佛山市順德區(qū)美的洗滌電器制造有限公司 魏娜
我國現(xiàn)在正處于數(shù)據(jù)化時代,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在發(fā)展過程中也推動著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、5G技術(shù)、人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展,這些技術(shù)更是對智能家居產(chǎn)生了直接影響?;?G技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持,智能家居得到了飛速發(fā)展,同時人工智能的出現(xiàn)則為智能家居指明了新的發(fā)展道路。智能家居為人們帶來的便捷、舒適的生活體驗,使人們對智能家居未來的發(fā)展充滿了期待。
5G技術(shù)、人工智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展,離不開大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持,其為各項基礎(chǔ)的發(fā)展提供了數(shù)據(jù)支持,讓各項技術(shù)在發(fā)展過程中更具合理性和科學(xué)性。大數(shù)據(jù)技術(shù)不僅為信息收集提供了便利,而且也為信息處理提供了分析和計算功能,使計算的數(shù)據(jù)更加具有價值。智能家居將生活環(huán)境作為平臺,通過控制技術(shù)、傳感器、通信技術(shù)等將生活設(shè)備進(jìn)行集成管理和控制,在提高家居的便利性、安全性、舒適性的同時,也實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的生活環(huán)境。
隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和5G技術(shù)已經(jīng)在各個領(lǐng)域中有了廣泛的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是基于互聯(lián)網(wǎng)誕生的產(chǎn)物,兩者存在的一定的差別。與互聯(lián)網(wǎng)終端服務(wù)區(qū)和電腦相比,互聯(lián)網(wǎng)具備的傳感器和智能硬件是讓物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的根本。目前,我國以NB-IoToT、LoRa技術(shù)為代表的物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)進(jìn)入了廣大人民群眾的日常生活中,并且推動著5G技術(shù)走向成熟。隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展,我國已經(jīng)建立了大量的5G基站以及連接終端[1]。
在人工智能的不斷發(fā)展下,智能家居也得到了一定的發(fā)展機會。但想要智能家居普及到人民的日常生活中必須解決兩大問題:(1)智能家居語音識別問題。智能家居關(guān)鍵技術(shù)在于對語音的處理和識別。現(xiàn)階段,語音處理和識別技術(shù)已經(jīng)有了重大突破,隨著語音識別準(zhǔn)確率的不斷提高,該項技術(shù)已經(jīng)可以用于日常的交流。(2)智能家居圖像處理問題。人工智能中重要的一項技術(shù)就是圖像處理,其可以快速和自動對目標(biāo)分類、識別、分割、檢測等。這兩項技術(shù)應(yīng)用于智能家居,將會為人們的日常生活帶來極大便利。
智能家居系統(tǒng)是由多項技術(shù)綜合而成,其中包括通信傳輸協(xié)議、自動化技術(shù)、無線組網(wǎng)技術(shù)等,同時其也包含控制終端管理設(shè)備的軟件。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上來看,智能家居系統(tǒng)是由接入網(wǎng)關(guān)、用戶終端、家電設(shè)備、云平臺四部分組成。(如圖1所示)
圖1 智能家居系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.1 Smart home system architecture diagram
(1)用戶終端。用戶終端是幫助用戶控制家居的重要設(shè)備。在智能家居的不斷發(fā)展下,用戶終端的控制方式也逐漸多元化,用戶可以通過多個終端對不同家居進(jìn)行控制。(2)云平臺。云平臺是智能家居系統(tǒng)的核心部分,云平臺通常與接入網(wǎng)關(guān)和用戶終端性連接。功能方面,云平臺具備存儲、計算等的能力,可以協(xié)調(diào)家居網(wǎng)關(guān)和用戶終端之間的交互指令,并為用戶提供API接口。(3)接入網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)作為智能家居系統(tǒng)的心臟,是連接互聯(lián)網(wǎng)與家電之間的重要橋梁,同時也是控制智能機電的樞紐。網(wǎng)關(guān)具備添加、提供組網(wǎng)功能,如部分智能家居使用WiFi、ZigBee等網(wǎng)關(guān),將WiFi或者ZigBee模塊設(shè)置與網(wǎng)關(guān)內(nèi),可以作為協(xié)調(diào)器,主要負(fù)責(zé)組建網(wǎng)絡(luò)和接受終端入網(wǎng)請求[2]。(4)家電設(shè)備。家電設(shè)備是終端系統(tǒng)的基礎(chǔ)組建,也是用戶使用終端控制的對象。對于家電控制一般采用有線或者無線通信模塊,讓家電具備傳輸數(shù)據(jù)的功能,便于組建局域網(wǎng)絡(luò),為家電控制提供入口,同時也為家電設(shè)備之間的聯(lián)動提供條件。
在智能家居不斷發(fā)展中,出現(xiàn)了魚龍混雜的問題,因此在智能家居系統(tǒng)設(shè)計時一般需要堅持以下原則:
(1)實用性原則。智能家居開發(fā)的主要目的就是為創(chuàng)造方便、舒適、自動化生活環(huán)境,設(shè)計智能家居系統(tǒng)時,需要結(jié)合用戶和市場的需求,通過找到用戶實際需求改善點和提升點,去除華而不實的系統(tǒng)功能。(2)便利性原則。便利原則首先應(yīng)當(dāng)考慮智能家居系統(tǒng)開發(fā)的成本和難度,設(shè)計系統(tǒng)時盡量使用無線傳輸技術(shù),避免因布線問題為施工工作增加難度。其次,對于智能家電的控制可以采用多終端交互模式,如智能家電可以通過語音控制、自動控制、中控面板控制、人工控制、手機控制等,這樣設(shè)計主要目的是讓用戶可以在任何地點和任何時間對智能家電進(jìn)行管理,提高智能家電利用率。(3)擴展性。擴展性一般是指智能家電在硬件和軟件方面具有較強的兼容性,可以實現(xiàn)智能家電之間的無縫連接。在設(shè)計智能家電系統(tǒng)時需要遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),平臺、終端與網(wǎng)關(guān)設(shè)計為標(biāo)準(zhǔn)化接口、統(tǒng)一協(xié)議;在系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計方面需保留數(shù)據(jù)端口,如GPIO口、通信接口、空中升級技術(shù)(OTA),實現(xiàn)智能家居的升級[3]。
(1)智能門鎖:作為家庭安防重要防線,智能家居為人們帶來生活便利的同時,也是家庭安全變得更加可靠,因此智能家居應(yīng)用到門鎖上,只要打開門鎖,開鎖信息便會同步到手機終端,以便用戶實時掌握情況。智能門鎖與其他智能家居相互聯(lián)動,可以實現(xiàn)在打開門鎖時,其他智能設(shè)備自動開啟,為用戶的日常生活提供便利。比如用戶下班回家時,通過智能門鎖信號觸發(fā)熱水器的加熱和照明燈的開啟。(2)智能照明:基于ZigBee無線技術(shù)開發(fā)的智能為控制面變,安裝即可實現(xiàn)智能照明。另一種方式是通過將普通發(fā)光燈源更換為自帶聯(lián)網(wǎng)模塊的智能燈。不管哪一種方式,照明實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制后,用戶就能自行設(shè)定照明系統(tǒng)的開關(guān)、亮度以及照明燈的冷暖參數(shù)設(shè)置,讓傳統(tǒng)照明系統(tǒng)能更好地服務(wù)于用戶的需求的同時,還具有趣味性。(3)智能安防:若用戶家中出現(xiàn)非法入侵者,智能安防會及時將監(jiān)控反饋的用戶手機終端上,并發(fā)出報警信息,以便用戶及時掌握情況[4]。(4)智能監(jiān)控:用戶無論在任何時間或者地點都可以通過監(jiān)控查看家庭情況,若有人獨自在家,可以通過終端遠(yuǎn)程對講。若出現(xiàn)非法入侵情況,智能監(jiān)控會記錄入侵者面部信息。(5)智能家電:用戶可以通過手機終端遠(yuǎn)程控制智能家電,讓用戶在回家后即可享受智能家電帶來的便利。比如智能燃?xì)庠?打破傳統(tǒng)燃?xì)庠钪荒荛_關(guān)火、調(diào)火的局限,智能燃?xì)庠钅茏詣訁f(xié)助用戶進(jìn)行自動調(diào)火、自動關(guān)火,甚至是具備營養(yǎng)價值的智能烹飪曲線,讓用戶無需為中途調(diào)火而擔(dān)心。
在物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與5G技術(shù)背景下,家居不只是一件單一產(chǎn)品,其可以與其他家電或者設(shè)備聯(lián)動,實現(xiàn)對生活環(huán)境的實施監(jiān)控。5G技術(shù)的成熟,為智能家居帶了更多發(fā)展機會,5G技術(shù)有效更好的解決了智能家居信息網(wǎng)絡(luò)問題。5G技術(shù)的快速發(fā)展意味著智能門鎖、智能監(jiān)控、智能家電、智能照明、智能安防等設(shè)備可以互通互聯(lián),實現(xiàn)極速互控、互聯(lián),不再需要擔(dān)心網(wǎng)絡(luò)延遲問題。
云計算平臺是智能家居的核心,沒有大數(shù)據(jù)的后臺支撐,所有的單個智能家居硬件都是沒有靈魂的。要讓產(chǎn)品真正地為人服務(wù),為某個時間點、某個需求的服務(wù),云平臺要提前自動預(yù)設(shè)好各種變化,這種方式也將是今年的核心模式[5]。
智能家電要想發(fā)揮其最大價值,就需要提供超出用戶預(yù)期的價值。當(dāng)單智能產(chǎn)品與5G大數(shù)據(jù)結(jié)合時,單臺的價值就會得以發(fā)揮。當(dāng)一臺吸油煙機未接入物聯(lián)網(wǎng)時,僅僅只是提供功能服務(wù),比如調(diào)風(fēng)力大小、照明開關(guān)。一旦接入物聯(lián)網(wǎng),通過對傳感大數(shù)據(jù)、用戶操作大數(shù)據(jù)進(jìn)行模式運算后,就能預(yù)判用戶在開機時是否需要照明、在烹飪時是重油還是輕油煙并匹配最佳的風(fēng)力檔位;當(dāng)產(chǎn)品與物聯(lián)網(wǎng)5G技術(shù)、大數(shù)據(jù)結(jié)合,這臺智能產(chǎn)品就能發(fā)揮出遠(yuǎn)超其本身的價值。
智能家居主要業(yè)務(wù)場景集中在家庭娛樂,廚房家務(wù),能源控制和家庭安防等細(xì)分領(lǐng)域,核心是通過多個家電產(chǎn)品的聯(lián)動服務(wù)來滿足用戶同一情景的多個需求智能家居通過與用戶的交互過程以及其自身傳感獲取的數(shù)據(jù),不斷對用戶生活習(xí)慣、生活方式等信息進(jìn)行整理分析,并在后續(xù)與用戶日常交互中,逐漸完善更豐富的信息,然后通過智能算法模型對用戶行為進(jìn)行標(biāo)簽分類。在獲得用戶的需求畫像后,服務(wù)器就會推送給用戶更合適的智能情景。比如識別到用戶經(jīng)常出差,云端就推薦用戶選擇假日模式,在這種場景下,用戶家里的洗碗機會啟動干燥通風(fēng)功能、門窗系統(tǒng)啟動實時漏雨監(jiān)測、門禁系統(tǒng)啟動陌生人識別報警等;用戶在書房閱讀學(xué)習(xí)時,智能燈光會根據(jù)不同的使用場景調(diào)整燈光效果、空調(diào)系統(tǒng)會實時監(jiān)測室內(nèi)溫度,為用戶帶來舒適體驗;在用戶休息時,環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)會自動凈化臥室空氣,保證用戶睡眠質(zhì)量、睡眠監(jiān)測系統(tǒng)會實時監(jiān)測用戶的睡眠情況,作為健康數(shù)據(jù)參考[6]。
以往的通信技術(shù)解決了人們進(jìn)行溝通和交流的問題,這一技術(shù)在全新的5G網(wǎng)絡(luò)下將發(fā)生應(yīng)用場景的變化,對于人、場、景等發(fā)生了徹底改變,能夠利用全新的科學(xué)技術(shù)改善人類的原有生活,并對原有的生活習(xí)慣進(jìn)行全面顛覆。5G技術(shù)的發(fā)展仍然保留著原有的基本功能,但是在原有功能基礎(chǔ)上發(fā)生了較大改變,能夠利用網(wǎng)速的傳輸解決更多的應(yīng)用問題。而且,5G技術(shù)的普及從應(yīng)用場景上來看將對人類的部分生活發(fā)生較大改變,一方面物聯(lián)網(wǎng)讓信息得到更好的采集和分發(fā),經(jīng)過高速的網(wǎng)絡(luò)傳輸能夠更為便捷的指導(dǎo)和服務(wù)我們的生活。
5G技術(shù)的不斷成熟,在逐漸給人類生活帶來巨大的改變,通過網(wǎng)絡(luò)與科技的融合能夠讓人們的日常生活更加便利,也為智能家居領(lǐng)域帶來較大的利好。通過技術(shù)變革能夠促進(jìn)家電行業(yè)變革,從而進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品的迭代升級,通過不斷完善產(chǎn)品功能來滿足消費者的應(yīng)用需求。
比如:可以與用戶進(jìn)行語言的交流和溝通,對于當(dāng)下的獨居老人來說可謂是內(nèi)心寬慰不少,能夠及時通知老人吃藥,并且能夠及時通過數(shù)據(jù)傳遞告知緊急聯(lián)系人關(guān)于老人的突發(fā)狀況等。通過高速的數(shù)據(jù)信息傳遞能夠讓使用更加高效,切實解決了科技精準(zhǔn)觸達(dá)的作用,并且讓智能家居的應(yīng)用性進(jìn)一步放大。
綜上所述,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、5G技術(shù)的迅速發(fā)展以及在各個領(lǐng)域中廣泛的應(yīng)用,使生活中的設(shè)備、家電以及通信等變得更加便捷和高效。在網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)迅速發(fā)展影響下,各種通信協(xié)議和系統(tǒng)架構(gòu)不斷涌現(xiàn),新產(chǎn)品、新技術(shù)琳瑯滿目。智能家居的開發(fā)為人們的日常生活帶來了極大的便利,同時也改變了傳統(tǒng)的生活方式。人工智能、5G技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等在智能家居中的應(yīng)用,不僅是社會需求的重要體現(xiàn),而且也是智能家居不斷發(fā)展的需求。
引用
[1] 陳鑫.移動互聯(lián)網(wǎng)時代5G技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展趨勢研究[J].中國新通信,2018,20(22):162.
[2] 龔皓.對5G時代下Zigbee構(gòu)建智能家居的探析[J].電腦知識與技術(shù):學(xué)術(shù)版,2019,15(27):26-27.
[3] 趙少娟,朱正鍵,龔學(xué)源.智能家居發(fā)展研究與運營商發(fā)展策略建議[J].電信快報:網(wǎng)絡(luò)與通信,2019(5):29-32.
[4] 馬躍.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居安防控制系統(tǒng)[J].信息與電腦,2020,32(17):124-126.
[5] 譚華,馬靜莉.基于物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)的智慧校園建設(shè)研究[J].無線互聯(lián)科技,2019,16(11):25-27.
[6] 肖尚立.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)探討[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2019(7):122-123.