人工智能、物联网背景下智能家居系统的思考

◆薛鸿槟 吴 娟 王思谦

人工智能、物联网背景下智能家居系统的思考

◆薛鸿槟 吴 娟 王思谦

（成都东软学院 四川 611844）

本文基于人工智能、物联网的现实背景，对当前智能家居系统的架构与安全进行了解读，并结合人工智能与物联网技术的特点，探寻未来智能家居系统的发展趋势，以期为推动智能家居系统的持续革新提供参考。

人工智能；物联网；智能家居系统

现阶段，随着计算机通信技术的持续发展，人工智能、物联网技术逐渐成为时代的主题，与社会各行业的融合程度不断加深，智能家居领域也迎来了新的发展时期。智能家居系统是将现代科技融入家居生活的实践，综合发挥了各类智能化信息技术的优势，集架构、系统、应用、管理及优化组合为一体，具有智能化的感知、传输、记忆、推理、判断与决策能力，满足了居住者日益提高的现代化家居需求，有利于营造出人与建筑空间和谐交互的优质环境。《关于完善促进消费体制 进一步激发居民消费潜力的若干意见》中强调了智慧家庭产品作为前沿信息消费产品的价值，这凸显了推动智能家居系统现代化发展的重要性。

1 智能家居系统的架构

1.1 单点解决方案

单点解决方案是针对智能家居系统中某一具体功能的实现而研发的相关产品，不同产品功能的发挥是智能家居系统功能得到发挥的基础，当前应用较为广泛的单点产品主要包括智能控制电视、空调、插座、灯泡等，这是将人工智能与物联网技术应用于传统家居系统的具体展现。这些产品具有操作简单、无须布线、经济性高的优势，可以初步实现智能家居系统的基础性功能，但客观上来说，单点解决方案不能从根本上有效地解决智能家居系统的要求，这主要是由于各个单点之间缺乏强大的交互性，从而影响了整体化的智能效果。因此，整体解决方案的提出就显得尤为重要。

1.2 整体解决方案

传统的整体解决方案架构多数为有线网络，随着无线设备规模化的增长，“有线+无线”的方式成为整体解决方案架构的主流。此外，人机交互方式也呈现出了多元化的特征，从面板开关、收集、PDA、PC等方式，可就地和远程控制、定时控制、场景控制发展到语音交互、手势感应等方式，极大程度地增强了智能家居系统的适用性，也大大提升了用户的使用体验。具体来说，整体解决方案涵盖了如下子系统：

安全系统，用于维护设备产品与网络信息安全，主要包括火灾自动报警系统、入侵报警系统、视频安防监控系统，在居住者人身及隐私安全受到威胁的过程中，及时地将风险控制在能够处理的范围之内。报警系统多采用网络控制设备，与建筑原有方可对讲等联网，从而实现安全防御的有效联动。

场景联动的智能照明、窗帘、影音系统，利用控制主机或智能模块、无线模块方式组合多种模式，满足用户多方面的居住与生活需求。其中，空调系统除远程控制与智能面板控制之外，还可以依照内置的探测器设备，及时感知居住环境的温度、湿度等信息，实现自动识别控制。

（3）家庭日常生活系统，包括电饮水机、新风换气等设备的定时与远程控制系统，满足居住者的日常生活需求；燃气泄漏报警与防漏水系统，第一时间自动关闭燃气阀及水阀，避免资源浪费以及风险扩大。

（4）能耗系统，包括水电计量以及远程数据传送，基于所获取的数据，由大数据与能效专家系统进行智能化分析，从而为用户提供可行性极高的节能方案，实现经济性与可持续发展的基本要求。

2 智能家居系统的安全

智能家居系统是为人服务的，在提升其服务体验的同时，也必须保证系统的基本安全，从源头上防范安全事故的出现。具体来说，智能家居系统的安全包括设备产品的质量安全以及网络信息安全。

2.1 设备产品的质量安全

设备产品的质量安全是一种“硬件”安全，笼统地说，就是确保智能家居系统的各个设备构成部分均保持安全的运转状态。智能家居的一大特点就在于其全天候运行的属性，因此，任何质量安全问题均可能对日常生活造成极大阻碍，甚至会导致严重的安全风险。例如，如果智能电动窗帘的相关设备出现质量问题，则会影响室内的采光与遮光效果，从而与居住者的生活习惯与生活诉求相互冲突，背离了智能家居系统应用的基本目标；又如果智能照明系统出现故障，导致照明效果下降、异常照明或是无法照明问题，也会使得居住者学习、工作、娱乐等需求无法得到有效满足，甚至可能造成严重的经济损失。可见，智能家居系统的设备产品安全对于系统的整体运转具有基础性的影响。在人工智能与物联网的背景下，要想充分凸显智能家居系统的优势，在保证产品生产符合相应标准的基础上，就需要为设备产品赋予优质的售后服务以及远程（后台）检修调试纠错功能，这一功能可以有效应对设备产品安全问题的突发性、难以预测性的特点，为其正常运转提供技术保障。当然，也应当重视人与智能家居系统的交互，匹配以来良好的手动功能，有效应对系统崩溃等极端情况。

2.2 网络信息安全

相较于设备产品安全来说，智能家居系统的网络信息安全是一种“软件”安全，在人工智能与物联网的背景下，智能家居系统运行时需要同各类设备的云服务端交换信息，因此一旦网络信息安全存在漏洞，则会带来极大的损失，如非法入侵可以使得家用网络安防摄像机等设备被恶意控制，进而使得居住空间的隐私性受到极大破坏；再比如如果网络信息传递不通畅导致的路由器阻塞，也会影响智能家居系统的用户体验。当前，相较于商用、军用智能系统来说，家用智能家居系统的抗攻击与防病毒能力仍然有待提升，这要求设计人员需要持续完善网络分段隔离与防火墙设置，为智能家居系统的稳定运转提供更加安全稳定的网络信息环境。

3 人工智能、物联网背景下未来智能家居系统的发展展望

人工智能与物联网技术的发展实现了智能化功能的互联互通，但不可否认的是，这些技术最终是为人类发展服务的，因此其必定知识对某一部分的人类功能进行模拟与增强，可以预见的是，未来智能家居系统的发展也必然会紧密围绕这一基本逻辑。

未来的智能家居系统必然会使得居住空间具有更加先进的感知能力，即对居住者的偏好进行感知，通过把握居住者喜欢什么、想要做什么，为居住者提供更加精准化、人性化的服务。例如，智能家居系统可以自动识别室内外的温度情况，对灯具色温进行调节，营造出良好的温感体验，温度较高的夏季可以应用高色温冷色调，气候寒冷的冬季则可以应用低色温暖色调，再配合空调等设备的作用，达到理想的“冬暖夏凉”效果；再例如，智能家居系统也可以通过感知分析，为居住者的工作、学习、生活提供辅助性便利，如通过对居住者的作息规律进行自动整理与分析，对其行为进行感知，从而匹配针对性的环境，可以在居住者阅读的过程中调节灯具亮度，在保证阅读体验的同时，达到护眼的效果，也可以在居住者有娱乐需求时及时转换到音乐、电视等对应模式。综合来说，在人工智能与物联网的背景下，随着各类新技术的持续应用以及智能家居系统建设体系的完善，未来智能家居系统必然会拥有更加强大的感知、学习、判断、决策、执行能力，其中感知能力的重要性也会愈发凸显。

4 结束语

综上，智能家居系统的发展是人工智能、物联网背景下的必然趋势，随着相关技术的不断成熟，各类智能家居系统与通信协议也不断涌现，各类新技术、新产品也呈现出高速的发展态度。对于开发者来说，要充分结合人工智能与物联网的基本背景，深入挖掘智能家居系统的发展导向，不断打造出先进的智能家居产品，使智能家居系统真正成为提高人民群众日常生活便利度与舒适度的动力。

[1]余云飞，朱得元，章平.基于Arduino和ESP8266的多终端智能家居控制平台的设计与实现[J/OL].安庆师范大学学报（自然科学版），2019（03）：36-40.

[2]徐建光.物联网背景下智能家居的发展途径探究[J].科技经济导刊，2019，27（22）：13-14.

[3]苑辉.智能家居：红海争夺呼唤新技术、新模式[J].上海企业，2019（07）：16-19.