構建智慧家庭關鍵技術探析

毛學農

【摘要】 智慧家庭是利用傳感控制、信息通信和云計算技術，實現智能舒適、安全環保的家庭生活方式。本文對智慧家庭系統結功能組成和關鍵技術進行了分析和探討。

【關鍵詞】 智慧家庭 物聯網 局域網 云計算

一、引言

智慧家庭是綜合利用計算機應用、網絡通訊、感應與控制、互聯網應用等技術，將家庭智能控制、信息交流及消費服務等家居生活有效地結合起來，創造出高效、舒適、安全、便捷的個性化家居生活的智能家庭服務平臺。智慧家庭的涵蓋范圍很廣，除了常用家電設備的智能化控制外，還包括照明、環境和安全監控、三表計量、開關插座、供水供暖、家庭娛樂等的智能控制和遠程管理。

二、智慧家庭系統組成

一種典型的智慧家庭系統如圖所示，

智慧家庭系統框圖

（1）家庭物聯感知網。指由各類家庭電氣電子設備終端組成的物聯網絡，如環境感知器、智能開關插座、智能水電氣表、煤氣探測器、煙感探測器、緊急報警按鈕、視頻監控終端、照明設備、冰箱等其他家電等等組成的近距離低速傳感通信網絡。物聯感知網由感知網網關統一管理，與家庭IP局域網進行數據交互。（2）家庭IP局域網。由各種以太網終端及智能家庭網關組成。智能家庭網關是這該部分的核心部件，是家庭網絡內部傳輸與控制的中心，同時也是家庭內部局域網與外部通信網進行通信的主要接口，實現：家庭傳感網的數據采集、匯聚及上傳；遠程化的控制與頁面瀏覽；以及作為家庭多媒體中心，實現音視頻信息的傳輸與處理。（3）云平臺云應用。實現智慧家庭的遠程訪問和管理，包括圖像和各種報警信號的遠程采集、傳輸、存儲、處理等。數據經過判斷和處理后以短信、微信即時消息、自動語音電話、互聯網網頁信息推送等多種方式通知給用戶，并且供用戶查詢。

三、智慧家庭關鍵技術

（1）家庭物聯感知網組網技術。ZigBee是組建傳感控制網絡比較成熟的技術，廣泛應用于照明/窗簾的自動控制、煤氣計量控制、家用電器的遠程控制、監控器的自動化控制、煙霧探測器/智慧型標簽的信息采集管理等場合。ZigBee無線網絡將各種傳感器采集到的住宅內環境、設備等信息接入到家庭物聯感知網網關，與智能家庭網關通信。采用zigBee作為內部網絡可以很方便地將各種原先不具有通信接口的設備連接至物聯網網關，不需要復雜的布線或者購買昂貴的帶通信接口的家電。此外，家居內的設備隨時可能增加或減少，采用具有自組織特性的Zigbee網絡可以很好的適應這種動態變化，方便用戶使用及系統的維護。（2）家庭IP局域網組網技術。家庭IP局域網分無線和有線兩種組網方式。無線組網主要通過Wi-Fi技術，單點式的Wi-Fi已經無法保證好的體驗，未來家庭網絡覆蓋將是分布式的多AP成網模型。有線組網可以有兩種實現方式，一是通過小型以太網交換機實現，這種方式不足之處在于需要在家庭各個房間單元內布置網線，組網施工麻煩；另一種有線組網技術是EoC，這種組網不需要額外布置網線，利用家庭現有的數字電視同軸網絡和EoC適配器終端，即可組建家庭局域網。相比無線組網，有線組網輻射少，網絡安全性更好。（3）云平臺云應用。云計算是實現云平臺云應用的關鍵技術。人們把數據中心的軟件和硬件統稱為云，所有的服務均放置于服務器端（云端），用戶通過互聯網應用系統按需使用。各種應用系統能夠根據需要獲取計算能力、存儲空間和軟件服務。云計算的主要服務形式有IaaS 基礎設施服務，PaaS平臺服務，SaaS軟件服務。IaaS 的核心是資源虛擬化，PaaS 提供平臺可伸縮化，SaaS 實現軟件服務租賃化。云計算技術用于智慧家庭業務平臺，能使該平臺具有云存儲、大數據分析以及資源共享、動態分配等優點，帶來更好體驗。

四、展望

智慧家庭是利用傳感物聯網、云計算、（移動）互聯網等新一代信息技術，實現智能、舒適、安全、節能環保的家庭生活方式。然而，受技術標準不統一的“瓶頸”制約，不同的廠商的方案標準不同、體系不同，智慧家庭產業發展緩慢。有關專家建議，我國應盡快推動智慧家庭標準統一。

參考文獻

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