智慧家居解決方案分析

張孝林+張翰博

【摘 要】基于近年來智慧家居新技術(shù)、新應(yīng)用和新方案的發(fā)展，梳理了智慧家居的傳統(tǒng)功能和新出現(xiàn)的功能，并從智慧家居傳統(tǒng)控制技術(shù)和基于云計(jì)算的遠(yuǎn)程控制方案2個(gè)方面對(duì)智慧家居的解決方案進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】智慧家居 短距無線 智能網(wǎng)關(guān) 遠(yuǎn)程控制

1 引言

智慧家居是以家庭住宅為平臺(tái)，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)等將與家居生活有關(guān)的家庭設(shè)施進(jìn)行集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并創(chuàng)造出環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。

智慧家居也是NGB（下一代廣電）網(wǎng)絡(luò)的核心業(yè)務(wù)之一，它是集遠(yuǎn)程控制、網(wǎng)絡(luò)接入管理、多媒體娛樂于一身的綜合管理系統(tǒng)。用戶通過手機(jī)、平板電腦、計(jì)算機(jī)可以下載安裝“智慧家居管理”客戶端軟件，登陸運(yùn)營管理平臺(tái)與智慧家居控制器（如NGB智能家庭網(wǎng)關(guān)）通訊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控家里的電器設(shè)備，提高家庭生活的智慧化水平。此外，用戶還可以通過智能家庭網(wǎng)關(guān)查看和使用運(yùn)營管理平臺(tái)提供的周邊相關(guān)社區(qū)服務(wù)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻內(nèi)容等網(wǎng)絡(luò)增值服務(wù)。本文在簡(jiǎn)要分析智慧家居所需功能的基礎(chǔ)上，從智慧家居傳統(tǒng)控制技術(shù)和基于云計(jì)算的遠(yuǎn)程控制方案這2個(gè)方面對(duì)智慧家居的解決方案進(jìn)行分析。

2 智慧家居功能分析

智慧家居控制器（主機(jī)或智能家庭網(wǎng)關(guān)）是智慧家居的心臟，通過它可以把和家居生活相關(guān)的各個(gè)子系統(tǒng)，包括智能安防報(bào)警、智能電動(dòng)窗簾、智能電器控制、智能照明控制等多個(gè)子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，為用戶創(chuàng)造一個(gè)安全、舒適、便利、高效的居住環(huán)境。

智能安防報(bào)警子系統(tǒng)的主要功能包括防盜、防火以及防煤氣泄露，可以設(shè)置離家報(bào)警與在家報(bào)警2種模式，還有定時(shí)布防、定時(shí)撤防、分區(qū)布防、分區(qū)撤防的功能。當(dāng)離家報(bào)警時(shí)，所有設(shè)備都在工作，無論是室內(nèi)還是室外只要發(fā)生情況都可以讓主機(jī)本地報(bào)警、手機(jī)報(bào)警。在家報(bào)警的情況下，主人是可以在室內(nèi)活動(dòng)的，終端設(shè)備帶有方向識(shí)別功能，可以分辨出人體是進(jìn)還是出，防止小偷有可乘之機(jī)。當(dāng)家里出現(xiàn)火災(zāi)或者煤氣泄露時(shí)，主機(jī)會(huì)自動(dòng)聯(lián)系主人并報(bào)警到相關(guān)部門，同時(shí)通過氣閥自動(dòng)將煤氣總閥門關(guān)閉。

電動(dòng)窗簾就是使用機(jī)電裝置驅(qū)動(dòng)簾幕，從而取代傳統(tǒng)手動(dòng)拉窗簾的方式。電動(dòng)窗簾有開合型電動(dòng)窗簾、升降型電動(dòng)卷簾、電動(dòng)百葉簾、電動(dòng)天棚簾等。電動(dòng)窗簾控制方式支持多種選擇，包括本地開關(guān)控制、無線遙控、網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制等。

智能電器控制主要針對(duì)傳統(tǒng)的家庭設(shè)施進(jìn)行智能控制，比如對(duì)家用的空調(diào)、熱水器、飲水機(jī)等設(shè)備進(jìn)行控制。在家中，通過手機(jī)或平板電腦可控制家中所有家庭設(shè)施，替代所有遙控器，操作簡(jiǎn)單，用戶可輕松掌控全宅電器。也可通過手機(jī)和計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，如提前開啟家中空調(diào)和地暖系統(tǒng)，回家即可享受。

智能照明控制是用智能開關(guān)直接替換傳統(tǒng)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)家里的燈光進(jìn)行一對(duì)一的開和關(guān)、全開、全關(guān)以及組合的形式。目前多采用短距無線技術(shù)組成系統(tǒng)，控制種類分遙控控制、手機(jī)控制、電腦遠(yuǎn)程控制、定時(shí)控制和場(chǎng)景控制等。

近年來，隨著NGB網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展以及智能電視終端（一體機(jī)、機(jī)頂盒）和智能家庭網(wǎng)關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的進(jìn)步。智慧家居的功能引入了新的需求、出現(xiàn)了新的趨勢(shì)，如擴(kuò)展了多媒體娛樂功能和網(wǎng)絡(luò)接入與管理功能。

在多媒體娛樂功能方面，要求智慧家居支持的功能包括電視直播，主要支持DVB-C高清接入、支持主流CA（智能卡）、支持主流視頻格式播放能力（AVI、RMVB、MP4等視頻格式）、支持主流音頻播放能力（MP3、WAV、AAC、AC3等音頻格式）、支持高清視頻點(diǎn)播、支持主流網(wǎng)絡(luò)電視內(nèi)容播控平臺(tái)、支持體感游戲等。這些功能主要是通過將智能電視終端復(fù)用為智慧家居控制器來實(shí)現(xiàn)。

網(wǎng)絡(luò)接入與管理功能方面，通過復(fù)用智能家庭網(wǎng)關(guān)，智慧家居可支持的功能包括網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、帶寬和流量監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)遠(yuǎn)程配置、Wi-Fi無線路由功能（支持802.11 b/g/n）、寬帶網(wǎng)絡(luò)接入（RJ-45端口或Cable網(wǎng)絡(luò)接入）、3G/4G網(wǎng)絡(luò)接入、通過局域網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)接入小區(qū)物業(yè)控制中心等。

3 智慧家居控制技術(shù)分析

目前市場(chǎng)上的智慧家居控制技術(shù)，根據(jù)布線方式可劃分為集中控制、現(xiàn)場(chǎng)總線控制、短距無線控制等。

3.1 集中控制技術(shù)

采用集中控制方式的智慧家居系統(tǒng)，主要是通過一個(gè)以單片機(jī)為核心的系統(tǒng)主機(jī)來構(gòu)建，中心處理單元（CPU）負(fù)責(zé)系統(tǒng)的信號(hào)處理，系統(tǒng)主板上集成一些外圍接口單元，包括安防報(bào)警、電話模塊、控制回路輸入/輸出（I/O）模塊等電路。

這類集中控制方式的系統(tǒng)主機(jī)板一般帶8路的燈光、電器控制回路、8路報(bào)警信號(hào)輸入、3～4路抄表信號(hào)接入等。由于系統(tǒng)容量的限制，一旦系統(tǒng)安裝完畢，擴(kuò)展增加控制回路比較困難。

這類系統(tǒng)由于采用星型布線方式，所有安防報(bào)警探頭、燈光及電器控制回路必須接入主控箱，與傳統(tǒng)室內(nèi)布線系統(tǒng)相比增加了布線的長(zhǎng)度，布線較復(fù)雜。早期市場(chǎng)上這類產(chǎn)品較多。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是通過系統(tǒng)總線來實(shí)現(xiàn)家居燈光、電器及報(bào)警系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)以及信號(hào)傳輸，采用分散型現(xiàn)場(chǎng)控制技術(shù)，控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各功能模塊只需要就近接入總線即可，布線比較方便。

一般來說，現(xiàn)場(chǎng)總線類產(chǎn)品都支持任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的布線方式，即支持星型與環(huán)狀結(jié)構(gòu)走線方式。燈光回路、插座回路等強(qiáng)電的布線與傳統(tǒng)的布線方式完全一致。“一燈多控”，在家庭應(yīng)用比較普遍，以往一般采用“雙聯(lián)”、“四聯(lián)”開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，走線復(fù)雜而且布線成本高。

若通過總線方式控制，則完全不需要增加額外布線。這是一種全分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其產(chǎn)品模塊具有雙向通信能力，以及互操作性和互換性，其控制的部件都可以進(jìn)行編程。典型的總線技術(shù)采用雙絞線總線結(jié)構(gòu)，各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以從總線上獲得供電（24VDC），即通過同一總線實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間無極性、無拓?fù)溥壿嬒拗频幕ミB和通信，信號(hào)傳輸速率和系統(tǒng)容量則分別為10kbps和4G。endprint

3.3 短距無線技術(shù)

應(yīng)用于智慧家居中的短距無線技術(shù)通常包括ZigBee、RFID、Wi-Fi這3類技術(shù)。其中ZigBee技術(shù)由于其通信可靠性和成本低廉等原因，目前更多地被應(yīng)用于智慧家居的控制中。ZigBee技術(shù)采用蜂巢結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，每個(gè)家庭設(shè)施都可以通過多個(gè)方向與智慧家居控制器（如智能家庭網(wǎng)關(guān)）通信，一個(gè)方向斷線不會(huì)造成家庭設(shè)施掉線，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性高。這是目前主流的智慧家居控制方式，同時(shí)也是近期的技術(shù)發(fā)展方向。ZigBee技術(shù)安全性高，采用AES加密（高級(jí)加密系統(tǒng)），嚴(yán)密程度相當(dāng)于銀行卡加密技術(shù)的12倍，可以較好地保障智慧家居不被入侵干擾。ZigBee網(wǎng)絡(luò)容量巨大，理論節(jié)點(diǎn)65 300個(gè)，不僅可以滿足家庭需要，用于智慧小區(qū)、智能樓宇、智慧酒店、智能工廠等也是綽綽有余的。ZigBee技術(shù)具有雙向通訊的能力，不僅可以發(fā)送命令給家庭設(shè)施，家庭設(shè)施同時(shí)也會(huì)把執(zhí)行狀態(tài)反饋給智慧家居控制器，這提供了通過智能家庭網(wǎng)關(guān)用移動(dòng)終端對(duì)智慧家居家庭設(shè)施進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的手段。

4 基于云計(jì)算的遠(yuǎn)程控制方案

隨著智慧家居的逐步推廣和使用，消費(fèi)者對(duì)智慧家居功能和性能的要求越來越挑剔。智慧家居中不斷擴(kuò)展的多媒體娛樂設(shè)施，尤其是智能電視終端，如電視一體機(jī)和智能機(jī)頂盒的引入及快速普及，使得智慧家居中需要存儲(chǔ)和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在快速的增加，如音頻和視頻數(shù)據(jù)，這些都需要極大的容量。為了滿足智慧家居的這些新的需求，云計(jì)算及云存儲(chǔ)技術(shù)就自然而然地被應(yīng)用于智慧家居系統(tǒng)中。

云計(jì)算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的資源。智慧家居是物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用，通過智慧家居可以將互聯(lián)網(wǎng)與家庭智能設(shè)施緊密聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)家庭的智能化。在智慧家居系統(tǒng)中，云計(jì)算可以提供最可靠、最安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，用戶不用擔(dān)心數(shù)據(jù)丟失、病毒入侵等風(fēng)險(xiǎn)。云計(jì)算對(duì)用戶端的設(shè)備要求最低，使用起來也最方便。另外云計(jì)算可以輕松實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)與應(yīng)用共享。而更多的是，云計(jì)算為用戶使用網(wǎng)絡(luò)提供了無限多的可能。這也就使得云計(jì)算成為智慧家居的必備技術(shù)。

云計(jì)算可以賦予用戶前所未有的計(jì)算能力。尤其是云計(jì)算支持用戶在任意位置使用各種終端獲取應(yīng)用服務(wù)。所請(qǐng)求的資源來自“云”，而不是來自固定的有形實(shí)體。因而，使用云計(jì)算便可以支持用戶在任意時(shí)間、任意位置對(duì)智慧家居的設(shè)施進(jìn)行相應(yīng)的控制，所需要的也只是一個(gè)手機(jī)或者一個(gè)筆記本電腦之類的智能終端而已，具體如圖1所示：

用戶可以將智慧家居的相關(guān)信息儲(chǔ)藏在云端，因?yàn)椤霸啤笔褂昧藬?shù)據(jù)多副本容錯(cuò)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)可互換等措施來保障服務(wù)的高可靠性。因而，即使終端出了問題，比如手機(jī)失竊，這些信息并不需要重置，很容易就能找回來，不影響后續(xù)的使用。

通常用戶會(huì)根據(jù)自己的需要選擇一部分智慧家居功能，日后也會(huì)根據(jù)需要或者興趣進(jìn)行擴(kuò)展，如果是通過有線通訊或者是傳統(tǒng)方式的話，難免會(huì)因此要修改布置，大動(dòng)干戈，而通過云的動(dòng)態(tài)收縮特性，不論是想要擴(kuò)展或者是取消某些功能，都非常簡(jiǎn)單易行。因此，云計(jì)算技術(shù)將變成智慧家居系統(tǒng)的重要支撐，通過云計(jì)算整合一切可以整合的計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源，來共同處理全球化智慧家居業(yè)務(wù)的請(qǐng)求，并通過按需使用方式靈活擴(kuò)展相應(yīng)的計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源，聯(lián)合物聯(lián)網(wǎng)資源作為智慧家居領(lǐng)域的重要支撐平臺(tái)。

通過這個(gè)支撐平臺(tái)，智慧家居中的家庭設(shè)施可以與云計(jì)算中心進(jìn)行信息的溝通，向云計(jì)算中心傳遞當(dāng)前的工作狀態(tài)，利用云計(jì)算中心的強(qiáng)大計(jì)算力和存儲(chǔ)力為終端提供智能計(jì)算支持，這樣家庭設(shè)施就實(shí)現(xiàn)了智能化的集成與管理。空調(diào)可以自動(dòng)為室內(nèi)提供適宜的溫度，窗簾可以根據(jù)天氣的變化自動(dòng)開關(guān)等，使原本呆板的家庭設(shè)施具備了靈性，使物與物、物與人之間有效地進(jìn)行互動(dòng)，也使各種家庭設(shè)施為主人的生活提供更加貼心的服務(wù)。

5 結(jié)束語

智慧家居將是NGB網(wǎng)絡(luò)的核心業(yè)務(wù)之一，智能家庭網(wǎng)關(guān)是智慧家居的心臟，通過這個(gè)家庭網(wǎng)關(guān)可以把和家居生活相關(guān)的各個(gè)子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起。隨著NGB網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展以及智能家庭網(wǎng)關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的進(jìn)步，智慧家居擴(kuò)展了多媒體娛樂功能和網(wǎng)絡(luò)接入與管理功能。ZigBee技術(shù)由于其通信可靠性和成本低廉等原因，更多地被應(yīng)用于智慧家居的控制。隨著越來越多智能化家庭設(shè)施的逐步應(yīng)用和普及，云計(jì)算技術(shù)將變成智慧家居系統(tǒng)的重要支撐平臺(tái)，通過這個(gè)支撐平臺(tái)，可以支持用戶在任意時(shí)間、任意位置對(duì)智慧家居的設(shè)施進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

參考文獻(xiàn)：

[1] 董裕藝，黎福海，何凱青. 智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究[J]. 移動(dòng)通信， 2012，36（11）： 39-43.

[2] Dae-Man Han， Jae-Hyun Lim. Smart Home Energy Management System using IEEE 802.15.4 and Zigbee[J]. Consumer Electronics， 2010，56（3）： 1403-1410.

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[4] 安防知識(shí)網(wǎng). 淺析智能家居技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[EB/OL]. （2014-05-05）[2014-10-11]. http：//news.21csp.com.cn/c21/201405/70293.html.

[5] Chang F， Dean J， Ghemawat S. BigTable： A Distributed Storage System for Structured Data[J]. ACM Transactions on Computer Systems， 2008（2）： 1-26.endprint

3.3 短距無線技術(shù)

應(yīng)用于智慧家居中的短距無線技術(shù)通常包括ZigBee、RFID、Wi-Fi這3類技術(shù)。其中ZigBee技術(shù)由于其通信可靠性和成本低廉等原因，目前更多地被應(yīng)用于智慧家居的控制中。ZigBee技術(shù)采用蜂巢結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，每個(gè)家庭設(shè)施都可以通過多個(gè)方向與智慧家居控制器（如智能家庭網(wǎng)關(guān)）通信，一個(gè)方向斷線不會(huì)造成家庭設(shè)施掉線，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性高。這是目前主流的智慧家居控制方式，同時(shí)也是近期的技術(shù)發(fā)展方向。ZigBee技術(shù)安全性高，采用AES加密（高級(jí)加密系統(tǒng)），嚴(yán)密程度相當(dāng)于銀行卡加密技術(shù)的12倍，可以較好地保障智慧家居不被入侵干擾。ZigBee網(wǎng)絡(luò)容量巨大，理論節(jié)點(diǎn)65 300個(gè)，不僅可以滿足家庭需要，用于智慧小區(qū)、智能樓宇、智慧酒店、智能工廠等也是綽綽有余的。ZigBee技術(shù)具有雙向通訊的能力，不僅可以發(fā)送命令給家庭設(shè)施，家庭設(shè)施同時(shí)也會(huì)把執(zhí)行狀態(tài)反饋給智慧家居控制器，這提供了通過智能家庭網(wǎng)關(guān)用移動(dòng)終端對(duì)智慧家居家庭設(shè)施進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的手段。

4 基于云計(jì)算的遠(yuǎn)程控制方案

隨著智慧家居的逐步推廣和使用，消費(fèi)者對(duì)智慧家居功能和性能的要求越來越挑剔。智慧家居中不斷擴(kuò)展的多媒體娛樂設(shè)施，尤其是智能電視終端，如電視一體機(jī)和智能機(jī)頂盒的引入及快速普及，使得智慧家居中需要存儲(chǔ)和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在快速的增加，如音頻和視頻數(shù)據(jù)，這些都需要極大的容量。為了滿足智慧家居的這些新的需求，云計(jì)算及云存儲(chǔ)技術(shù)就自然而然地被應(yīng)用于智慧家居系統(tǒng)中。

云計(jì)算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的資源。智慧家居是物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用，通過智慧家居可以將互聯(lián)網(wǎng)與家庭智能設(shè)施緊密聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)家庭的智能化。在智慧家居系統(tǒng)中，云計(jì)算可以提供最可靠、最安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，用戶不用擔(dān)心數(shù)據(jù)丟失、病毒入侵等風(fēng)險(xiǎn)。云計(jì)算對(duì)用戶端的設(shè)備要求最低，使用起來也最方便。另外云計(jì)算可以輕松實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)與應(yīng)用共享。而更多的是，云計(jì)算為用戶使用網(wǎng)絡(luò)提供了無限多的可能。這也就使得云計(jì)算成為智慧家居的必備技術(shù)。

云計(jì)算可以賦予用戶前所未有的計(jì)算能力。尤其是云計(jì)算支持用戶在任意位置使用各種終端獲取應(yīng)用服務(wù)。所請(qǐng)求的資源來自“云”，而不是來自固定的有形實(shí)體。因而，使用云計(jì)算便可以支持用戶在任意時(shí)間、任意位置對(duì)智慧家居的設(shè)施進(jìn)行相應(yīng)的控制，所需要的也只是一個(gè)手機(jī)或者一個(gè)筆記本電腦之類的智能終端而已，具體如圖1所示：

用戶可以將智慧家居的相關(guān)信息儲(chǔ)藏在云端，因?yàn)椤霸啤笔褂昧藬?shù)據(jù)多副本容錯(cuò)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)可互換等措施來保障服務(wù)的高可靠性。因而，即使終端出了問題，比如手機(jī)失竊，這些信息并不需要重置，很容易就能找回來，不影響后續(xù)的使用。

通常用戶會(huì)根據(jù)自己的需要選擇一部分智慧家居功能，日后也會(huì)根據(jù)需要或者興趣進(jìn)行擴(kuò)展，如果是通過有線通訊或者是傳統(tǒng)方式的話，難免會(huì)因此要修改布置，大動(dòng)干戈，而通過云的動(dòng)態(tài)收縮特性，不論是想要擴(kuò)展或者是取消某些功能，都非常簡(jiǎn)單易行。因此，云計(jì)算技術(shù)將變成智慧家居系統(tǒng)的重要支撐，通過云計(jì)算整合一切可以整合的計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源，來共同處理全球化智慧家居業(yè)務(wù)的請(qǐng)求，并通過按需使用方式靈活擴(kuò)展相應(yīng)的計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源，聯(lián)合物聯(lián)網(wǎng)資源作為智慧家居領(lǐng)域的重要支撐平臺(tái)。

通過這個(gè)支撐平臺(tái)，智慧家居中的家庭設(shè)施可以與云計(jì)算中心進(jìn)行信息的溝通，向云計(jì)算中心傳遞當(dāng)前的工作狀態(tài)，利用云計(jì)算中心的強(qiáng)大計(jì)算力和存儲(chǔ)力為終端提供智能計(jì)算支持，這樣家庭設(shè)施就實(shí)現(xiàn)了智能化的集成與管理。空調(diào)可以自動(dòng)為室內(nèi)提供適宜的溫度，窗簾可以根據(jù)天氣的變化自動(dòng)開關(guān)等，使原本呆板的家庭設(shè)施具備了靈性，使物與物、物與人之間有效地進(jìn)行互動(dòng)，也使各種家庭設(shè)施為主人的生活提供更加貼心的服務(wù)。

5 結(jié)束語

智慧家居將是NGB網(wǎng)絡(luò)的核心業(yè)務(wù)之一，智能家庭網(wǎng)關(guān)是智慧家居的心臟，通過這個(gè)家庭網(wǎng)關(guān)可以把和家居生活相關(guān)的各個(gè)子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起。隨著NGB網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展以及智能家庭網(wǎng)關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的進(jìn)步，智慧家居擴(kuò)展了多媒體娛樂功能和網(wǎng)絡(luò)接入與管理功能。ZigBee技術(shù)由于其通信可靠性和成本低廉等原因，更多地被應(yīng)用于智慧家居的控制。隨著越來越多智能化家庭設(shè)施的逐步應(yīng)用和普及，云計(jì)算技術(shù)將變成智慧家居系統(tǒng)的重要支撐平臺(tái)，通過這個(gè)支撐平臺(tái)，可以支持用戶在任意時(shí)間、任意位置對(duì)智慧家居的設(shè)施進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

參考文獻(xiàn)：

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3.3 短距無線技術(shù)

應(yīng)用于智慧家居中的短距無線技術(shù)通常包括ZigBee、RFID、Wi-Fi這3類技術(shù)。其中ZigBee技術(shù)由于其通信可靠性和成本低廉等原因，目前更多地被應(yīng)用于智慧家居的控制中。ZigBee技術(shù)采用蜂巢結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，每個(gè)家庭設(shè)施都可以通過多個(gè)方向與智慧家居控制器（如智能家庭網(wǎng)關(guān)）通信，一個(gè)方向斷線不會(huì)造成家庭設(shè)施掉線，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性高。這是目前主流的智慧家居控制方式，同時(shí)也是近期的技術(shù)發(fā)展方向。ZigBee技術(shù)安全性高，采用AES加密（高級(jí)加密系統(tǒng)），嚴(yán)密程度相當(dāng)于銀行卡加密技術(shù)的12倍，可以較好地保障智慧家居不被入侵干擾。ZigBee網(wǎng)絡(luò)容量巨大，理論節(jié)點(diǎn)65 300個(gè)，不僅可以滿足家庭需要，用于智慧小區(qū)、智能樓宇、智慧酒店、智能工廠等也是綽綽有余的。ZigBee技術(shù)具有雙向通訊的能力，不僅可以發(fā)送命令給家庭設(shè)施，家庭設(shè)施同時(shí)也會(huì)把執(zhí)行狀態(tài)反饋給智慧家居控制器，這提供了通過智能家庭網(wǎng)關(guān)用移動(dòng)終端對(duì)智慧家居家庭設(shè)施進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的手段。

4 基于云計(jì)算的遠(yuǎn)程控制方案

隨著智慧家居的逐步推廣和使用，消費(fèi)者對(duì)智慧家居功能和性能的要求越來越挑剔。智慧家居中不斷擴(kuò)展的多媒體娛樂設(shè)施，尤其是智能電視終端，如電視一體機(jī)和智能機(jī)頂盒的引入及快速普及，使得智慧家居中需要存儲(chǔ)和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在快速的增加，如音頻和視頻數(shù)據(jù)，這些都需要極大的容量。為了滿足智慧家居的這些新的需求，云計(jì)算及云存儲(chǔ)技術(shù)就自然而然地被應(yīng)用于智慧家居系統(tǒng)中。

云計(jì)算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的資源。智慧家居是物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用，通過智慧家居可以將互聯(lián)網(wǎng)與家庭智能設(shè)施緊密聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)家庭的智能化。在智慧家居系統(tǒng)中，云計(jì)算可以提供最可靠、最安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，用戶不用擔(dān)心數(shù)據(jù)丟失、病毒入侵等風(fēng)險(xiǎn)。云計(jì)算對(duì)用戶端的設(shè)備要求最低，使用起來也最方便。另外云計(jì)算可以輕松實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)與應(yīng)用共享。而更多的是，云計(jì)算為用戶使用網(wǎng)絡(luò)提供了無限多的可能。這也就使得云計(jì)算成為智慧家居的必備技術(shù)。

云計(jì)算可以賦予用戶前所未有的計(jì)算能力。尤其是云計(jì)算支持用戶在任意位置使用各種終端獲取應(yīng)用服務(wù)。所請(qǐng)求的資源來自“云”，而不是來自固定的有形實(shí)體。因而，使用云計(jì)算便可以支持用戶在任意時(shí)間、任意位置對(duì)智慧家居的設(shè)施進(jìn)行相應(yīng)的控制，所需要的也只是一個(gè)手機(jī)或者一個(gè)筆記本電腦之類的智能終端而已，具體如圖1所示：

用戶可以將智慧家居的相關(guān)信息儲(chǔ)藏在云端，因?yàn)椤霸啤笔褂昧藬?shù)據(jù)多副本容錯(cuò)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)可互換等措施來保障服務(wù)的高可靠性。因而，即使終端出了問題，比如手機(jī)失竊，這些信息并不需要重置，很容易就能找回來，不影響后續(xù)的使用。

通常用戶會(huì)根據(jù)自己的需要選擇一部分智慧家居功能，日后也會(huì)根據(jù)需要或者興趣進(jìn)行擴(kuò)展，如果是通過有線通訊或者是傳統(tǒng)方式的話，難免會(huì)因此要修改布置，大動(dòng)干戈，而通過云的動(dòng)態(tài)收縮特性，不論是想要擴(kuò)展或者是取消某些功能，都非常簡(jiǎn)單易行。因此，云計(jì)算技術(shù)將變成智慧家居系統(tǒng)的重要支撐，通過云計(jì)算整合一切可以整合的計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源，來共同處理全球化智慧家居業(yè)務(wù)的請(qǐng)求，并通過按需使用方式靈活擴(kuò)展相應(yīng)的計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源，聯(lián)合物聯(lián)網(wǎng)資源作為智慧家居領(lǐng)域的重要支撐平臺(tái)。

通過這個(gè)支撐平臺(tái)，智慧家居中的家庭設(shè)施可以與云計(jì)算中心進(jìn)行信息的溝通，向云計(jì)算中心傳遞當(dāng)前的工作狀態(tài)，利用云計(jì)算中心的強(qiáng)大計(jì)算力和存儲(chǔ)力為終端提供智能計(jì)算支持，這樣家庭設(shè)施就實(shí)現(xiàn)了智能化的集成與管理。空調(diào)可以自動(dòng)為室內(nèi)提供適宜的溫度，窗簾可以根據(jù)天氣的變化自動(dòng)開關(guān)等，使原本呆板的家庭設(shè)施具備了靈性，使物與物、物與人之間有效地進(jìn)行互動(dòng)，也使各種家庭設(shè)施為主人的生活提供更加貼心的服務(wù)。

5 結(jié)束語

智慧家居將是NGB網(wǎng)絡(luò)的核心業(yè)務(wù)之一，智能家庭網(wǎng)關(guān)是智慧家居的心臟，通過這個(gè)家庭網(wǎng)關(guān)可以把和家居生活相關(guān)的各個(gè)子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起。隨著NGB網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展以及智能家庭網(wǎng)關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的進(jìn)步，智慧家居擴(kuò)展了多媒體娛樂功能和網(wǎng)絡(luò)接入與管理功能。ZigBee技術(shù)由于其通信可靠性和成本低廉等原因，更多地被應(yīng)用于智慧家居的控制。隨著越來越多智能化家庭設(shè)施的逐步應(yīng)用和普及，云計(jì)算技術(shù)將變成智慧家居系統(tǒng)的重要支撐平臺(tái)，通過這個(gè)支撐平臺(tái)，可以支持用戶在任意時(shí)間、任意位置對(duì)智慧家居的設(shè)施進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

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