自動(dòng)化技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用探討

管世清

（南京高力國(guó)際家居港管理服務(wù)有限公司，江蘇 南京 210000）

近些年來(lái)，人們?cè)絹?lái)越重視居住環(huán)境和生活質(zhì)量，智能家居應(yīng)運(yùn)而生，逐步走進(jìn)了人們的日常生活，不少開發(fā)商以此為賣點(diǎn)，進(jìn)行新樓盤的銷售。智能家居能夠?yàn)橛脩籼峁┳詣?dòng)化、智能化的生活服務(wù)，曾經(jīng)出現(xiàn)在影視作品中的科幻場(chǎng)景走進(jìn)了現(xiàn)實(shí)家庭，極大提高了用戶的居住滿意度。智能家居離不開自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，因此，本文就自動(dòng)化技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用進(jìn)行仔細(xì)探討。

一、智能家居概述

智能家居又稱為智能住宅，最早于興起于二十世紀(jì)八十年代的西方發(fā)達(dá)國(guó)家，并且取得了一定的成就。我國(guó)智能家居起步相對(duì)較晚，總體來(lái)看智能家居系統(tǒng)技術(shù)還不夠成熟，發(fā)展較為緩慢。近些年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新，使得智能家居產(chǎn)品逐漸豐富，例如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、照明控制、智能安防等，給人們提供了安全、便捷、高科技的生活條件，為用戶帶來(lái)了全新的生活體驗(yàn)。智能家居應(yīng)當(dāng)分為智能和家居兩部分理解，家居即人們?nèi)粘Ｉ钏玫降囊磺谢A(chǔ)設(shè)備，智能則是能夠?qū)崿F(xiàn)這些生活設(shè)備的自動(dòng)控制和管理。自動(dòng)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智能家居的核心技術(shù)，智能家居所提供的一切服務(wù)都需要通過自動(dòng)化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)[1]?？梢哉f智能家居是網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、布線技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、音頻技術(shù)等諸多先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的融合，在自動(dòng)化技術(shù)的作用下智能家居實(shí)現(xiàn)了一系列的智能化操作。

智能家居系統(tǒng)可以根據(jù)用戶需求進(jìn)行多種多樣的情境模式設(shè)定，例如，為了居住的安全性和方便性，用戶可以設(shè)定離家模式和回家模式，離家模式開啟后，安防系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，家中照明設(shè)施自動(dòng)關(guān)閉，空調(diào)、電視等無(wú)需待電的設(shè)備也會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，一旦有任何情況發(fā)生，安防系統(tǒng)會(huì)第一時(shí)間通知用戶并自動(dòng)報(bào)警。用戶在回家時(shí)候開啟回家模式，空調(diào)會(huì)自動(dòng)開啟調(diào)到合適的溫度，客廳會(huì)自動(dòng)亮燈，電視會(huì)上演預(yù)先設(shè)置好的節(jié)目等。除此之外還可以根據(jù)用戶實(shí)際需求進(jìn)行各種情境模式的設(shè)定，例如用餐模式、睡眠模式、辦公模式等，可以一鍵開啟，輕松實(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)景下的環(huán)境轉(zhuǎn)變。

二、自動(dòng)化技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用

自動(dòng)化技術(shù)是一門綜合性技術(shù)，指的是機(jī)械設(shè)備、計(jì)算機(jī)等無(wú)須人為操作能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)工作的技術(shù)，但是自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)需要由人對(duì)工作程序進(jìn)行預(yù)先設(shè)定，然后在后期自動(dòng)化設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)信息的處理和判斷，進(jìn)行一系列的操作。自動(dòng)化技術(shù)能夠極大解放人工勞動(dòng)，還可以在特殊環(huán)境下代替人工進(jìn)行作業(yè)，對(duì)于智能家居來(lái)說，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用主要是能夠減輕用戶日常家務(wù)負(fù)擔(dān)，同時(shí)為用戶提供方便的居住環(huán)境。智能家居主要包括自動(dòng)化控制系統(tǒng)和自動(dòng)化管理系統(tǒng)，首先，建立家庭網(wǎng)絡(luò)，利用家庭網(wǎng)絡(luò)將家庭內(nèi)的計(jì)算機(jī)、手機(jī)、各種家電等設(shè)備統(tǒng)一連接起來(lái)。然后用戶就可以通過計(jì)算機(jī)、手機(jī)終端等對(duì)家庭內(nèi)所有聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備管理和控制，不受空間限制，用戶可以對(duì)家庭設(shè)備進(jìn)行實(shí)施掌控，遠(yuǎn)程操作，與傳統(tǒng)實(shí)體操作模式相比更加方便快捷[3]。例如，用戶可以在晚上躺下后通過手機(jī)進(jìn)行關(guān)燈，在進(jìn)門之前預(yù)先打開室內(nèi)空調(diào)使其保持合適的溫度等，極大方便了用戶的生活。

（一）自動(dòng)化控制系統(tǒng)

自動(dòng)化控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能家居功能的基礎(chǔ)，它的功能十分廣泛，例如，對(duì)講功能、視頻功能、付費(fèi)功能、安全防范等，家庭內(nèi)所有設(shè)備的自動(dòng)化操作都是由此控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其工作原理是通過將家庭中所有設(shè)備接入到家庭網(wǎng)絡(luò)，用戶可以根據(jù)使用習(xí)慣和實(shí)際需求進(jìn)行功能設(shè)定，然后自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以根據(jù)用戶設(shè)定的指令進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析，通過信息傳輸實(shí)現(xiàn)對(duì)所有家庭設(shè)備的控制。

家庭控制具有安裝簡(jiǎn)單、易于維護(hù)、組成多元化的特點(diǎn)，智能家居系統(tǒng)中的家庭控制，一方面連接外部整棟樓的控制機(jī)房，另一方面連接各個(gè)用戶家庭，實(shí)現(xiàn)眾多家庭的設(shè)備控制功能。例如，常見的樓宇門禁系統(tǒng)，進(jìn)入者在樓下可以對(duì)整棟樓的任意家庭用戶進(jìn)行呼叫，用戶在接聽后可以在室內(nèi)進(jìn)行操控，可以實(shí)現(xiàn)視頻通話，在確認(rèn)進(jìn)入者信息后可以將門打開，省去了往復(fù)上下樓的繁瑣。家居控制器有以下幾個(gè)功能：首先，主機(jī)，該主機(jī)由CPU模塊和通信模塊組成，通過設(shè)備總線和功能模塊進(jìn)行連接，借助網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電話線路還有其他家居設(shè)備進(jìn)行連接，通過操作相關(guān)軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)家居設(shè)備各個(gè)功能的控制；其次，通信網(wǎng)絡(luò)模塊。該模塊由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、電話通信以及有線電視線路模塊等統(tǒng)一組成總線系統(tǒng)，通過總線系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)用戶家庭內(nèi)各個(gè)設(shè)備功能的實(shí)現(xiàn)，其便捷之處在于能夠打破地域限制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，為用戶帶來(lái)更多便利；最后，自動(dòng)化控制模塊。該模塊能夠?qū)彝ブ谐Ｓ玫乃娒哼M(jìn)行監(jiān)控和管理，可以對(duì)家庭中的照明設(shè)備、空調(diào)設(shè)置、燃起設(shè)置等進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理[2]。

（二）自動(dòng)化管理系統(tǒng)

自動(dòng)化管理系統(tǒng)由鄰近主機(jī)、調(diào)制解調(diào)器和數(shù)據(jù)庫(kù)三部分組成。首先，鄰近主機(jī)又包括計(jì)算機(jī)主機(jī)、打印機(jī)等設(shè)備。管理硬件包括信息的儲(chǔ)存、整理等，對(duì)住宅的物業(yè)信息進(jìn)行集中控制管理。調(diào)制解調(diào)器能夠?qū)崿F(xiàn)家庭內(nèi)設(shè)備與監(jiān)控中心進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。數(shù)據(jù)庫(kù)能夠?qū)⑺械谋O(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存和管理，便于用于后期查詢和操作。

（三）定位系統(tǒng)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的技術(shù)用于智能化家居系統(tǒng)，定位系統(tǒng)就是其中之一。在智能家居系統(tǒng)中，可以利用無(wú)線射頻或者超聲波技術(shù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位和跟蹤功能，可以對(duì)人體目標(biāo)所在位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，同時(shí)對(duì)人體不同狀態(tài)下進(jìn)行跟蹤和感知。超聲波技術(shù)需要借助硬盤設(shè)備實(shí)現(xiàn)，而對(duì)于用戶來(lái)說難以實(shí)現(xiàn)隨身攜帶，比較流行的是GPS定位技術(shù)，它的工作原理是綜合運(yùn)用全球定位系統(tǒng)和無(wú)限移動(dòng)通信，能夠?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行迅速準(zhǔn)確的定位。例如，當(dāng)用戶離開一樓來(lái)到二樓時(shí)，通過定位系統(tǒng)對(duì)用戶進(jìn)行位置判斷，自動(dòng)關(guān)閉一樓電源，啟動(dòng)二樓照明設(shè)施等。

（四）智能家居系統(tǒng)實(shí)例

對(duì)于用戶來(lái)說，居住的安全性是最為重要的，是保障用戶生活質(zhì)量的首要前提，下面以智能家居安防系統(tǒng)為例，進(jìn)行自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用分析。

如圖（1）所示，智能家居安防系統(tǒng)核心是由報(bào)警主機(jī)構(gòu)成，一方面連接紅外探測(cè)器、門窗探測(cè)器、卷閘門磁探測(cè)器、煙霧探測(cè)器、煤氣探測(cè)器、紅外圍墻對(duì)射、監(jiān)控系統(tǒng)等，另一方面連接警笛、手機(jī)終端、固定電話、接警中心。其工作原理是當(dāng)有意外情況發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)判斷是什么問題，啟動(dòng)相應(yīng)的模塊，并且能夠采取應(yīng)對(duì)措施，第一時(shí)間進(jìn)行報(bào)警[2]。例如，用戶家庭一旦發(fā)生火災(zāi)，會(huì)有煙霧產(chǎn)生，煙霧探測(cè)器會(huì)第一時(shí)間有所感應(yīng)，然后將信息傳輸給報(bào)警主機(jī)，報(bào)警主機(jī)響起警笛引起鄰居的注意，同時(shí)向用戶手機(jī)終端、消防中心等進(jìn)行報(bào)警，如果發(fā)生煤氣泄漏，煤氣探測(cè)器會(huì)第一時(shí)間響應(yīng)，并啟動(dòng)報(bào)警程序，同時(shí)會(huì)自動(dòng)控制電源關(guān)閉、打開窗戶，能夠?qū)⑹覂?nèi)煤氣及時(shí)疏散，避免情況惡化，保護(hù)用戶財(cái)產(chǎn)和生命安全，全力保障用戶的居住環(huán)境安。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，自動(dòng)化技術(shù)在智能化家居中得到了廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)的諸多功能，為用戶帶來(lái)全新的居住體驗(yàn)，對(duì)于現(xiàn)代快節(jié)奏生活的人們來(lái)說是不可多得的幫手，在未來(lái)，智能化家居系統(tǒng)有巨大的發(fā)展空間，會(huì)逐步走進(jìn)千家萬(wàn)戶。然而，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)智能化家居發(fā)展水平還不夠高，普及力度還不夠大。因此，我國(guó)需要加強(qiáng)對(duì)智能家居系統(tǒng)的技術(shù)研發(fā)，將更多的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到智能家居系統(tǒng)中來(lái)，不斷升級(jí)技術(shù)手段，創(chuàng)新功能類型，促進(jìn)我國(guó)智能家居系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展。