物聯網技術及智能家居應用研究

梁嫄惠，程步云

（黃河科技學院，河南 鄭州 450063）

0 引言

物聯網技術在社會發展進步中發揮了重要作用，其具體是指借助各種信息傳感技術，實現實時采集管控對象的詳細信息的技術。其可以通過通信技術手段與互聯網形成互聯互通局面，確保物聯網充分發揮價值。現階段為了滿足大眾需求，智能家居系統得到重視，成為物聯網拓展應用的重要方向。

1 物聯網技術的架構

物聯網技術從技術構架層面進行分析，主要包括三個層面：感知層、網絡層及應用層。這三個層面中感知層是物聯網發揮功能的前提，將物聯網看作人體，而感知層便相當于人體的神經末梢，通過此部分內容可以全面地感知物體外形，并對其進行識別、收集相關信息數據，其中具體涉及物理量、標識及化學量等，同時感知層還具備向其他設備傳輸采集信息內容的功能。而網絡層相當于人體的大腦中樞，主要負責對感知層傳遞的信息數據進行加工處理及結合具體需求再次傳遞，該部分是物聯網功能實現的重要紐帶，也是保證物聯網功能順利落實執行的基礎。應用層是物聯網的對外連接端口，不同行業會結合本行業具體需求開發相應的功能，通過應用層與用戶實現互動。此層面是支持用戶應用服務平臺和應用支撐平臺的關鍵[1]。

2 物聯網主流技術及特點

2.1 傳感技術

傳感技術多應用在物聯網感知層，以傳感器的形式助力物聯網實現信息收集工作，借助傳感技術，物聯網可全面、具體地感知識別物體的化學量、物理量及標識等。在物聯網中應用傳感技術主要具有以下幾點優勢：其一是數字化水平大幅度提高，借助傳感器可將識別收集的信息內容轉化為數字信號，將待傳遞的信息內容壓縮，有效提高信息傳遞效率，同時在傳感器的數字化技術手段支持下，保障信息傳遞的完整性和準確性。其二是傳感器技術為物聯網技術的功能多樣性發展提供支持。隨著傳感器技術不斷進步，為了滿足大眾需求，各種類型、型號的傳感器面世，靈活地運用傳感器為物聯網功能的順利實施奠定堅實保障。其三是網絡化大幅度提高信息傳輸效率，有效促進傳感技術好網絡技術緊密連接，可有效保障信息數據及時上傳。

2.2 RFID技術

RFID技術也被稱為無線射頻識別技術，屬于無線通信技術之一，在對觀測目標實時定位方面占據極大的優勢，此技術是一種通過向觀測目標發射無線電信號從而為其添加標簽，以此為依據實時觀測目標對象信息的技術。該技術具有以下特點，其一為非接觸識別，以無線電傳輸信號為基礎，將自由空間作為介質進行信息傳輸工作，此過程不需要介質提供支持。其二是使用便捷性和重復循環利用，此技術可隨著需求變化及時對標簽信息進行修改或者刪除，從而實現高效管理及循環利用[2]。

2.3 Zigbee技術

Zigbee技術是一種適用于近距離傳輸信息，在功能上與無線藍牙技術表現相似的技術。此技術在應用時存在局限性，對距離有一定的要求。基于此，多數都被應用在家庭之中。此技術具有以下特點，其一是耗能較低，一般情況下Zigbee技術都處于休眠狀態，因此其對能源消耗量極低，同時此技術發射功率較小，其運轉工作時，自身耗能也相對較低。其二是設備容量大，此技術可以容納多臺機器設備，同時可以實現網絡共享，這可以有效助力網絡通信交互，形成互聯互通局面。

3 智能家居闡述及目前我國智能家居系統的發展現狀

3.1 智能家居內涵闡述

智能家居是以用戶住宅為載體，借助網絡技術和信息技術支持，從而實現家庭設備和基礎設施自動化管控，智能家居的應用發展為大眾生活帶來更多便利。從2008年開始，智能家居系統便得到重視，進入商業化發展階段，經過幾年時間的探討，在2012年我國的智能家居系統相關技術取得突破，相關技術趨于成熟已經得到實踐應用。但從實際情況分析，智能家居仍存在很多疏漏，這些問題的存在導致該系統實現普及仍有很長一段路程要走。

3.2 目前我國智能家居系統的發展現狀

目前智能家居行業研究成果已經在多個領域得到應用，充分發揮了該系統的價值，例如門禁系統、可視對講系統以及燈光窗簾控制系統等，為大眾的生活帶來更多便利，大幅度提高公眾生活質量，但由于研究時間較短，很多標準體系建設不完善，以及市場監管體系不完善，所以與“智能家居系統”相配套的產品一直存在良莠不齊、真假參半的問題。同時隨著物聯網技術發展革新，智能家居得到支持，各種新產品層出不窮，但開發技術不完善導致產品難以得到預期效果，在使用時很容易出現隱患，這阻礙了智能家居發展，至今為止，該技術也未實現大面積普及。最后目前網絡技術和通信技術仍處于發展階段，在一定程度上阻礙了智能家居系統整合，所以智能家居也缺乏統一的接口和服務協議，所以各種設備及子系統難以實現兼容，想要實現互聯互通存在較大難度，這就需要各行各業共同努力，促進技術手段發展，構建統一標準[3]。

4 物聯網技術在智能家居中的應用

4.1 家用電器的個性化應用

目前智能家居系統在家居方面應用極廣，為了滿足大眾生活需要，智能化家用電器得到迅速發展。例如目前的智能烤箱、智能冰箱及智能空調等，智能烤箱可借助物聯網技術遠程操作烤箱，用戶在下班之前遠程操控，在下班到家之后便能立刻享受佳肴，可極大縮短時間消耗。智能空調可助力用戶遠程操作，結合個人習慣設置不同模式。而智能冰箱借助物聯網技術加強用戶對冰箱食品的管控，從而確保冰箱溫度適宜，足以支撐食品保持最新鮮狀態。另外借助手機等移動終端，便于用戶及時了解冰箱內食品類型和存放時間，進而及時進行處理，從而避免出現浪費情況。

4.2 紅外網關和家電遙控

智能家居逐漸受到大眾青睞，其存在的弊端也不斷顯現，其中最為顯著的問題便是兼容性和統一性差，現階段無法借助統一平臺對不同品牌的智能家居設備進行操控，只能依靠其他手段輔助進行管控。紅外線控制器是解決上述問題的有效途徑，通過向移動終端發送指令從而實現家電功能控制，輔助用戶發揮智能家居功能。目前，市場上此類產品五花八門，但需要連接網絡才能實現工作運轉。

4.3 智能攝像頭監控

目前家庭生活中安全問題最為重要，老人和小孩一直是弱勢群體，在相關技術的支持下，智能攝像頭深受大眾喜愛，成為目前應用較為廣泛的智能工具之一。與傳統攝像頭相比，其攝像功能更為高效，畫面細節更加清晰，通過高清云眼，可借助智能終端查找細節，及時發現潛藏的隱患。應用智能攝像頭監控之后，人們隨時利用移動終端查看家中現狀，并將視頻保存，另外目前的智能攝像頭還具備實時對話和語言通話功能，這大幅度提高交流互動效率，也為人身安全營造安全保障[4]。

4.4 智能門鎖和電子貓眼

電子貓眼具備拍照和錄像功能，可在主人不在家之時，記錄訪客外貌，從而便于用戶查找和回訪，如果訪客存在不軌之心時，安防系統可及時向用戶發送警報。另外智能門鎖與移動設備有效聯合，可為用戶精準提供家人回家時間。現階段，市場上此類設備種類多樣，且多數都具備解鎖和感應解鎖功能。

4.5 家庭娛樂設備

傳統的家庭影院已經無法滿足大眾不斷增長的娛樂需求，隨著科技發展，體感游戲的出現為大眾帶來新的娛樂體驗。這種游戲深受青少年學生喜愛，但目前體感類游戲仍處于開發研究階段，滿足需求的游戲較少，因此如何促進硬件設備開發，滿足青少年及更多年齡層面的游戲娛樂需求是智能家居研究的重要方向。

4.6 健康檢測及環境檢測設備

互聯網時代，身體健康監測設備得到快速發展，目前市場上智能手環和智能手表等得到廣泛應用，靈活借助現代傳感及時記錄使用者的運動數據，不同智能化程度的設備會自行結合設備構成分析相關數據信息，從而對使用者的身體健康情況作出評估。同時目前在經濟飛速發展過程中，環境污染問題日益嚴重，各種化學試劑、建筑材料等的使用，對身體健康造成一定威脅，尤其是空氣質量問題，現階段霧霾和甲醛較為常見等，導致空氣質量檢測器得到青睞，目前，市面上的空氣監測器可以實現對室內的PM2.5及是否出現煤氣泄漏等問題進行監測，從而助力使用者及時了解并采取措施調節室內空氣質量，為大眾身體健康提供保障。某品牌的空氣凈化盒子應用范圍較廣，此設備具備智能調控功能，設置成智能模式后，便能自動對室內空氣質量進行調節，如果室內的PM2.5數值超標，該產品就會通過控制空氣凈化器工作，等到符合標準之后，產品會自動關閉調控系統，從而確保室內空氣質量維持穩定[5]。

5 結語

綜上所述，目前物聯網技術發展和智能家居有緊密聯系，想要促進物聯網技術在智能家居中充分發揮作用，還需要繼續努力。雖然當前智能家居具有廣闊的發展前景，在安防、健康保障、智能家電及智能監控等方面發揮了重要價值，但想要保證智能家居進一步發展，促進物聯網技術發展不可或缺，只有確保兩者共同進步，才能為大眾帶來更為便捷的生活。