智能安防、智能影音等的傳統智能家居，大量新建的住宅小區開始配備一定的智能化設施和設備。

我國真正的智能家居網絡大市場在2004—2007年形成。期間，網絡生活化使我國智能家居系統和產品得到普及，智能電器、家居安防等開始走進普通居民家中。如今，在傳統智能家居的基礎上，基于物聯網的智能家居涵蓋了遠程監控、家庭醫療保健和監護、信息服務、網絡教育，以及聯合智慧社區、智慧城市的各項拓展應用，形成一種以遠程、無線技術為主要載體的智能家居。

近年來，我國智能家居產業快速發展。首先，這得益于政府的政策引領。李克強總理首次在政府工作報告中提出了“互聯網+”行動計劃，利用信息通信技術及互聯網平臺，推動了互聯網、云計算、物聯網等與傳統行業的融合，創造新的發展生態，最終惠澤于民。智能家居正是“互聯網+”的有效實踐，將傳統的家電產品、建材、新能源及科技有效且深度融合，使相關產品產業得到升級。其次，高科技技術的成熟、4G網絡的應用及互聯網的高速發展使得物聯網與互聯網聯系緊密、互相滲透，相互依托。再次，人們對于生活質量的追求及科技帶來的便利接受程度日趨提高，締造物聯網全新生活方式以感知科技的魅力，將生活與科技完美結合。此外，各層面的品牌參與競爭，激發行業發展潛質，出現百花齊放的壯觀局面，“你追我趕”實現技術、營銷及管理的多重競爭活力。

2 智能家居系統組成

智能家居具有節能減耗、管理輕松、維護方便、安全可靠、時尚個性等特點，被越來越多地應用在中高檔樓盤、別墅豪宅等。智能家居是個系統工程，一個完整的智能家居系統的組成比較復雜、設備繁多。從功能上來劃分，可以分為三大部分：信息通信系統、家電控制系統和家庭安防系統；從聯網設備的組成來劃分，可分為住宅端設備、本地傳輸系統、本地控制中心、遠程傳輸系統和遠程控制設備（如圖1所示）。

2.1 住宅端設備

住宅端設備是智能家居系統的核心，也是重點部分。該設備種類繁多，可靈活配置、相互組合，實現強大的智能化控制功能，能夠改善住宅環境，提高人們的生活質量。

住宅端設備按照實現的功能可以分為以下4類。

（1）智能終端。智能終端是指具有家電控制功能、家庭安防功能、通信功能，帶有顯示屏、操作按鈕的家庭用智能化主機，是智能家居的核心設備。它可以擴充實現燈光控制、家庭背景音樂控制、監控、門禁、“三表”抄送等多種功能。

（2）家電控制類。智能家居系統可以控制家電設備，主要包括電視機、空調、電動窗簾、家庭影院（含DVD、功放、音響等）、背景音樂系統和燈光系統等設備，主要采用紅外遙控器、射頻遙控器、智能開關來控制。無法采用紅外遙控器控制的設備，需要加裝開關和智能插座進行控制。

（3）信息通信類。信息通信類設備主要包括電話、有線電視、寬帶網絡、網絡攝像機、讀卡器、對講室內分機、操作鍵盤和“三表”（即水表、燃氣表和電表）抄送系統等。

（4）安防報警類。安防報警類設備主要包括紅外雙鑒探測器（通常安裝在客廳）、燃氣泄漏探測器（安裝在廚房）、緊急按鈕（安裝在主人房的床頭）和窗門磁（安裝在窗和門上）。

2.2 本地傳輸系統

本地傳輸系統是指住宅內智能終端到各個設備之間的連接線路和智能終端到本地控制中心的連接線路。

智能終端到住宅設備按照不同類型分類如下。

（1）家電控制設備。家電設備的控制分為有線、無線2種方式。有線方式主要是通過家庭總線進行控制，通常采用的是兩芯雙絞線，原理和RS-485總線相同；無線方式主要通過紅外遙控器和射頻遙控器進行控制，必須有紅外接收器或者射頻接收器，而接收器也通過家庭總線連接。

（2）安防報警設備。家庭安防報警設備主要包括窗門磁、紅外探測器、微波探測器、煙感探測器、燃氣泄漏探測器和緊急按鈕等設備。與入侵報警系統中的探測器連接方法相同，有源設備通過四芯線連接，無源設備通過兩芯線連接，對線纜沒有特別要求。

（3）背景音樂設備。背景音樂設備本身通過兩芯音頻線連接，但要做音頻控制就需要控制設備，而控制設備也是通過家庭總線連接，采用兩芯雙絞線。

（4）抄表系統。抄表系統是一個專業的系統，表頭和智能終端通過四芯信號線連接，不同廠家對線纜的規格要求也不同。

（5）監控設備。監控設備主要是攝像機，分為網絡攝像機和模擬攝像機2種。網絡攝像機通過家庭局域網和智能終端相連接；模擬攝像機通過同軸電纜和智能終端相連接。所有的攝像機均需要兩芯電源線供電。

（6）門禁設備。門禁系統的設備一般很少直接接入智能終端。大多數情況下，智能終端通過信號輸出可以打開樓棟出入口電鎖，實現遠程遙控開鎖功能。大多數對講室內分機具有遙控開鎖功能。

2.3 本地控制中心

本地控制中心是指由位于住宅管理中心（通常設在物業管理中心或者保安監控室）的智能家居系統的管理設備組成的控制平臺，包括軟硬件設備。常見的軟硬件設備包括各種計算機服務器、交換機、智能家居系統管理軟件、數據庫軟件、Web服務軟件、其他應用軟件等。

本地控制中心和智能終端的連接方式包括局域網和總線2種連接方式。本地控制中心的主要設備包括智能家居管理系統、數據庫服務器、Web服務器、其他應該服務器，通過互聯網可以實現遠程的控制功能。在純IP智能終端系統中，所有的功能都可以通過智能終端實現，如可視對講、家電控制、防盜報警等。智能終端通過住宅局域網和本地控制中心連接，一般來說是通過交換機實現。在純IP的智能終端系統中，也可以增加IP型的門口主機和圍墻機，其操作方法和傳統的對講系統是一致的。

2.4 遠程傳輸系統

遠程傳輸系統多指本地控制中心連接到互聯網的線路，常見的遠程傳輸系統包括ADSL、DDN專線、局域網、VPN私有網絡等。

2.5 遠程控制設備

在智能家居系統中，遠程控制設備比較簡單，只需一臺可以連接互聯網的計算機即可，可以安裝客戶端軟件，也可以不安裝客戶端軟件。大部分智能家居系統支持通過瀏覽器直接訪問并進行各種操作和控制。

遠程控制的主要應用是遠程家電控制、遠程圖像監控和遠程布撤防。遠程家電控制主要用來實現控制空調、熱水器、電動閥門等，尤其是在忘了關煤氣的情況下，可以遠程控制關閉煤氣，非常方便；遠程圖像監控是一個非常實用的功能，可以用來實時監控和報警監控；如果忘了布防安防探測器，可以通過遠程布撤防功能實現。

3 智能家居系統發展趨勢

《2013—2017年中國智能家居產業發展動態及投資潛力研究分析報告》分析，2006—2011年，中國的智能家居市場年增長率為20%，2012年中國的智能家居年增長率達到25%左右。到2018年，智能家居會被消費級市場接受，市場規模將達到1 800億元。智能家居市場前景巨大，未來將呈現出感知更智能、業務更融合、終端更集約、傳輸更靈活等多元狀態。

3.1 感知更智能

傳感技術的發展為智能家居傳感終端注入了更多技術內涵，將讓其具備對環境的判斷可自適應、自診斷及自修復功能，有效地提升智能家居各應用的動態智能協同感知。例如，隨著人們對生活體驗的個性化要求越來越高，智能家庭影音系統備受消費者青睞。它可以借助最新的4G網絡優勢，通過手機隨時隨地全方位控制室內DVD、VCR、電視等影音設備，還可以根據具體的生活場景自由轉換影音效果，讓家居生活倍感愉悅。

3.2 業務更融合

傳統智能家居各項業務比較分散，未能達到真正的互通與融合。未來，通過促進智能家居業務傳輸協議的IP化，提升業務之間及相關平臺的融合度，結合網絡運營商構建強大的家庭網絡，借助智慧社區的駐地網，打通、融合智能家居各子網應用，提升整體業務的融合度。

3.3 終端更集約

隨著智能家居業務融合度的提升，家庭網絡中的智能家居終端功能將更加集中，體積日漸縮小，耗電更低。在保證安全性的基礎上，通過終端模塊化加載和自動發現協議，終端接入家庭網絡會更加自動化，實現即插即用。

3.4 傳輸更靈活

目前，在智能家居的施工中，往往會因為房屋建設初期未預留網絡管線，只能通過打墻、挖地等方式重新鋪設管線，造成了施工造價較高等問題。但隨著通信技術的發展及微信等社交應用的普及，通過無線傳輸的靈活性、移動性和可擴展性滿足了人們對于靈活、便攜、無所不在的訴求。因此，未來智能家居應用終端在家庭網絡內的接入方式將從有線走向無線。

4 結語

互聯網時代的智能家居多姿多彩，個性化的私人訂制會被更多人所認可，并成為時尚生活的標志。在現在智能家居系統的基礎上，我們期待家庭醫療、信息服務、網絡教育、家庭事務管理等更多業務融入未來的智能家居，讓居民盡享科技改變生活的樂趣和便利。

參 考 文 獻

[1]孟平.多功能智能家居系統的設計與實現[D].哈爾濱：哈爾濱理工大學，2014.

[2]王凱明.智能家居系統的研究[D].西安：西安科技大

學，2005.

[3]邵鵬飛，王喆，張寶儒.面向移動互聯網的智能家居系統研究[J].計算機測量與控制，2012（2）.

[責任編輯：陳澤琦]