物聯網技術在智能家居的應用初探

孫晶

摘要：隨著計算機技術、網絡通信技術及RFID的飛速發展，物聯網技術將極大地改變著人類的生活方式。物聯網技術向智能家居的滲透是未來建筑發展的重要趨勢。文章對物聯網技術在智能家居中的應用進行了探索。

關鍵詞：物聯網；智能家居；網絡通信；無線控制；家庭自動化

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）01-0083-03

1物聯網技術簡介

物聯網（ITO，TheInternetofThings）是一個計算的概念，它描述了一個未來的場景，將日常用品連接到互聯網，并且能夠將自己和其他設備區分開來。物聯網的顯著特征在于它以RFID為最基本的通信方法，雖然它也可能用到其他的傳感器技術、無線技術、QR碼等。

物聯網的思想之所以重要，主要原因在于當物體能夠數字化地表達自己時遠比它獨自存在的意義要大得多。數字化表達自己的物體將不再僅僅與你有關，它已經與周圍的物體和數據庫中的數據進行連接。當很多物體協調一致地工作時，人們就認為它們具有“環境智能”。

物聯網是一個很難精確定義的概念。事實上，雖然物聯網的定義是由數字創新專家KevinAshton首次提出，但是很多的學術團體也都給這個術語下了自己的定義。所有這些定義的共同點是，互聯網的第一代版本是人類產生數據，而第二代版本是物體產生數據。Ashton所說的物聯網概念來自于1999年RFID雜志中的一篇論文：“如果我們擁有能夠自動感知物體的計算機，它們自動收集數據而無需我們的任何幫助，我們將可能跟蹤和了解任何物體的狀況，這將大大地減少浪費和損失并為我們節約成本。我們將能夠知道這些物體什么時候需要更換、修理和召回，并且知道它們是否依然完好或者已經不在最佳狀態。”

我們大多數人都熟知通過電腦、平板電腦和智能手機進行不同物體的連接。物聯網描述的是一個任何物體都能夠以某種智能的方式進行互相連接的世界。換言之，隨著物聯網的出現，物理世界將成為一個巨大的信息系統。物聯網通過RFID、GPS、掃描器、紅外感應器等信息傳感設備，按照特定的通信協議把世界上的任何物品通過互聯網連接起來，進行通信和信息交換，從而實現智能化的識別、定位、跟蹤、監控和管理。物聯網被預言為繼互聯網之后信息產業的新一輪科技與經濟浪潮，受到全球各國政府、學術團體和企業界的高度重視。

2智能家居與物聯網

物聯網產業作為我國新興的戰略性產業得以迅猛發展，這使得智能家居可以方便地利用物聯網技術，結合先進的設計理念，實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理，滿足人們在舒適的基礎上對建筑智能化、高效化、便捷性、節能環保等方面的需求，使得智能家居的發展和普及成為可能。近年來，由于更多廉價和易于使用的互聯設備的出現，智能家居的普及得到了極大的推進。

智能家居（SmartHome）在國外也稱家居自動化，是“建筑自動化”在個人住宅領域的擴展。它是指家居、家務事或日常事務的自動化。智能家居利用計算機和信息技術來控制家用電器和特性（如窗口或照明）。系統可能包括從簡單的遠程控制照明到復雜的計算機、微控制器的基礎網絡，它們各自有著不同程度的智能和自動化。為老年人和殘疾人設計的家居自動化將極大地提高他們的生活質量，從而減輕對保姆或社會護理機構的負擔，為用戶提供便利、舒服、節能和安全的生活環境。

智能家居系統將整個屋子里面的電子設備全部集成起來。應用于智能家居的技術包括那些用于建筑自動化的技術以及家庭活動控制的技術，例如家庭娛樂系統、室內植物及庭院澆水、寵物喂養、為不同的場合（如晚餐或集會）改變環境場景、家庭機器人。這些設備將通過計算機網絡來連接，從而允許個人電腦對其進行操作，同時也允許來自因特網的遠程控制。通過將家居環境的信息化集成，信息系統和設備將以集成的方式進行通信并為用戶帶來方便、節能和安全方面的好處。

智能家居的擴展是社區智能家居，它是基于社區的智能家居的解決方案，通過社區服務器和應用程序軟件，結合許多家庭智能系統在社區一起專注于管理和資源共享，以利用先進的計算機技術、嵌入式系統技術、網絡通信技術、家用電氣技術、無線控制技術，將所有有關家庭生活的子系統結合在一起。通過計劃管理，不僅實現了安全監視的社區，還將家庭智能控制、信息和消費服務等整合在一起，使生活更舒適、更安全、更有效，為業主提供一個“聰明的生活空間”。

3物聯網技術在智能家居中的典型應用

在工業化國家的現代建筑中，大多數房屋被電源、電話、電視接口（電纜或天線）、門鈴所環繞著。許多家務事都由專業化的電器來自動完成。舉例說，自動洗衣機被開發來減少手工洗衣服所耗費的勞動力，熱水器減少了要洗澡所必須的勞動。氣體或液體燃料的使用以及隨后電力的使用增加了加熱的自動化程度，減輕了手工給加熱器和爐子補給燃料的勞動力。恒溫器的發展允許對加熱和制冷給予更多的自動控制。其他傳統的家務，比如食品保存和準備已經在很大程度上被轉移到工廠來完成。在美國這樣的國家，隨著預制作、預包裝食品的發展，增加了人們對商業準備食物服務的依賴，如快餐餐廳。標準化的食物使得在家里更進一步地處理食物成為可能。

智能家居在未來生活中將會大顯身手。隨著家中可控制設備數量的增加，設備間的互連和溝通成為一個有用的和值得期待的特性。例如，火爐在需要清洗時可以發送出一個警報信息或者當冰箱需要服務時也會告知主人。房間將變得“智能”，當有人“入侵”時它會給控制者發送信號。如果家里面沒有人并且設置了警報系統，系統將會在有人進入房屋時呼叫主人、鄰居或者打報警電話。

在簡單的系統配置中，自動化可能意味著當一個人進入房間時照明系統將自動打開。在高級的系統配置中，房間將不僅僅可感知到房間內人的存在，而且還可以識別出主人的身份并考慮到是一周中的第幾天、一天中的什么時間等因素來為其設置合適的燈光、溫度、音樂或電視頻道。

關于照明控制，當安裝不同的產品時是可能節約能源的。一些簡單功能的集成，例如，將運動探測傳感器集成到家庭自動化系統，可以為家居和商住用戶均節約很多小時不必要的能源。具體來說，你可以想象如果所有的城市辦公建筑在晚上10點之后都會自動開、關照明會是什么景象？當沒有發現任何動靜時，照明就會自動關閉，主人將會節約很多無用的通宵照明能源。同樣的，智能建筑中對空調的控制也會節約更多的能源。

其他自動執行的任務可能包括在房間空置時將空調設置成節能模式，而當居住者即將返回時將其恢復成正常的設置。更復雜的系統可以維持產品的庫存，通過條形碼或RFID標簽記錄它們的使用狀況，為主人準備一個購物清單甚至自動下單更新庫存。家庭自動化也可以提供一個遠程接口到家用電器或自動化系統本身，通過電話、無線傳輸或互聯網，用戶利用隨手可得的智能手機或web瀏覽器就可以對其進行監控和控制。

舉個遠程監控的典型例子：當煙霧報警器探測到明火或者發煙情況時，就會觸發智能家居的遠程監控功能，通過房間里面的燈光的不停閃爍來警告任何居住者房屋可能存在的危險。如果房屋裝有家庭影院，家庭自動化系統可以先關閉所有的音頻和視頻組件來避免分心或者做一個語音播報。該系統也可以通過移動電話來給房屋主人報警或者打電話給消防隊或報警監控公司。

隨著IT技術的飛速發展，智能小區的建設將是大勢所趨。目前，我國已將建設智能化小康示范小區列入國家重點發展方向。按照國家建設部計劃，2010年60%以上的新房就具有一定的“智能型家居”功能。我國目前有高檔收入家庭1400萬，其他城鎮家庭15600萬。有數據顯示，在2010年，家庭市場傳感器網終端需求約2500萬戶，按平均每戶投資1000元計，市場規模達250億元。

4結語

物聯網的實現還為時尚早，依然有著很長的路要走。本文僅對物聯網技術在智能家居中的應用做了一個初步的探索，希望能藉此對智能家居的發展提供一點展望。隨著傳感器技術、微電子技術、通信與網絡技術、軟件及信息處理技術的迅猛發展，物聯網技術將不斷成熟并獲得越來越廣泛的應用。智能家居作為物聯網的一個典型應用領域必將擁有非常光明的應用前景。

參考文獻

[1]KevinAshton．That'InternetofThings'Thing．RFIDJournal，22July2009．

[2]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．

（責任編輯：秦遜玉）