基于物聯網構造智能家庭系統的分析

申鐸

（河南理工大學計算機科學與技術學院，河南 焦作 454000）

隨著我國經濟實力的提升和科學技術的飛速發展，舒適、安全的普通家居已經不能滿足人們日益增長的需求。眼前這個時代，人們期望的不再是被廣泛應用的電氣自動化和網絡信息技術，而是一個被智能化的家庭環境。于是，智能家居（Smart home）應運而生。物聯網技術被用于連接智能家居中的各種設備，通過提供家電和照明控制、室內外遙控、防盜報警、環境控制和可定時控制等手段來提升家居智能化效果。智能家居比傳統家居的作用更上一層樓，它在提供居住空間的前提下還可以為人們帶來更多的便捷，可以在不人為干涉的情況下自動處理一些問題。它不僅可以完成信息的傳播、共享和交互，還能節省資源。

1 智能家居系統

出現智能家居這個名詞以前，并沒有相應的建筑出現，所以，它一直沒有被重視。直到出現第一個信息化大樓，智能家居才在全球范圍內出現并且受到大企業的熱捧。

智能家居是一個新興產業，因為出現的時間比較晚，所以，人們還沒有形成相應的消費理念。但是，有關企業進一步研究和制造相應的智能家居，推出了許多相應的產品，這些產品逐漸被消費者熟知并且使用，所以，智能家居的市場逐漸打開，使用量逐漸增加。因此，一些研究智能家居的重要企業越來越重視市場趨勢和消費者不斷變化的心理需求，不斷開發出具有特色的智能家居，打造了以ehouse智能家居系統、“智居時代”、X-10智能家居系統為代表的大批國內優秀智能家居品牌，它們在相互競爭中不斷發展，一直處于行業中的領導地位甚至壟斷地位。12年前，智能家居只是夢想，而如今已成為一方氣候，它在為人們提供便利的同時也實現了自己的社會價值，成為了社會發展的重要標志之一。

不得不說，國家在智能家居方面也提出了相應的政策引領，在2017年的“兩會”上，物聯網經常被提及，國務院總理李克強十分看好物聯網的發展。國務院在《關于促進信息消費擴大內需的若干意見》中指出，要把信息產品作為重點，努力增強它的生產和供給能力。在智能產品方面，要努力創新產品，增強產品新意，利用互聯網等工具提高智能產業化水平，開發出智能手機和電視的新產品，提高智能產業的制造和服務水平，將產品從研發制造到售后統一在一個過程中，最終保障用戶的權益。另外，還要建立以智能家居、數字家庭為主的產業基地，加大宣傳力度，聚集此類企業，加強企業之間的協作能力，促進各類電子產品更好的發展。同時，讓大型網絡運營商關注和支持產業基地的發展，并且簽約相關產品，推動產業基地的發展。為大眾提供一個溫暖、舒適、方便和高效的生活環境是智能家居最基本的目標，所以，智能家居產品的核心應當是實用，兼顧實用性、易用性和人性化。21世紀，智能家居有了多條發展道路，它的制造技術也變得越來越多。第四代智能家居中融合了多種技術，切實符合用戶本身的需求，讓客戶在使用的過程中獲得越來越多的滿足。智能家居可以根據用戶的心理來調整本身所處的狀態，使用戶沉浸在舒適溫暖的環境中。智能家居是在互聯網的基礎上相互連通，了解用戶行為可以推動企業在大數據時代更好地發展。

2 物聯網技術

關于物聯網一詞，人們普遍認為是艾什頓（Ashton）教授首先提出來的。物聯網之前一直有很大的不確定性，主要是不確定它的定義和范圍，在之后的發展過程中，它的定義逐漸變化，范圍不斷擴大。在之后的爭論中，人們逐漸確立了物聯網的這一概念，即物聯網是運用一些設備，并且簽訂一些協議將互聯網與一些商品連接起來，使商品智能化，在商品出售后還可以對商品進行識別、定位、追蹤，實現商品買賣流程一體化。在我國，人們對物聯網的關注度極高，它不再是一個外來概念，而是在不斷發展的過程中被賦予了“中國式”的標簽。物聯網的形成不是簡單的一加一，而是由許多先進技術融合而成的。物聯網技術可以分為以下3類：①傳感器技術。目前，計算機使用的都是數字信號，如果計算機想處理模擬信號，就需要傳感器將模擬信號轉變成數字信號，由計算機直接處理數字信號。在控制、管理對象的附近部署大量傳感器節點采集信息，從而構建一個對“物”進行監控、管理的網絡。②RFID技術。RFID綜合了無線射頻和嵌入式技術的優點，在監控、管理的對象上嵌入智能標簽，構建一個由大量的讀寫器和無數移動的電子標簽組成的網絡。③基于M2M的技術。M2M側重于末端設備的互聯和集中管控，M既能夠代指人，也可以代指機器。M2M是人與機器之間聯系的媒介，它代表了所有的技術手段，泛指人、機器之間建立連接的所有手段和技術，它增強了機器的通信能力，提高了網絡技術水平，使設備具有了智能化的屬性。

3 物聯網技術應用于智能家居

傳統的智能家居大都通過有線方式連接成智能家居系統。組網方式的差異使得傳統智能家居在人員專業性上要求比較高，而且系統構建周期長、靈活性差。與傳統智能家居不同，物聯網智能家居則融合了無線技術和智能家居，形成了一個功能齊全的智能系統。根據物聯網結構，以家居為主的一部分物聯網可以分為感知層、網絡層和應用層[7]。

3.1 智能家居感知層

智能家居有多種家庭終端，并且由各種控制、終端類設備和網關組成。它是各類家庭控制設備的管控平臺，實現信號的采集控制與傳輸。智能家居不僅可以通過有線連接，還可以通過無線連接。在無線連接的情況下，人們可以更大程度地減少數據線的使用，而且公共通信網絡也可以通過無線連入家庭，為人們提供極大的便利。

3.2 智能家居網絡層

智能家居網絡層主要提供接入網和通信服務的功能，讓智能家居在連接外部網絡時可以帶來多種傳輸通道。這一層的主要組成部分是網絡設備和傳輸設備，在傳輸設備方面，以光傳輸為主，因為光傳輸速度最快。另外，網絡協議多種多樣，可以滿足用戶的不同需求。

3.3 智能家居應用層

整合物聯網與智能家居優勢后的應用層，能夠為智能家居提供泛在服務。智能家居應用層立足于業務平臺，為智能家居提供技術上的支持和服務。智能家居的應用包括家庭醫療、智能家電等。信息化社會不斷推動服務內容和形式的變化，并且智能家居的相關業務也隨著產業的發展而出現。

4 以物聯網為平臺的智能家居系統的發展分析

在后PC、互聯網、移動互聯網時代，下一個引領者是誰？物聯網首當其沖。目前，三大運營商在國內物聯網的布局都是從自己的連接優勢入手打通整個云—管—端生態鏈，聚焦于連接，增強平臺功能，擴大服務范圍，然后延伸到垂直應用服務和感知終端。

據了解，物聯網可以滿足多種場景的需要，并且中國移動公司同時推出了2個新技術，NB-IoT在之后的幾年里會逐漸投入使用，并且連接數將會逐年增加。而且運營商會逐漸完善對4G網絡的覆蓋，運用最新技術，全力推動移動互聯網建設，讓用戶使用起來更舒服、更流暢，為物聯網的發展提供一個廣闊的空間。

未來，面向新型移動物聯網，各大運營商都將努力為用戶提供最完備的物聯網，用更快捷的數字化手段提供更優質的服務。在智能產品方面，要努力創新產品，增強產品新意，利用好互聯網等工具，提高智能產業化水平，開發出智能手機和電視的新產品，提升智能產業的制造和服務水平，使產品從研發制造到售后統一在一個過程中，以保障用戶的權益。在另一方面，要建立更好的物聯網生態系統，為物聯網產業提供良好的政策支持，減少其成本，創新物聯網應用。

未來，物聯網智能家居的核心是整合，將各種物聯網智能家居設備，包括燈光、多媒體、采暖、安防等通過網絡和服務整合到一起。相對的，智能化家居的進步也需要各大智能家居企業不斷發展，尋求解決目前存在的高成本、非標準化、非節能環保、操作復雜、低安全性等問題，從而促進物聯網智能家居的健康發展。

［1］網易家居.中間架構：智能家居降低成本的中間力量［EB/OL］.［2013-02-16］.http://home.163.com/13/0217/06/8NT81B0P00104JJ5.html.

［2］國務院，國發〔2013〕32號.國務院關于促進信息消費擴大內需的若干意見［S］.2013-08-15.

［3］童曉渝，房秉毅，張云勇.物聯網智能家居發展分析［J］.移動通信，2010（9）：16-17.

［4］吳曉，周建平，梁楚華，等.物聯網技術在智能家居中的應用研究［J］.物聯網技術，2012（12）：71-72.

［5］田莉.物聯網在智能家居領域應用展望［J］.通信與信息技術，2011（2）：74-77.

［6］電氣自動化技術網.物聯網技術與應用［EB/OL］.［2011-07-28］.http://www.dqjsw.com.cn/.

［7］陳謐.智能家居的物聯網技術及其應用［J］.現代建筑電氣，2014（50）：47-48.