人工智能、物聯(lián)網(wǎng)背景下智能家居系統(tǒng)的思考

◆薛鴻檳 吳 娟 王思謙

人工智能、物聯(lián)網(wǎng)背景下智能家居系統(tǒng)的思考

◆薛鴻檳 吳 娟 王思謙

（成都東軟學院 四川 611844）

本文基于人工智能、物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)實背景，對當前智能家居系統(tǒng)的架構(gòu)與安全進行了解讀，并結(jié)合人工智能與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點，探尋未來智能家居系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，以期為推動智能家居系統(tǒng)的持續(xù)革新提供參考。

人工智能；物聯(lián)網(wǎng)；智能家居系統(tǒng)

現(xiàn)階段，隨著計算機通信技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸成為時代的主題，與社會各行業(yè)的融合程度不斷加深，智能家居領(lǐng)域也迎來了新的發(fā)展時期。智能家居系統(tǒng)是將現(xiàn)代科技融入家居生活的實踐，綜合發(fā)揮了各類智能化信息技術(shù)的優(yōu)勢，集架構(gòu)、系統(tǒng)、應用、管理及優(yōu)化組合為一體，具有智能化的感知、傳輸、記憶、推理、判斷與決策能力，滿足了居住者日益提高的現(xiàn)代化家居需求，有利于營造出人與建筑空間和諧交互的優(yōu)質(zhì)環(huán)境?！蛾P(guān)于完善促進消費體制 進一步激發(fā)居民消費潛力的若干意見》中強調(diào)了智慧家庭產(chǎn)品作為前沿信息消費產(chǎn)品的價值，這凸顯了推動智能家居系統(tǒng)現(xiàn)代化發(fā)展的重要性。

1 智能家居系統(tǒng)的架構(gòu)

1.1 單點解決方案

單點解決方案是針對智能家居系統(tǒng)中某一具體功能的實現(xiàn)而研發(fā)的相關(guān)產(chǎn)品，不同產(chǎn)品功能的發(fā)揮是智能家居系統(tǒng)功能得到發(fā)揮的基礎，當前應用較為廣泛的單點產(chǎn)品主要包括智能控制電視、空調(diào)、插座、燈泡等，這是將人工智能與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用于傳統(tǒng)家居系統(tǒng)的具體展現(xiàn)。這些產(chǎn)品具有操作簡單、無須布線、經(jīng)濟性高的優(yōu)勢，可以初步實現(xiàn)智能家居系統(tǒng)的基礎性功能，但客觀上來說，單點解決方案不能從根本上有效地解決智能家居系統(tǒng)的要求，這主要是由于各個單點之間缺乏強大的交互性，從而影響了整體化的智能效果。因此，整體解決方案的提出就顯得尤為重要。

1.2 整體解決方案

傳統(tǒng)的整體解決方案架構(gòu)多數(shù)為有線網(wǎng)絡，隨著無線設備規(guī)模化的增長，“有線+無線”的方式成為整體解決方案架構(gòu)的主流。此外，人機交互方式也呈現(xiàn)出了多元化的特征，從面板開關(guān)、收集、PDA、PC等方式，可就地和遠程控制、定時控制、場景控制發(fā)展到語音交互、手勢感應等方式，極大程度地增強了智能家居系統(tǒng)的適用性，也大大提升了用戶的使用體驗。具體來說，整體解決方案涵蓋了如下子系統(tǒng)：

安全系統(tǒng)，用于維護設備產(chǎn)品與網(wǎng)絡信息安全，主要包括火災自動報警系統(tǒng)、入侵報警系統(tǒng)、視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)，在居住者人身及隱私安全受到威脅的過程中，及時地將風險控制在能夠處理的范圍之內(nèi)。報警系統(tǒng)多采用網(wǎng)絡控制設備，與建筑原有方可對講等聯(lián)網(wǎng)，從而實現(xiàn)安全防御的有效聯(lián)動。

場景聯(lián)動的智能照明、窗簾、影音系統(tǒng)，利用控制主機或智能模塊、無線模塊方式組合多種模式，滿足用戶多方面的居住與生活需求。其中，空調(diào)系統(tǒng)除遠程控制與智能面板控制之外，還可以依照內(nèi)置的探測器設備，及時感知居住環(huán)境的溫度、濕度等信息，實現(xiàn)自動識別控制。

（3）家庭日常生活系統(tǒng)，包括電飲水機、新風換氣等設備的定時與遠程控制系統(tǒng)，滿足居住者的日常生活需求；燃氣泄漏報警與防漏水系統(tǒng)，第一時間自動關(guān)閉燃氣閥及水閥，避免資源浪費以及風險擴大。

（4）能耗系統(tǒng)，包括水電計量以及遠程數(shù)據(jù)傳送，基于所獲取的數(shù)據(jù)，由大數(shù)據(jù)與能效專家系統(tǒng)進行智能化分析，從而為用戶提供可行性極高的節(jié)能方案，實現(xiàn)經(jīng)濟性與可持續(xù)發(fā)展的基本要求。

2 智能家居系統(tǒng)的安全

智能家居系統(tǒng)是為人服務的，在提升其服務體驗的同時，也必須保證系統(tǒng)的基本安全，從源頭上防范安全事故的出現(xiàn)。具體來說，智能家居系統(tǒng)的安全包括設備產(chǎn)品的質(zhì)量安全以及網(wǎng)絡信息安全。

2.1 設備產(chǎn)品的質(zhì)量安全

設備產(chǎn)品的質(zhì)量安全是一種“硬件”安全，籠統(tǒng)地說，就是確保智能家居系統(tǒng)的各個設備構(gòu)成部分均保持安全的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。智能家居的一大特點就在于其全天候運行的屬性，因此，任何質(zhì)量安全問題均可能對日常生活造成極大阻礙，甚至會導致嚴重的安全風險。例如，如果智能電動窗簾的相關(guān)設備出現(xiàn)質(zhì)量問題，則會影響室內(nèi)的采光與遮光效果，從而與居住者的生活習慣與生活訴求相互沖突，背離了智能家居系統(tǒng)應用的基本目標；又如果智能照明系統(tǒng)出現(xiàn)故障，導致照明效果下降、異常照明或是無法照明問題，也會使得居住者學習、工作、娛樂等需求無法得到有效滿足，甚至可能造成嚴重的經(jīng)濟損失?？梢?，智能家居系統(tǒng)的設備產(chǎn)品安全對于系統(tǒng)的整體運轉(zhuǎn)具有基礎性的影響。在人工智能與物聯(lián)網(wǎng)的背景下，要想充分凸顯智能家居系統(tǒng)的優(yōu)勢，在保證產(chǎn)品生產(chǎn)符合相應標準的基礎上，就需要為設備產(chǎn)品賦予優(yōu)質(zhì)的售后服務以及遠程（后臺）檢修調(diào)試糾錯功能，這一功能可以有效應對設備產(chǎn)品安全問題的突發(fā)性、難以預測性的特點，為其正常運轉(zhuǎn)提供技術(shù)保障。當然，也應當重視人與智能家居系統(tǒng)的交互，匹配以來良好的手動功能，有效應對系統(tǒng)崩潰等極端情況。

2.2 網(wǎng)絡信息安全

相較于設備產(chǎn)品安全來說，智能家居系統(tǒng)的網(wǎng)絡信息安全是一種“軟件”安全，在人工智能與物聯(lián)網(wǎng)的背景下，智能家居系統(tǒng)運行時需要同各類設備的云服務端交換信息，因此一旦網(wǎng)絡信息安全存在漏洞，則會帶來極大的損失，如非法入侵可以使得家用網(wǎng)絡安防攝像機等設備被惡意控制，進而使得居住空間的隱私性受到極大破壞；再比如如果網(wǎng)絡信息傳遞不通暢導致的路由器阻塞，也會影響智能家居系統(tǒng)的用戶體驗。當前，相較于商用、軍用智能系統(tǒng)來說，家用智能家居系統(tǒng)的抗攻擊與防病毒能力仍然有待提升，這要求設計人員需要持續(xù)完善網(wǎng)絡分段隔離與防火墻設置，為智能家居系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)提供更加安全穩(wěn)定的網(wǎng)絡信息環(huán)境。

3 人工智能、物聯(lián)網(wǎng)背景下未來智能家居系統(tǒng)的發(fā)展展望

人工智能與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展實現(xiàn)了智能化功能的互聯(lián)互通，但不可否認的是，這些技術(shù)最終是為人類發(fā)展服務的，因此其必定知識對某一部分的人類功能進行模擬與增強，可以預見的是，未來智能家居系統(tǒng)的發(fā)展也必然會緊密圍繞這一基本邏輯。

未來的智能家居系統(tǒng)必然會使得居住空間具有更加先進的感知能力，即對居住者的偏好進行感知，通過把握居住者喜歡什么、想要做什么，為居住者提供更加精準化、人性化的服務。例如，智能家居系統(tǒng)可以自動識別室內(nèi)外的溫度情況，對燈具色溫進行調(diào)節(jié)，營造出良好的溫感體驗，溫度較高的夏季可以應用高色溫冷色調(diào)，氣候寒冷的冬季則可以應用低色溫暖色調(diào)，再配合空調(diào)等設備的作用，達到理想的“冬暖夏涼”效果；再例如，智能家居系統(tǒng)也可以通過感知分析，為居住者的工作、學習、生活提供輔助性便利，如通過對居住者的作息規(guī)律進行自動整理與分析，對其行為進行感知，從而匹配針對性的環(huán)境，可以在居住者閱讀的過程中調(diào)節(jié)燈具亮度，在保證閱讀體驗的同時，達到護眼的效果，也可以在居住者有娛樂需求時及時轉(zhuǎn)換到音樂、電視等對應模式。綜合來說，在人工智能與物聯(lián)網(wǎng)的背景下，隨著各類新技術(shù)的持續(xù)應用以及智能家居系統(tǒng)建設體系的完善，未來智能家居系統(tǒng)必然會擁有更加強大的感知、學習、判斷、決策、執(zhí)行能力，其中感知能力的重要性也會愈發(fā)凸顯。

4 結(jié)束語

綜上，智能家居系統(tǒng)的發(fā)展是人工智能、物聯(lián)網(wǎng)背景下的必然趨勢，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷成熟，各類智能家居系統(tǒng)與通信協(xié)議也不斷涌現(xiàn)，各類新技術(shù)、新產(chǎn)品也呈現(xiàn)出高速的發(fā)展態(tài)度。對于開發(fā)者來說，要充分結(jié)合人工智能與物聯(lián)網(wǎng)的基本背景，深入挖掘智能家居系統(tǒng)的發(fā)展導向，不斷打造出先進的智能家居產(chǎn)品，使智能家居系統(tǒng)真正成為提高人民群眾日常生活便利度與舒適度的動力。

[1]余云飛，朱得元，章平.基于Arduino和ESP8266的多終端智能家居控制平臺的設計與實現(xiàn)[J/OL].安慶師范大學學報（自然科學版），2019（03）：36-40.

[2]徐建光.物聯(lián)網(wǎng)背景下智能家居的發(fā)展途徑探究[J].科技經(jīng)濟導刊，2019，27（22）：13-14.

[3]苑輝.智能家居：紅海爭奪呼喚新技術(shù)、新模式[J].上海企業(yè)，2019（07）：16-19.