其实,从上世纪末智能家居进入中国,该行业已经发展了十数年,已从枯燥的名词变成身边的各种安防系统、对讲系统、自动抄表系统、火灾报警系统、家庭影院系统、灯光和家电控制系统、家庭信息化平台、信息家电等,看似市场在逐渐成熟,但如今看来还没有发展到一定的规模,似有闭门造车之嫌,其实内里存在不少问题,阻碍了整个行业在市场上的进一步发展。
目前智能家居市场存在的问题是:缺乏规范的、统一的行业标准;产业核心技术有待突破;应用模式有待创新,产品稳定性可靠性还有待进一步提高;产业链不完整,缺乏完善的社会合作体系;跨产业的合作困难重重;市场推广力度不够。这也是未来智能家居“十二五”发展规划亟待突破的任务。
现在,物联网给智能家居带来了第二次生命。据工信部科技司副司长李力透露,由工信部牵头制定的《物联网“十二五”发展规划》将出台。工信部将支持重点领域应用示范工程,具体包括智能工业、智能农业、智能物流、智能交通、智能电网、智能环保、智能安防、智能医疗与智能家居九大领域,尤其是智能家居和智能医疗领域,惠及民生,能提高民众生活品质,潜在应用需求更为迫切,因此有望形成大的产业规模。
在三网融合大趋势、政策积极引导、人机交互、物联网技术的刺激下,各大厂商都摩拳擦掌,蓄势待发,争夺智能家居领域这块大蛋糕。
通过物联网智能家居技术,可以组建家庭网络系统,让多台电脑可以共用一条宽带线路上网以节省费用,实现各电脑间的资源共享、联网游戏等功能。还可组建家庭控制网络,控制信息化家电(如:空调、冰箱、微波炉、洗衣机、热水器)的各种动作,也可以控制其它智能设备(如:窗帘、门锁、灯光……)。还可组建家庭的监控网络,通过家庭监控设备,对家庭安全进行监视和控制,甚至可以在办公室通过互联网看到家中的图像和与家中的人员进行对话。也可组建家庭视频网络,用一台录像机(VCD/DVD/电脑)播放节目使多个电视机收看,将宽带网络上的传送到电视机上收看。还有组建家庭音频网络,将音响信号送至各个房间收听,也可以将电脑或网络上的MP3音乐送到音响上播放。最重要的是,可以搭建安防报警系统,若有人非法侵入室内,或发生燃气泄漏、火灾等险情,系统将通过短信、彩信、电话等方式第一时间发出报警信号;午后,天气骤变下起大雨,用手机进行远程控制关窗,这样就无需一回家就面对“水漫金山”的窘境…
物联网智能家居带给我们的不仅是方便和全新体验,它对能源消费、城市交通、智能环保等都有非常大的影响力,甚至被国外专家认为是牵一发而动全身的市场。随着随着物联网与智能家居技术的迅速发展和深入应用,智能家居系统正朝着网络化、信息化、智慧化方向发展,对智能家居行业的厂商来说将迎来难得的发展机遇。智能家居领域由于其多样性和个性化的特点,也导致了技术路线和标准众多,没有统一通行技术标准体系的现状,从技术应用角度来看主要有三类主流技术:
第一类——总线技术类
总线技术的主要特点是所有设备通信与控制都集中在一条总线上,是一种全分布式智能控制网络技术,其产品模块具有双向通信能力,以及互 *** 作性和互换性,其控制部件都可以编程。典型的总线技术采用双绞线总线结构,各网络节点可以从总线上获得供电,亦通过同一总线实现节点间无极性、无拓扑逻辑限制的互连和通信。
总线技术类产品比较适合于楼宇智能化以及小区智能化等大区域范围的控制,但一般设置安装比较复杂,造价较高,工期较长,只适用新装修用户。
第二类——无线通信技术类
无线通信技术众多,已经成功应用在智能家居领域的无线通信技术方案主要包括:射频(RF)技术(频带大多为315 和43392MHz)、VESP协议、IrDA红外线技术、HomeRF 协议、Zigbee 标准、Z-Wave 标准、Z-world 标准、X2D 技术等。
无线技术方案的主要优势在于无需重新布线,安装方便灵活,而且根据需求可以随时扩展或改装,可以适用于新装修用户和已装用户。
第三类——电力线载波通信技术
电力线载波通信技术充分利用现有的电网,两端加以调制解调器,直接以50Hz 交流电为载波,再以数百KHz 的脉冲为调制信号,进行信号的传输与控制。浅析物联网在智能家居中的应用
摘要:众所周知, 物联网是新一代信息技术的重要组成部分, 在当今社会以及未来社会
发挥着巨大的作用,而且其应用方面也越来越广阔。虽然当前的物联网技术还不是很成熟,
但是在某些领域方面的研究还是比较靠前的, 比如家居方面。 所以本次选取了物联网在智能
家居中的应用这一话题。 在论文中, 会首先介绍物联网的相关内容, 包括对物联网的认识以
及物联网的作用, 然后介绍物联网是如何在智能家居中应用的还有目前大家对智能家居的评
价,最后我们会展望一下智能家居的未来发展状况以及目前我们可以做的一些相应改变。
关键词:物联网、技术框架、智能家居、发展前景
一 、 对 物 联 网 的 认 识
物联网是新一代信息技术的重要组成部分, 是一个基于互联网、 传统电信网等信息承载
体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、
自治终端互联化和普适服务智能化 3 个重要特征。其英文名称是“ The Internet of things ”。
由此,顾名思义, “物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思:第一,物联网的核心
和基础仍然是互联网, 是在互联网基础上的延伸和扩展的网络; 第二,其用户端延伸和扩展
到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。因此,物联网的定义是通过射频识别
(RFID)、红外感应器、全球定位系统、等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与
互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管
理的一种网络。
从技术架构上来看, 物联网分为三层:感知层、网络层和应用层。 感知层由各种传感器
以及传感器网关构成, 感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢, 它是物联网识
别物体、采集信息的来源,其主要功能是识别物体,采集信息。网络层由各种私有网络、互
联网、有线和无线通信网、 网络管理系统和云计算平台等组成, 相当于人的神经中枢和大脑,
负责传递和处理感知层获取的信息。 应用层是物联网和用户(包括人、 组织和其他系统)的
接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用。
同时我们也应该注意到在物联网应用中有三项关键技术:
1、传感器技术,这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道,到目前为止绝大部分
计算机处理的都是数字信号。 自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计
算机才能处理。
2、RFID 标签也是一种传感器技术, RFID 技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为
一体的综合技术, RFID 在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。
3、嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技
术为一体的复杂技术。 如果把物联网用人体做一个简单比喻, 传感器相当于人的眼睛、 鼻子、
皮肤等感官, 网络就是神经系统用来传递信息, 嵌入式系统则是人的大脑, 在接收到信息后
要进行分类处理。
二 、 物 联 网 的 作 用
从上文我们对物联网的认识, 物联网可以实现物物相通。 但是除此之外, 物联网还有其
他的作用:
1、除了实现人与人之间的相互交换信息和通信之外,还可以实现人与物、物与物之间
进行信息交换和通信。当然,这里人还是主体。因为,物与物之间进行信息交换和通信的目
的,还是要为人服务、为人所用。
2、除了实现信息的交换与通信的目的,还可以通过安装信息传感设备,如射频识别装
置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等,将所有的物品都与网络连接在一起,方便
识别和管理。
由以上我们可以总结对物联网的一个大概认识: 物联网是一项利用传感器的连接来实现
物物相通的网络, 在这个网络之中可以实现信息的交换与分析; 同时在这个网络中还能实现
对物体的智能控制,以此来满足对大众的相应需求。
三 、 物 联 网 在 智 能 家 居 中 应 用 情 况 分 析
41 对智能家居的相关认识
智能家居, 或称智能住宅。首先,它需要在一个家庭中建立一个通讯网络, 为家庭信息
提供必要的通路, 在家庭网络 *** 作系统的控制下, 通过相应的硬件和执行机构, 实现对连入
家庭网络的所有家电和设备的控制和监测; 其次,它们都要通过一定的媒介, 构成与外界的
通讯通道, 以实现与家庭以外的世界沟通信息,满足远程控制、监测和交换信息的需求,其
最终目的都是满足人们在家庭中对安全、舒适、方便地工作和生活的需求。
42 智能家居的主要功能
(1)安全防护及消防报警自动化
安全防护及消防报警自动化是智能家居的最基本的一项功能, 由于人们对自身及财产的
安全更加重视,选择智能化家居的一个基本出发点是家庭保安和灾害报警自动化。
(2)家电设施智能化
家电设施智能化是智能家居的一个重要组成部分。 智能家居的一个显著特点就是它能根
据住户的要求对家电和家用电气设施灵活方便地实现智能控制, 更大程度地把住户从家务劳
动中解放出来。随着社会的发展和技术的进步,家电设施智能化还会出现更多更新的应用。
(3)物业管理自动化
通过与小区智能系统联网,住户可对用水、用电、用气以及电话、网络等的使用情况进
行监视。 一是实现各种费用的自动计量, 减少物业管理工作量; 二是方便用户对费用进行自
我控制, 避免费用严重超支; 三是可及时发现并避免电话或其他资源被盗用。 物业管理自动
化是小区智能化的一种标志。
(4)信息和通讯自动化
一般的通讯自动化只是通过电话实现简单的电话自动录音、 传真自动接收或回复; 而通
讯智能化可将家中异常情况通过电话自动拨打 110、119 报警电话或主人的办公电话、手机
等通讯工具。 智能家居的通讯信息自动化的内容将更加广泛。 如将住户的个人电脑连入局域
网、互联网,充分利用计算机网络资源,实现从社区信息服务、物业管理服务、网上资料查
询、网上商务等各种互联网功能。在条件具备的情况下,还可实现远程医疗、远程教学、咨
询预约等功能。
(5)各种设备之间的协同工作
智能家居系统可以提供更丰富的系统关联功能。 例如,当您准备看电视时, 客厅灯光自
动调到您喜欢的亮度 (通过调光控制模块实现) 、窗帘自动拉上 (通过窗帘控制模块实现) 、
电视机打开并调整到您最喜欢的频道,等等。
(6)环境与节能
智能家居能监视室内的温度、 湿度、 亮度等环境状态值, 并根据住户的习惯进行调节控
制,它在一定程度上既能使生活空间更加舒适,又能节约能源。不仅如此, 通过对家电的智
能控制还可实现对水、煤气等资源的节约。
43 智能家居的组成
学术界对智能家居的组成没有定论, 综合各种观点, 一个完整的智能家居系统除了具有
各种功能的信息电器外,还必须包括以下几个模块:
(1)信息处理模块
为了使相互独立的信息家电可以实现信息共享与协同工作, 智能家居系统中必须具有专
门的信息处理模块。 它的功能主要是收集家庭中各个家电的工作状态和服务请求, 对各种数
据进行实时处理,并将结果送入功能驱动模块。
(2)通信模块
如果说信息处理模块是智能家居系统的大脑,那么通信模块就是实现信息传导的神经。
根据家庭组网的特点,通信模块常利用已有的布线(如电力载波),或者采用无线传输(如
蓝牙、 红外)等。 由于不同的信息电器对传输时的带宽要求不同,实际中的通信模块常采用
多种方式混合组网。
(3)功能驱动模块
功能驱动模块是信息流入、 流出各个信息电器的接口。 由于各个电器生产厂商的产品在
功能和实现上都有很大的不同, 所以必须通过功能驱动模块将信息处理模块的指令翻译成电
器可以执行的电平信号, 以及将电器的各种状态信息转换成信息处理模块可以理解的二进制
信息。
(4)外界信息接口模块
该模块可以看成是一个家庭通向外界(如 Internet)的网关。它在家庭内部各种电器信
息共享的基础上,进一步实现了基于 Internet 的资源共享,从而更进一步实现了共享的深度
和广度, 也将是未来智能家居系统发展的热点。 由于家庭内部网络通常不使用 TCP/IP 协议,
所以外界的信息接口模块中最基本的功能就是从 TCP/IP 协议到各种家庭内部网络协议的转
换。
四 、 智 能 家 居 的 缺 陷
市场经济具有自发性和盲目性, 这两种特性一方面造成了智能家居行业的迅速壮大, 另
一方面也为孕育了某此缺陷。 对于新事物而言, 其优势往往显而易见的, 而缺陷则是隐形的。
站在行业发展的高度来看,这些隐身在兴盛背后的缺陷将会严重阻碍整个行业的未来发展。
目前智能家居行业的缺陷主要可以概括为“弱智”和“复杂”两点。
1、所谓的“弱智”是指不够智能。智能家居除了设备本身具有计算、判断能力之外,
还需要各设备之间的联动来实现智能。 联动性上正是当前智能家居行业的短板, 其原因在于
我们智能家居系统的功能不全。 而大部分品牌往往只能实现安防报警、 可视对讲、 智能照明
等三、 四个功能,可互相组合派生的功能甚少,更谈不上什么联动了, 因此其智能程度大遭
消减。
2、复杂主要体现产品布线复杂,配置复杂, *** 作复杂这三点。现在有许多智能家居系
统组网是基于总线技术的, 不可避免的带来了繁复的布线问题, 增加了施工成本。 部分智能
家居系统, 缺乏软件支撑,配置起来其过程十分复杂,基本只有专业人员才能完成。 *** 作复
杂,主要表现为产品设计不够人性化,界面太多,杂乱无章,甚至没有界面,为用户带来了
很大的记忆量。
五 、 物 联 网 的 发 展 前 景
尽管目前物联网在智能家居行业还有很多需要改进的地方, 但这并不影响我们对物联网
的展望,以后的物联网发展趋势应该有以下几点:
1、无线控制不断深化:比如在智能家居这一应用方面,业内人士认为,未来, WiFi 无
线网络传输技术和 Zigbee 无线技术会在家庭中得到更广泛的应用。 用户通过 Zigbee 遥控器,
可以对连接在家庭网络上的家用电器使用状况进行查询, 并对其进行无线遥控。 用户在使用
时,不再局限于传统的智能终端设备,家中的电视、电脑、手机等显示设备都可以作为控制
终端。因此,在智能家居系统中加入无线和远程控制技术,将更好地发挥智能家居的功能,
为用户带来便捷生活体验。 我们相信, 未来的物联网应用方面会通过技术改进, 继续深化无
线智能控制技术,以此来满足更多消费者的需求。
2、网络功能强势凸显:一直以来,网络化是物联网的主要发展趋势。通过互联网,人
们可以将智能家居系统中的视频监控与手机有效结合起来, 一旦有小偷进入家中, 报警信号
即可迅速通过网络, 传送到小区安防中心、 地区报警中心及用户手机上。 各报警中心和用户
可以立即调入视频图像, 保证在第一时间有效地监看到小偷的面貌, 确保日后调查取证。 同
时我们还可以利用智能交通系统将交通中出现的任何相关问题及时反应到交警值班处, 以此
来提高办事效率。
3、智能控制内容逐步扩大:物联网通过智能化手段,使得人们生活体验变得更加的方
便、舒适。 针对目前物联网的一些应用方面的缺陷, 可以想象在未来的社会我们必定要克服
当前出现的智能不能完全实现智能、过于复杂等缺陷。
总体来说, 物联网是一个新兴的但是却是一个很有用处的行业, 它在当今社会以及未来
社会都会对人们的生活带来翻天覆地的改变。 虽说目前的物联网在各个领域都有所运用, 尤
其是在智能家居领域已经有了比较好的发展,但是我们也应该看到目前所出现的一些问题,
我们只有解决好目前物联网在一些领域的应用中所出现的缺陷, 这样才能让物联网更好的为
我们服务,使得我们的生活变得更加方便、舒适。物联网(INTERNETOFTHINGS)循名责实就是"物物相连的互联网",IOT是物联网的简称,是既能实现物与物之间的信息互换,又能实现物与人之间的信息沟通,按照上面所说的,IOT就是通过二维码识读设备,射频识别(RFID)装置,红外感应器,全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备,按照合同的约定,把所有物品与互联网相结合。
进行信息互换和通信,以实现智能化辨别,定位,追踪,监控和处理的一种网络,IOT是一个动态的全球网络基础方法,拥有基于标准和互 *** 作通信合同的自由组织能力,其中现实的和虚拟的物件具备身份标识,物理属性,虚拟的特性和智慧的相交,并与信息网络结合的天衣无缝,IOT将与媒体互联网,服务互联网和企业互联网一同组成未来互联网,人们想要在互联网上知晓更多信息,需要有人去收集有关资料,并上传到互联网上,才可供人们阅读,这其中需要做许多的工作,并很难动态地知道其改变,IOT是互联网的延长,通过各种感应设备,如射频识别,传感器,红外等,将信息传输到接收器,再通过互联网传达,通过高层应用进行信息管理,以实现远程监视,自动报警,控制,诊断和维护,进而实现管理控制营运的一体化,实际上IOT的应用已经十分普及,遍布公共安全,交通管理,军事国防,环境保护,能源电力,工业监测,物流管理,医疗健康,智能家居等很多区域。
IOT在智慧家居中的应用
一 是家庭安防,及时检查室内情况,从安防角度来说,智慧家居安防系统可实现家居安防的报警点的等级布控,选择逻辑判断,避免系统错误报警,通过监控摄像头,窗户传感器,智慧门铃(内置摄像头),红外监测器等有效贯穿在一起,对系统布防,撤防,用户可以通过移动设备随时随地检查室内的当时情况,保护住宅安全。发生报警时,系统自动确认报警信息,状态及位置,智慧家居安防系统可实现家居安防的报警点的等级布控,
二 是智慧插座,远程支配,跟踪消耗,智慧插座是在IOT观念下和智慧家居的观点跟随发展的产品作为出发点,通常来说是一种节省用电量的插座,智慧安全管家花生宝机器人能准确辨别家庭成员面部信息,用户可以通过手机进行远程支配,随时随地了解家中的情况,遭遇紧急情况时,可以通过智能手机的客户端来进行 *** 作插座,而在平时的行走模式下,其内置的红外感应模块会主动避开危险物品,智慧插座现在不主打安全方面的功能,而是强调家居的智慧化,通常与家电设备一起使用,以实现定时开关等功能。
三 是灯光, *** 纵自如改变场景氛围,通过移动端应用掌握设备拥有的计算能力和网络连接能力,主要功能是控制灯光效果,创作,分享,光与音乐的互动等,在炎热的夏季和冰冷的冬季,住宅温度的安排十分关键,凭借IOT技术,我们可以通过手机实现远程温控 *** 纵,掌握每个房间的温度,定制个性化模式,甚至还能根据用户的使用习惯。通过GPS定位用户位置实现全自动温控 *** 作
四是智能洗衣机,远程驾驭,智慧清洗,射频自动识别技术使得洗衣机和物体之间可以自动鉴别,从功能上看,智能洗衣机能通过电脑,移动终端等传感设备,实现洗衣机的远程 *** 纵,同时还能及时检查洗衣机的工作状态,通过控制系统返回洗衣机的有关消息,还可坚定智慧电网的波峰,波谷状态,识别分时电价信息,智慧调整洗衣机的运行状态,节约能耗,多种娱乐功能让用户能够在洗衣的同时,收听音乐,浏览,观看视频等。
五是冰箱可以传送信息,更新清单,菜谱意见等,所说的智能冰箱,就是能对冰箱进行智慧化掌握,对食品进行智慧化管理的冰箱类型,知晓冰箱里食物的数量,保证食物的新鲜,可为用户提供健康食谱和营养禁忌,可提醒用户定时添加食品等,六是可以通过手机对智能烤箱进行控制下载菜谱等,在传统烤箱上插入WIFI功能。
经过手机应用控制烤箱温度,包括加热食品,下载菜谱等,实现更有针对性的烹饪方法,不只是烤箱,一些高端咖啡机,调酒机也可配备WIFI功能,并且商家会不定期更新咖啡或鸡尾酒的菜单,这样你在家也能做出美味的咖啡,制作出和酒吧里一样味道的鸡尾酒。
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