人工智能、物聯網背景下智能家居系統的思考

◆薛鴻檳 吳 娟 王思謙

人工智能、物聯網背景下智能家居系統的思考

◆薛鴻檳 吳 娟 王思謙

（成都東軟學院 四川 611844）

本文基于人工智能、物聯網的現實背景，對當前智能家居系統的架構與安全進行了解讀，并結合人工智能與物聯網技術的特點，探尋未來智能家居系統的發展趨勢，以期為推動智能家居系統的持續革新提供參考。

人工智能；物聯網；智能家居系統

現階段，隨著計算機通信技術的持續發展，人工智能、物聯網技術逐漸成為時代的主題，與社會各行業的融合程度不斷加深，智能家居領域也迎來了新的發展時期。智能家居系統是將現代科技融入家居生活的實踐，綜合發揮了各類智能化信息技術的優勢，集架構、系統、應用、管理及優化組合為一體，具有智能化的感知、傳輸、記憶、推理、判斷與決策能力，滿足了居住者日益提高的現代化家居需求，有利于營造出人與建筑空間和諧交互的優質環境。《關于完善促進消費體制 進一步激發居民消費潛力的若干意見》中強調了智慧家庭產品作為前沿信息消費產品的價值，這凸顯了推動智能家居系統現代化發展的重要性。

1 智能家居系統的架構

1.1 單點解決方案

單點解決方案是針對智能家居系統中某一具體功能的實現而研發的相關產品，不同產品功能的發揮是智能家居系統功能得到發揮的基礎，當前應用較為廣泛的單點產品主要包括智能控制電視、空調、插座、燈泡等，這是將人工智能與物聯網技術應用于傳統家居系統的具體展現。這些產品具有操作簡單、無須布線、經濟性高的優勢，可以初步實現智能家居系統的基礎性功能，但客觀上來說，單點解決方案不能從根本上有效地解決智能家居系統的要求，這主要是由于各個單點之間缺乏強大的交互性，從而影響了整體化的智能效果。因此，整體解決方案的提出就顯得尤為重要。

1.2 整體解決方案

傳統的整體解決方案架構多數為有線網絡，隨著無線設備規模化的增長，“有線+無線”的方式成為整體解決方案架構的主流。此外，人機交互方式也呈現出了多元化的特征，從面板開關、收集、PDA、PC等方式，可就地和遠程控制、定時控制、場景控制發展到語音交互、手勢感應等方式，極大程度地增強了智能家居系統的適用性，也大大提升了用戶的使用體驗。具體來說，整體解決方案涵蓋了如下子系統：

安全系統，用于維護設備產品與網絡信息安全，主要包括火災自動報警系統、入侵報警系統、視頻安防監控系統，在居住者人身及隱私安全受到威脅的過程中，及時地將風險控制在能夠處理的范圍之內。報警系統多采用網絡控制設備，與建筑原有方可對講等聯網，從而實現安全防御的有效聯動。

場景聯動的智能照明、窗簾、影音系統，利用控制主機或智能模塊、無線模塊方式組合多種模式，滿足用戶多方面的居住與生活需求。其中，空調系統除遠程控制與智能面板控制之外，還可以依照內置的探測器設備，及時感知居住環境的溫度、濕度等信息，實現自動識別控制。

（3）家庭日常生活系統，包括電飲水機、新風換氣等設備的定時與遠程控制系統，滿足居住者的日常生活需求；燃氣泄漏報警與防漏水系統，第一時間自動關閉燃氣閥及水閥，避免資源浪費以及風險擴大。

（4）能耗系統，包括水電計量以及遠程數據傳送，基于所獲取的數據，由大數據與能效專家系統進行智能化分析，從而為用戶提供可行性極高的節能方案，實現經濟性與可持續發展的基本要求。

2 智能家居系統的安全

智能家居系統是為人服務的，在提升其服務體驗的同時，也必須保證系統的基本安全，從源頭上防范安全事故的出現。具體來說，智能家居系統的安全包括設備產品的質量安全以及網絡信息安全。

2.1 設備產品的質量安全

設備產品的質量安全是一種“硬件”安全，籠統地說，就是確保智能家居系統的各個設備構成部分均保持安全的運轉狀態。智能家居的一大特點就在于其全天候運行的屬性，因此，任何質量安全問題均可能對日常生活造成極大阻礙，甚至會導致嚴重的安全風險。例如，如果智能電動窗簾的相關設備出現質量問題，則會影響室內的采光與遮光效果，從而與居住者的生活習慣與生活訴求相互沖突，背離了智能家居系統應用的基本目標；又如果智能照明系統出現故障，導致照明效果下降、異常照明或是無法照明問題，也會使得居住者學習、工作、娛樂等需求無法得到有效滿足，甚至可能造成嚴重的經濟損失。可見，智能家居系統的設備產品安全對于系統的整體運轉具有基礎性的影響。在人工智能與物聯網的背景下，要想充分凸顯智能家居系統的優勢，在保證產品生產符合相應標準的基礎上，就需要為設備產品賦予優質的售后服務以及遠程（后臺）檢修調試糾錯功能，這一功能可以有效應對設備產品安全問題的突發性、難以預測性的特點，為其正常運轉提供技術保障。當然，也應當重視人與智能家居系統的交互，匹配以來良好的手動功能，有效應對系統崩潰等極端情況。

2.2 網絡信息安全

相較于設備產品安全來說，智能家居系統的網絡信息安全是一種“軟件”安全，在人工智能與物聯網的背景下，智能家居系統運行時需要同各類設備的云服務端交換信息，因此一旦網絡信息安全存在漏洞，則會帶來極大的損失，如非法入侵可以使得家用網絡安防攝像機等設備被惡意控制，進而使得居住空間的隱私性受到極大破壞；再比如如果網絡信息傳遞不通暢導致的路由器阻塞，也會影響智能家居系統的用戶體驗。當前，相較于商用、軍用智能系統來說，家用智能家居系統的抗攻擊與防病毒能力仍然有待提升，這要求設計人員需要持續完善網絡分段隔離與防火墻設置，為智能家居系統的穩定運轉提供更加安全穩定的網絡信息環境。

3 人工智能、物聯網背景下未來智能家居系統的發展展望

人工智能與物聯網技術的發展實現了智能化功能的互聯互通，但不可否認的是，這些技術最終是為人類發展服務的，因此其必定知識對某一部分的人類功能進行模擬與增強，可以預見的是，未來智能家居系統的發展也必然會緊密圍繞這一基本邏輯。

未來的智能家居系統必然會使得居住空間具有更加先進的感知能力，即對居住者的偏好進行感知，通過把握居住者喜歡什么、想要做什么，為居住者提供更加精準化、人性化的服務。例如，智能家居系統可以自動識別室內外的溫度情況，對燈具色溫進行調節，營造出良好的溫感體驗，溫度較高的夏季可以應用高色溫冷色調，氣候寒冷的冬季則可以應用低色溫暖色調，再配合空調等設備的作用，達到理想的“冬暖夏涼”效果；再例如，智能家居系統也可以通過感知分析，為居住者的工作、學習、生活提供輔助性便利，如通過對居住者的作息規律進行自動整理與分析，對其行為進行感知，從而匹配針對性的環境，可以在居住者閱讀的過程中調節燈具亮度，在保證閱讀體驗的同時，達到護眼的效果，也可以在居住者有娛樂需求時及時轉換到音樂、電視等對應模式。綜合來說，在人工智能與物聯網的背景下，隨著各類新技術的持續應用以及智能家居系統建設體系的完善，未來智能家居系統必然會擁有更加強大的感知、學習、判斷、決策、執行能力，其中感知能力的重要性也會愈發凸顯。

4 結束語

綜上，智能家居系統的發展是人工智能、物聯網背景下的必然趨勢，隨著相關技術的不斷成熟，各類智能家居系統與通信協議也不斷涌現，各類新技術、新產品也呈現出高速的發展態度。對于開發者來說，要充分結合人工智能與物聯網的基本背景，深入挖掘智能家居系統的發展導向，不斷打造出先進的智能家居產品，使智能家居系統真正成為提高人民群眾日常生活便利度與舒適度的動力。

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