智能家居在高校環境下的應用與探究

李壯 安徽財經大學藝術學院 孔曉祥 安徽財經大學統計與應用數學學院 安徽蚌埠 233040

一、智能家居的概念與現狀

智能家居系統是以家用電器（電視、空調、地暖等）和家中用電設備（燈光、插座等）為主要控制對象，利用了綜合布線技術、無線通信技術、網絡安全技術、自動控制技術將與居家生活有關的用電設備進行高度集成，通過對家庭設備的遠程控制、自動控制提高生活質量，使居家生活高端智能、安全舒適、綠色低碳的新型產品。

無論是近期發展火熱的人工智能技術（AI）、5G技術以及物聯網技術（IoT），還是近年來工信部發布的《促進新一代人工智能產業發展三年行動計劃》以及國務院發布的《中國制造2025》，其概念在智能家居上都有所顯現。目前，越來越多的人群選擇購入智能家居，企求通過智能家居的應用提高生活質量與水平。

上世紀90年代，歐美市場就已經開始規模性銷售智能家居產品，并取得了良好的市場反響。相較于此，我國智能家居市場雖開發較晚，但借力于產業鏈的完整度，也獲得了高速發展。現如今以智能技術和5G信息技術為主調的發展背景，對智能家居的多領域應用來說，是一個全新的挑戰和新的機遇。

二、智能家居在高校的前景

一方面，目前內地已有2914所高等院校，智能家具在高校中的應用也將為我國智能家居的普及和產業的完善起著巨大的推動作用。另一方面，在高校日常運營中，資源浪費和安全問題問題也十分顯著，例如學生宿舍樓使用中存在著安全隱患和資源浪費等等。

以高校學生宿舍為例，學生宿舍是學生們學習和生活最重要的場所，依靠智能家居進行輔助管理，不僅能為學生們提供安全整潔的生活空間，還有益于學生集體意識的提高，促進學生全面發展。圍繞這個方面，文章將對智能家居進行分析，通過以寢室這個大學生們在校期間使用時間最長的空間作為對象為例，探索智能家居在高校中的應用。

三、智能家居的特點

智能家居產品發展到今天，技術上已經相當成熟。

（一）成熟的產業供應鏈

我國智能家居與國際最高水準仍有差距，在上有元器件、中間件不斷取得突破地情況下，現已呈現穩步發展的局面。如海爾推出了一站式的智慧家庭、公寓的平臺解決方案 華為推出了基于自家HiLink平臺的智能家居成果 小米沿襲了其品牌理念，通過相對便宜的價格，也占據了智能家居市場的一席之地。以上品牌都給消費者提供了一站式的服務體驗。可以說，國內成熟的產業供應鏈對智能家居產品的大規模應用也提供了有力支撐。

（二）物聯網技術的應用

智能家居產品以物聯網為基礎。物聯網技術我們可以將其視為互聯網的延伸，是通過不同硬件產品之間的局域網絡，實現信息的傳輸，達到使用者與產品直接按的交互。也就是說不同產品之間處于同一個局域網內即可接受或采集指令并相互聯動進行工作，除此之外，在需要的情況下，物聯網還可以拓展為互聯網，使局域網外的用戶也可以進行部分輔助操作，以達到拓展產品的使用場景的效果。

（三）云端系統支撐多平臺互聯互通式交互

依據現如今市面上的智能家具方案，可以通過與廠家合作，實現學生們使用智能手機安裝相應APP作為指令終端，學校則以現有的智慧數據平臺作為服務終端，從而使整個方案的得可用性和便利性大幅提高。

以華為公司為例，其智能家居系統的構建由華為HiLink平臺，由HiLink SDK、HiLink 模組和HiLink路由器三個方面構成。以華為自家的Lite OS、物聯網芯片、安全和人工智能等核心技術為基礎，依靠HUAWEI WIFI Q2等型號路由器作為連接平臺，實現系統內智能家居產品的一鍵連接和統一管理，并且可以根據不同的場景進行定制，從而有效的支持不同場景。

一個全面完善的產品布局建設完畢后，系統可以將整個校園的用電終端、用水終端、供水管網、配變終端等信息進行采集，送至大學的智慧綜合管理平臺進行監控和分析。

一方面學生可以靈活根據自己的需求進行設置，提高生活質量。另一方面，校方可以通過平臺終端分析學生的使用情況與記錄，及時調整改進校園內部分資源分配，起到節約資源和保障學生安全的作用。

四、高校中應用智能家居舉例

（一）場景分析與探討

在學生公寓中，選用智能家居產品主要考慮到違規用電造成的安全隱患、空調使用和節約用電這幾個方面。

傳統的智能家居普遍具有價格貴、安裝難和使用難的特點。經過市場調查，我們發現小米品牌智能家居產品以價格親民、宜于安裝、操作簡單、可定制化程度高以及平臺開放創新的特點，得到了大廣消費者的青睞。因此該方案主要使用小米旗下現有的智能家具產品為主要解決終端，并進行探討。

（二）具體方案與選用產品舉例

功能需求 方案選擇 使用場景室內空調控制 藍牙溫濕度計/溫濕度傳感器+網關/空調伴侶打開空調后，溫濕度傳感器檢測到室內溫度超過/低于預設門限值，空調伴侶執行關閉空調操作。室內用電安全 智能電壓檢測器+網關1傳感器將內部每一路用電設備的能源消耗獨立，實現實時監測，對用電器實行分項、分時計量與統計。一旦檢測到使用大功率電器或者出現線路過載發熱等情況，系統會在第一時間對此路電器進行電路保護，并將數據推送至學校系統總平臺。

2在外可以通過APP遠程關閉自己床鋪所在的插座電源（出于安全考慮只可遠程關閉，開啟需手動進行）室內財產安全 門窗傳感器+網關門窗傳感器一組兩個，成對使用。把室內設置為無人，當門、窗被推開時，兩只傳感器錯位，門窗傳傳感器觸發，網關聲光報警，其數據會發送至本棟公寓樓的管理處。

五、智能家具應用模式優勢

以上述方案為例，智能家居把學生宿舍的各項設施與局域網有效結合，學生可以更自由的對自己的居住環境進行設計，實現校園生活的智能便捷化。同時利用電壓檢測系統、防盜系統等，校方通過智能家居系統可以更好地保障學生在校安全。

在滿足條件的情況下甚至還可以依托于更多不同的智能家居產品建立一套智能樓宇控制系統，從而獲得更好的功能體驗。

（一）學生參與

相較于現有的校園智能產品，智能家居更能豐富學生們的生活，并在原基礎上進一步實現實現了基本于校內物聯網的智能交互。這是現有的校園智慧系統所不具備的。

現有的校園智慧系統是以物聯網為主體構建的數據系統，其功能主要是面向教務和行政管理，學生在這一系統內的可操作性很小，因此學生對其也存在使用頻率低，了解程度少的問題。可以說，從使用導向上，現有系統是以學校為出發點所構建的數據系統，而智能家居產品的引入則進一步通過學生端的使用，增加學生與學校之間的關聯互動，有利于學校長久建設。

（二）學校聚合

如果說在新的智能家居系統下學生是主要的操作者、那么學校就是一個聚合資源、提供服務的角色。

一方面學校通過對公共空間的使用數據收集，可以定期調整校內公共空間的資源配置 另一方面如智能電壓檢測器等與校園安全息息相關的智能產品使學校對校園有著更為統一的管理。

學校端聚合數據信息的模式，既通過智能化的操作方式簡化了操作難度，又通過統一的平臺整合，可以起到提高效率，降低資源浪費率的效果。當這些資源數據接入原有校園內智慧平臺系統后，可以更好的推動學生對系統使用，從而增強校園智慧系統的活性，使學校更好的起到服務者的作用。

六、智能家居在高校應用時可能產生的問題

目前市面上的智能家居產品以面向單個家庭為主，雖然已經有廠家對智能家居產品的應用構建出了新的可能，但很多的智能家居還停留在簡易應用的淺薄層面上，一些智能家居在物聯網連接環節仍缺少系統對接方案。總得來說，智能家居行業仍然有待實現突破性發展 。

不同品牌之間的產品在使用起來仍然存有一定的隔閡，業內對于整個產業的標準尤其是使數據和指令達到互聯互通上，仍存有不同的標準，即通訊協議領域上的不統 一、產品生產標準的不協調和接口的多樣化。這使不同品牌產品在相互配合使用時無法達到全部功能的發揮，一定程度上這也阻礙了智能家居產品的普及化。如果僅僅依靠市場競爭來進行發展與調整，那么智能家居還是無法形成規模化的發展模式。

因此在校園應用方面，這也有待于校方與廠商在技術上的溝通配合。一方面要打通產品之間的隔閡，另一方面使產品的數據與學校智慧平臺相聯通，實現整個系統的閉合循環。

七、總結

智能家居系統是一個龐大的系統，涉及了多項領域和多類技術。除了本文中著重提到的物聯網技術等網絡技術之外，還有很多的新型技術對智能家居的發展也發揮著重要影響作用，如大數據技術和人工智能技術等等。

以文中所提到的物聯網技術為例，實際應用后將會產生大量的數據，而學校在這個環節中作為使用者，利用這些數既可以對自身服務進行改進，也可以依據學校學科構建情況進行校企合作，共同研發參與改進，使之更加智能化和人性化。

隨著智能家居在國內家庭中的大量普及，其在校園內的規模性應用也指日可待。除了上述應用于學生公寓，不同的智能家居間的搭配還可以在教室、圖書館等應用場景發揮作用。但在應用的過程中，也應“量腹而受，量身而衣”，以實際出發，針對學校和學生的需要進行購入配置，才能建設好“智慧校園”。