物聯(lián)網(wǎng)引領(lǐng)智能家居進(jìn)入應(yīng)用時(shí)代

姚煒

智能家居（英文名稱為“Smart Home”），是一個(gè)以住宅為平臺(tái)安裝有智能家居系統(tǒng)的居住環(huán)境。利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、綜合布線技術(shù)，將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，通過(guò)統(tǒng)籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、有效。

家居智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)就好比我們以前組裝的電腦，各個(gè)智能家居就是電腦的各個(gè)外設(shè)配件，多模信息網(wǎng)關(guān)就是電腦的MCU，智能家居中間件就是各個(gè)硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)，開發(fā)的應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)就是我們的軟件系統(tǒng)。家居智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展就會(huì)像幾十年前的電腦發(fā)展一樣，進(jìn)入多元化時(shí)代，家居智能物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用時(shí)代也會(huì)隨之到來(lái)。

家居智能物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

近幾年金融危機(jī)之后的復(fù)蘇時(shí)期，物聯(lián)網(wǎng)概念迅速風(fēng)行，受到各國(guó)政府的重視。物聯(lián)網(wǎng)是通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的拓展應(yīng)用和功能延伸，它利用感知技術(shù)與智能裝置對(duì)物理世界進(jìn)行感知識(shí)別，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸，進(jìn)行計(jì)算、處理和知識(shí)挖掘，實(shí)現(xiàn)人與物、物與物信息交互和無(wú)縫銜接，達(dá)到對(duì)物理世界實(shí)時(shí)控制、精確管理和科學(xué)決策目的。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)與智能家居結(jié)合形成家居智能物聯(lián)網(wǎng)，其如何實(shí)現(xiàn)對(duì)生活有用的業(yè)務(wù)和應(yīng)用將是我們關(guān)注的重點(diǎn)。

智能家居發(fā)展過(guò)程中，2007年微軟推出的“未來(lái)之屋”系統(tǒng)有著重大影響力。該系統(tǒng)中：進(jìn)入房屋時(shí)，安全系統(tǒng)會(huì)對(duì)來(lái)訪者的面部進(jìn)行掃描，確認(rèn)身份后自動(dòng)打開房門；客廳冰箱上的液晶顯示器能列出保存的食物清單，廚房水槽能夠根據(jù)使用者的身高調(diào)節(jié)高度，而排風(fēng)機(jī)會(huì)根據(jù)油煙濃度自動(dòng)開啟；此外，每個(gè)房間的墻壁顏色、裝修風(fēng)格和溫度都可以根據(jù)家庭成員的喜好和情緒自動(dòng)更換。該系統(tǒng)是智能家居的一個(gè)樣板。

由于智能家居受產(chǎn)品生產(chǎn)廠家的限制，在短時(shí)間內(nèi)還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，所以一般都是一個(gè)廠家單獨(dú)做系統(tǒng)研發(fā)方案的。各個(gè)系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，并不相互交換信息，整個(gè)系統(tǒng)更像是多個(gè)智能家居系統(tǒng)的簡(jiǎn)單堆積。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，與智能家居結(jié)合，形成家居智能物聯(lián)網(wǎng)是智能家居系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

家居智能物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)與瓶頸

家居智能物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)以住宅為平臺(tái)、以智能家居為節(jié)點(diǎn)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為紐帶的家居系統(tǒng)。其典型應(yīng)用場(chǎng)景如圖1所示。根據(jù)功能不同智能家居節(jié)點(diǎn)可分為三個(gè)部分：負(fù)責(zé)對(duì)家居環(huán)境及相關(guān)人員信息采集的信息采集系統(tǒng)，如采集住宅內(nèi)外人員信息的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，采集家居環(huán)境的煙霧采集器、溫濕度采集器和三表讀數(shù)采集器；負(fù)責(zé)對(duì)家居環(huán)境進(jìn)行相關(guān)改變的智能控制系統(tǒng)，如打開房門的門禁系統(tǒng)，改變室內(nèi)光亮、溫濕度的空調(diào)、電燈和電動(dòng)窗簾，提供主人相關(guān)服務(wù)的電視、冰箱和洗衣機(jī)等家電設(shè)備；負(fù)責(zé)信息交互，提供遠(yuǎn)程訪問(wèn)與控制功能的家庭信息平臺(tái)。

一體化的集成控制平臺(tái)。隨著時(shí)代的發(fā)展，家中電器設(shè)備越來(lái)越多，越來(lái)越智能化，人們常為種類繁多的操作頭痛不已，家居智能物聯(lián)網(wǎng)就是智能家居一體化的集成控制平臺(tái)。首要的一個(gè)功能就是家居設(shè)備操作的集成化，將家中的設(shè)備集中在一個(gè)界面平臺(tái)上進(jìn)行操作控制，省去了用戶尋找和熟悉各種控制操作的煩惱。其次是家居設(shè)備操作的一鍵化，目前越智能的家電設(shè)備的操作也越復(fù)雜，這便給有老人孩子的家庭帶來(lái)諸多不便，家居智能物聯(lián)網(wǎng)提供一鍵設(shè)置功能，能以功能需求為單元保持對(duì)相關(guān)設(shè)備的一系列操作，用戶僅需一鍵操作，就可完成相關(guān)功能。

全方位的信息監(jiān)控平臺(tái)。隨著人們生活節(jié)奏的加快，希望能快速簡(jiǎn)便的得到家居的一切相關(guān)信息。家居智能物聯(lián)網(wǎng)就是全方位的信息監(jiān)控平臺(tái)。不僅為您顯示家中所有設(shè)備的狀態(tài)以及溫濕度狀況、電路電流電壓狀況，讓您對(duì)家中的所有狀況一目了然，還能為用戶提供家中的視頻圖像，闖入報(bào)警和煙霧報(bào)警的緊急情況報(bào)警。并擁有事件記錄功能，能對(duì)家居環(huán)境的變化進(jìn)行記錄，以便事后進(jìn)行相關(guān)分析與追蹤處理提供信息基礎(chǔ)。

智能化的信息交互平臺(tái)。單獨(dú)的智能家居系統(tǒng)的堆積，無(wú)法發(fā)揮出智能家居的潛力，反而增加了智能家居的使用復(fù)雜度，家居智能物聯(lián)網(wǎng)就是智能化的信息交互平臺(tái)。不僅為您提供遠(yuǎn)程接入的控制能力，讓您無(wú)論身處何處都能控制家中的任何智能家居系統(tǒng)，而且還能為各個(gè)智能家居系統(tǒng)提供信息交互的平臺(tái)，就像家居系統(tǒng)的管家一樣，根據(jù)主人的相關(guān)設(shè)定，管理和協(xié)調(diào)相關(guān)智能家居進(jìn)行相關(guān)操作。

家居智能物聯(lián)網(wǎng)要想發(fā)展并推廣，目前面臨著巨大挑戰(zhàn)。家居智能物聯(lián)網(wǎng)的對(duì)象是結(jié)構(gòu)和特性完全相異的各種家用電器，相互之間兼容性比較差，沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議，各個(gè)廠家生產(chǎn)的智能家電之間的數(shù)據(jù)共享比較困難。因此，家居智能物聯(lián)網(wǎng)不易擴(kuò)充和相關(guān)兼容，制約其被廣大用戶接受。

家居智能物聯(lián)網(wǎng)所處的運(yùn)行環(huán)境有很大差異，個(gè)體性比較強(qiáng)，如果采用單個(gè)用戶單個(gè)設(shè)計(jì)調(diào)試的模式，成本就將成為制約其推廣的重要因素。而讓用戶根據(jù)自身?xiàng)l件進(jìn)行相關(guān)系統(tǒng)調(diào)整的話，用戶的能力就將成為制約其推廣的重要因素。

家居智能物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方向

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，與智能家居結(jié)合，形成家居智能物聯(lián)網(wǎng)是智能家居系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)?；灸繕?biāo)是將家庭中各種與信息相關(guān)的信息采集設(shè)備、家用電器和家庭安防裝置等通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接到一個(gè)家庭智能信息系統(tǒng)上進(jìn)行集中或者異地的監(jiān)視、控制和家庭事務(wù)性管理，并保持這些家庭設(shè)施與住宅環(huán)境的協(xié)調(diào)。如圖2所示為家居智能物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)。

其中，智能家居中間件的開發(fā)，確切地解決了各個(gè)廠商設(shè)備之間兼容性差的問(wèn)題，它就像電腦中軟件驅(qū)動(dòng)的概念，為家居智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供了一個(gè)開發(fā)的應(yīng)用平臺(tái)。

基于該系統(tǒng)架構(gòu)，家居智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主要集中在四個(gè)方面。首先是內(nèi)含通用的智能家居通信協(xié)議的嵌入式通信模塊。物理層上可選用不同的通信制式，但基于其上的通信協(xié)議將是通用的，即通用的智能家居通信協(xié)議將向TCP/IP協(xié)議一樣，被植入各個(gè)智能家居的通信模塊中。

其次是多模信息網(wǎng)關(guān)的研發(fā)。它是家居智能物聯(lián)網(wǎng)的核心部件，它的開發(fā)將使智能家居變成即插即用的配件，直接接入家居智能物聯(lián)網(wǎng)中。因此，具有各種功能的、面向各種方向的多模信息網(wǎng)關(guān)，將像無(wú)線AP一樣不斷涌現(xiàn)出來(lái)。

第三，智能家居中間件的開發(fā)。它就像硬件廠商需要提供驅(qū)動(dòng)一樣，未來(lái)智能家居廠商也必須向用戶提供智能家居中間件。

第四，開發(fā)的應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)。將產(chǎn)生為各個(gè)特定應(yīng)用開發(fā)的應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，這個(gè)領(lǐng)域是未來(lái)借助家居智能物聯(lián)網(wǎng)提供附加價(jià)值的平臺(tái)，是為人們提供更美好家居生活的地方。其未來(lái)會(huì)像應(yīng)用軟件一樣發(fā)展的五彩斑斕。

家居智能物聯(lián)網(wǎng)不僅具有能動(dòng)智慧的工具，提供與主人的信息交互功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時(shí)間，增強(qiáng)家居生活的安全性、舒適性，甚至能合理控制各種資源的使用，并根據(jù)主人生活習(xí)慣與喜好，自適地進(jìn)行各個(gè)智能家居系統(tǒng)的協(xié)調(diào)與調(diào)整，為主人提供個(gè)性化的“家”。