智能家居发展历程与挑战：从概念到现实，技术不完善成普及障碍

20世纪，随着电气技术和自动化技术的广泛应用，人们幻想利用这些技术来改善居住环境，智能家居的概念由此诞生。 1984年，联合技术公司将这一概念应用到美国康涅狄格州哈特福德的一栋建筑中，拉开了全球建设智能家居的热潮。此后，计算机技术、信息技术等新技术不断融入智能家居，使其内容更加丰富。智能家居虽然已经发展多年，但仍然没有普及。究其原因，除了产品价格等因素外，关键原因是智能家居目前提供的服务并非人们生活必需，低于公众购买预期的门槛。技术的不完善是限制智能家居提供更多服务的重要因素。主要因素有：

（1）智能家居各子系统基本都是“信息”孤岛，尚未实现互联互通、互操作。虽然有很多标准，例如国际上的UPNP、Zigbee联盟标准，国内的家庭网络工作组标准，但在业界并没有得到很好的遵循。这反映出标准制定者和用户的期望存在较大偏差，子系统之间的信息隔离使得更多家庭服务成为空中楼阁。

（2）从自动化的角度来看，当前智能家居的各个子系统更多的是一个执行器。执行器的智能执行必须依赖于对家庭的全面感知。传感设备的缺乏，严重影响了智能家居智能化的提升，无法提供更多的服务。

（3）目前的智能家居系统大多自动执行简单的传感动作，缺乏对传感数据的进一步分析。人工智能推理分析计算平台的缺乏是造成这一结果的重要原因。

近年来，物联网技术的不断进步和云计算技术的逐渐成熟，为智能家居的发展提供了新的机遇。

智能家居系统：

现阶段，智能家居是指以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安防技术、自动控制技术、音视频技术等，整合家居生活相关设施，构建高效的住宅设施和家庭。日常事务。提高家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，实现环保节能的居住环境的管理系统。智能家居系统是智能化的实现

具有家居功能的设施主要包括8大子系统：家庭照明控制子系统、家庭安防子系统、家庭环境控制子系统、背景音乐子系统、家庭娱乐子系统、家庭能源管理（三表复写）子系统、家庭自动化子系统和家庭信息处理子系统。智能家居系统通常提供以下服务：

永远在线的网络服务，随时连接互联网，为在家办公提供便利条件；

安全防范：智能安防可实时监控非法闯入、火灾、煤气泄漏、紧急呼叫等情况。

一旦发生报警，系统会自动向中心发送报警信息，同时启动相关电器进入紧急联动状态，从而实现主动预防；

家电的智能控制和远程控制，如灯光的场景设置和远程控制、电器的自动控制和远程控制等；

交互智能控制：通过语音识别技术，实现智能家电的语音控制功能；

动态传感器（如温度、声音、运动等）实现智能家居主动运动响应；

自动环境控制：如家庭中央空调系统；

提供全方位的家庭娱乐：如家庭影院系统、家庭中央背景音乐系统；

现代厨卫环境：主要指集成厨房和集成卫生间；

家庭信息服务：管理家庭信息、联系社区物业管理公司；

家庭金融服务：通过互联网完成理财和消费服务；

自动维护功能：智能信息家电可以通过服务器直接从厂家服务网站自动下载更新驱动程序和诊断程序，实现故障的智能自诊断和新功能的自动扩展。

物联网技术

物联网是国际电信联盟在2005年信息社会峰会上提出的。国际电信联盟认为，在物联网时代，通过在各种生活用品上嵌入短距离移动收发器，世界上所有物体，从轮胎到牙刷，从房屋到纸巾，都可以主动通过互联网连接。交换。从智能家居的角度来看，物联网更紧密的定义是：无处不在的终端设备和设施，包括具有“固有智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼宇控制系统、家庭智能设施、视频监控系统等……以及“外赋能”资产如各种带电子标签的资产、携带无线终端的个人和车辆、“智能物体或动物”或“智能灰尘”等，通过各种无线/有线长距离/短距离通信网络实现互连和互联互通，应用大规模集成和基于云计算的SaaS（软件即服务）运营模式，提供安全、可控甚至个性化的实时在线监控、定位追踪、报警联动。 ，指它控制调度、计划管理、远程控制、安全、远程维护、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现“高效、节能、安全、高效”。环保”为“万物”。管理、控制、运行”一体化的TaaS（测试即服务）服务。无论如何定义，物联网首先是一个完整的网络应用系统。与计算机控制技术、现场总线技术、家庭自动化技术相比，等等，物联网更强调与互联网技术和感知技术的有机结合，重点关注从物品信息交互，到云端处理，再到具体应用的系统框架。当然，物联网还包括一些关键技术。

(1) 射频识别

这是将RFID智能标签嵌入到包罗万象的需要监控和管理的“事物”中。它结合了现有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构建了一个由大量联网的读写器和无数移动电子标签组成的事物。联网。除了RFID技术外，该系统还包括条形码和二维码，主要用于识别物体。

(2)传感器网络

这是通过在需要监控和管理一切的区域附近部署大量“感知节点”或“Mote”（智能微尘），收集外部物理世界中“物”的信息，并相互协作来实现的。完成大规模、复杂的监测。任务通过汇聚节点/网关连接到互联网，将采集到的物体（目标）信息传输到“应用处理中心”，对物联网的“物”进行监控和管理。

(3)机对机

M2M 是机器之间的通信。它是一种强调广域网传输、注重终端设备的互联和集中控制管理、信息化与信息化系统集成的技术。由于电信运营商不愿意仅仅为了提供通信通道而拓展物联网业务，因此被称为M2M业务。目前，通信运营商和专家正在积极推动，并受到业界的重点关注。是现阶段最常见的物联网业务。申请表。

(4) 无处不在的网络

简单来说，泛在网络是指随时随地可以与任何人、任何事物进行通信、覆盖多种应用的泛在网络；它是一个容纳智能传感/控制、广泛的网络连接和深度信息通信的网络。技术应用等，一个更大的网络系统，超出了原来电信的范围。无处不在的网络可以支持人与人、人与物体以及物体与物体的通信。

这些技术都是物联网技术，它们相互融合就形成了物联网。但并不能说单一的就是物联网。只能说应用了物联网中的技术。这是人们常犯的错误。

家庭物联网

传统的智能家居虽然也是系统化的，提供了很多应用，但没有突出与互联网技术、传感技术的有机结合。将物联网技术应用到家居环境中，将实现智能家居系统的全面完善。家庭物联网的框架如图1所示。

根据物联网的架构，家庭物联网分为：感知层、网络层和应用层。

(1)感知层：感知的对象分为人们生活的家庭环境和人们本身。通过各种传感器，实现对家庭内部的全面感知。传统智能家居的八大子系统作为感知层的执行设备。

(2)网络层：网络层包括智能家居原有的家庭网络和物联网的物理通信方式。

（3）应用层：利用云计算技术，降低智能家居的硬件投资成本，将大量处理放置在家庭之外。同时，这也为家庭内进行复杂的计算提供了可能。借助人因工程学、心理学、临床医学、营养学、模式识别、机器视觉、语言识别等技术，建立智能家居云感知模型，实现家庭内部的语言。感知、物品感知、用户习惯感知、用户行为感知、家庭事件感知、情绪感知、健康感知。它还为家庭服务提供商提供第三方接口，以提供便利人们生活的各种服务。

应用：

严格来说，目前大多数智能家居系统都不是物联网系统。它们只能说应用了物联网中的某些技术，比如传感技术。比较典型的有：

(1)无线温湿度传感器：主要用于检测室内外温湿度。虽然大多数空调都具有温度检测功能，但由于空调尺寸限制，只能检测空调出风口附近的温度。这是很多消费者感觉温度不准确的重要原因。有了无线温湿度探测器，您就可以准确了解室内准确的温度和湿度。其实际意义在于，当室内温度过高或过低时，可以提前启动空调来调节温度。无线温湿度传感器在早晨外出时也具有特殊意义。当你呆在空调房间里时，你感觉不到室外的温度。这时，安装在墙外的温湿度传感器就可以发挥作用了。它可以告诉你现在你可以根据室外实时温度来决定穿什么，再也不用担心出门后不知道穿多穿少的尴尬了。

(2)无线红外防入侵探测器：该功能主要用于防止非法入侵。例如，当您按下床头的无线睡眠按钮时，不仅灯光会关闭，还会激活无线红外防入侵探测器。探测器自动布防。此时，一旦有人入侵，它就会发出报警信号，并根据设置自动打开入侵区域的灯光，吓跑入侵者。或者当你离开家时它会自动武装自己。一旦有人闯入，它会通过无线网关自动提醒您的手机，并接受手机的报警处理指令。

(3)无线空气质量传感器：这个主要检测卧室内的空气是否浑浊。这对于想回家休息的您，尤其是有婴幼儿的家庭来说，非常有意义。它通过检测空气质量告诉您当前室内空气是否影响您的健康，并可以通过无线网关激活相关设备来优化和调整空气质量。

(4)无线门铃：这种门铃对于大型公寓或别墅来说非常有价值。出于安全考虑，大多数人睡觉时都会关上门。如果有人来按门铃，房间里就很难听到铃声。这种无线门铃可以将铃声信号传输到床头灯，提醒您有人来访。另外，当家里无人时，按门铃的动作会通过网关传输到您的手机上，这对于您了解家中的安全状况以及访客信息非常重要。

(5)无线门磁、窗磁：主要用于防止入侵。

当您在家时，门窗磁将自动处于撤防状态，不会触发警报。当您离开家时，门窗磁将自动进入布防状态。一旦有人打开门窗，它就会通知您的手机并发出警报。报警信息。与传统门窗磁相比，无线门窗磁不需要布线，安装电池后即可工作。安装非常方便，安装过程一般不会超过2分钟。此外，对于有保险箱的家庭来说，该传感器还可以检测并记录保险箱每次打开或关闭的时间，并及时通知授权手机。

(6)无线燃气泄漏传感器：该传感器主要用于检测家庭中的燃气泄漏情况。它不需要接线。一旦发生燃气泄漏，就会通过网关发出警报，并通知授权手机。

(7)无线辐射传感器、无线空气污染传感器：对于一些对太阳辐射敏感的人来说，这种传感器具有特殊的意义。通过它，您可以准确了解外出前是否需要采取防止太阳辐射或防止污染和灰尘的措施。措施。

物联网的出现，给智能家居走进千家万户带来了希望。国内一些社区建立了“云社区”，并在智能家居中运用物联网技术进行了初步尝试。然而，这只是初步应用。未来，物联网将在智能家居中发挥越来越重要的作用。其强大的传感技术让智能家居变得更加“智能”，甚至具有人类的一些思维功能，为人们提供实用、有粘性的服务，将使智能家居行业更快发展。