智能家居系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

李文勇

【摘 要】智能家居集成網(wǎng)絡(luò)通信、安全防范、自動(dòng)控制等技術(shù)，為人們提供舒適、安全、方便和高效的生活環(huán)境。目前，我國(guó)智能家居進(jìn)入成長(zhǎng)期。雖然智能家居市場(chǎng)消費(fèi)觀念還未成熟，但隨著智能家居的推廣與普及，智能家居得到不少消費(fèi)者的關(guān)注。隨著各項(xiàng)技術(shù)的改進(jìn)與優(yōu)化，未來(lái)智能家居將呈現(xiàn)多樣化的特點(diǎn)。文章分析了我國(guó)智能家居的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及智能家居系統(tǒng)的功能，并預(yù)測(cè)了其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】智能家居；系統(tǒng)；現(xiàn)狀；趨勢(shì)

【中圖分類(lèi)號(hào)】TP273.5 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2017）02-0073-03

清晨醒來(lái)，隨著輕柔的音樂(lè)響起，窗簾徐徐拉開(kāi)，在您洗漱期間，廚房電器已幫您沖好咖啡，輕觸操控面板即可以接收到您所需要的各類(lèi)信息，離開(kāi)家門(mén)時(shí)，安防系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟，并處于警戒狀態(tài)……這些以前在科幻影視劇才能看到的場(chǎng)景如今已真實(shí)地走進(jìn)了人們的生活。近幾年，智能家居成為現(xiàn)代生活的熱門(mén)話題，“智慧化生活，高品質(zhì)享受”亦是現(xiàn)代家庭生活追求的新方向。本文對(duì)智能家居的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與系統(tǒng)組成進(jìn)行分析，探討智能家居系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。

1 我國(guó)智能家居產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

說(shuō)到智能家居，很多人誤認(rèn)為是家里安裝了聲控?zé)?、攝像頭，買(mǎi)了智能電器就走入智能時(shí)代了。其實(shí)不然。智能家居是一套系統(tǒng)的整體解決方案，它以住宅為平臺(tái)，利用綜合布線、網(wǎng)絡(luò)通信、安全防范、自動(dòng)控制等技術(shù)集成家居生活有關(guān)設(shè)施，構(gòu)建安全、舒適、高效、節(jié)能的居住環(huán)境，是一系列住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)。

家居智能技術(shù)為舶來(lái)品，起源于美國(guó)。在我國(guó)，智能家居的概念始于2000年。通過(guò)媒體的廣泛宣傳，智能家居的概念被部分居民認(rèn)知。有的開(kāi)發(fā)商則在住宅設(shè)計(jì)上融入智能化功能，如安裝安防設(shè)施、智能門(mén)禁等，少數(shù)高檔住宅小區(qū)則配套完善的智能家居網(wǎng)絡(luò)。隨后，經(jīng)過(guò)2年多的研發(fā)與實(shí)驗(yàn)，我國(guó)陸續(xù)出臺(tái)相關(guān)智能家居網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，自行研制出的智能家居網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和相關(guān)產(chǎn)品逐步進(jìn)入市場(chǎng)，形成涵蓋家電控制、燈光控制、智能安防、智能影音等的傳統(tǒng)智能家居，大量新建的住宅小區(qū)開(kāi)始配備一定的智能化設(shè)施和設(shè)備。

我國(guó)真正的智能家居網(wǎng)絡(luò)大市場(chǎng)在2004—2007年形成。期間，網(wǎng)絡(luò)生活化使我國(guó)智能家居系統(tǒng)和產(chǎn)品得到普及，智能電器、家居安防等開(kāi)始走進(jìn)普通居民家中。如今，在傳統(tǒng)智能家居的基礎(chǔ)上，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居涵蓋了遠(yuǎn)程監(jiān)控、家庭醫(yī)療保健和監(jiān)護(hù)、信息服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)教育，以及聯(lián)合智慧社區(qū)、智慧城市的各項(xiàng)拓展應(yīng)用，形成一種以遠(yuǎn)程、無(wú)線技術(shù)為主要載體的智能家居。

近年來(lái)，我國(guó)智能家居產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。首先，這得益于政府的政策引領(lǐng)。李克強(qiáng)總理首次在政府工作報(bào)告中提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃，利用信息通信技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，推動(dòng)了互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等與傳統(tǒng)行業(yè)的融合，創(chuàng)造新的發(fā)展生態(tài)，最終惠澤于民。智能家居正是“互聯(lián)網(wǎng)+”的有效實(shí)踐，將傳統(tǒng)的家電產(chǎn)品、建材、新能源及科技有效且深度融合，使相關(guān)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)得到升級(jí)。其次，高科技技術(shù)的成熟、4G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用及互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展使得物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系緊密、互相滲透，相互依托。再次，人們對(duì)于生活質(zhì)量的追求及科技帶來(lái)的便利接受程度日趨提高，締造物聯(lián)網(wǎng)全新生活方式以感知科技的魅力，將生活與科技完美結(jié)合。此外，各層面的品牌參與競(jìng)爭(zhēng)，激發(fā)行業(yè)發(fā)展?jié)撡|(zhì)，出現(xiàn)百花齊放的壯觀局面，“你追我趕”實(shí)現(xiàn)技術(shù)、營(yíng)銷(xiāo)及管理的多重競(jìng)爭(zhēng)活力。

2 智能家居系統(tǒng)組成

智能家居具有節(jié)能減耗、管理輕松、維護(hù)方便、安全可靠、時(shí)尚個(gè)性等特點(diǎn)，被越來(lái)越多地應(yīng)用在中高檔樓盤(pán)、別墅豪宅等。智能家居是個(gè)系統(tǒng)工程，一個(gè)完整的智能家居系統(tǒng)的組成比較復(fù)雜、設(shè)備繁多。從功能上來(lái)劃分，可以分為三大部分：信息通信系統(tǒng)、家電控制系統(tǒng)和家庭安防系統(tǒng)；從聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的組成來(lái)劃分，可分為住宅端設(shè)備、本地傳輸系統(tǒng)、本地控制中心、遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制設(shè)備（如圖1所示）。

2.1 住宅端設(shè)備

住宅端設(shè)備是智能家居系統(tǒng)的核心，也是重點(diǎn)部分。該設(shè)備種類(lèi)繁多，可靈活配置、相互組合，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的智能化控制功能，能夠改善住宅環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量。

住宅端設(shè)備按照實(shí)現(xiàn)的功能可以分為以下4類(lèi)。

（1）智能終端。智能終端是指具有家電控制功能、家庭安防功能、通信功能，帶有顯示屏、操作按鈕的家庭用智能化主機(jī)，是智能家居的核心設(shè)備。它可以擴(kuò)充實(shí)現(xiàn)燈光控制、家庭背景音樂(lè)控制、監(jiān)控、門(mén)禁、“三表”抄送等多種功能。

（2）家電控制類(lèi)。智能家居系統(tǒng)可以控制家電設(shè)備，主要包括電視機(jī)、空調(diào)、電動(dòng)窗簾、家庭影院（含DVD、功放、音響等）、背景音樂(lè)系統(tǒng)和燈光系統(tǒng)等設(shè)備，主要采用紅外遙控器、射頻遙控器、智能開(kāi)關(guān)來(lái)控制。無(wú)法采用紅外遙控器控制的設(shè)備，需要加裝開(kāi)關(guān)和智能插座進(jìn)行控制。

（3）信息通信類(lèi)。信息通信類(lèi)設(shè)備主要包括電話、有線電視、寬帶網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、讀卡器、對(duì)講室內(nèi)分機(jī)、操作鍵盤(pán)和“三表”（即水表、燃?xì)獗砗碗姳恚┏拖到y(tǒng)等。

（4）安防報(bào)警類(lèi)。安防報(bào)警類(lèi)設(shè)備主要包括紅外雙鑒探測(cè)器（通常安裝在客廳）、燃?xì)庑孤┨綔y(cè)器（安裝在廚房）、緊急按鈕（安裝在主人房的床頭）和窗門(mén)磁（安裝在窗和門(mén)上）。

2.2 本地傳輸系統(tǒng)

本地傳輸系統(tǒng)是指住宅內(nèi)智能終端到各個(gè)設(shè)備之間的連接線路和智能終端到本地控制中心的連接線路。

智能終端到住宅設(shè)備按照不同類(lèi)型分類(lèi)如下。

（1）家電控制設(shè)備。家電設(shè)備的控制分為有線、無(wú)線2種方式。有線方式主要是通過(guò)家庭總線進(jìn)行控制，通常采用的是兩芯雙絞線，原理和RS-485總線相同；無(wú)線方式主要通過(guò)紅外遙控器和射頻遙控器進(jìn)行控制，必須有紅外接收器或者射頻接收器，而接收器也通過(guò)家庭總線連接。

（2）安防報(bào)警設(shè)備。家庭安防報(bào)警設(shè)備主要包括窗門(mén)磁、紅外探測(cè)器、微波探測(cè)器、煙感探測(cè)器、燃?xì)庑孤┨綔y(cè)器和緊急按鈕等設(shè)備。與入侵報(bào)警系統(tǒng)中的探測(cè)器連接方法相同，有源設(shè)備通過(guò)四芯線連接，無(wú)源設(shè)備通過(guò)兩芯線連接，對(duì)線纜沒(méi)有特別要求。

（3）背景音樂(lè)設(shè)備。背景音樂(lè)設(shè)備本身通過(guò)兩芯音頻線連接，但要做音頻控制就需要控制設(shè)備，而控制設(shè)備也是通過(guò)家庭總線連接，采用兩芯雙絞線。

（4）抄表系統(tǒng)。抄表系統(tǒng)是一個(gè)專業(yè)的系統(tǒng)，表頭和智能終端通過(guò)四芯信號(hào)線連接，不同廠家對(duì)線纜的規(guī)格要求也不同。

（5）監(jiān)控設(shè)備。監(jiān)控設(shè)備主要是攝像機(jī)，分為網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和模擬攝像機(jī)2種。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通過(guò)家庭局域網(wǎng)和智能終端相連接；模擬攝像機(jī)通過(guò)同軸電纜和智能終端相連接。所有的攝像機(jī)均需要兩芯電源線供電。

（6）門(mén)禁設(shè)備。門(mén)禁系統(tǒng)的設(shè)備一般很少直接接入智能終端。大多數(shù)情況下，智能終端通過(guò)信號(hào)輸出可以打開(kāi)樓棟出入口電鎖，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控開(kāi)鎖功能。大多數(shù)對(duì)講室內(nèi)分機(jī)具有遙控開(kāi)鎖功能。

2.3 本地控制中心

本地控制中心是指由位于住宅管理中心（通常設(shè)在物業(yè)管理中心或者保安監(jiān)控室）的智能家居系統(tǒng)的管理設(shè)備組成的控制平臺(tái)，包括軟硬件設(shè)備。常見(jiàn)的軟硬件設(shè)備包括各種計(jì)算機(jī)服務(wù)器、交換機(jī)、智能家居系統(tǒng)管理軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)軟件、Web服務(wù)軟件、其他應(yīng)用軟件等。

本地控制中心和智能終端的連接方式包括局域網(wǎng)和總線2種連接方式。本地控制中心的主要設(shè)備包括智能家居管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、Web服務(wù)器、其他應(yīng)該服務(wù)器，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的控制功能。在純IP智能終端系統(tǒng)中，所有的功能都可以通過(guò)智能終端實(shí)現(xiàn)，如可視對(duì)講、家電控制、防盜報(bào)警等。智能終端通過(guò)住宅局域網(wǎng)和本地控制中心連接，一般來(lái)說(shuō)是通過(guò)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)。在純IP的智能終端系統(tǒng)中，也可以增加IP型的門(mén)口主機(jī)和圍墻機(jī)，其操作方法和傳統(tǒng)的對(duì)講系統(tǒng)是一致的。

2.4 遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)

遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)多指本地控制中心連接到互聯(lián)網(wǎng)的線路，常見(jiàn)的遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)包括ADSL、DDN專線、局域網(wǎng)、VPN私有網(wǎng)絡(luò)等。

2.5 遠(yuǎn)程控制設(shè)備

在智能家居系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程控制設(shè)備比較簡(jiǎn)單，只需一臺(tái)可以連接互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)即可，可以安裝客戶端軟件，也可以不安裝客戶端軟件。大部分智能家居系統(tǒng)支持通過(guò)瀏覽器直接訪問(wèn)并進(jìn)行各種操作和控制。

遠(yuǎn)程控制的主要應(yīng)用是遠(yuǎn)程家電控制、遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控和遠(yuǎn)程布撤防。遠(yuǎn)程家電控制主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)控制空調(diào)、熱水器、電動(dòng)閥門(mén)等，尤其是在忘了關(guān)煤氣的情況下，可以遠(yuǎn)程控制關(guān)閉煤氣，非常方便；遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控是一個(gè)非常實(shí)用的功能，可以用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控和報(bào)警監(jiān)控；如果忘了布防安防探測(cè)器，可以通過(guò)遠(yuǎn)程布撤防功能實(shí)現(xiàn)。

3 智能家居系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

《2013—2017年中國(guó)智能家居產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資潛力研究分析報(bào)告》分析，2006—2011年，中國(guó)的智能家居市場(chǎng)年增長(zhǎng)率為20%，2012年中國(guó)的智能家居年增長(zhǎng)率達(dá)到25%左右。到2018年，智能家居會(huì)被消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)接受，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1 800億元。智能家居市場(chǎng)前景巨大，未來(lái)將呈現(xiàn)出感知更智能、業(yè)務(wù)更融合、終端更集約、傳輸更靈活等多元狀態(tài)。

3.1 感知更智能

傳感技術(shù)的發(fā)展為智能家居傳感終端注入了更多技術(shù)內(nèi)涵，將讓其具備對(duì)環(huán)境的判斷可自適應(yīng)、自診斷及自修復(fù)功能，有效地提升智能家居各應(yīng)用的動(dòng)態(tài)智能協(xié)同感知。例如，隨著人們對(duì)生活體驗(yàn)的個(gè)性化要求越來(lái)越高，智能家庭影音系統(tǒng)備受消費(fèi)者青睞。它可以借助最新的4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)手機(jī)隨時(shí)隨地全方位控制室內(nèi)DVD、VCR、電視等影音設(shè)備，還可以根據(jù)具體的生活場(chǎng)景自由轉(zhuǎn)換影音效果，讓家居生活倍感愉悅。

3.2 業(yè)務(wù)更融合

傳統(tǒng)智能家居各項(xiàng)業(yè)務(wù)比較分散，未能達(dá)到真正的互通與融合。未來(lái)，通過(guò)促進(jìn)智能家居業(yè)務(wù)傳輸協(xié)議的IP化，提升業(yè)務(wù)之間及相關(guān)平臺(tái)的融合度，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商構(gòu)建強(qiáng)大的家庭網(wǎng)絡(luò)，借助智慧社區(qū)的駐地網(wǎng)，打通、融合智能家居各子網(wǎng)應(yīng)用，提升整體業(yè)務(wù)的融合度。

3.3 終端更集約

隨著智能家居業(yè)務(wù)融合度的提升，家庭網(wǎng)絡(luò)中的智能家居終端功能將更加集中，體積日漸縮小，耗電更低。在保證安全性的基礎(chǔ)上，通過(guò)終端模塊化加載和自動(dòng)發(fā)現(xiàn)協(xié)議，終端接入家庭網(wǎng)絡(luò)會(huì)更加自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)即插即用。

3.4 傳輸更靈活

目前，在智能家居的施工中，往往會(huì)因?yàn)榉课萁ㄔO(shè)初期未預(yù)留網(wǎng)絡(luò)管線，只能通過(guò)打墻、挖地等方式重新鋪設(shè)管線，造成了施工造價(jià)較高等問(wèn)題。但隨著通信技術(shù)的發(fā)展及微信等社交應(yīng)用的普及，通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)撵`活性、移動(dòng)性和可擴(kuò)展性滿足了人們對(duì)于靈活、便攜、無(wú)所不在的訴求。因此，未來(lái)智能家居應(yīng)用終端在家庭網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的接入方式將從有線走向無(wú)線。

4 結(jié)語(yǔ)

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的智能家居多姿多彩，個(gè)性化的私人訂制會(huì)被更多人所認(rèn)可，并成為時(shí)尚生活的標(biāo)志。在現(xiàn)在智能家居系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，我們期待家庭醫(yī)療、信息服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)教育、家庭事務(wù)管理等更多業(yè)務(wù)融入未來(lái)的智能家居，讓居民盡享科技改變生活的樂(lè)趣和便利。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]孟平.多功能智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].哈爾濱：哈爾濱理工大學(xué)，2014.

[2]王凱明.智能家居系統(tǒng)的研究[D].西安：西安科技大

學(xué)，2005.

[3]邵鵬飛，王喆，張寶儒.面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)研究[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2012（2）.

[責(zé)任編輯：陳澤琦]