智能家居在高校環(huán)境下的應(yīng)用與探究

李壯 安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)藝術(shù)學(xué)院 孔曉祥 安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)統(tǒng)計(jì)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)院 安徽蚌埠 233040

一、智能家居的概念與現(xiàn)狀

智能家居系統(tǒng)是以家用電器（電視、空調(diào)、地暖等）和家中用電設(shè)備（燈光、插座等）為主要控制對(duì)象，利用了綜合布線技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)將與居家生活有關(guān)的用電設(shè)備進(jìn)行高度集成，通過(guò)對(duì)家庭設(shè)備的遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)控制提高生活質(zhì)量，使居家生活高端智能、安全舒適、綠色低碳的新型產(chǎn)品。

無(wú)論是近期發(fā)展火熱的人工智能技術(shù)（AI）、5G技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（IoT），還是近年來(lái)工信部發(fā)布的《促進(jìn)新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃》以及國(guó)務(wù)院發(fā)布的《中國(guó)制造2025》，其概念在智能家居上都有所顯現(xiàn)。目前，越來(lái)越多的人群選擇購(gòu)入智能家居，企求通過(guò)智能家居的應(yīng)用提高生活質(zhì)量與水平。

上世紀(jì)90年代，歐美市場(chǎng)就已經(jīng)開始規(guī)模性銷售智能家居產(chǎn)品，并取得了良好的市場(chǎng)反響。相較于此，我國(guó)智能家居市場(chǎng)雖開發(fā)較晚，但借力于產(chǎn)業(yè)鏈的完整度，也獲得了高速發(fā)展?，F(xiàn)如今以智能技術(shù)和5G信息技術(shù)為主調(diào)的發(fā)展背景，對(duì)智能家居的多領(lǐng)域應(yīng)用來(lái)說(shuō)，是一個(gè)全新的挑戰(zhàn)和新的機(jī)遇。

二、智能家居在高校的前景

一方面，目前內(nèi)地已有2914所高等院校，智能家具在高校中的應(yīng)用也將為我國(guó)智能家居的普及和產(chǎn)業(yè)的完善起著巨大的推動(dòng)作用。另一方面，在高校日常運(yùn)營(yíng)中，資源浪費(fèi)和安全問(wèn)題問(wèn)題也十分顯著，例如學(xué)生宿舍樓使用中存在著安全隱患和資源浪費(fèi)等等。

以高校學(xué)生宿舍為例，學(xué)生宿舍是學(xué)生們學(xué)習(xí)和生活最重要的場(chǎng)所，依靠智能家居進(jìn)行輔助管理，不僅能為學(xué)生們提供安全整潔的生活空間，還有益于學(xué)生集體意識(shí)的提高，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。圍繞這個(gè)方面，文章將對(duì)智能家居進(jìn)行分析，通過(guò)以寢室這個(gè)大學(xué)生們?cè)谛Ｆ陂g使用時(shí)間最長(zhǎng)的空間作為對(duì)象為例，探索智能家居在高校中的應(yīng)用。

三、智能家居的特點(diǎn)

智能家居產(chǎn)品發(fā)展到今天，技術(shù)上已經(jīng)相當(dāng)成熟。

（一）成熟的產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈

我國(guó)智能家居與國(guó)際最高水準(zhǔn)仍有差距，在上有元器件、中間件不斷取得突破地情況下，現(xiàn)已呈現(xiàn)穩(wěn)步發(fā)展的局面。如海爾推出了一站式的智慧家庭、公寓的平臺(tái)解決方案 華為推出了基于自家HiLink平臺(tái)的智能家居成果 小米沿襲了其品牌理念，通過(guò)相對(duì)便宜的價(jià)格，也占據(jù)了智能家居市場(chǎng)的一席之地。以上品牌都給消費(fèi)者提供了一站式的服務(wù)體驗(yàn)?？梢哉f(shuō)，國(guó)內(nèi)成熟的產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈對(duì)智能家居產(chǎn)品的大規(guī)模應(yīng)用也提供了有力支撐。

（二）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

智能家居產(chǎn)品以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)我們可以將其視為互聯(lián)網(wǎng)的延伸，是通過(guò)不同硬件產(chǎn)品之間的局域網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)信息的傳輸，達(dá)到使用者與產(chǎn)品直接按的交互。也就是說(shuō)不同產(chǎn)品之間處于同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)即可接受或采集指令并相互聯(lián)動(dòng)進(jìn)行工作，除此之外，在需要的情況下，物聯(lián)網(wǎng)還可以拓展為互聯(lián)網(wǎng)，使局域網(wǎng)外的用戶也可以進(jìn)行部分輔助操作，以達(dá)到拓展產(chǎn)品的使用場(chǎng)景的效果。

（三）云端系統(tǒng)支撐多平臺(tái)互聯(lián)互通式交互

依據(jù)現(xiàn)如今市面上的智能家具方案，可以通過(guò)與廠家合作，實(shí)現(xiàn)學(xué)生們使用智能手機(jī)安裝相應(yīng)APP作為指令終端，學(xué)校則以現(xiàn)有的智慧數(shù)據(jù)平臺(tái)作為服務(wù)終端，從而使整個(gè)方案的得可用性和便利性大幅提高。

以華為公司為例，其智能家居系統(tǒng)的構(gòu)建由華為HiLink平臺(tái)，由HiLink SDK、HiLink 模組和HiLink路由器三個(gè)方面構(gòu)成。以華為自家的Lite OS、物聯(lián)網(wǎng)芯片、安全和人工智能等核心技術(shù)為基礎(chǔ)，依靠HUAWEI WIFI Q2等型號(hào)路由器作為連接平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)智能家居產(chǎn)品的一鍵連接和統(tǒng)一管理，并且可以根據(jù)不同的場(chǎng)景進(jìn)行定制，從而有效的支持不同場(chǎng)景。

一個(gè)全面完善的產(chǎn)品布局建設(shè)完畢后，系統(tǒng)可以將整個(gè)校園的用電終端、用水終端、供水管網(wǎng)、配變終端等信息進(jìn)行采集，送至大學(xué)的智慧綜合管理平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)控和分析。

一方面學(xué)生可以靈活根據(jù)自己的需求進(jìn)行設(shè)置，提高生活質(zhì)量。另一方面，校方可以通過(guò)平臺(tái)終端分析學(xué)生的使用情況與記錄，及時(shí)調(diào)整改進(jìn)校園內(nèi)部分資源分配，起到節(jié)約資源和保障學(xué)生安全的作用。

四、高校中應(yīng)用智能家居舉例

（一）場(chǎng)景分析與探討

在學(xué)生公寓中，選用智能家居產(chǎn)品主要考慮到違規(guī)用電造成的安全隱患、空調(diào)使用和節(jié)約用電這幾個(gè)方面。

傳統(tǒng)的智能家居普遍具有價(jià)格貴、安裝難和使用難的特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)小米品牌智能家居產(chǎn)品以價(jià)格親民、宜于安裝、操作簡(jiǎn)單、可定制化程度高以及平臺(tái)開放創(chuàng)新的特點(diǎn)，得到了大廣消費(fèi)者的青睞。因此該方案主要使用小米旗下現(xiàn)有的智能家具產(chǎn)品為主要解決終端，并進(jìn)行探討。

（二）具體方案與選用產(chǎn)品舉例

功能需求 方案選擇 使用場(chǎng)景室內(nèi)空調(diào)控制 藍(lán)牙溫濕度計(jì)/溫濕度傳感器+網(wǎng)關(guān)/空調(diào)伴侶打開空調(diào)后，溫濕度傳感器檢測(cè)到室內(nèi)溫度超過(guò)/低于預(yù)設(shè)門限值，空調(diào)伴侶執(zhí)行關(guān)閉空調(diào)操作。室內(nèi)用電安全 智能電壓檢測(cè)器+網(wǎng)關(guān)1傳感器將內(nèi)部每一路用電設(shè)備的能源消耗獨(dú)立，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)用電器實(shí)行分項(xiàng)、分時(shí)計(jì)量與統(tǒng)計(jì)。一旦檢測(cè)到使用大功率電器或者出現(xiàn)線路過(guò)載發(fā)熱等情況，系統(tǒng)會(huì)在第一時(shí)間對(duì)此路電器進(jìn)行電路保護(hù)，并將數(shù)據(jù)推送至學(xué)校系統(tǒng)總平臺(tái)。

2在外可以通過(guò)APP遠(yuǎn)程關(guān)閉自己床鋪所在的插座電源（出于安全考慮只可遠(yuǎn)程關(guān)閉，開啟需手動(dòng)進(jìn)行）室內(nèi)財(cái)產(chǎn)安全 門窗傳感器+網(wǎng)關(guān)門窗傳感器一組兩個(gè)，成對(duì)使用。把室內(nèi)設(shè)置為無(wú)人，當(dāng)門、窗被推開時(shí)，兩只傳感器錯(cuò)位，門窗傳傳感器觸發(fā)，網(wǎng)關(guān)聲光報(bào)警，其數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)送至本棟公寓樓的管理處。

五、智能家具應(yīng)用模式優(yōu)勢(shì)

以上述方案為例，智能家居把學(xué)生宿舍的各項(xiàng)設(shè)施與局域網(wǎng)有效結(jié)合，學(xué)生可以更自由的對(duì)自己的居住環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)校園生活的智能便捷化。同時(shí)利用電壓檢測(cè)系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)等，校方通過(guò)智能家居系統(tǒng)可以更好地保障學(xué)生在校安全。

在滿足條件的情況下甚至還可以依托于更多不同的智能家居產(chǎn)品建立一套智能樓宇控制系統(tǒng)，從而獲得更好的功能體驗(yàn)。

（一）學(xué)生參與

相較于現(xiàn)有的校園智能產(chǎn)品，智能家居更能豐富學(xué)生們的生活，并在原基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了基本于校內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)的智能交互。這是現(xiàn)有的校園智慧系統(tǒng)所不具備的。

現(xiàn)有的校園智慧系統(tǒng)是以物聯(lián)網(wǎng)為主體構(gòu)建的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，其功能主要是面向教務(wù)和行政管理，學(xué)生在這一系統(tǒng)內(nèi)的可操作性很小，因此學(xué)生對(duì)其也存在使用頻率低，了解程度少的問(wèn)題?？梢哉f(shuō)，從使用導(dǎo)向上，現(xiàn)有系統(tǒng)是以學(xué)校為出發(fā)點(diǎn)所構(gòu)建的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，而智能家居產(chǎn)品的引入則進(jìn)一步通過(guò)學(xué)生端的使用，增加學(xué)生與學(xué)校之間的關(guān)聯(lián)互動(dòng)，有利于學(xué)校長(zhǎng)久建設(shè)。

（二）學(xué)校聚合

如果說(shuō)在新的智能家居系統(tǒng)下學(xué)生是主要的操作者、那么學(xué)校就是一個(gè)聚合資源、提供服務(wù)的角色。

一方面學(xué)校通過(guò)對(duì)公共空間的使用數(shù)據(jù)收集，可以定期調(diào)整校內(nèi)公共空間的資源配置 另一方面如智能電壓檢測(cè)器等與校園安全息息相關(guān)的智能產(chǎn)品使學(xué)校對(duì)校園有著更為統(tǒng)一的管理。

學(xué)校端聚合數(shù)據(jù)信息的模式，既通過(guò)智能化的操作方式簡(jiǎn)化了操作難度，又通過(guò)統(tǒng)一的平臺(tái)整合，可以起到提高效率，降低資源浪費(fèi)率的效果。當(dāng)這些資源數(shù)據(jù)接入原有校園內(nèi)智慧平臺(tái)系統(tǒng)后，可以更好的推動(dòng)學(xué)生對(duì)系統(tǒng)使用，從而增強(qiáng)校園智慧系統(tǒng)的活性，使學(xué)校更好的起到服務(wù)者的作用。

六、智能家居在高校應(yīng)用時(shí)可能產(chǎn)生的問(wèn)題

目前市面上的智能家居產(chǎn)品以面向單個(gè)家庭為主，雖然已經(jīng)有廠家對(duì)智能家居產(chǎn)品的應(yīng)用構(gòu)建出了新的可能，但很多的智能家居還停留在簡(jiǎn)易應(yīng)用的淺薄層面上，一些智能家居在物聯(lián)網(wǎng)連接環(huán)節(jié)仍缺少系統(tǒng)對(duì)接方案。總得來(lái)說(shuō)，智能家居行業(yè)仍然有待實(shí)現(xiàn)突破性發(fā)展 。

不同品牌之間的產(chǎn)品在使用起來(lái)仍然存有一定的隔閡，業(yè)內(nèi)對(duì)于整個(gè)產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)尤其是使數(shù)據(jù)和指令達(dá)到互聯(lián)互通上，仍存有不同的標(biāo)準(zhǔn)，即通訊協(xié)議領(lǐng)域上的不統(tǒng) 一、產(chǎn)品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的不協(xié)調(diào)和接口的多樣化。這使不同品牌產(chǎn)品在相互配合使用時(shí)無(wú)法達(dá)到全部功能的發(fā)揮，一定程度上這也阻礙了智能家居產(chǎn)品的普及化。如果僅僅依靠市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)來(lái)進(jìn)行發(fā)展與調(diào)整，那么智能家居還是無(wú)法形成規(guī)模化的發(fā)展模式。

因此在校園應(yīng)用方面，這也有待于校方與廠商在技術(shù)上的溝通配合。一方面要打通產(chǎn)品之間的隔閡，另一方面使產(chǎn)品的數(shù)據(jù)與學(xué)校智慧平臺(tái)相聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的閉合循環(huán)。

七、總結(jié)

智能家居系統(tǒng)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，涉及了多項(xiàng)領(lǐng)域和多類技術(shù)。除了本文中著重提到的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之外，還有很多的新型技術(shù)對(duì)智能家居的發(fā)展也發(fā)揮著重要影響作用，如大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能技術(shù)等等。

以文中所提到的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為例，實(shí)際應(yīng)用后將會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，而學(xué)校在這個(gè)環(huán)節(jié)中作為使用者，利用這些數(shù)既可以對(duì)自身服務(wù)進(jìn)行改進(jìn)，也可以依據(jù)學(xué)校學(xué)科構(gòu)建情況進(jìn)行校企合作，共同研發(fā)參與改進(jìn)，使之更加智能化和人性化。

隨著智能家居在國(guó)內(nèi)家庭中的大量普及，其在校園內(nèi)的規(guī)模性應(yīng)用也指日可待。除了上述應(yīng)用于學(xué)生公寓，不同的智能家居間的搭配還可以在教室、圖書館等應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)揮作用。但在應(yīng)用的過(guò)程中，也應(yīng)“量腹而受，量身而衣”，以實(shí)際出發(fā)，針對(duì)學(xué)校和學(xué)生的需要進(jìn)行購(gòu)入配置，才能建設(shè)好“智慧校園”。