物聯網技術在智能家居中的應用

(遼寧建筑職業學院，遼寧遼陽，111000)

前言

在當前信息技術和科學技術不斷發展的時代下，智能家居應運而生并蓬勃發展起來。目前，智能家居仍然處于初步發展階段，不僅成本較高，而且在很多功能方面還存在不足之處，有待改進和完善，因而還沒有普及和推廣開來。此外，人們對智能家居缺乏足夠的認識，加上其他因素的影響，導致智能家居的發展受到限制。在本文中，主要分析了智能家居的發展現狀和未能推廣的原因，并指出了物聯網技術在智能家居體系中的具體應用措施，以實現智能家居的優化和創新[1]。

1 概述

1.1 智能家居

智能家居能夠為家庭生活提供更加安全、方便、快捷的服務，其應用平臺主要是依據居民住宅設計的，通過利用物聯網等信息技術，構建實現家居日常事務的管理系統，對相關設施進行集中處理，從而提高家居事務的管理效率。智能家居不僅能夠方便人們的生活，還能在很大程度上節約能源，保護環境，符合現代社會發展和人們的生活理念，因而具有重要的應用價值。智能家居是科學技術發展的體現，極大地改善了人們的生活環境和居住環境，具有廣闊的發展前景。然而現階段，智能家居發展比較慢，加上不同地區經濟條件和科技發展水平的顯著，智能家居并沒有得到普及，仍然具有很大的發展空間。智能家居通常由八個智能家居子系統組成，且子系統工作離不開網絡電視和手機等智能設備的應用，不同子系統之間相互作用，為人們提供了智能化、現代化、安全化、自動化的服務，有效優化和保護了家庭居住環境和生活條件，為人們的日常生活提供了保障。

1.2 智能家居發展現狀和存在的問題

隨著人們生活水平的提高和對生活質量的追求，智能家居系統開始發展起來，其主要是為人們日常提供更加舒適、便捷、安全的生活環境，幫助人們處理日常事務，從而減輕勞動負擔，改善生活質量。智能家居的發展主要依靠社會經濟的發展和科學技術的進步，在這個基礎上，以住宅作為應用平臺，將通絡通信技術、綜合布線技術、自動控制技術、安全防范技術以及相關音視頻技術等綜合利用起來，構建一個高效的家庭日常事務和住宅設施智能化管理系統，以改善人們的日常生活。早在20世紀末，國內就已經出現了智能家居系統，智能家居經過一段時間發展后開始逐漸趨于穩定，在科學技術的依托下，行業通過不斷探索與創新，完善了智能家居系統功能，推動了智能家居在國內的發展。目前，智能家居發展較為成熟，但普及度不高，這主要是受國內經濟發展水平和人們思想觀念的影響，加上智能家居本身還存在一定的缺陷，經濟成本又高，因而在短時間內很難推廣開來。智能家居系統中存在的問題：(1)智能家居系統中各個子系統通常為執行器，需要對家庭進行全面感知才能實現智能化，而全面感知技術和相關設備的應用還存在很多不足之處，因而影響了智能家居系統智能化程度，難以實現并拓展系統中某些服務功能[2]。(2)在智能家居系統中，由于各個子系統之間信息互操作性和互聯性較差，因而在實際使用中難以實現預期的效果，這就導致很多智能化的家庭服務無法實現，只停留在設計層面。(3)智能家居系統中智能化執行的操作通常較為簡單，不能感知較為復雜的動作，且沒有對感知數據進行深入分析，缺少相應的智能化的推理分析計算平臺，這是造成系統使用性能不高的重要原因之一。綜上，智能家居系統中存在以上眾多不足之處，不能完全滿足人們的高品質需求，其功能和實用性還有待提高。物聯網技術的發展和應用，能夠在一定程度上解決上述問題，能夠改進和和優化智能家居系統，擴展其服務功能，有力推動了智能家居的進一步發展。

2 物聯網技術

隨著互聯網技術的發展，物聯網技術逐漸產生并得到了迅速發展，其以互聯網為基礎，將互聯網進行了拓展并延伸，逐漸實現了物和物之間的信息交流和傳遞。總結來說，物聯網技術就是將物相連起來的互聯網，其依靠互聯網技術和電子通信等技術，將傳感器接收到的信號傳送給控制器，從而對機器進行智能化的遠程控制[3]。物聯網不同于互聯網技術，其與互聯網密切相連，又區分于互聯網技術，是互聯網的拓展和延伸，能夠兼容互聯網資源和應用服務，但其本身又是獨立的。互聯網技術能夠利用RFID、二維碼等區分對象個體，獲得不同對象的信息，并通過對信息進行分析決策和控制，實現智能化管理，從而達到預期效果。而物聯網技術可以分成傳感器、RFID和M2M等三類應用，其中，傳感器的應用是通過在監管對象周圍安裝傳感器節點，實現對對象相關信息的收集、傳輸和控制[4]；RFID的應用主要是通過利用網絡技術和數據庫技術，將RFID標簽嵌入到對象身上，構建一個物聯網；M2M的應用主要是實現機器與機器、機器與人之間的交互和控制。在物聯網的支持下，智能家居能夠在人們日常用品中嵌入短距離移動接收器，然后通過網絡實現不同物體之間信息的交換，具有安全、簡單、方便、科學等特點和優勢。

3 物聯網技術在智能家居系統中的具體應用

智能家居中常見的有8大子系統，包括智能照明子系統、家庭能量管理子系統、智能安防子系統、背景音樂子系統、家庭信息處理子系統、家庭娛樂子系統、家庭監控子系統、家庭環境子系統。其中，智能照明子系統能夠實現智能化照明控制，降低家庭電能的消耗，減少污染，同時能夠避免光纖刺激對人體造成的傷害。其通過自動化控制開關，實現點燈的自動開關，同時能夠對燈光亮度進行自動調節，以滿足人們的需求[5]；家庭能量子系統主要處理家庭能量事務，如天然氣和水電等，自動計算用戶需要繳納的費用，并完成繳費任務；智能安防子系統主要是對家庭住宅進行安全性監督和防護，通過與公安系統聯網，一旦出現非法闖入，就會啟動報警功能。若遇到火災或煤氣泄漏等事故，通過感知系統能夠及時啟動安防系統并報警，有效降低了經濟損傷；背景音樂子系統主要是滿足人們的娛樂需求，通過自動感應技術能夠讓用戶隨時享受音樂；家庭信息處理子系統能夠幫助用戶及時了解物業和小區信息，并及時接受與家庭有關信息，然后自動對信息進行分類篩選，為用戶提供有用的信息，便于用戶掌握家中情況；家庭娛樂子系統能夠為用戶提供多樣的娛樂活動，用戶不必出門就能享受多數娛樂項目；家庭監控子系統主要是對家中情況進行實時監督，一旦家中出現危險或家中有訪客，能夠將信息及時發送給用戶，便于用戶了解家中情況；家庭環境子系統主要是對室內溫度、濕度等進行調節，并能夠依據外界天氣情況自動調節室溫，從而為用戶提供更加舒適的居住環境[6]。智能家居的具體應用主要體現在以下幾個方面：

(1)突發事件處理

物聯網技術的應用能夠及時解決某些意外事故或突發事件，通過在室內地面安裝探測裝置、在前壁安裝呼救裝置等，并將小區附近的警局信息系統和電子儀器終端系統相連接，當家中遇到陌生人侵略或出現突發疾病問題時，可以通過緊急呼救裝置和地面探測裝置呼救和報警。

(2)電氣設備

在當前信息時代背景下，智能手機在已經走進人們的日常生活中，為人們的日常生活帶來了極大的便利。在智能家居系統中，用戶智能手機通過物聯網網絡能夠對家中電氣設備進行及時管理，如對電飯煲、空調等設備進行操作，不僅滿足了用戶的需求，還節省了時間和能源的消耗。此外，通過智能手機與物業互動和溝通，能夠提高辦事效率。

(3)家庭安全

物聯網技術應用于智能家居系統中，能夠保證居住環境的安全性。通過家庭監控系統，利用物聯網技術能夠實現對聲音、圖像、視頻等進行實時調度和監控，攝像頭與手機相連能夠讓用戶全面掌握家中情況，并能夠將問題向小區物業及時反映。此外，通過智能報警系統、窗戶傳感器和智能門禁系統，能夠將住宅內外的攝像信息及時發送給用戶，以保障家庭安全。

(4)災害處理

在智能家居系統中，煙感報警器作為一種重要的防火技術，對保障家中安全具有重要作用，通過煙霧探測器能夠實現火災防范。主要原理為：離子式煙霧探測器電離產生的離子能夠在電場作用下向正負極移動，煙霧的產生會影響帶電離子的正常運動，導致電壓和電流發生變化，這時無線發射器會發出報警信號并將信號傳送給接收主機。此外，無線燃氣泄漏傳感器能夠及時感知并探測燃氣泄漏情況，并通過網絡將報警信號傳送給用戶手機。

總的來說，物聯網技術應用于智能家居系統中主要體現在感知、網絡和應用三個層面，其中，通過將物聯網和傳感有關技術相結合，建立感知層，能夠對家中對象和環境進行感知并獲得相關信息，然后完成信息的處理工作。此外，智能家居系統中的感知功能能夠大大提高各個子系統的智能化程度，提高了智能家居系統服務質量；利用物聯網技術能夠構建網絡并對其進行控制，其中，融合網絡是保障信息聯通的基礎，也是智能家居系統中實現智能化處理的關鍵部分。要想實現多種網絡功能，物聯網需要具備較強的數據處理能力，能夠對大量數據進行分析并依據分析結果下達命令，同時要保證數據傳輸過程的安全性和穩定性，以防止數據出現傳輸錯誤或丟失。網絡系統的智能化構建，能夠提高處理問題的能力，提高系統的智能化程度，使操作更加簡便；將物聯網技術與智能家居相關技術相結合，能夠大大提高智能家居的應用性能。應用層的構建，需要首先對智能家居中存在的問題進行分析，并制定相應的解決措施，以實現智能家居和物聯網技術的進一步融合，提高用戶的體驗價值。

總結：現階段，在信息化和網絡時代條件下，物聯網技術已經在社會各領域中得到的普及和應用。在智能家居系統中，有效利用物聯網技術能夠大大提高系統的服務性能，改善人們的生活質量，因而需要加強對物聯網技術的應用研究，以推動智能家居的發展和普及。