物联网引领智能家居进入应用时代

姚炜

智能家居（英文名称为“Smart Home”），是一个以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境。利用先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技术，将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全、有效。

家居智能物联网系统就好比我们以前组装的电脑，各个智能家居就是电脑的各个外设配件，多模信息网关就是电脑的MCU，智能家居中间件就是各个硬件设备驱动，开发的应用服务平台就是我们的软件系统。家居智能物联网系统的发展就会像几十年前的电脑发展一样，进入多元化时代，家居智能物联网的应用时代也会随之到来。

家居智能物联网发展现状

近几年金融危机之后的复苏时期，物联网概念迅速风行，受到各国政府的重视。物联网是通信网和互联网的拓展应用和功能延伸，它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别，通过网络传输，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝衔接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策目的。通过物联网与智能家居结合形成家居智能物联网，其如何实现对生活有用的业务和应用将是我们关注的重点。

智能家居发展过程中，2007年微软推出的“未来之屋”系统有着重大影响力。该系统中：进入房屋时，安全系统会对来访者的面部进行扫描，确认身份后自动打开房门；客厅冰箱上的液晶显示器能列出保存的食物清单，厨房水槽能够根据使用者的身高调节高度，而排风机会根据油烟浓度自动开启；此外，每个房间的墙壁颜色、装修风格和温度都可以根据家庭成员的喜好和情绪自动更换。该系统是智能家居的一个样板。

由于智能家居受产品生产厂家的限制，在短时间内还没有统一的标准协议，所以一般都是一个厂家单独做系统研发方案的。各个系统相对独立，并不相互交换信息，整个系统更像是多个智能家居系统的简单堆积。随着物联网技术的发展，与智能家居结合，形成家居智能物联网是智能家居系统未来发展的必然趋势。

家居智能物联网的特点与瓶颈

家居智能物联网是一个以住宅为平台、以智能家居为节点，利用物联网技术为纽带的家居系统。其典型应用场景如图1所示。根据功能不同智能家居节点可分为三个部分：负责对家居环境及相关人员信息采集的信息采集系统，如采集住宅内外人员信息的视频监控系统，采集家居环境的烟雾采集器、温湿度采集器和三表读数采集器；负责对家居环境进行相关改变的智能控制系统，如打开房门的门禁系统，改变室内光亮、温湿度的空调、电灯和电动窗帘，提供主人相关服务的电视、冰箱和洗衣机等家电设备；负责信息交互，提供远程访问与控制功能的家庭信息平台。

一体化的集成控制平台。随着时代的发展，家中电器设备越来越多，越来越智能化，人们常为种类繁多的操作头痛不已，家居智能物联网就是智能家居一体化的集成控制平台。首要的一个功能就是家居设备操作的集成化，将家中的设备集中在一个界面平台上进行操作控制，省去了用户寻找和熟悉各种控制操作的烦恼。其次是家居设备操作的一键化，目前越智能的家电设备的操作也越复杂，这便给有老人孩子的家庭带来诸多不便，家居智能物联网提供一键设置功能，能以功能需求为单元保持对相关设备的一系列操作，用户仅需一键操作，就可完成相关功能。

全方位的信息监控平台。随着人们生活节奏的加快，希望能快速简便的得到家居的一切相关信息。家居智能物联网就是全方位的信息监控平台。不仅为您显示家中所有设备的状态以及温湿度状况、电路电流电压状况，让您对家中的所有状况一目了然，还能为用户提供家中的视频图像，闯入报警和烟雾报警的紧急情况报警。并拥有事件记录功能，能对家居环境的变化进行记录，以便事后进行相关分析与追踪处理提供信息基础。

智能化的信息交互平台。单独的智能家居系统的堆积，无法发挥出智能家居的潜力，反而增加了智能家居的使用复杂度，家居智能物联网就是智能化的信息交互平台。不仅为您提供远程接入的控制能力，让您无论身处何处都能控制家中的任何智能家居系统，而且还能为各个智能家居系统提供信息交互的平台，就像家居系统的管家一样，根据主人的相关设定，管理和协调相关智能家居进行相关操作。

家居智能物联网要想发展并推广，目前面临着巨大挑战。家居智能物联网的对象是结构和特性完全相异的各种家用电器，相互之间兼容性比较差，没有统一的标准与协议，各个厂家生产的智能家电之间的数据共享比较困难。因此，家居智能物联网不易扩充和相关兼容，制约其被广大用户接受。

家居智能物联网所处的运行环境有很大差异，个体性比较强，如果采用单个用户单个设计调试的模式，成本就将成为制约其推广的重要因素。而让用户根据自身条件进行相关系统调整的话，用户的能力就将成为制约其推广的重要因素。

家居智能物联网发展方向

随着物联网技术的发展，与智能家居结合，形成家居智能物联网是智能家居系统未来发展的必然趋势。基本目标是将家庭中各种与信息相关的信息采集设备、家用电器和家庭安防装置等通过物联网技术连接到一个家庭智能信息系统上进行集中或者异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的协调。如图2所示为家居智能物联网的系统架构。

其中，智能家居中间件的开发，确切地解决了各个厂商设备之间兼容性差的问题，它就像电脑中软件驱动的概念，为家居智能物联网系统提供了一个开发的应用平台。

基于该系统架构，家居智能物联网产业的发展主要集中在四个方面。首先是内含通用的智能家居通信协议的嵌入式通信模块。物理层上可选用不同的通信制式，但基于其上的通信协议将是通用的，即通用的智能家居通信协议将向TCP/IP协议一样，被植入各个智能家居的通信模块中。

其次是多模信息网关的研发。它是家居智能物联网的核心部件，它的开发将使智能家居变成即插即用的配件，直接接入家居智能物联网中。因此，具有各种功能的、面向各种方向的多模信息网关，将像无线AP一样不断涌现出来。

第三，智能家居中间件的开发。它就像硬件厂商需要提供驱动一样，未来智能家居厂商也必须向用户提供智能家居中间件。

第四，开发的应用服务平台。将产生为各个特定应用开发的应用服务平台，这个领域是未来借助家居智能物联网提供附加价值的平台，是为人们提供更美好家居生活的地方。其未来会像应用软件一样发展的五彩斑斓。

家居智能物联网不仅具有能动智慧的工具，提供与主人的信息交互功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性、舒适性，甚至能合理控制各种资源的使用，并根据主人生活习惯与喜好，自适地进行各个智能家居系统的协调与调整，为主人提供个性化的“家”。