物联网技术在智能家居的应用初探

孙晶

摘要：随着计算机技术、网络通信技术及RFID的飞速发展，物联网技术将极大地改变着人类的生活方式。物联网技术向智能家居的渗透是未来建筑发展的重要趋势。文章对物联网技术在智能家居中的应用进行了探索。

关键词：物联网；智能家居；网络通信；无线控制；家庭自动化

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）01-0083-03

1物联网技术简介

物联网（ITO，TheInternetofThings）是一个计算的概念，它描述了一个未来的场景，将日常用品连接到互联网，并且能够将自己和其他设备区分开来。物联网的显著特征在于它以RFID为最基本的通信方法，虽然它也可能用到其他的传感器技术、无线技术、QR码等。

物联网的思想之所以重要，主要原因在于当物体能够数字化地表达自己时远比它独自存在的意义要大得多。数字化表达自己的物体将不再仅仅与你有关，它已经与周围的物体和数据库中的数据进行连接。当很多物体协调一致地工作时，人们就认为它们具有“环境智能”。

物联网是一个很难精确定义的概念。事实上，虽然物联网的定义是由数字创新专家KevinAshton首次提出，但是很多的学术团体也都给这个术语下了自己的定义。所有这些定义的共同点是，互联网的第一代版本是人类产生数据，而第二代版本是物体产生数据。Ashton所说的物联网概念来自于1999年RFID杂志中的一篇论文：“如果我们拥有能够自动感知物体的计算机，它们自动收集数据而无需我们的任何帮助，我们将可能跟踪和了解任何物体的状况，这将大大地减少浪费和损失并为我们节约成本。我们将能够知道这些物体什么时候需要更换、修理和召回，并且知道它们是否依然完好或者已经不在最佳状态。”

我们大多数人都熟知通过电脑、平板电脑和智能手机进行不同物体的连接。物联网描述的是一个任何物体都能够以某种智能的方式进行互相连接的世界。换言之，随着物联网的出现，物理世界将成为一个巨大的信息系统。物联网通过RFID、GPS、扫描器、红外感应器等信息传感设备，按照特定的通信协议把世界上的任何物品通过互联网连接起来，进行通信和信息交换，从而实现智能化的识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网被预言为继互联网之后信息产业的新一轮科技与经济浪潮，受到全球各国政府、学术团体和企业界的高度重视。

2智能家居与物联网

物联网产业作为我国新兴的战略性产业得以迅猛发展，这使得智能家居可以方便地利用物联网技术，结合先进的设计理念，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理，满足人们在舒适的基础上对建筑智能化、高效化、便捷性、节能环保等方面的需求，使得智能家居的发展和普及成为可能。近年来，由于更多廉价和易于使用的互联设备的出现，智能家居的普及得到了极大的推进。

智能家居（SmartHome）在国外也称家居自动化，是“建筑自动化”在个人住宅领域的扩展。它是指家居、家务事或日常事务的自动化。智能家居利用计算机和信息技术来控制家用电器和特性（如窗口或照明）。系统可能包括从简单的远程控制照明到复杂的计算机、微控制器的基础网络，它们各自有着不同程度的智能和自动化。为老年人和残疾人设计的家居自动化将极大地提高他们的生活质量，从而减轻对保姆或社会护理机构的负担，为用户提供便利、舒服、节能和安全的生活环境。

智能家居系统将整个屋子里面的电子设备全部集成起来。应用于智能家居的技术包括那些用于建筑自动化的技术以及家庭活动控制的技术，例如家庭娱乐系统、室内植物及庭院浇水、宠物喂养、为不同的场合（如晚餐或集会）改变环境场景、家庭机器人。这些设备将通过计算机网络来连接，从而允许个人电脑对其进行操作，同时也允许来自因特网的远程控制。通过将家居环境的信息化集成，信息系统和设备将以集成的方式进行通信并为用户带来方便、节能和安全方面的好处。

智能家居的扩展是社区智能家居，它是基于社区的智能家居的解决方案，通过社区服务器和应用程序软件，结合许多家庭智能系统在社区一起专注于管理和资源共享，以利用先进的计算机技术、嵌入式系统技术、网络通信技术、家用电气技术、无线控制技术，将所有有关家庭生活的子系统结合在一起。通过计划管理，不仅实现了安全监视的社区，还将家庭智能控制、信息和消费服务等整合在一起，使生活更舒适、更安全、更有效，为业主提供一个“聪明的生活空间”。

3物联网技术在智能家居中的典型应用

在工业化国家的现代建筑中，大多数房屋被电源、电话、电视接口（电缆或天线）、门铃所环绕着。许多家务事都由专业化的电器来自动完成。举例说，自动洗衣机被开发来减少手工洗衣服所耗费的劳动力，热水器减少了要洗澡所必须的劳动。气体或液体燃料的使用以及随后电力的使用增加了加热的自动化程度，减轻了手工给加热器和炉子补给燃料的劳动力。恒温器的发展允许对加热和制冷给予更多的自动控制。其他传统的家务，比如食品保存和准备已经在很大程度上被转移到工厂来完成。在美国这样的国家，随着预制作、预包装食品的发展，增加了人们对商业准备食物服务的依赖，如快餐餐厅。标准化的食物使得在家里更进一步地处理食物成为可能。

智能家居在未来生活中将会大显身手。随着家中可控制设备数量的增加，设备间的互连和沟通成为一个有用的和值得期待的特性。例如，火炉在需要清洗时可以发送出一个警报信息或者当冰箱需要服务时也会告知主人。房间将变得“智能”，当有人“入侵”时它会给控制者发送信号。如果家里面没有人并且设置了警报系统，系统将会在有人进入房屋时呼叫主人、邻居或者打报警电话。

在简单的系统配置中，自动化可能意味着当一个人进入房间时照明系统将自动打开。在高级的系统配置中，房间将不仅仅可感知到房间内人的存在，而且还可以识别出主人的身份并考虑到是一周中的第几天、一天中的什么时间等因素来为其设置合适的灯光、温度、音乐或电视频道。

关于照明控制，当安装不同的产品时是可能节约能源的。一些简单功能的集成，例如，将运动探测传感器集成到家庭自动化系统，可以为家居和商住用户均节约很多小时不必要的能源。具体来说，你可以想象如果所有的城市办公建筑在晚上10点之后都会自动开、关照明会是什么景象？当没有发现任何动静时，照明就会自动关闭，主人将会节约很多无用的通宵照明能源。同样的，智能建筑中对空调的控制也会节约更多的能源。

其他自动执行的任务可能包括在房间空置时将空调设置成节能模式，而当居住者即将返回时将其恢复成正常的设置。更复杂的系统可以维持产品的库存，通过条形码或RFID标签记录它们的使用状况，为主人准备一个购物清单甚至自动下单更新库存。家庭自动化也可以提供一个远程接口到家用电器或自动化系统本身，通过电话、无线传输或互联网，用户利用随手可得的智能手机或web浏览器就可以对其进行监控和控制。

举个远程监控的典型例子：当烟雾报警器探测到明火或者发烟情况时，就会触发智能家居的远程监控功能，通过房间里面的灯光的不停闪烁来警告任何居住者房屋可能存在的危险。如果房屋装有家庭影院，家庭自动化系统可以先关闭所有的音频和视频组件来避免分心或者做一个语音播报。该系统也可以通过移动电话来给房屋主人报警或者打电话给消防队或报警监控公司。

随着IT技术的飞速发展，智能小区的建设将是大势所趋。目前，我国已将建设智能化小康示范小区列入国家重点发展方向。按照国家建设部计划，2010年60%以上的新房就具有一定的“智能型家居”功能。我国目前有高档收入家庭1400万，其他城镇家庭15600万。有数据显示，在2010年，家庭市场传感器网终端需求约2500万户，按平均每户投资1000元计，市场规模达250亿元。

4结语

物联网的实现还为时尚早，依然有着很长的路要走。本文仅对物联网技术在智能家居中的应用做了一个初步的探索，希望能藉此对智能家居的发展提供一点展望。随着传感器技术、微电子技术、通信与网络技术、软件及信息处理技术的迅猛发展，物联网技术将不断成熟并获得越来越广泛的应用。智能家居作为物联网的一个典型应用领域必将拥有非常光明的应用前景。

参考文献

[1]KevinAshton．That'InternetofThings'Thing．RFIDJournal，22July2009．

[2]田莉．物联网在智能家居领域应用展望[J]．通信与信息技术，2011，（2）：74-77．

（责任编辑：秦逊玉）