物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術與標準化綜述

何宏斌

（池州學院，安徽 池州 247000）

工業(yè)化和信息化技術的快速發(fā)展，使人們的日常生活與傳統(tǒng)勞務形式都發(fā)生了一系列變化，在此基礎上涌現(xiàn)出智能家居這一現(xiàn)代理念。所謂智能家居，主要來源于智能建筑行業(yè)，尤其是在辦公自動化和通信自動化系統(tǒng)中，已經(jīng)獲得廣泛應用及推廣。在數(shù)字化時代背景下，智能建筑也開始被應用在智能家居領域中，在單個家庭中所使用到的3C產(chǎn)品，并不會與其他類別的產(chǎn)品有著明顯差異，但是卻有著非常顯著的融合趨勢。許多設備供應商都會將其作為出發(fā)點，在此基礎上進行智能終端和家庭網(wǎng)絡的研究，并對智能家居進行相應的方案設計。

1 物聯(lián)網(wǎng)與智能家居的技術融合

1.1 物聯(lián)網(wǎng)智能家居的相關概述

近幾年來，由于相關政府部門不斷加強對新興產(chǎn)業(yè)的投入力度，促進物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術獲得快速發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)智能家居，主要是根據(jù)家居內(nèi)實體間的信息互聯(lián)，比如人、環(huán)境及設備等，既能對客觀環(huán)境與用戶行為等，進行全面且準確地感知和判斷，還能通過借助各種設備的協(xié)調(diào)與聯(lián)動，以此來為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的信息與服務，逐步創(chuàng)建起良好的智能家居環(huán)境。另外，在家庭的各個子系統(tǒng)與網(wǎng)絡之間，也不再是相互獨立地存在，而是與社區(qū)等外界信息進行有效結合，為用戶提供更多的智能需求，構建方便快捷的生活模式。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)智能家居架構

物聯(lián)網(wǎng)智能家居的整體架構，主要包括以下幾方面，分別為家居系統(tǒng)、網(wǎng)絡服務以及社區(qū)服務等三級網(wǎng)絡，同時也包含以應用服務為特征，在此基礎上所形成的一種物聯(lián)網(wǎng)智能家居服務體系。如下圖1所示。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)智能家居應用體系架構

通過利用此類家居系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)將家庭中的傳感網(wǎng)、控制網(wǎng)以及信息網(wǎng)等進行有效融合，既能有效彌補設備互聯(lián)互通與信息交互之間的缺陷與不足，還能在家庭內(nèi)部基于家庭物聯(lián)網(wǎng)，逐漸構建成物聯(lián)網(wǎng)智能家居的核心信息單位。

通過利用社區(qū)服務，也能將家庭內(nèi)部網(wǎng)絡，以社會網(wǎng)絡的形式進行有效銜接，并借助集成管理家庭內(nèi)部網(wǎng)絡的信息，以及提供綜合性的社會服務信息，共同為用戶提供更多的信息綜合服務功能。

網(wǎng)絡服務，也屬于綜合服務中的一種，主要是根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)智能家居家庭內(nèi)部網(wǎng)絡，以及社區(qū)服務網(wǎng)絡的逐漸擴展，以此來避免受到時間和空間等諸多方面的限制，然后再將用戶的興趣愛好及功能等作為出發(fā)點，在此基礎上構成一種虛擬的社區(qū)網(wǎng)絡和功能性網(wǎng)絡，從而為用戶提供多種多樣的服務。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的意義

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展與科學技術的日益進步，人們對居家環(huán)境的智能化程度，也提出了越來越高的要求。如果人們需要離開自己的生存環(huán)境，但是又想及時掌握家里的環(huán)境信息，這已經(jīng)逐漸成為一種現(xiàn)實需求，在互聯(lián)網(wǎng)和GSM背景下，將會成為一種必然發(fā)展趨勢。通過借助互聯(lián)網(wǎng)來完成信息傳送的這種方式，其本身具有信息量大、直觀形象等特點，但與此同時，也存在著成本較高等問題，這將會在一定程度上限制著物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的廣泛運用。近幾年來，短消息業(yè)務在GSM中已經(jīng)逐漸成為一種增值服務，由于GSM網(wǎng)絡覆蓋范圍的進一步拓展，并獲得非常廣泛的應用和推廣，有著傳播速度快、費用低廉等優(yōu)勢，同時也不會隨意占用語音通信通道等，是一種極具潛力的智能家居控制系統(tǒng)。

在物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的基礎上，不斷加強自動化控制系統(tǒng)與網(wǎng)絡通訊技術等的應用，將各種家庭設備以智能家庭網(wǎng)絡聯(lián)網(wǎng)的形式，真正實現(xiàn)自動化控制，與此同時，利用寬帶或無線網(wǎng)絡，也能遠程操作相關家庭設備。將智能家居與普通家具進行對比分析，不難發(fā)現(xiàn)，前者既能為用戶提供更加舒適的生活環(huán)境，附帶有家庭安防系統(tǒng)，也能實現(xiàn)家居環(huán)境從原有的被動靜止，逐漸過渡到具有能動智慧的工具，還具備全方位的信息交互功能。另外，在物聯(lián)網(wǎng)中應用無線傳感器，對于家庭中的燈光控制、家電聯(lián)網(wǎng)以及智能防災等，都為其提供了一種切實可行的解決措施。GPRS通信模塊的應用，也能將家庭中的突發(fā)事故，及時通知到相關用戶，或是實現(xiàn)智能報警等等，能夠有效避免家庭意外災害的發(fā)生。

1.4 主要應用服務

通過應用物聯(lián)網(wǎng)智能家居，從社會發(fā)展趨勢、產(chǎn)品市場成熟度以及用戶需求強度等諸多方面，基于以社區(qū)服務為基礎，增加安防監(jiān)控、家居管控和健康監(jiān)護等其他功能。

安防監(jiān)控。安防監(jiān)控主要包含多種網(wǎng)關、執(zhí)行器以及安防傳感器等，能夠與服務機構進行結合，共同構成更加完善的安防系統(tǒng)，結合安防傳感結構，實現(xiàn)對家居環(huán)境的自動化管理或遠程管理等，與此同時，還能利用相關分析技術與家居智能感知技術等，對所出現(xiàn)的異常情況進行及時識別，具備異常事件的識別應用服務，是智能安防的重要體現(xiàn)。

低碳節(jié)能。在物聯(lián)網(wǎng)智能家居服務平臺中，秉持著實現(xiàn)低碳節(jié)能這一原則，對各種家電設施設備進行協(xié)同管理，既能為用戶帶來舒適便捷的體驗，還能對能量進行合理利用。比如，在家居環(huán)境中，常常會包含不同種類的能源系統(tǒng)，主要是針對能源的使用情況，進行動態(tài)化監(jiān)督與管理，同時還會提供節(jié)能動態(tài)感知服務，比如能源消耗感知與用電設備感知等，以此來避免出現(xiàn)能源浪費的情況。

家居管控。多種監(jiān)控設備的使用，比如手機、電腦或電視等等，將其應用在物聯(lián)網(wǎng)智能家居通用管控系統(tǒng)中，能夠在用戶與物聯(lián)網(wǎng)智能家居之間實現(xiàn)有效訪問，這樣才能便于用戶對家居的所有信息進行更加全面地了解和掌握，從而利于操作和監(jiān)管。

健康監(jiān)護。物聯(lián)網(wǎng)智能家居與健康管理信息的互相融合，并在此基礎上形成以家庭為依托平臺，一種全新的個人健康管理模式，為各家庭成員提供健康與監(jiān)護應用。在健康生理信息采集系統(tǒng)中，注重加強應用層接口的使用，由健康管理服務系統(tǒng)或第三方專業(yè)醫(yī)療服務，為老年人提供健康監(jiān)護服務，實現(xiàn)綜合性的服務管理，比如遠程健康管理等。

1.5 實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)智能家居的主要技術

通過從物聯(lián)網(wǎng)智能家居的應用角度進行分析，一般是將家庭作為最小單位，將社區(qū)功能作為集合單位，以及將數(shù)據(jù)中心作為良好的服務支撐，在此基礎上構建起同時具備網(wǎng)絡通信、信息服務以及設備自動化等多種功能，且聚集安全舒適和高效便利等諸多優(yōu)勢的居住環(huán)境。在物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)中，其本身屬于一種分布式信息集成系統(tǒng)，主要借助了多種現(xiàn)代化技術手段，其中就包括物聯(lián)網(wǎng)、云計算以及分布式系統(tǒng)技術等等，真正實現(xiàn)以家居生活為重點的多種子系統(tǒng)的有效融合，并通過系統(tǒng)統(tǒng)籌與規(guī)劃管理，進一步提升家居生活的安全性與舒適性，促使其具備健康、低碳以及社區(qū)化等相關優(yōu)勢。另外，在物聯(lián)網(wǎng)智能家居中，還會關系到多種多樣的實現(xiàn)技術種類，具體體現(xiàn)在以下幾方面。

感知層實現(xiàn)技術。在物聯(lián)網(wǎng)智能家居中，感知層是至關重要的組成部分，同時也是其中的底層組成部分。首先，在數(shù)據(jù)采集過程中，通常會使用到傳感器、RFID以及多媒體等多種采集技術。其次，在協(xié)同信息處理過程中，一般需要對低速和中高速的短距進行區(qū)分和設計，對此，還會使用到無線傳輸、電力線通信以及自組織組網(wǎng)等相關技術。

網(wǎng)絡層實現(xiàn)技術。在溝通傳感器與應用服務之間，網(wǎng)絡層是一種非常重要的介質(zhì)，其所涉及到的技術主要包括以下幾種，分別為智能承載網(wǎng)、遠程控制網(wǎng)絡以及異構網(wǎng)絡融合技術等等，要想實現(xiàn)傳感器與網(wǎng)絡層的有效銜接，還需要重點解決智能物聯(lián)網(wǎng)家庭網(wǎng)關的問題?，F(xiàn)階段，隨著我國網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展與全面推進，使物聯(lián)網(wǎng)智能家居所依靠的網(wǎng)絡，不僅僅停留在傳統(tǒng)的專用網(wǎng)絡中，將逐步拓展至互聯(lián)網(wǎng)或移動互聯(lián)網(wǎng)技術等多個領域中。因此，關于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的可靠傳輸問題，已經(jīng)成為當前移動通信網(wǎng)絡亟待解決的問題之一。

應用層實現(xiàn)技術。應用層實現(xiàn)技術，主要是為用戶提供可以應用的支撐平臺，在跨行業(yè)、跨系統(tǒng)、跨應用等領域中，將會廣泛應用到應用層實現(xiàn)技術，以此來完成信息協(xié)調(diào)和共享等多種功能。在物聯(lián)網(wǎng)智能家居的服務支撐平臺中，還需創(chuàng)建不同種類的服務器技術，比如開放式通用服務接口技術、分布式運行環(huán)境技術等。

共用性技術。在物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的創(chuàng)建階段，常常會涉及到部分與物聯(lián)網(wǎng)技術無關的特定層面，在物聯(lián)網(wǎng)智能家居中，這些技術的本質(zhì)屬于共用性技術，比如安全技術、標識技術以及服務質(zhì)量管理技術等。

2 物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術和標準化工作建議

在家居自動化與數(shù)字家庭化領域中，通過對國內(nèi)外標準進行分析和研究，開展多種多樣的物聯(lián)網(wǎng)領域的國內(nèi)外標準化活動。然而，對于智能家居的標準化工作，一般都是以家庭作為基礎單位，在此基礎上對相關問題進行思考，與此同時，還會將家庭作為參考依據(jù)，對相關問題進行規(guī)范要求。在物聯(lián)網(wǎng)領域中，標準化工作常常會將家居作為單一的應用考量，而不會對家居的舒適性與安全性等因素做出全面分析和考慮，也不會對物聯(lián)網(wǎng)智能家居中具有不同處理能力的設備，針對其資源共享和信息傳輸?shù)认嚓P要求，以此來綜合考慮物聯(lián)網(wǎng)智能家居的集成技術?；诖耍诮酉聛淼墓ぷ髦?，就需要對實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)與智能家居的有效融合這一目標，展開相關研究和標準化活動，并逐步創(chuàng)建起相對完善的物聯(lián)網(wǎng)智能家居標準化體系，為促進物聯(lián)網(wǎng)智能家居的可持續(xù)發(fā)展打下堅實基礎。

通過運用物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術，并聯(lián)合物聯(lián)網(wǎng)與智能家居的基本技術，但是，在二者結合過程中，首先需要做到的一點就是多項技術進行研究，比如情境信息融合技術、網(wǎng)絡融合通信技術以及家居安全技術等等，這樣才能建立起符合用戶實際需求的物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術系統(tǒng)，以此來推動物聯(lián)網(wǎng)智能家居產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

3 結束語

綜上所述，通過對當前物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術發(fā)展現(xiàn)狀進行分析，發(fā)現(xiàn)在智能家居中物聯(lián)網(wǎng)的應用，主要顯現(xiàn)在感知應用方面，也就是說，當前物聯(lián)網(wǎng)中的很多技術，距離真正的物聯(lián)網(wǎng)智能家居的實現(xiàn)，仍然有很大一段距離，尤其是在應用層的融合等方面的研究，還需要進行更加全面分析和思考，這樣才能為實現(xiàn)全方位、多領域的智能家居建設提供保障。此外，由于技術標準的不統(tǒng)一，也會在某種程度上影響到物聯(lián)網(wǎng)技術在智能家居中的應用。在后續(xù)發(fā)展過程中，物聯(lián)網(wǎng)智能家居的應用，都會逐漸拓展至網(wǎng)絡技術的發(fā)展中，任何一戶家庭，就是一個相對獨立的網(wǎng)絡云，而任何變化情況，也能在第一時間被掌控。因此，建立健全物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)標準，這對于未來智能家居的發(fā)展來說，將有著非常重要的現(xiàn)實意義，與此同時，加強對相關行業(yè)的合作，以及對相關技術的研究，也會起到至關重要的作用，為物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術的發(fā)展提供必要保障。