物聯(lián)網(wǎng)在智能家居的應用和發(fā)展

摘要：物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感設備與技術，實時采用需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程，其在北上廣深得到快速的發(fā)展。文章介紹了智能家居的發(fā)展環(huán)境、行業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，提出了智能家居面臨的機遇、挑戰(zhàn)以及存在的一些問題。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；RFID；Zigbee；智能家居；互聯(lián)網(wǎng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP274 文章編號：1009-2374（2015）14-0050-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.024

1 概述

智能家居產(chǎn)業(yè)鏈長、滲透性廣、帶動性強，是物聯(lián)網(wǎng)背景下的最佳應用載體，是未來家居的發(fā)展趨勢。從廣義上講，智能家居是以住宅為平臺且安裝有智能家居系統(tǒng)的居住環(huán)境，即運用計算機技術、網(wǎng)絡通信技術、綜合布線技術，將建筑空間、網(wǎng)絡通信、智能家電、設備自動化等產(chǎn)品、系統(tǒng)、服務、管理結合為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的宜居環(huán)境。

2 物聯(lián)網(wǎng)及智能家居概述

2.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things），是指通過各種信息傳感設備與技術，實時采用需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程，與互聯(lián)網(wǎng)這個載體形成的一個巨大網(wǎng)絡。地球村的概念便由此而來，實現(xiàn)物與物、物與人之間連接，以便彼此的識別、管理和控制。

2014年11月份，在烏鎮(zhèn)峰會舉行的“互聯(lián)互通·共享共治”的世界互聯(lián)網(wǎng)大會圓滿結束，物聯(lián)網(wǎng)的主要傳輸媒體仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上的延伸和擴展的網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)有一個顯著的特征：規(guī)模性，只有具備了規(guī)模，才能讓“物”的智能起到作用。例如，一個小區(qū)有50棟樓，250多戶人家，只有一家安裝了智能家居設備，沒有與外界連接的網(wǎng)絡，就不可能真正形成智能小區(qū)綜合系統(tǒng)。

2.2 智能家居的概念

智能家居（smart home，home automation）是以住宅為平臺，運用綜合布線技術、網(wǎng)絡通信技術、安全防范技術、自動控制技術、音視頻技術將人們生活有關的設施集成，構建高效的宜居系統(tǒng)，提升家居安全、便利、舒適、個性、藝術性和節(jié)能環(huán)保。它包含了智能家電、智能照明、家居控制、家庭安防、采暖節(jié)能、背景音樂、家庭影院等子系統(tǒng)。

智能家居是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎上物聯(lián)化的應用。在國外，除了蘋果公司很早就在智能家居市場運作外，谷歌同樣也投入到智能家居市場。在國內，海爾于幾年前就推出“海爾Uhome”；格力將以能源和環(huán)境為中心著力發(fā)展智能家居。小米、海康威視已經(jīng)可以提供智能攝像頭、智能網(wǎng)絡路由器、智能遙控器等智能配件。

3 發(fā)展環(huán)境

3.1 政策環(huán)境

國家推進物聯(lián)網(wǎng)建設帶動了市場對智能家居的關注，一系列與智能家居相關的政策的陸續(xù)出臺，讓智能家居產(chǎn)業(yè)發(fā)展切實、有效落到實處。行業(yè)內的相關機構已根據(jù)智能家居的發(fā)展現(xiàn)狀，中電開展技術融合標準、設計安裝標準、現(xiàn)場施工標準的制定工作，并已經(jīng)形成了《智能家居技術導則》《智能家居施工圖集》等標準規(guī)范。

3.2 市場環(huán)境

智能家居概念在中國市場上已經(jīng)傳播了近十年的時間，但國內消費者對于智能家居產(chǎn)品的接受程度并不高。首先，由于智能家居產(chǎn)品的高技術性與高價格，其目標消費人群主要集中在富裕階層和高知階層，目標受眾群體較小。其次，由于中國家庭生活消費習慣、家庭人員構成的特殊性，使得一些在國外市場上反映良好的產(chǎn)品在中國市場顯得水土不服。最后，智能家居不是單純地購買產(chǎn)品，是一種定制型的系統(tǒng)集成服務，它不同于其他產(chǎn)品即拿即用。它需要根據(jù)家居環(huán)境和業(yè)主的要求進行整體個性化設計，運用先進技術和極高的藝術性，將各種產(chǎn)品集成為一套整體的智能家居系統(tǒng)。

近年來，隨著無線技術及物聯(lián)網(wǎng)技術的突破，智能家居產(chǎn)品技術更新?lián)Q代速度得到改善，傳統(tǒng)的家電業(yè)、IT業(yè)、安防業(yè)巨頭也紛紛試水智能家居市場。伴隨著新進入者帶來的新產(chǎn)品、新模式以及物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展帶來的新機遇，智能家居應用市場也被注入了新的活力。

3.3 技術環(huán)境

智能家居運用計算機技術、通信網(wǎng)絡技術、綜合布線技術、自動控制技術和生活環(huán)境搭配工藝，將各家居生活相關的設施系統(tǒng)集成。智能家居既能夠實現(xiàn)家庭內部信息共享和通信，又可以利用家庭智能網(wǎng)關通過外部網(wǎng)絡進行信息交換和控制。隨著物聯(lián)網(wǎng)與無線技術的發(fā)展，智能家居設備借助無線傳感器設備，通過藍牙、WIFI、WIMAX、家庭網(wǎng)關等家庭局域網(wǎng)的無線寬帶接入手段融入4G網(wǎng)絡。目前，在家庭應用領域，無線解決方案已經(jīng)成為智能家居的主流。這其中以ZigBee為代表的先進無線方案發(fā)展最為迅猛。

3.3.1 ZigBee協(xié)議概述。ZigBee是一種新興的短距離、低復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線網(wǎng)絡技術，依據(jù)IEEE 802.15.4標準，802.15.4的物理層采用直接序列展頻技術。在MAC層主要沿用標準的CSMA/CA方式，以提高系統(tǒng)兼容性，可使用的頻段有2.4GHz（全球ISM）、歐洲的868MHz頻段以及美國的915MHz頻段，不同頻段可使用的信道分別是16、1、10個。

3.3.2 ZigBee協(xié)議結構。ZigBee是一組基于IEEE 802.15.4無線標準研制開發(fā)的、有關組網(wǎng)、安全和應用軟件方面的技術。IEEE 802.15.4僅處理MAC層和物理層協(xié)議，ZigBee聯(lián)盟對網(wǎng)絡層協(xié)議和API進行了標準化。

圖1

4 行業(yè)現(xiàn)狀

4.1 行業(yè)構成

中國智能家居已初具規(guī)模，從產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來說，有上游零部件供應商、中游設備生產(chǎn)廠商和下游渠道商、集成商、服務運營商。行業(yè)發(fā)展主要集中在產(chǎn)業(yè)鏈的中下游。

4.2 發(fā)展現(xiàn)狀

隨著人們生活水平和行業(yè)認可度的提高，智能家居技術應用進一步普及，消費者對智能家居品牌日益了解和接受，雖然現(xiàn)在沒有形成好的商業(yè)模式，傳統(tǒng)消費觀念和新技術結合得比較慢，但是智能家居的前景是不可估量的。在智能家居市場進一步落實推廣，培育起廣大群眾的使用好感，同時在技術方面有更大規(guī)模廠商介入，產(chǎn)品類、系統(tǒng)類將百花齊放，性價比更高，智能家居市場潛力將是巨大的。根據(jù)《中國智能家居設備行業(yè)發(fā)展環(huán)境與市場需求預測分析報告前瞻》分析，市場已經(jīng)出現(xiàn)高、中、低不同產(chǎn)品檔次的供應商和系統(tǒng)商，行業(yè)進入快速成長期。面對中國龐大的需求市場，預計該行業(yè)將以年均19.8%的速率增長，在2015年產(chǎn)值達1240億元。

4.3 發(fā)展特點

（1）智能家居社區(qū)居多，家庭應用較少；（2）行業(yè)標準尚未統(tǒng)一，捆綁式銷售被推廣；（3）規(guī)模效應尚未形成，高低端市場齊頭并進；（4）智能家電整體升級，實用功能有待提高。

5 發(fā)展趨勢

5.1 行業(yè)趨勢

（1）家庭云備受關注；（2）實用化、模塊化；（3）市場細分更加專業(yè)。

5.2 技術趨勢

隨著科技的發(fā)展和人民生活水平的提高，中國的智能家居行業(yè)取得了迅猛發(fā)展。經(jīng)過幾年鋪墊，智能家居已經(jīng)不再是高高在上的天價商品，而是逐漸從高端日益開始親民。業(yè)內預計未來3年國內智能家居行業(yè)將處于市場爆發(fā)期，特別是4G應用的出現(xiàn)更是加快了產(chǎn)業(yè)親民化的步伐。智能家居作為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一部分，從技術層面來看，智能家居技術主要分為兩大類，即無線技術與有線技術，隨著WIFI、4G等技術的不斷普及，4G無線智能家居未來將逐漸取代有線產(chǎn)品。通過無線通訊技術，用戶可以隨時了解掌控家庭一切。

參考文獻

[1] 中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究所，賽迪顧問股份有限公司.中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展及應用實踐[M].北京：電子工業(yè)出版社，2013.

[2] 李興國，王春元.信息網(wǎng)絡安全管理基礎教程[M].合肥：安徽人民出版社，2008.

[3] 中研普華智能家居行業(yè)分析專家.2014～2018年中國智能家居行業(yè)全景調研與發(fā)展戰(zhàn)略研究咨詢報告[R].

作者簡介：周華兵（1981-），男，中國電子科技集團公司第八研究所工程師，研究方向：物聯(lián)網(wǎng)。

（責任編輯：陳 倩）